夺占小型岛屿作战综合登陆舰编队展开点选择优化模型

2012-09-02尹成义谭安胜郭江龙

指挥控制与仿真 2012年6期

尹成义，谭安胜，郭江龙

(海军大连舰艇学院，辽宁大连 116018)

综合登陆舰是一种大型两栖战舰，其吨位大，装载能力强，并具有“均衡装载”的特点，即能同时将成建制的登陆兵、武器装备和上陆工具(直升机、气垫登陆艇)均衡地装在一艘舰上［1-2］。其具有超越立体登陆能力，能立体、超视距投送一个加强营的兵力，提高了登陆作战的突然性、快速性、灵活性和机动性。但其自身防御能力弱，登陆作战中需其它兵力为其护航。

1 威胁分析

夺占小型岛屿作战中，岛上守敌防御能力相对较弱，若想取得抗登陆的胜利，一种有效的方法就是毁伤综合登陆舰。综合登陆舰吨位大、形体大，装载着几乎所有的登陆部队和作战装备，而其自身防御能力又较弱，一旦被攻击得手，就可使登陆一方遭受重创，难以顺利执行登陆任务，甚至被迫放弃登陆企图。而敌对综合登陆舰的最佳突击时机是在其展开之时，因为此时登陆兵和登陆上陆工具尚未离舰;另外，展开之时，队形在变换，兵力在机动，组织指挥、协同困难，而且兵力依次展开，水区警戒逐步形成，所有这些都给敌提供了可乘之隙［3］。因此，正确确定两栖编队的展开点，确保综合登陆舰的安全，就显得十分必要。

对于夺占小型岛屿作战而言，综合登陆舰最大的威胁来自空中，尤其是来自敌驰援的岸基航空兵及其携带的反舰导弹。因此，为保证综合登陆舰的安全，除了要在其周围配置警戒舰艇外，还需由岸基航空兵为其提供安全保障。由此可知，综合登陆舰编队展开点的确定首先要满足应对敌空中威胁的需要，同时考虑敌岛岸的威胁，以及满足登陆方向的需要。只有这样，才能保证综合登陆舰编队的安全，确保登陆作战任务的顺利完成。

2 离敌岸距离的选择

在离敌岸距离的选择上，在一般登陆作战中，综合登陆舰编队的展开海区通常应在敌岸舰导弹最大射程之外，以保证安全。但由于气垫登陆艇、直升机距岸距离远，奔袭时间长，如果需要二次攻击，两次攻击间隔时间过长，则有利于敌火力复活，而不利于我集中兵力。夺占小型岛屿作战则不同，通常敌未装备反舰导弹，综合登陆舰编队不必在距敌岛50 n mile～60 n mile处展开，可以缩短至敌大口径火炮威胁距离之外，一般距敌岛20 n mile便可。这样，不但可大大缩短舰载上陆工具的往返时间，有利于集中兵力、火力，而且还可增加综合登陆舰对气垫艇、直升机控制的可靠程度，更有利于指挥、协同。

3 展开点选择优化模型

对于来自敌航空兵的威胁，需综合分析敌我机场的位置，敌反舰导弹的有效射程及我航空兵的拦截能力，从而确定展开点的最佳位置。

3.1 一般模型

假设敌、我机场与登陆目标的相对位置和相对地理坐标如图1所示。其中，O为登陆目标，因其为小型岛屿，面积较小，可视为一个点。A为我机场，驻有歼击机，B为敌机场，驻有歼轰机。并假设登陆目标在敌、我航空兵作战半径之内。

图1 敌我机场相对位置坐标及有效掩护区示意图

设我航空兵在预警机的引导下对敌机进行拦截，由于我方能相对及时准确地掌握敌机的飞行状态，从而引导我航空兵采用最佳航线进行拦截。同时，敌机挂载有反舰导弹且为隐蔽突防，其飞行高度通常选择中低空。而我拦截飞机仅携带空空导弹且可采用高空飞行，因此我航空兵的平均飞行速度Vw通常可大于敌航空兵的平均飞行速度Vd。若敌采用直线航线(如图1中BD所示)，我航空兵在预警机的引导下，可对敌采用提前点拦截，其航线也是直线(如图1中AD所示)，当敌采用不同航线时，我航空兵对敌的拦截点D(Xk，Yk)构成的拦截线应满足:

满足式(1)的拦截线通常是一条曲线，当Vd＜Vw时，其形状如图1中DE所示。若敌航空兵不采用直线航线，其到达相同点的飞行时间应大于采用直线航线，我航空兵通过合理选择航线可保证拦截点的位置在拦截线DE上或拦截DE靠近敌机场一侧。若敌空射反舰导弹的最大有效射程为Dm，为了保证综合登陆舰的安全，必须在敌航空兵发射导弹前对其进行拦截，为此，将拦截线DE向背离敌机场方向移动Dm至D'E'，则曲线D'E'远离敌机场的一侧为我岸基航空兵能对综合登陆舰进行有效掩护的区域，称为岸基航空兵对综合登陆舰的有效掩护区(以下简称有效掩护区)。根据以上的分析可知，两栖编队的展开点应选择在有效掩护区之内。

