劉 林 張 東 朱亞飛

（1.91202部隊司令部 葫蘆島 125004）（2.92493部隊司令部 葫蘆島 125001）

1 引言

近年，隨著激光制導(dǎo)和電視制導(dǎo)武器在軍事上日益廣泛的使用，電子對抗有了一個嶄新的局面。目前，激光和電視制導(dǎo)武器命中概率高，它已對目標(biāo)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅，但由于煙幕的吸收、反射和散射作用，會使導(dǎo)引頭上接收的能量大大衰減，降低了導(dǎo)彈的命中概率，本文研究了編隊條件下水面艦艇煙幕干擾的使用原則和影響干擾效果的主要因素。

2 煙幕對抗光電制導(dǎo)武器的過程

煙幕作戰(zhàn)的遮蔽作用一是吸收、反射、散射入射光，我們定義為物理遮蔽作用；二是煙幕產(chǎn)生、隨風(fēng)飄移的位置，它必須擋住入射光的光路，我們定義為幾何遮蔽作用，本文只研究幾何遮蔽作用。

實際作戰(zhàn)中，導(dǎo)彈、煙幕和目標(biāo)（艦艇）三者都是運動的。相對的瞬間位置不斷變化，煙幕不但要具有良好的吸收和散射特性，而且要布放在導(dǎo)彈來向和目標(biāo)（艦艇）之間，才能降低半主動激光導(dǎo)引頭上的能量，使導(dǎo)彈失去目標(biāo)（艦艇）位置變化信息，從而破壞導(dǎo)彈的自動跟蹤。

實際干擾過程是：敵導(dǎo)彈首先跟蹤我艦，我艦載武器發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈，當(dāng)判斷為激光制導(dǎo)時，發(fā)射煙幕彈，形成煙幕墻，遮住艦艇，艦艇進行正確的戰(zhàn)術(shù)機動，降低導(dǎo)彈對我艦的命中概率。

3 煙幕遮擋效果的目標(biāo)函數(shù)［1］

在各種隨機因素的作用下、導(dǎo)彈在無導(dǎo)引下飛行的彈道散布誤差的概率分布為正態(tài)分布。本文只考慮側(cè)向散布誤差。艦艇在煙幕遮擋下，導(dǎo)彈在方位上的脫靶概率：

式中Ps為艦艇在導(dǎo)彈自導(dǎo)頭搜索范圍（或視場）內(nèi)時，艦艇在煙幕遮蔽下，導(dǎo)彈飛過煙幕，在方位上命中艦艇的概率。

4 艦艇、煙幕運動及導(dǎo)彈運動的數(shù)學(xué)模型

4.1 艦艇編隊隊形［2］

海軍艦艇作戰(zhàn)任務(wù)不同，編隊規(guī)模及隊形也不同，研究三艘艦艇便可研究編隊下煙幕作戰(zhàn)各種可能，如圖1所示：

令艦間距離R12＝12L，要求2R12

sinα≥0.5，α≥30°，α取30，其中α為看齊角。

4.2 坐標(biāo)系選取

因為導(dǎo)彈自導(dǎo)距離遠大于飛行高度，故可采用平面坐標(biāo)系，在導(dǎo)彈的側(cè)向平面進行研究。設(shè)艦艇航向為0°，X正向表示艦首方向，Y正向表示艦右舷。這樣研究可以滿足所需要精度的要求。

圖1 三艘艦艇編隊煙幕作戰(zhàn)態(tài)勢

4.3 艦艇運動方程

1）建立B艦方程，A艦和C艦依據(jù)B艦得出

式中：ΔT為步度；J為艦艇回轉(zhuǎn)運動時的慣性時間與步度的比值；Vs為艦速；Ns為艦航向；Dt為艦回轉(zhuǎn)戰(zhàn)術(shù)直徑；STA為艦回轉(zhuǎn)角度，右轉(zhuǎn)為＋，左轉(zhuǎn)為－；ΔT·K為艦轉(zhuǎn)后直航的時間。

