江洋溢，謝希權(quán)，雷迅

（空軍裝備研究院 總體所，北京100076）

中遠(yuǎn)程精確打擊是機(jī)械化作戰(zhàn)向信息化作戰(zhàn)發(fā)展的重要標(biāo)志，也將成為現(xiàn)代化空中作戰(zhàn)的主要特征。武器裝備能夠?yàn)橹羞h(yuǎn)程精確打擊提供怎樣的能力支持?如何更好地謀劃和指導(dǎo)空中中遠(yuǎn)程精確打擊裝備體系的能力建設(shè)?這些問題都需要從頂層對武器裝備體系的能力進(jìn)行評估。

現(xiàn)有的裝備體系能力評估方法主要有基于能力水平的指數(shù)評估以及基于任務(wù)的作戰(zhàn)仿真評估兩種方法。指數(shù)法通過對裝備性能等評估要素的加權(quán)聚合進(jìn)行評估，能夠得到能力建設(shè)的總體水平，但評估指標(biāo)缺乏作戰(zhàn)運(yùn)用意義，可解釋性不強(qiáng)。仿真法通過對任務(wù)過程的仿真進(jìn)行評估，能夠得到裝備遂行任務(wù)的能力，結(jié)果直觀，但不能體現(xiàn)出裝備能力建設(shè)的總體情況。

采用基于任務(wù)能力的水平評估方法進(jìn)行空中中遠(yuǎn)程精確打擊能力的頂層評估，一方面能夠?yàn)檠芯恐羞h(yuǎn)程精確打擊裝備作戰(zhàn)運(yùn)用提供結(jié)果支持，另一方面還可以縱向分析監(jiān)控和評價(jià)自身能力建設(shè)情況，并通過與其他國家進(jìn)行橫向比較，為空中中遠(yuǎn)程精確打擊能力建設(shè)的科學(xué)決策提供技術(shù)支持。

1 中遠(yuǎn)程精確打擊能力頂層評估方法

1.1 分析框架

為滿足武器裝備體系建設(shè)決策分析的需要，同時(shí)為作戰(zhàn)運(yùn)用研究提供參考，構(gòu)建基于任務(wù)能力的水平評估分析框架。該分析框架分三個(gè)層次：頂層為能力水平層，分析能力建設(shè)的總體水平，為能力建設(shè)決策提供支持；中間層為任務(wù)能力層，從作戰(zhàn)運(yùn)用角度評估裝備體系在中遠(yuǎn)程精確打擊中所能提供的能力；底層是裝備層，分析各類裝備的數(shù)量特性、質(zhì)量特性和結(jié)構(gòu)關(guān)系等。能力水平的評估采用指數(shù)形式，以任務(wù)能力評估的結(jié)果為支撐，任務(wù)能力評估采用有作戰(zhàn)運(yùn)用意義的能力指標(biāo)，以裝備體系層面的分析為基礎(chǔ)。

1.2 作戰(zhàn)概念及裝備體系

空中中遠(yuǎn)程精確打擊主要有三種作戰(zhàn)樣式，一是在常規(guī)轟炸機(jī)上發(fā)射巡航導(dǎo)彈；二是隱身轟炸機(jī)突防后投放空地導(dǎo)彈和制導(dǎo)炸彈；三是多用途飛機(jī)在護(hù)航飛機(jī)的保障下飛抵戰(zhàn)區(qū)發(fā)射中遠(yuǎn)程空地導(dǎo)彈。中遠(yuǎn)程精確打擊一般是指對超過通視距離的地面目標(biāo)進(jìn)行的打擊，需要構(gòu)筑遠(yuǎn)程精確打擊裝備體系，通過多種裝備的聯(lián)合作戰(zhàn)才能完成。首先，要由空間衛(wèi)星、遠(yuǎn)程預(yù)警偵察機(jī)、超視距雷達(dá)和其他遠(yuǎn)程偵察手段為攻擊編隊(duì)提供作戰(zhàn)態(tài)勢，測定目標(biāo)位置和機(jī)動(dòng)參數(shù)。其次，需要由遠(yuǎn)程打擊平臺(tái)根據(jù)遠(yuǎn)程探測兵力提供的目標(biāo)參數(shù)，發(fā)射遠(yuǎn)程導(dǎo)彈進(jìn)行攻擊。由于導(dǎo)彈飛行距離較遠(yuǎn)，需要根據(jù)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)情況和大氣條件對導(dǎo)彈飛行的影響，對導(dǎo)彈進(jìn)行中繼制導(dǎo)，使導(dǎo)彈能準(zhǔn)確捕捉和鎖定目標(biāo)，進(jìn)行精確攻擊。

