秦劍冬，邢昌風(fēng)，吳 玲

(海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033)

艦載軟硬武器協(xié)同反導(dǎo)兼容性問題研究

秦劍冬，邢昌風(fēng)，吳 玲

(海軍工程大學(xué)，湖北 武漢 430033)

在協(xié)同反導(dǎo)條件下，艦載軟硬武器使用的兼容性問題是限制二者綜合運(yùn)用的重要因素。本文首先闡述了艦空導(dǎo)彈和電子戰(zhàn)系統(tǒng)反導(dǎo)作戰(zhàn)的基本流程，然后對(duì)二者在協(xié)同反導(dǎo)時(shí)可能產(chǎn)生的不兼容情況進(jìn)行了分析，同時(shí)結(jié)合實(shí)戰(zhàn)特點(diǎn)，得出了艦載軟硬武器協(xié)同使用過程中的一些原則。

軟硬武器;協(xié)同反導(dǎo);電磁兼容

0 引言

在未來海戰(zhàn)中，由各種平臺(tái)發(fā)射的反艦導(dǎo)彈是水面艦艇的主要威脅。目前，各國海軍的反艦導(dǎo)彈基本上都具有精確打擊能力和較強(qiáng)的抗干擾能力，并且在戰(zhàn)術(shù)上采用高、中、低空突防相結(jié)合，多層次、多方向同時(shí)攻擊的方式，給艦艇防御帶來了難題。

為了對(duì)抗日益發(fā)展的反艦導(dǎo)彈，水面艦艇必須綜合利用裝備的各種軟硬武器來進(jìn)行抗擊。由于不同武器系統(tǒng)具有不同特點(diǎn)和使用要求，如果在作戰(zhàn)中不進(jìn)行協(xié)調(diào)，就有可能降低某武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，甚至導(dǎo)致完全失效，給艦艇安全帶來威脅。因此，在協(xié)同反導(dǎo)條件下，對(duì)艦艇軟硬武器綜合使用的兼容性問題進(jìn)行研究，具有重要軍事價(jià)值。

1 艦載軟硬武器反導(dǎo)的主要手段和流程

目前，艦艇上用于對(duì)抗反艦導(dǎo)彈的硬武器包括艦空導(dǎo)彈和近程反導(dǎo)艦炮武器系統(tǒng)，限于文章篇幅，本文主要對(duì)艦空導(dǎo)彈進(jìn)行研究。軟武器是指艦艇裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，主要采用電子對(duì)抗的方式對(duì)敵反艦導(dǎo)彈進(jìn)行迷惑和干擾，使其不能正常發(fā)揮作用，從而達(dá)到保護(hù)己方艦艇的作用。

1.1 艦空導(dǎo)彈反導(dǎo)的基本流程

艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)接收由作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)發(fā)來的目標(biāo)指示信息后，跟蹤雷達(dá)搜索發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并實(shí)施穩(wěn)定跟蹤。艦空導(dǎo)彈發(fā)射后，跟蹤雷達(dá)需要持續(xù)獲取目標(biāo)和己方艦空導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)信息，實(shí)時(shí)把數(shù)據(jù)發(fā)送給中心計(jì)算機(jī)，并由中心計(jì)算機(jī)形成制導(dǎo)指令，完成對(duì)艦空導(dǎo)彈的遙控制導(dǎo)，直至命中目標(biāo)［1］。

由于反艦導(dǎo)彈目標(biāo)小、運(yùn)動(dòng)速度快，一旦受到某種干擾，影響了跟蹤雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的跟蹤，導(dǎo)致丟失目標(biāo)，那么跟蹤雷達(dá)從搜索至重新實(shí)施穩(wěn)定跟蹤需要花費(fèi)較長的時(shí)間。同時(shí)在這段時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)無法對(duì)艦空導(dǎo)彈實(shí)施精確制導(dǎo)，從而會(huì)大大降低艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。因此，在艦空導(dǎo)彈反導(dǎo)期間，應(yīng)保證跟蹤雷達(dá)始終有效對(duì)準(zhǔn)艦空導(dǎo)彈和來襲目標(biāo)。

