吳 軍，王赫男

（海軍大連艦艇學(xué)院，大連116018）

0 引 言

箔條質(zhì)心干擾是水面艦艇防御反艦導(dǎo)彈襲擊的重要手段。外場試驗表明，其干擾成功概率與箔條誘餌的發(fā)射決策、艦艇的機(jī)動規(guī)避決策、導(dǎo)彈來襲舷向、作戰(zhàn)海域海情有著密切的關(guān)系。本文對箔條質(zhì)心干擾防御反艦導(dǎo)彈的箔條發(fā)射決策、艦艇機(jī)動決策進(jìn)行尋優(yōu)仿真，并分析了導(dǎo)彈來襲舷向、作戰(zhàn)海域風(fēng)向、風(fēng)速對干擾效果的影響，本文的研究可為箔條質(zhì)心干擾的戰(zhàn)術(shù)使用提供理論指導(dǎo)。

1 箔條質(zhì)心干擾作用原理

箔條質(zhì)心干擾發(fā)揮干擾效用實際上包含2個子過程[1]：第1個稱為“質(zhì)心過程”，控制無源干擾設(shè)備將箔條誘餌投放到來襲導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的分辨單元內(nèi)。由于末制導(dǎo)系統(tǒng)的同一分辨單元內(nèi)同時出現(xiàn)真、假目標(biāo)信號而無法分辨，因此導(dǎo)彈將由跟蹤艦艇轉(zhuǎn)變?yōu)楦櫯炌Ш筒瓧l誘餌共同形成的等效能量中心。第2個稱為“轉(zhuǎn)移過程”，由于導(dǎo)彈逐漸向目標(biāo)艦逼近，而制導(dǎo)天線波束寬度不變，相對于目標(biāo)艦和誘餌的視野逐漸縮小，因此將會發(fā)生“切割效應(yīng)”，導(dǎo)彈最后跟蹤被切割較慢的箔條誘餌假目標(biāo)，從而發(fā)生轉(zhuǎn)移，箔條質(zhì)心干擾成功。

2 箔條質(zhì)心干擾的建模與仿真

2.1 干擾效果評估準(zhǔn)則

（1）質(zhì)心過程

質(zhì)心干擾過程中，在對抗初期，箔條誘餌必須與艦艇同時布放在反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤范圍之內(nèi)，滿足下式[2]：

式中：RX，RY，RZ為反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)分辨單元的方位、距離和高度；R為導(dǎo)彈距目標(biāo)艦艇的距離；c為光速；τ為脈寬；θ、?分別為末制導(dǎo)雷達(dá)水平波束、垂直波束寬度。

（2）轉(zhuǎn)移過程

在轉(zhuǎn)移過程中，由于導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的波束寬度θ、?是一定的值，隨著時間的推進(jìn)，以水平波束寬度θ為例，有可能出現(xiàn)θ／2≤ max（θ11，θ12），其中質(zhì)心點與艦艇的偏向角為θ11，質(zhì)心點與箔條誘餌的偏離角為θ12。等號成立的時刻即為轉(zhuǎn)移時刻，此時對應(yīng)的反艦導(dǎo)彈位置點即為轉(zhuǎn)移點。當(dāng)導(dǎo)彈經(jīng)過轉(zhuǎn)移點后跟蹤艦艇，則判定為干擾失敗，跟蹤箔條誘餌則干擾成功。

（3）對抗結(jié)束時，艦艇必須位于安全范圍以內(nèi)

一般認(rèn)為，導(dǎo)彈的近炸殺傷距離小于60m，考慮到艦長因素，故安全距離取120m。當(dāng)對抗結(jié)束后，導(dǎo)彈與艦艇的距離大于安全距離時，本次干擾成功，否則判為失敗。對抗結(jié)束的標(biāo)志是某時刻導(dǎo)彈與艦艇的距離大于上時刻導(dǎo)彈與艦艇的距離。

以上3條準(zhǔn)則必須同時滿足，否則將判定此次箔條質(zhì)心干擾失敗。

2.2 仿真分析

（1）箔條誘餌發(fā)射決策仿真分析

仿真中設(shè)定艦艇航向為0°，航速為16kn；反艦導(dǎo)彈來襲舷角為左舷1 2 0°，導(dǎo)彈飛行速度為0.85Ma；末制導(dǎo)雷達(dá)波束寬度為3°，脈沖寬度為1μs；風(fēng)向為左舷60°，風(fēng)速4m／s。箔條誘餌的發(fā)射方向在右舷－180°～左舷180°范圍內(nèi)，以間隔1°進(jìn)行仿真計算，左舷為正，右舷為負(fù)。1次仿真結(jié)束后，可獲得1組距離數(shù)據(jù)值（艦艇與導(dǎo)彈爆炸點的最近距離），分選出其中距離最大值及所對應(yīng)的箔條誘餌發(fā)射舷角，得到本次對抗箔條誘餌的最佳發(fā)射角。