從中遠(yuǎn)程精確打擊的作戰(zhàn)樣式可以看出，空中中遠(yuǎn)程精確打擊裝備體系的能力主要通過平臺(tái)和武器兩方面實(shí)現(xiàn)。除平臺(tái)和武器本身的性能外，平臺(tái)能力還受到平臺(tái)支援保障的影響，主要是指加油、護(hù)航、指揮控制和導(dǎo)航等方面；武器能力還受到目標(biāo)區(qū)信息保障的影響。不同的作戰(zhàn)樣式對平臺(tái)支援保障的要求不同，不同的導(dǎo)彈武器類型對目標(biāo)區(qū)信息需求也有差異。這些差異性需在構(gòu)建裝備體系以及裝備分析時(shí)視情設(shè)定。例如，對于隱身轟炸機(jī)的長途奔襲，可能不需要護(hù)航保障。

1.3 評估指標(biāo)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭主要通過火力、機(jī)動(dòng)與信息的融合實(shí)施作戰(zhàn)。信息化戰(zhàn)爭條件下，火力與機(jī)動(dòng)仍是作戰(zhàn)能力的重要方面，而信息逐漸成為拓展機(jī)動(dòng)范圍以及提高火力集中程度的重要因素。從作戰(zhàn)運(yùn)用角度看，中遠(yuǎn)程精確打擊的任務(wù)能力主要體現(xiàn)在打擊距離和打擊強(qiáng)度兩方面，可用在不同打擊距離上所能投放的彈藥量進(jìn)行度量。另一方面，信息為現(xiàn)代戰(zhàn)爭帶來的最大變化就是打擊的精確化，精確制導(dǎo)彈藥使得為達(dá)到相同打擊效果所需的彈藥數(shù)量大大減少，投放彈藥的飛機(jī)架次也大幅減少。因此，需要關(guān)注的不僅僅是彈藥投放總量，更重要的是在單位面積上所能投放的彈藥量。

綜上，在任務(wù)能力層面，中遠(yuǎn)程精確打擊任務(wù)能力可用一次出動(dòng)在一定打擊距離上單位面積所能投放的彈藥量來度量。由于這個(gè)彈藥量對應(yīng)于某個(gè)打擊距離點(diǎn)，因此該指標(biāo)可稱為單位彈藥量密度，它們構(gòu)成了距離和彈藥量之間的一條任務(wù)能力曲線。在能力水平層面，可對打擊距離進(jìn)行分檔，對不同距離檔次上單位面積所能投放的累積彈藥量進(jìn)行加權(quán)聚合，得到中遠(yuǎn)程精確打擊的能力水平。例如根據(jù)需要，打擊距離檔次可定為3000千米以外、1500千米～3000千米、1000千米～1500千米以及1000千米以內(nèi)四檔，則能力水平評估指標(biāo)體系可如圖1所示。

2 評估模型

任務(wù)能力層面的評估主要集中在兩方面，一是打擊距離，二是單位面積上彈藥的投放量。打擊距離與平臺(tái)本身的作戰(zhàn)半徑、平臺(tái)的支援保障、武器的射程、目標(biāo)區(qū)的信息保障等因素有關(guān)；彈藥投放量與飛機(jī)平臺(tái)的數(shù)量、完好率、突防概率以及武器掛載數(shù)量、戰(zhàn)斗部重量和命中精度等因素有關(guān)。對于能力水平層面的評估，按照距離分檔劃分架次集合，計(jì)算各架次集合中所有平臺(tái)所能投放的彈藥量總和，然后對各距離檔次上的彈藥投放量進(jìn)行加權(quán)綜合。

2.1 裝備體系模型

武器裝備體系由一定數(shù)量具備相應(yīng)能力的各型裝備按照一定的結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成。數(shù)量、能力（單項(xiàng)系統(tǒng)的能力）和結(jié)構(gòu)（裝備間交聯(lián)關(guān)系）是武器裝備體系的三個(gè)基本屬性。因此，武器裝備體系的模型可表示為：