1.2 電子戰(zhàn)反導(dǎo)的基本流程

目前，艦艇上裝備的電子戰(zhàn)系統(tǒng)主要有2種干擾方式：有源干擾和無源干擾。有源干擾又可分為有源壓制性干擾和有源欺騙性干擾。有源壓制性干擾主要原理是利用有源干擾機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)“淹沒”目標(biāo)回波，使敵雷達(dá)觀察不到目標(biāo)回波，從而達(dá)到隱真示假的作用。有源欺騙性干擾工作過程主要是發(fā)射一種類似目標(biāo)回波，但又不含有目標(biāo)真實(shí)的方向、距離或速度等信息的干擾信號(hào)，敵雷達(dá)接收虛假信息后，就會(huì)產(chǎn)生較大的誤差信號(hào)，最后導(dǎo)致敵武器系統(tǒng)丟失目標(biāo)，失去控制［2］。

無源干擾通常包括沖淡干擾、質(zhì)心干擾和煙幕干擾3種。沖淡干擾是目前水面艦艇反導(dǎo)防空運(yùn)用最多、效果也最明顯的一種干擾樣式，其基本原理是在敵反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)搜索前，在艦艇附近布置多個(gè)假目標(biāo)(距艦艇約1 km)，當(dāng)敵末制導(dǎo)雷達(dá)開機(jī)搜索時(shí)，就有可能首先捕捉到假目標(biāo)，從而降低對(duì)目標(biāo)艦艇的捕捉概率［3］。通常，沖淡干擾的發(fā)射方向與反艦導(dǎo)彈的來襲方向成45°和135°(如圖1所示)，這樣不管敵末制導(dǎo)雷達(dá)采用何種搜索方法，都能首先搜索到假目標(biāo)。

圖1 沖淡干擾示意圖Fig.1 Dilution jamming

質(zhì)心干擾是指在敵反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)已經(jīng)跟蹤上目標(biāo)艦艇后，利用雷達(dá)總是跟蹤目標(biāo)能量質(zhì)心這一特點(diǎn)，在敵末制導(dǎo)雷達(dá)跟蹤范圍內(nèi)、目標(biāo)艦艇附近布放1個(gè)假目標(biāo)(距艦艇約100～300 m)，使末制導(dǎo)雷達(dá)逐漸由跟蹤目標(biāo)艦艇轉(zhuǎn)而跟蹤目標(biāo)艦艇和假目標(biāo)的能量質(zhì)心，干擾敵末制導(dǎo)雷達(dá)的穩(wěn)定跟蹤，從而使敵反艦導(dǎo)彈偏離目標(biāo)艦艇［4］。質(zhì)心干擾箔條彈發(fā)射方向的計(jì)算較為復(fù)雜，主要影響因素有反艦導(dǎo)彈的來襲方向、海區(qū)的風(fēng)向和風(fēng)速，需要遵循的基本原則是保證艦艇能在最短時(shí)間內(nèi)與假目標(biāo)拉開距離。

煙幕干擾是通過在空氣中施放大量氣溶膠微粒，以改變電磁波介質(zhì)傳輸特性來實(shí)施對(duì)光電制導(dǎo)武器系統(tǒng)的干擾。如果在普通防可見光煙幕中加入箔條絲，那么這種煙幕還可以對(duì)雷達(dá)制導(dǎo)武器形成干擾［5］。煙幕干擾的發(fā)射方向相對(duì)較簡單，只需保證形成的煙幕布放在來襲的反艦導(dǎo)彈和被保護(hù)的艦艇之間，即煙幕干擾的發(fā)射方向?yàn)閷?dǎo)彈的來襲方向。

