考虑持续时间的联合火力战毁伤效果评估*

2011-04-26郝艳红李文涛

舰船电子工程 2011年1期

郝艳红李文涛

(解放军炮兵学院五系43队合肥 230031)

1 引言

当前联合火力战毁伤效能研究的思路是:针对一定区域内的目标,按照毁伤程度的要求,计算相应的弹药消耗量。对于不带制导手段的传统火力兵器来说,火力毁伤基本上是采取面覆盖的方式进行目标毁伤。假设对于一定目标区域内的目标,毁伤程度要求为30%对应的弹药消耗量为100发,按照这种计算方法,毁伤程度为60%相对应的弹药消耗量为200发[1]。如果这些弹药是在同一时刻落在目标上,则这种计算方法完全正确。事实上弹药落达目标是有一定持续时间的,随着打击时间的推移,目标区域内目标的数目会逐步减少,而且由于目标进行隐藏、机动等因素,使原有目标区域内目标的分布密度急剧降低,使得同样多的弹药在打击后期不可能和打击开始时一样毁伤相同的目标数。要想毁伤同样多的目标,需要更多的弹药[2]。基于此,本文对考虑持续时间的联合火力战火力毁伤效果进行一定的探讨。

2 目标数变化模型建立

首先做如下假设[3～4]:

1)不考虑带有制导手段的打击兵器弹药,在此处以普通炮弹为例进行研究;

2)目标为同一类均匀分布的面积目标,本文在此仅考虑固定目标;

3)炮弹均匀分布在目标区域内。

对于整个目标区域内来说,假设t0时刻目标区域内有目标N(t0)个,则有:

式中:m为t0到t0+t时间内发射的弹药数;S0为单发炮弹的有效杀伤面积;S为目标区域总面积;P0为单发炮弹对目标的毁伤概率。

3 目标数变化模型求解

对上面建立的模型求解,有:

从式(2)可以发现,目标数量与目标所在的区域面积、单位时间内的落弹数、单发炮弹的有效杀伤面积、单发弹对目标的毁伤概率、以及持续打击时间有关,且目标数与时间之间是负指数关系。对于同种类炮弹来说,其对一定目标的毁伤概率P0为一个常量,其对目标的有效杀伤面积S0也为一个常量,因而需要考察目标数与所在的区域、单位时间内的落弹数以及持续打击时间之间的关系。

4 目标数变化模型分析

4.1 目标数与目标所在区域面积之间的关系

假设单炮的有效杀伤面积S0为1,目标数N0为20,单位时间内发射的弹药数m为30,单发炮弹对目标的毁伤概率P0为0.6;假设目标区域面积S分别为100、200、300,使用Matlab仿真得到图1。

从图1可以看出,随着目标区域面积的变大,单位时间内的目标减少数明显降低,使得联合火力战打击效果明显降低。作为防守一方,要想提高目标在联合火力打击下的生存概率,就应该增加目标的配置区域面积,也就是使目标尽可能的疏散配置,从而可以有效的提高目标的生存概率。

4.2 目标数与单位时间落弹数之间的关系

假设单炮的有效杀伤面积S0为1,目标数N0为20,目标区域面积S为100,单发炮弹对目标的毁伤概率P0为0.6;假设单位时间内发射的弹药数m 分别为10、20、30,使用Matlab仿真得到图2。

从图2可以看出,随着单位时间落弹数的增加,单位时间内的目标数明显减少。要想增加联合火力打击的毁伤效果,尽可能的达成全部或部分战役目的,就必须尽可能的增加单位时间内的落弹数。对于炮兵而言,在不能增加同时实施打击的火炮数的情况下,就应尽可能的采用一些技术战术手段,如突然、猛烈对敌实施攻击,采用单炮多发同时弹着等方法,增加单位时间内的落弹数[5]。

4.3 目标数与持续打击时间之间的关系

假设单炮的有效杀伤面积S0为1,目标数 N0为20,单位时间内发射的弹药数m为30,单发炮弹对目标的毁伤概率P0为0.7,目标区域面积S为100,使用Matlab仿真得到图3。

从图3可以发现:随着打击时间的进行,在0～7min内,目标数发生了急剧变化,在 7～15min内,目标数的减少趋于平缓,在15min以后,目标数的减少随时间的变化不明显。因而应尽可能的控制打击时间,如本例的打击时间就应控制在15min以内。如果一味的依靠长时间持续的火力打击,对目标的毁伤程度增加的效果并不明显,只会造成严重的弹药浪费。

回到引言中所提出的问题,假设毁伤程度为30%对应的打击时间为t1,弹药消耗量为100发,单位时间内的落弹数不变,考察毁伤程度为60%相对应的打击时间t2及相对应的弹药消耗量。

从图4可以发现,在打击时间为1.7min时,毁伤目标数30%,使目标幸存数为14;而在打击时间为4.4min时,毁伤目标数60%,使目标幸存数为8。由于单位时间内落弹数相同,使得初期100发炮弹可以使目标毁伤程度达到30%,而接下来要使用159发炮弹才能使目标毁伤程度再增加30%,共计259发炮弹使得目标毁伤程度达到60%。而不是原有计算方法计算得出的200发炮弹。