式中，U為裝備集合；fN表示裝備的數(shù)量屬性，是裝備集合到實(shí)數(shù)集的函數(shù)；fC表示裝備體系的單項(xiàng)能力屬性，是裝備集合到多維實(shí)數(shù)空間的函數(shù)；fS表示裝備體系的結(jié)構(gòu)屬性，可用各類矩陣表示，如信息支援矩陣、武器典型掛載方案矩陣、加油方案矩陣等。在評估數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段，除要收集各裝備的數(shù)量和性能數(shù)據(jù)外，還應(yīng)填寫各類關(guān)系矩陣。

武器典型掛載方案矩陣是作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)與機(jī)載武器之間的交聯(lián)關(guān)系，是航空裝備之間的一種特有的結(jié)構(gòu)關(guān)系。假設(shè)作戰(zhàn)飛機(jī)集合為P，機(jī)載武器集合為W，則武器典型掛載方案矩陣：

其中，bij表示第i種作戰(zhàn)飛機(jī)的典型掛載中掛載第j型導(dǎo)彈的數(shù)量。

加油方案矩陣是作戰(zhàn)飛機(jī)與加油機(jī)之間的交聯(lián)關(guān)系，是航空主戰(zhàn)裝備與保障裝備之間的一種結(jié)構(gòu)關(guān)系。假設(shè)加油機(jī)集合為Y，則加油方案矩陣為：

其中，cij表示第j型加油機(jī)一航次能給cij架第i種作戰(zhàn)飛機(jī)加油。

信息關(guān)系矩陣主要體現(xiàn)主戰(zhàn)裝備與信息支援裝備之間的信息鏈路關(guān)系。信息關(guān)系矩陣的行包括平臺(tái)和武器兩類裝備，矩陣的列主要指通信裝備與各類情報(bào)偵察裝備等信息支援裝備。假設(shè)信息支援裝備集合為I，則信息關(guān)系矩陣為：

其中，aij表示第j型信息支援裝備所能提供滿足第i型裝備信息質(zhì)量要求的信息鏈路最大距離，為0表示不能提供該類信息。若信息支援裝備為衛(wèi)星，則aij取一個(gè)足夠大的數(shù)，表示不受距離的限制。

2.2 任務(wù)能力評估模型

2.2.1 打擊距離

設(shè)PDJ為能夠遂行中遠(yuǎn)程精確打擊任務(wù)的飛機(jī)型號(hào)集合，Pi∈PDJ，i=1，…，n，n為集合PDJ的元素總數(shù)。平臺(tái)本身的作戰(zhàn)半徑為：

若有加油機(jī)為打擊平臺(tái)實(shí)施加油，則可拓展其打擊距離。在加油方案矩陣PY中，某型號(hào)平臺(tái)所在行有一項(xiàng)不為0，則說明至少有一型加油機(jī)能夠?yàn)槠浼佑?。打擊距離拓展的程度，由加油區(qū)的設(shè)置決定。設(shè)最大加油機(jī)前出部署距離為Djy，則實(shí)施空中加油的平臺(tái)打擊距離變?yōu)椋?/p>

式中LP為矩陣求和處理邏輯算子，將矩陣按列求和后不為0的行轉(zhuǎn)化為1，為0的行轉(zhuǎn)化為0，即：

平臺(tái)的打擊距離還受到信息鏈路最大距離的制約。在信息關(guān)系矩陣PI中，每一行中各元素表示各種信息鏈路對平臺(tái)的保障情況，如地空通信指揮、預(yù)警機(jī)指揮、衛(wèi)星通信等。信息鏈路的距離限制可取這些鏈路的較大值。因此，考慮信息鏈路距離后的平臺(tái)打擊距離為：

式中max_R是對矩陣按行取大算子，min是對向量元素的取小算子。設(shè)WDJ為所有空地打擊武器集合，武器射程為：

設(shè)ONS為全1的行向量，其維數(shù)為打擊平臺(tái)數(shù)量。ONS的轉(zhuǎn)置與相應(yīng)向量進(jìn)行叉乘可將該向量轉(zhuǎn)化為矩陣。若武器掛載方案矩陣為PW=（bij）p×w，則打擊平臺(tái)掛載武器后的打擊距離為：

式中，L為元素處理邏輯算子，將矩陣中不為0的元素轉(zhuǎn)化為1，為0的元素保持為0，即：

武器的投放還受到目標(biāo)區(qū)信息保障的制約。目標(biāo)區(qū)信息包括目標(biāo)區(qū)圖像、地形、氣象信息等方面，主要由偵察裝備體系提供。設(shè)各型武器所需信息對應(yīng)的偵察距離為RZ=[RZ1，…，RZi，…，RZn]，則最終打擊距離為：