2 軟硬武器協(xié)同反導(dǎo)作戰(zhàn)兼容性問題

根據(jù)本文研究的對(duì)象，軟硬武器協(xié)同使用的兼容性問題主要是指艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)之間的電磁兼容問題。在艦艇反導(dǎo)防空的背景下，艦空導(dǎo)彈作為主要的硬抗擊武器具有不可替代的作用，但同時(shí)根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭的基本需要，電子戰(zhàn)應(yīng)貫穿于作戰(zhàn)的全過程，因此在使用艦空導(dǎo)彈反導(dǎo)防空時(shí)，必須協(xié)調(diào)電子戰(zhàn)系統(tǒng)的使用，以達(dá)到趨利避害、充分發(fā)揮艦載軟硬武器綜合作戰(zhàn)效能的作用。

2.1 有源干擾與艦空導(dǎo)彈協(xié)同

艦載有源干擾對(duì)抗反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)時(shí)，首先需要考慮以下2個(gè)問題：

1)距離欺騙干擾造成的測距誤差對(duì)角度跟蹤的影響很小，所以單純的距離欺騙對(duì)反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)沒有戰(zhàn)術(shù)意義;角度欺騙能產(chǎn)生角度誤差，但由于“燒穿”區(qū)的存在，小的角度誤差不足以降低反艦導(dǎo)彈的命中概率，只有產(chǎn)生大的角度欺騙才能降低導(dǎo)彈的命中率。

2)對(duì)于具有“跟雜”能力的末制導(dǎo)雷達(dá)，不能對(duì)其實(shí)施噪聲干擾。

因此，有源干擾一般用于干擾敵武器平臺(tái)的搜索和跟蹤雷達(dá)，對(duì)抗反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)的戰(zhàn)術(shù)效果是不高的［4］。同時(shí)，如果有源干擾和艦空導(dǎo)彈對(duì)抗同一批目標(biāo)，有源干擾機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)會(huì)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的跟蹤和制導(dǎo)產(chǎn)生影響。因此二者在協(xié)同使用時(shí)，應(yīng)注意使用的先后順序，即當(dāng)發(fā)現(xiàn)敵導(dǎo)彈發(fā)射平臺(tái)的搜索或跟蹤雷達(dá)時(shí)，應(yīng)立即實(shí)施有源干擾;當(dāng)發(fā)現(xiàn)敵反艦導(dǎo)彈或反艦導(dǎo)彈末制導(dǎo)雷達(dá)信號(hào)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉有源干擾機(jī)，以免干擾艦空導(dǎo)彈的正常使用。

2.2 無源干擾與艦空導(dǎo)彈協(xié)同

2.2.1 沖淡干擾與艦空導(dǎo)彈協(xié)同

根據(jù)沖淡干擾和艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的使用特點(diǎn)，假設(shè)對(duì)抗同一批目標(biāo)，如圖1所示，沖淡干擾發(fā)射后一段時(shí)間內(nèi)形成的箔條云不處于目標(biāo)和艦艇之間，即箔條云不會(huì)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生影響，那么這種情況下二者是兼容的。但由于沖淡箔條云具有較長的滯空時(shí)間(可達(dá)4～5 min)，隨著時(shí)間的推移，受到艦艇運(yùn)動(dòng)、海區(qū)風(fēng)向和風(fēng)速的影響，箔條云、艦艇和目標(biāo)的相對(duì)位置會(huì)產(chǎn)生變化，如圖2所示。在某一時(shí)間段，箔條云1的位置移動(dòng)到了艦艇和反艦導(dǎo)彈之間，那么這時(shí)候箔條云就會(huì)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的跟蹤和對(duì)艦空導(dǎo)彈的制導(dǎo)。

圖2 沖淡干擾和艦空導(dǎo)彈不兼容情況示意圖Fig.2 The incompatible instance of dilution jamming and SAM