假设登陆舰展开点与登陆目标的距离为R，以R为半径作圆，可知展开点为在圆上的某一点，将该圆称为展开点位置圆。为掩护综合登陆舰的安全，当待战机场选定以后，应选择适当的展开点位置，保证展开点位于有效掩护区之内，此时无论敌采用何航线，对敌机的拦截点到展开点的距离都不小于敌机载反舰导弹的最大有效射程。现不考虑地理环境的限制，则展开点的位置可选择在展开点位置圆上的任一点，为保证安全，展开点的最佳位置应为有效掩护区内展开点位置圆上的一点 C(Xz，Yz)，使(Xz，Yz)到曲线 DE 上的任一点(Xk，Yk)的最短距离最大，即应满足:

通过式(2)，即可求出距拦截线最小距离最大的展开点。若式(2)无解，可通过适当增加R的值来重新确定;若当R的值已为可取的最大值但仍无法满足要求时，则说明该机场不能满足待战要求，无法为综合登陆舰提供有效的空中掩护，应选择更佳的位置作机场;若所有可选机场均不能满足要求，则说明机场待战方式无法保证两栖编队展开的安全，只能采用设置掩护空域的办法来解决。

式(2)较为准确地反映了展开点的确定与有效掩护区之间的关系，但该模型需采用迭代求解，不是很方便，同时该模型中未考虑我岸基航空兵的反应时间。为此，可对该模型进行合理地简化。

3.2 简化模型

虽然我航空兵的拦截时飞行速度通常略大于敌机速度，但考虑到我战机从接到命令到起飞存在一定的延迟时间。为简化计算，同时保证拦截的有效性，可近似认为敌我航空兵的速度近似相同。此时，拦截线DE为敌我机场连线AB的中垂线。如图2所示。因此，展开点的位置应选择在圆上的某点C(Xz，Yz)，保障该点到拦截线DE的最小距离最大并大于敌空舰导弹的最大有效射程。

由于拦截线DE为直线，因此圆上满足到直线DE的最小距离最大的点，应为与DE平行且与展开点位置圆相切的直线与该圆的两个切点中到DE的距离较大者，如图2中C(Xz，Yz)所示。

图2 简化处理后的展开点最佳位置示意图

为确定C(Xz，Yz)，设直线AB的斜率为k1，DE的斜率为k2，其中，

因为DE⊥AB，所以有k1·k2=-1，因此有

设与DE平行且与圆相切的直线方程为y=k2x+b。为求切点，只需求解下列方程组:

并保证该方程组仅有唯一的解，即应满足:

通过展开点的相对位置，可计算使最短距离最大的拦截点的位置坐标为

其到展开点的距离D为

同理，该距离应满足D＞Dm时，才能认为该展开点符合要求。

3.3 仿真实例

现假设敌离登陆目标最近的机场相对登陆目标位置坐标为(200，120)，单位:n mile，展开点选择在以登陆目标为中心，半径R=20n mile的海域。我在登陆目标附近有四个机场，其相对登陆目标的坐标如表1所示，则根据式(6)及式(8)，可分别计算出展开点的最优位置及不同拦截点到展开点的最小距离，如表1所示。

表1 选择不同机场对应的最优展开点位置

设敌空射反舰导弹的最大射程为40n mile。根据表1中的数据可知，待战机场选在乙地为最佳;若选择在丁地，需增加展开点到登陆目标的距离，至少要增加18n mile。而对于甲、丙两机场，要保证综合登陆舰的安全，其展开点到登陆目标的距离可能大于气垫登陆艇的作战半径，因此，在这两个机场配置的航空兵无法有效掩护综合登陆舰，不适合作为待战机场。

上述模型是在我航空兵能够获得预警机有效引导的情况下完成的，若无预警机的可靠引导，上述模型将不再适用。此时，为掩护综合登陆舰的展开，在必须时，可将航空兵部署于敌可能来袭方向，构成航空兵巡逻走廊。但该方法对航空兵的数量需求较大，拦截效率较低。

3.4 图上作业法

根据简化模型的求解过程，可将其转化为一种既简单又便于操作的图上作业法，展开点选择过程可在海图上完成，其步骤为:1)确定敌机场及我待选机场的位置，并作出敌我两机场的连线;2)画出敌我机场连线的中垂线;3)以登陆目标为中心，以预先选定的展开点到登陆目标距离为半径画圆;4)作与敌我机场连线中垂线平行且与展开点位置圆相切的直线;5)作切点到敌我机场连线中垂线的垂线;第六步，在图上量出切点到垂足的距离，并通过比例尺换算成实际距离;7)若该距离大于敌空舰导弹的射程，该点即为最佳展开点，否则可适当增加展开点位置圆半径或选择其它备选机场进行判断。

若该点受地理条件等其它因素限制不适合作为展开点，则进行下一步;8)作与中垂线平行且与其垂直距离为敌空舰导弹的射程的直线，则在该直线远离敌机场一侧即为岸基飞行有效掩护区，可在展开点位置圆的有效掩护区一侧选择其它合适的展开点。

通过图上作业法，不仅可以通过敌、我机场的位置来确定展开点的位置，也可通过事先确定的展开点位置及敌机场位置来选择待战机场，其步骤为:1)确定敌机场及我待选机场的位置，并画出两机场连线;2)画出敌我机场连线的中垂线;3)作展开点到中垂线的垂线;4)在图上量出展开点到垂足的距离，并通过比例尺换算成实际距离;第五步，若该距离大于敌空舰导弹的射程，则该机场满足要求，否则选择其它备选机场进行判断。

由于受地球曲率的影响，海图上的相对位置与直角坐标系中的相对位置存在一定的区别，因此，图上作业法确定的结果存在一定误差。但考虑到该方法涉及的地理范围相对不大，在中低纬度地区，其误差是可以接受的。