在加油機(jī)數(shù)量有限的情況下，還需要計(jì)算不實(shí)施空中加油情況下的打擊距離。此時(shí)只需將式（1）中的RPY換為RP即可，設(shè)不實(shí)施空中加油的最終打擊距離為DDJ。DDJ、DDJY均為不同平臺(tái)搭配不同武器所能達(dá)到的打擊距離所組成的矩陣，進(jìn)行能力水平總體評估時(shí)所需的打擊距離數(shù)據(jù)將從該矩陣中抽取。

2.2.2 單位面積的彈藥投放量

彈藥的投放量與裝備的數(shù)量有關(guān)，而在加油機(jī)數(shù)量有限的情況下，能到達(dá)一定距離的裝備數(shù)量又與加油機(jī)給何種平臺(tái)實(shí)施加油的分配方案有關(guān)。這里可采用在更遠(yuǎn)的打擊距離上投放更多彈藥的策略進(jìn)行加油機(jī)的分配，即優(yōu)先分配給打擊距離遠(yuǎn)的平臺(tái)。在式（2）計(jì)算得到的DDJ基礎(chǔ)上，首先將加油機(jī)分配給DDJ中最大元素對應(yīng)的平臺(tái)，若仍有加油機(jī)剩余，則選擇剩余最大元素對應(yīng)的平臺(tái)，直到加油機(jī)完全分配。

設(shè)打擊平臺(tái)的數(shù)量MP為：

式中雙等號(hào)為判斷兩個(gè)數(shù)是否相等的邏輯算子，若相等則為1，不相等則為0。

打擊平臺(tái)掛載武器的數(shù)量由武器掛載方案矩陣PW給出。若平臺(tái)完好率rP和突防概率TFP分別為：

那么，在打擊距離Di上，各型打擊平臺(tái)單航次在目標(biāo)區(qū)單位面積上可投放的彈藥量為：

GDJ為一個(gè)矩陣，矩陣行表示各型打擊平臺(tái)，矩陣列表示各型導(dǎo)彈武器，矩陣中的元素表示一個(gè)航次中使用各型打擊平臺(tái)中掛載各類導(dǎo)彈能夠在目標(biāo)區(qū)單位面積上投放的彈藥量。總彈藥量為所有元素之和。

因此，指定打擊距離與該距離上單位面積投放的彈藥量之間組成一系列二元組（Di，GDi），這一系列二元組便組成了打擊距離與彈藥量之間的關(guān)系曲線，可稱之為中遠(yuǎn)程精確打擊任務(wù)能力曲線，如圖2所示。

2.3 能力水平評估模型

設(shè)打擊距離檔次為Dk，如1000千米、1500千米、3000千米等，則裝備體系能夠在Di的打擊距離上目標(biāo)區(qū)單位面積上投放的彈藥量為矩陣DDJ中所有打擊距離大于打擊距離檔次Di的所有打擊平臺(tái)與武器搭配所能投放的累積彈藥量，可用下式計(jì)算：

GDk是一個(gè)彈藥投放量的絕對數(shù)量值，在進(jìn)行能力水平的聚合評估之前需進(jìn)行無量綱化。由于彈藥投放量是一個(gè)極大型指標(biāo)，可采用極值處理法：

式中，GMAX、GMIN分別為對比歷史情況和對手情況的最大值和最小值。若對于各距離檔次的權(quán)重為wk，則空中中遠(yuǎn)程精確打擊能力水平為：

3 結(jié)束語

本文根據(jù)評估的需要構(gòu)建了“能力水平—任務(wù)能力—裝備體系”的三層評估分析框架，提出使用不同打擊距離上單位面積所能投放的彈藥量做為指標(biāo)來評估打擊能力。從裝備、數(shù)量、性能、結(jié)構(gòu)等方面構(gòu)建了中遠(yuǎn)程精確打擊裝備體系模型、任務(wù)能力評估模型和能力水平評估模型。任務(wù)能力指標(biāo)具有作戰(zhàn)運(yùn)用意義，對作戰(zhàn)運(yùn)用有指導(dǎo)作用；能力水平評估結(jié)果反映了空中中遠(yuǎn)程精確打擊裝備能力的建設(shè)水平；并且，評估結(jié)果來源于任務(wù)能力，可為能力建設(shè)提供更具可信性的參考。

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