圖1 箔條彈發(fā)射方向?qū)Ω蓴_效果影響示意圖

如圖1所示，當(dāng)導(dǎo)彈來襲方向為左舷120°時，箔條彈異舷發(fā)射，發(fā)射舷角為右舷149°，近似垂直導(dǎo)彈來襲方向，干擾效果最佳，對抗結(jié)束時導(dǎo)彈與爆炸點的距離為260m。將導(dǎo)彈來襲舷角設(shè)定為左舷60°時，箔條彈的最佳發(fā)射方向為同舷發(fā)射，左舷148°。通過大量實驗數(shù)據(jù)分析表明：當(dāng)導(dǎo)彈來襲舷角在右舷或左舷0°～90°范圍內(nèi)時，箔條彈最佳發(fā)射決策為同舷發(fā)射，發(fā)射方向近似垂直于導(dǎo)彈來襲方向。當(dāng)導(dǎo)彈來襲舷角在右舷或左舷90°～180°范圍內(nèi)時，箔條彈最佳發(fā)射決策為異舷發(fā)射，發(fā)射方向也近似垂直于導(dǎo)彈來襲方向。這是由于此種發(fā)射準(zhǔn)則能使箔條誘餌投影到導(dǎo)彈來襲的正交方向上，艦艇與箔條誘餌的拉開速率最大，同時使風(fēng)速、風(fēng)向有利于艦艇與箔條誘餌在最短時間內(nèi)迅速拉開其橫向距離。

（2）艦艇機(jī)動決策仿真分析

仿真中其它參數(shù)保持不變，艦艇的機(jī)動角度為右機(jī)動－45°～左機(jī)動45°，以間隔5°進(jìn)行計算，左機(jī)動為正，右機(jī)動為負(fù)。

圖2 艦艇機(jī)動角度對干擾效果影響示意圖

圖2為不同艦艇機(jī)動角度對干擾效果影響示意圖。當(dāng)導(dǎo)彈來襲方向為左舷60°時，艦艇右機(jī)動的干擾效果要優(yōu)于左機(jī)動或直航；當(dāng)導(dǎo)彈來襲方向為左舷120°時，艦艇左機(jī)動的干擾效果要優(yōu)于右機(jī)動或直航；當(dāng)導(dǎo)彈從艦首方向來襲時，艦艇右機(jī)動的干擾效果明顯優(yōu)于左機(jī)動或直航。通過大量仿真結(jié)果表明：當(dāng)導(dǎo)彈來襲舷角在右舷或左舷0°～90°范圍內(nèi)時，艦艇的最佳機(jī)動方向為異舷機(jī)動；當(dāng)導(dǎo)彈來襲舷角在右舷或左舷90°～180°范圍內(nèi)時，艦艇的最佳機(jī)動方向為同舷機(jī)動。這是由于通過正確的艦艇機(jī)動可以減小艦艇在導(dǎo)彈來襲方向上的雷達(dá)截面積；同時可以調(diào)整艦艇與箔條誘餌的相對位置，使箔條投影到導(dǎo)彈來襲的正交方向，艦艇與箔條誘餌拉開的速率最大。

（3）導(dǎo)彈來襲方向?qū)Ω蓴_效果的影響

圖3為導(dǎo)彈來襲舷向?qū)Σ瓧l質(zhì)心干擾影響示意圖，仿真中導(dǎo)彈舷向在右舷或左舷0°～180°范圍，按間隔1°進(jìn)行仿真計算，左舷為正，右舷為負(fù)。在不同導(dǎo)彈來襲舷角的情況下，對箔條彈的最佳發(fā)射方向再進(jìn)行尋優(yōu)計算，選取對抗結(jié)束時導(dǎo)彈爆炸點與艦艇距離的最大值。為了便于分析，艦艇航向、風(fēng)向均取0°，其它參數(shù)保持不變。

圖3 導(dǎo)彈來襲方向?qū)Ω蓴_效果影響示意圖

圖中的虛線表明，當(dāng)導(dǎo)彈從艦首艦尾（±20°區(qū)域）方向來襲時，干擾效果較差，這是由于箔條誘餌在垂直于導(dǎo)彈來襲方向上的投影與艦艇距離較近；當(dāng)導(dǎo)彈接近正橫（±20°區(qū)域）方向來襲，箔條干擾效果較好，這是由于箔條誘餌在垂直于導(dǎo)彈來襲方向上的投影，與艦艇距離較遠(yuǎn)。如果作戰(zhàn)態(tài)勢不利于我方，可采用艦艇機(jī)動的方式。