式（4）可以表示用艦艇直航、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)向后直航或回轉(zhuǎn)等運動。

2）建立A艦方程

3）建立C艦方程

4.4 煙幕的運動方程［3］

煙幕彈從發(fā)射到成煙的過程大約6s，煙幕基本形狀是煙幕墻，基本運動是沿著風(fēng)向而運動。令導(dǎo)彈自導(dǎo)飛行時間為Ti，則煙幕方程為

式中：Xshi、Yshi為發(fā)射煙幕彈時艦的瞬時坐標(biāo)值；dls為煙幕發(fā)射裝置距艦中心的距離；Tf為煙幕發(fā)射裝置到爆炸點的飛行時間；bj為爆距；N為煙幕發(fā)射舷方位，左舷發(fā)射為－，右舷發(fā)射為＋；Tdt為告警時刻時間零點，煙幕彈發(fā)射時刻遲后的時間；Wd為真北風(fēng)向；Vw為風(fēng)速。

4.5 導(dǎo)彈目標(biāo)連線的數(shù)學(xué)模型

導(dǎo)彈的導(dǎo)引規(guī)律是制導(dǎo)系統(tǒng)把敏感到的目標(biāo)信息轉(zhuǎn)換成導(dǎo)彈操縱指令的解析公式，有四種自導(dǎo)引方法［4］。追綜法，固定前置角法，比例接近法，平行接近法，本文用平行接近法，設(shè)初始導(dǎo)彈威脅方位為Rro時，在自導(dǎo)過程中Rro不變，導(dǎo)彈以等速飛行，距目標(biāo)的瞬時距離為Roi

式中：Vm為導(dǎo)彈飛行速度；T1為總的對抗時間。

5 煙幕遮擋艦艇效果判定步驟與方法

首先討論一般有煙幕彈時，遮擋效果的判定步驟與方法，根據(jù)一艦有煙幕的判定方法，可以得出兩艘艦有煙幕彈的方法，三艘艦進行煙幕干擾時的方法可以類推［5］。

一艦有煙幕彈的情況下，此煙幕對本艦的遮擋效果及對其它艦的遮擋效果。

兩艦有煙幕彈的情況下，對本艦的遮擋效果是其自身煙幕的遮擋效果與另一艦對其遮擋效果的綜合效果。

遮擋效果判定分五步，說明如下：

1）判導(dǎo)彈威脅方位Rr是否在煙幕遮擋區(qū)里。即使Rr處在遮擋區(qū)里，由于艦是體目標(biāo)，煙幕是否真正把艦艇阻擋住，還需第兩步繼續(xù)判斷。

2）判煙幕是否擋住了艦艇，破壞了導(dǎo)彈對艦艇的跟蹤。

3）判艦艇在煙幕遮擋期間內(nèi)，能否機動到導(dǎo)彈的搜索或較寬視場范圍外。艦艇機動到搜索或視場角范圍外圍去了，此時Pn＝100%，否則要進行Pn的具體計算。

4）計算導(dǎo)彈在方位上的脫靶概率Pn的方法見前面，這里不再重復(fù)。由于篇幅所限，以上4步具體判別公式略去。

5）兩艦有煙幕彈的情況下，對艦的遮擋效果是其自身煙幕的遮擋效果與另一艦對其遮擋效果的綜合效果。

編隊條件下遮擋效果用PN表示，PN的計算步驟與單艦煙幕遮擋效果的計算，方法原則上是一樣的，只不過編隊條件下遮擋效果是多種遮擋效果的疊加，并得出相應(yīng)結(jié)論，限于篇幅，這里只給出兩種情況的干擾效果角度區(qū)域圖。編隊條件下情況較復(fù)雜。組合種類較多。我們對多種情況進行了計算模擬，并得出相應(yīng)結(jié)論。

