郝艷紅 李文濤

(解放軍炮兵學(xué)院五系43隊(duì) 合肥 230031)

1 引言

當(dāng)前聯(lián)合火力戰(zhàn)毀傷效能研究的思路是:針對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的目標(biāo),按照毀傷程度的要求,計(jì)算相應(yīng)的彈藥消耗量。對(duì)于不帶制導(dǎo)手段的傳統(tǒng)火力兵器來(lái)說(shuō),火力毀傷基本上是采取面覆蓋的方式進(jìn)行目標(biāo)毀傷。假設(shè)對(duì)于一定目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的目標(biāo),毀傷程度要求為30%對(duì)應(yīng)的彈藥消耗量為100發(fā),按照這種計(jì)算方法,毀傷程度為60%相對(duì)應(yīng)的彈藥消耗量為200發(fā)[1]。如果這些彈藥是在同一時(shí)刻落在目標(biāo)上,則這種計(jì)算方法完全正確。事實(shí)上彈藥落達(dá)目標(biāo)是有一定持續(xù)時(shí)間的,隨著打擊時(shí)間的推移,目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的數(shù)目會(huì)逐步減少,而且由于目標(biāo)進(jìn)行隱藏、機(jī)動(dòng)等因素,使原有目標(biāo)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的分布密度急劇降低,使得同樣多的彈藥在打擊后期不可能和打擊開(kāi)始時(shí)一樣毀傷相同的目標(biāo)數(shù)。要想毀傷同樣多的目標(biāo),需要更多的彈藥[2]?；诖?本文對(duì)考慮持續(xù)時(shí)間的聯(lián)合火力戰(zhàn)火力毀傷效果進(jìn)行一定的探討。

2 目標(biāo)數(shù)變化模型建立

首先做如下假設(shè)[3～4]:

1)不考慮帶有制導(dǎo)手段的打擊兵器彈藥,在此處以普通炮彈為例進(jìn)行研究;

2)目標(biāo)為同一類(lèi)均勻分布的面積目標(biāo),本文在此僅考慮固定目標(biāo);

3)炮彈均勻分布在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)。

對(duì)于整個(gè)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)來(lái)說(shuō),假設(shè)t0時(shí)刻目標(biāo)區(qū)域內(nèi)有目標(biāo)N(t0)個(gè),則有:

式中:m為t0到t0+t時(shí)間內(nèi)發(fā)射的彈藥數(shù);S0為單發(fā)炮彈的有效殺傷面積;S為目標(biāo)區(qū)域總面積;P0為單發(fā)炮彈對(duì)目標(biāo)的毀傷概率。

3 目標(biāo)數(shù)變化模型求解

對(duì)上面建立的模型求解,有:

從式(2)可以發(fā)現(xiàn),目標(biāo)數(shù)量與目標(biāo)所在的區(qū)域面積、單位時(shí)間內(nèi)的落彈數(shù)、單發(fā)炮彈的有效殺傷面積、單發(fā)彈對(duì)目標(biāo)的毀傷概率、以及持續(xù)打擊時(shí)間有關(guān),且目標(biāo)數(shù)與時(shí)間之間是負(fù)指數(shù)關(guān)系。對(duì)于同種類(lèi)炮彈來(lái)說(shuō),其對(duì)一定目標(biāo)的毀傷概率P0為一個(gè)常量,其對(duì)目標(biāo)的有效殺傷面積S0也為一個(gè)常量,因而需要考察目標(biāo)數(shù)與所在的區(qū)域、單位時(shí)間內(nèi)的落彈數(shù)以及持續(xù)打擊時(shí)間之間的關(guān)系。

4 目標(biāo)數(shù)變化模型分析

4.1 目標(biāo)數(shù)與目標(biāo)所在區(qū)域面積之間的關(guān)系

假設(shè)單炮的有效殺傷面積S0為1,目標(biāo)數(shù)N0為20,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的彈藥數(shù)m為30,單發(fā)炮彈對(duì)目標(biāo)的毀傷概率P0為0.6;假設(shè)目標(biāo)區(qū)域面積S分別為100、200、300,使用Matlab仿真得到圖1。

從圖1可以看出,隨著目標(biāo)區(qū)域面積的變大,單位時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)減少數(shù)明顯降低,使得聯(lián)合火力戰(zhàn)打擊效果明顯降低。作為防守一方,要想提高目標(biāo)在聯(lián)合火力打擊下的生存概率,就應(yīng)該增加目標(biāo)的配置區(qū)域面積,也就是使目標(biāo)盡可能的疏散配置,從而可以有效的提高目標(biāo)的生存概率。