按照目前普遍的軟硬武器協(xié)同使用原則，如果沖淡干擾和艦空導(dǎo)彈產(chǎn)生不兼容，應(yīng)以艦空導(dǎo)彈為主。在這種情況下，只選擇艦空導(dǎo)彈進(jìn)行抗擊，而不使用無源沖淡干擾。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，沖淡干擾一次發(fā)射的4枚箔條彈并不是都對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在圖2中，由于風(fēng)向、風(fēng)速和艦艇機(jī)動(dòng)的影響，只有箔條云1對(duì)艦空導(dǎo)彈產(chǎn)生干擾，而箔條云2，3，4則不產(chǎn)生干擾。據(jù)此可以得出沖淡干擾和艦空導(dǎo)彈協(xié)同使用的方法：遵循艦空導(dǎo)彈優(yōu)先的原則，同時(shí)在保證與艦空導(dǎo)彈電磁兼容的前提下，通過計(jì)算選擇方向發(fā)射沖淡干擾，這樣既確保了艦空導(dǎo)彈的正常攔截，又能在艦艇周圍形成假目標(biāo)，降低反艦導(dǎo)彈的鎖定概率，從而提高艦艇的防空能力。2.2.2 質(zhì)心干擾與艦空導(dǎo)彈協(xié)同

質(zhì)心干擾形成的箔條云滯空時(shí)間較短(約為60 s左右)，但由于質(zhì)心箔條云位置距離艦艇較近，故仍有較大可能對(duì)艦空導(dǎo)彈產(chǎn)生干擾，具體原因同沖淡干擾。質(zhì)心干擾的干擾效果與多種因素有關(guān)，包括質(zhì)心干擾發(fā)射的時(shí)機(jī)和方向、箔條云的有效反射面積、發(fā)射后艦艇的正確機(jī)動(dòng)等，對(duì)于本文來講，主要考慮質(zhì)心干擾發(fā)射方向的影響。

要完成一次成功的質(zhì)心干擾，質(zhì)心干擾彈的發(fā)射方向必須滿足以下2個(gè)條件：

1)發(fā)射后形成的箔條云必須在敵末制導(dǎo)雷達(dá)的跟蹤范圍內(nèi);

2)質(zhì)心干擾發(fā)射方向應(yīng)有利于艦艇在最短時(shí)間內(nèi)與假目標(biāo)拉開距離，盡快脫離敵反艦導(dǎo)彈的跟蹤。

同時(shí)，為了保證與艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)兼容，在艦空導(dǎo)彈攔截目標(biāo)這段時(shí)間內(nèi)(設(shè)為T)，箔條云的位置應(yīng)始終處在目標(biāo)和艦艇連線之外。通常情況下，T代表的時(shí)間段應(yīng)從艦空導(dǎo)彈跟蹤雷達(dá)對(duì)目標(biāo)實(shí)施跟蹤開始，到目標(biāo)被攔截或者目標(biāo)飛離艦空導(dǎo)彈發(fā)射區(qū)為止。

假設(shè)戰(zhàn)場態(tài)勢如圖3所示，其中M表示反艦導(dǎo)彈，S表示己方艦艇，C表示在t=0時(shí)刻(質(zhì)心箔條彈發(fā)射形成箔條云時(shí)刻)艦艇質(zhì)心干擾形成的箔條云。為了描述方便，這里把艦艇和箔條云近似看成1個(gè)質(zhì)點(diǎn)，但在具體計(jì)算時(shí)，需要考慮二者的形狀和大小。從圖中可以看出，為了使二者兼容，箔條彈的發(fā)射方向應(yīng)遵循以下約束條件：在t從0～T的時(shí)間段內(nèi)，箔條云的運(yùn)動(dòng)軌跡與連線MS無交點(diǎn)。

圖3 質(zhì)心干擾箔條云和艦艇位置變化示意圖Fig.3 Movement of centroid jamming chaff and warship

根據(jù)質(zhì)心干擾的使用原則，當(dāng)海區(qū)風(fēng)速比較小時(shí)，質(zhì)心干擾盡量選擇順風(fēng)發(fā)射，此時(shí)箔條云形成位置如圖4所示。分析可知，在這種情況下如果發(fā)射箔條彈，會(huì)對(duì)艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因此適當(dāng)改變質(zhì)心干擾彈的發(fā)射方向，既可保證二者兼容，同時(shí)也不會(huì)對(duì)質(zhì)心干擾效果產(chǎn)生太大影響。