6 煙幕干擾效果分析及使用方法

6.1 煙幕干擾效果分析

影響干擾效果的變量很多，但是高靈敏度的變量是導(dǎo)彈來向。下面用圖形的方式表示兩種情況下的干擾效果的角度區(qū)域。

1）A艦發(fā)射煙幕彈，A艦被跟蹤，風(fēng)向為90°，γr和PN的關(guān)系如圖2所示：

圖2 A 艦發(fā)射煙幕彈，A 艦被跟蹤，風(fēng)向為90°，γr和PN的關(guān)系

圖3 A 艦、B 艦發(fā)射煙幕彈，A 艦被跟蹤，風(fēng)向為90°，γr 和PN的關(guān)系

從圖中可以看出，γr＝60°～140°時遮擋率PN最好。γr＝－30°～－60°時，遮擋率PN居中，γr＝0°～－30°－150°～－180°沒有遮擋效果，此區(qū)為盲區(qū)?；赑N劃分的三個分區(qū)之間的界限實際是模糊的，隨著風(fēng)向、風(fēng)速艦艇機動不同而不同。

2）A艦、B艦發(fā)射煙幕彈，A艦被跟蹤，風(fēng)向為90°，γr和PN的關(guān)系如圖3所示。從圖中可以看出原來的－150°～－180°時的盲區(qū)情況已發(fā)生變化，此時的盲區(qū)為－170°～－180°，0°～－30°。變化的原因是B艦發(fā)射煙幕彈時，它對A艦有遮擋效果。有遮擋效果的區(qū)域是A艦與B艦連線方向在導(dǎo)彈來襲方向附近。大量的計算機模擬結(jié)果表明：某艦發(fā)射煙幕時對其它艦遮擋效果的條件是此艦與其它艦連線的方向在導(dǎo)彈來襲方位附近。所以在編隊條件下，現(xiàn)有艦艇的煙幕干擾設(shè)備在一定條件下才具備支援友鄰艦艇的能力。

6.2 編隊條件下水面艦艇煙幕干擾的使用原則

1）發(fā)現(xiàn)來襲導(dǎo)彈是光電制導(dǎo)或者制導(dǎo)體制不明時，根據(jù)作戰(zhàn)需要可以立即發(fā)射煙幕彈。

2）威脅從那個舷向來，向那個舷向發(fā)射煙幕彈。

3）只有一艦有煙幕彈裝備的條件下，威脅來自左舷時，將此艦放在左邊最好。同樣當(dāng)威脅來自右舷時，將此艦放在右邊最好。

4）當(dāng)兩艦有煙幕條件下，威脅來自左舷；A艦和B艦

有煙幕裝備最好；威脅來自右舷，A艦和C艦有煙幕裝備最好。

7 結(jié)語

煙幕是對付光電制導(dǎo)武器的一種重要作戰(zhàn)手段。隨著光電制導(dǎo)武器的不斷發(fā)展，煙幕干擾戰(zhàn)術(shù)技術(shù)的進一步研究顯得十分必要。艦艇煙幕干擾裝置的戰(zhàn)術(shù)性能還不能完全適應(yīng)海上作戰(zhàn)的要求，有待進一步改進和完善。

［1］姜寧，遲忠先.艦艇煙幕使用與布放的仿真研究［J］.系統(tǒng)工程與電子技術(shù)，2000（8）：66－71.

［2］姜寧，孫國楨.水面艦艇煙幕干擾的使用研究［C］.錦州：第九屆電子對抗年會論文集，1995，8：35－39.

［3］牛燕雄，汪岳峰，張雛，等.激光制導(dǎo)武器的對抗系統(tǒng)［J］.紅外與激光工程，1998（2）：20－23.

［4］姜寧.電子對抗仿真系統(tǒng)中的多屬性決策理論模型與方法研究［D］.大連理工大學(xué)，2000：55－57.

［5］龐永杰，徐玉如，倪紹毓，等.船舶在復(fù)雜海況下的實時運動仿真［J］.船舶工程，1998（1）：40－43.