4.2 目標(biāo)數(shù)與單位時(shí)間落彈數(shù)之間的關(guān)系

假設(shè)單炮的有效殺傷面積S0為1,目標(biāo)數(shù)N0為20,目標(biāo)區(qū)域面積S為100,單發(fā)炮彈對(duì)目標(biāo)的毀傷概率P0為0.6;假設(shè)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的彈藥數(shù)m 分別為10、20、30,使用Matlab仿真得到圖2。

從圖2可以看出,隨著單位時(shí)間落彈數(shù)的增加,單位時(shí)間內(nèi)的目標(biāo)數(shù)明顯減少。要想增加聯(lián)合火力打擊的毀傷效果,盡可能的達(dá)成全部或部分戰(zhàn)役目的,就必須盡可能的增加單位時(shí)間內(nèi)的落彈數(shù)。對(duì)于炮兵而言,在不能增加同時(shí)實(shí)施打擊的火炮數(shù)的情況下,就應(yīng)盡可能的采用一些技術(shù)戰(zhàn)術(shù)手段,如突然、猛烈對(duì)敵實(shí)施攻擊,采用單炮多發(fā)同時(shí)彈著等方法,增加單位時(shí)間內(nèi)的落彈數(shù)[5]。

4.3 目標(biāo)數(shù)與持續(xù)打擊時(shí)間之間的關(guān)系

假設(shè)單炮的有效殺傷面積S0為1,目標(biāo)數(shù) N0為20,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的彈藥數(shù)m為30,單發(fā)炮彈對(duì)目標(biāo)的毀傷概率P0為0.7,目標(biāo)區(qū)域面積S為100,使用Matlab仿真得到圖3。

從圖3可以發(fā)現(xiàn):隨著打擊時(shí)間的進(jìn)行,在0～7min內(nèi),目標(biāo)數(shù)發(fā)生了急劇變化,在 7～15min內(nèi),目標(biāo)數(shù)的減少趨于平緩,在15min以后,目標(biāo)數(shù)的減少隨時(shí)間的變化不明顯。因而應(yīng)盡可能的控制打擊時(shí)間,如本例的打擊時(shí)間就應(yīng)控制在15min以?xún)?nèi)。如果一味的依靠長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的火力打擊,對(duì)目標(biāo)的毀傷程度增加的效果并不明顯,只會(huì)造成嚴(yán)重的彈藥浪費(fèi)。

回到引言中所提出的問(wèn)題,假設(shè)毀傷程度為30%對(duì)應(yīng)的打擊時(shí)間為t1,彈藥消耗量為100發(fā),單位時(shí)間內(nèi)的落彈數(shù)不變,考察毀傷程度為60%相對(duì)應(yīng)的打擊時(shí)間t2及相對(duì)應(yīng)的彈藥消耗量。

從圖4可以發(fā)現(xiàn),在打擊時(shí)間為1.7min時(shí),毀傷目標(biāo)數(shù)30%,使目標(biāo)幸存數(shù)為14;而在打擊時(shí)間為4.4min時(shí),毀傷目標(biāo)數(shù)60%,使目標(biāo)幸存數(shù)為8。由于單位時(shí)間內(nèi)落彈數(shù)相同,使得初期100發(fā)炮彈可以使目標(biāo)毀傷程度達(dá)到30%,而接下來(lái)要使用159發(fā)炮彈才能使目標(biāo)毀傷程度再增加30%,共計(jì)259發(fā)炮彈使得目標(biāo)毀傷程度達(dá)到60%。而不是原有計(jì)算方法計(jì)算得出的200發(fā)炮彈。

5 結(jié)語(yǔ)

本文僅僅考察了固定目標(biāo)隨時(shí)間持續(xù)的變化情況,對(duì)于機(jī)動(dòng)目標(biāo)來(lái)說(shuō),由于目標(biāo)的移動(dòng)變化,使得目標(biāo)的面積也隨時(shí)間的變化而變化;對(duì)于集群目標(biāo)來(lái)說(shuō),目標(biāo)不可能是完全按照文中的假設(shè)分布,完全是不規(guī)則分布的,因而在研究的過(guò)程中,需要考慮加上相應(yīng)的權(quán)重;對(duì)于實(shí)際作戰(zhàn)來(lái)說(shuō),情況更復(fù)雜,需要更進(jìn)一步的深入研究。

[1]任富興,等.聯(lián)合火力戰(zhàn)指揮控制理論[M].北京:解放軍出版社,2008,1

[2]袁建才,等.陸軍炮兵射擊理論[M].合肥:合肥炮兵學(xué)院,1994,9

[3]任富興,等.聯(lián)合火力戰(zhàn)毀傷理論[M].北京:解放軍出版社,2010,10

[3]陳宏,等.陸軍師炮兵火力毀傷指標(biāo)確定方法[J].射擊學(xué)報(bào),2008(4)

[4]許梅生,等.信息化條件下目標(biāo)火力毀傷評(píng)估判據(jù)庫(kù)建立與分析[J].2009(1)