如圖3中的實線所示，在相同已知條件下，艦艇采取正確機(jī)動后，干擾效果明顯得到改善。當(dāng)導(dǎo)彈從艦首艦尾（±20°區(qū)域）方向來襲時，正確的艦艇機(jī)動對干擾效果的影響十分明顯，此作戰(zhàn)態(tài)勢下實施質(zhì)心干擾必須配合艦艇機(jī)動；當(dāng)導(dǎo)彈從艦艇的正橫（±20°區(qū)域）方向來襲時，艦艇機(jī)動對干擾效果的影響并不十分明顯，是否機(jī)動應(yīng)視當(dāng)前的戰(zhàn)術(shù)需求而定。

（4）風(fēng)向、風(fēng)速對干擾效果的影響

圖4為風(fēng)向?qū)Σ瓧l質(zhì)心干擾影響示意圖，仿真中風(fēng)向在右舷或左舷0°～180°范圍，按間隔1°進(jìn)行仿真計算，左舷為正，右舷為負(fù)。圖中的曲線表明，在相同的已知情況下，不同風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果有較大的影響，如舷風(fēng)為左舷風(fēng)30°和右舷風(fēng)150°時，兩者的導(dǎo)彈爆炸點與艦艇的距離相差了150m，其原因主要是箔條彈發(fā)射方向采取逆風(fēng)發(fā)射和順風(fēng)發(fā)射而引起的，當(dāng)箔條彈順風(fēng)發(fā)射時，在對抗時間內(nèi)艦艇與箔條誘餌拉開的速率較快，拉開的距離較大；相反，兩者拉開的速率較慢，拉開的距離較小。

圖4 風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果影響示意圖

圖5為風(fēng)速對干擾效果影響示意圖。仿真中風(fēng)速在2～10m／s范圍，按間隔1m／s進(jìn)行仿真計算，左舷風(fēng)為正，右舷風(fēng)為負(fù)。曲線表明，在同一風(fēng)向上，如右舷風(fēng)150°時（恰好是順風(fēng)），隨著風(fēng)速的增加，艦艇和箔條誘餌拉開的速率增大，距離也不斷增大。而此時箔條彈的最優(yōu)發(fā)射舷角幾乎沒有變化，為右舷153°。

圖5的另一條曲線表明，隨著風(fēng)速的增加，拉開距離不斷減小，原因是此時左舷風(fēng)30°為逆風(fēng)發(fā)射，風(fēng)速越小，兩者拉開的速率越小，因此出現(xiàn)如上述相反的情況。當(dāng)風(fēng)速大于9m／s時，出現(xiàn)距離隨著風(fēng)速的增加而增加的情況，這是因為此時箔條彈的最優(yōu)發(fā)射舷角不再是右舷150°，而變?yōu)樽笙?7°，這樣，發(fā)射舷角又成為了順風(fēng)發(fā)射?？梢姡L(fēng)速和風(fēng)向?qū)Ω蓴_效果有時相互起作用，有時其中之一占主導(dǎo)因素。

圖5 風(fēng)速對干擾效果影響示意圖

3 結(jié)束語

本文通過對艦載箔條質(zhì)心干擾防御反艦導(dǎo)彈的全過程進(jìn)行動態(tài)仿真，分析了箔條質(zhì)心干擾的成

功概率與箔條誘餌發(fā)射決策、艦艇規(guī)避機(jī)動決策、導(dǎo)彈來襲舷向、作戰(zhàn)海域的風(fēng)向風(fēng)速等要素之間的關(guān)系，并總結(jié)了一些作戰(zhàn)準(zhǔn)則。本文的研究為戰(zhàn)場指揮員正確使用箔條質(zhì)心干擾提供了理論參考依據(jù)，同時對于提高箔條質(zhì)心干擾的成功概率也有一定的指導(dǎo)意義。

[1]高東華，俞躍，李偉.艦艇電子對抗戰(zhàn)術(shù)[M].北京：解放軍出版社，2004.

[2]徐敬，于小娟.艦船箔條質(zhì)心干擾仿真研究[J].艦船電子對抗，2001（10）：10-13.

[3]徐敬.箔條質(zhì)心干擾對抗反艦導(dǎo)彈的決策仿真[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報，2008（9）：4831-4834.

[4]王赫男.箔條質(zhì)心干擾防御反艦導(dǎo)彈仿真研究[J].艦船電子對抗，2010（4）：36-40.