圖4 風(fēng)速較小條件下質(zhì)心箔條云形成位置示意圖Fig.4 The formed position of centroid jamming chaff in the condition of low wind speed

2.2.3 煙幕干擾與艦空導(dǎo)彈協(xié)同

隨著煙幕技術(shù)的發(fā)展，從干擾波段上煙幕可以分為防可見光、短波紅外常見煙幕、防熱紅外煙幕，防微波及毫米波煙幕，多頻譜、寬頻譜和全頻譜煙幕［6］。如果是采用普通的防可見光或防紅外煙幕，它對(duì)艦空導(dǎo)彈的使用影響不大，即煙幕干擾和艦空導(dǎo)彈可根據(jù)需要各自獨(dú)立使用。如果采用具有雷達(dá)干擾能力的煙幕，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)戰(zhàn)場態(tài)勢綜合把握使用。當(dāng)艦空導(dǎo)彈還未發(fā)射時(shí)，使用應(yīng)以煙幕干擾為主，以保證形成的煙幕有足夠的范圍和厚度;當(dāng)艦空導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)射攔截目標(biāo)，通常情況下應(yīng)保證該次攔截完成，結(jié)束后視目標(biāo)毀傷情況決定是否發(fā)射煙幕干擾。

3 結(jié)語

為了提高艦艇反導(dǎo)防空的作戰(zhàn)能力，必須充分發(fā)揮各種艦載軟硬武器的作戰(zhàn)潛力。目前，軟硬武器協(xié)同使用的兼容性問題是限制二者綜合運(yùn)用的重要因素，本文在分析了艦空導(dǎo)彈和電子戰(zhàn)系統(tǒng)各自作戰(zhàn)流程和使用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)該問題進(jìn)行了初步的研究，得出了艦艇軟硬武器協(xié)同使用的一些原則，對(duì)解決目前軟硬武器在使用過程中的兼容性問題具有一定的借鑒作用。同時(shí)看到，如何結(jié)合實(shí)戰(zhàn)定量地解決該問題是下一步研究的方向。

［1］秦劍冬，邢昌風(fēng)，吳玲．編隊(duì)艦空導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)防空作戰(zhàn)研究［J］．艦船科學(xué)技術(shù)，2010，32(5)：80－83．

QIN Jian-dong，XING Chang-feng，WU Ling．Study on the cooperative control and guidance for SAM in air-defense combat of warship formation［J］．Ship Science and Technology，2010，32(5)：80 －83．

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XING Chang-feng，HUANG Ze-han． Research on the preset methodsofdilution jamming［J］， Shipboard Electronic Countermeasure，2005，28(4)：35 －38．

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［5］洪志平，陳鋅勝．光電干擾技術(shù)在編隊(duì)防空中的應(yīng)用前景［J］．艦船電子對(duì)抗，2003，26(6)：28－30．

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FU Wei．Smoke screen technology and its development［J］．Electronics Optics ＆ Control，2002，9(3)：9－11．

Research on the compatibility of shipboard soft and hard weapons for cooperative anti-missile

QIN Jian-dong，XING Chang-feng，WU Ling
(Naval University of Engineering，Wuhan 430033，China)

In the condition of cooperative anti-missile，the compatibility of shipboard soft and hard weapons is an important limited factor of using them．This paper first expatiates the basic anti-missile process of SAM and electronic countermeasure system，and then analyses the incompatible instances in the situation of cooperative anti-missile．At the same time，this paper considers the trait of actual combat and sums up some principles of the cooperative use of shipboard soft and hard weapons．

soft and hard weapons;cooperative anti-missile;EMC

E927

A

1672－7649(2012)07－0114－04

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.07.026

2011－07－07;

2011－09－01

秦劍冬(1982－)，男，講師，研究方向?yàn)榕炤d武器系統(tǒng)工程。