航母编队在对空防御中预警机空域配置的方法*

沈治河，朴成日

(海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

加强对空防御以保证航母的安全是航母编队重点考虑的问题之一，实现对来袭目标的早期预警成为提高编队生命力的关键［1］。预警机是航母编队中重要的预警兵力，可以凭借机载雷达探测距离远的优势实施对空预警，为防空兵力兵器提供目标信息，为编队对空防御提供一定的预警距离和反应时间。因此，研究预警机如何配置，提高航母编队的防空作战能力具有重要的理论价值和军事意义［2］。文献［4］和［5］利用三角关系对预警机前出距离、预警距离和预警扇面角度进行了探讨。从应用的角度看，需要进一步研究:预警机和歼击机协同构成了编队远程防空作战体系，因此预警机的配置应考虑歼击机配置因素的影响;预警机的阵位配置不是一个点，应该是巡逻线(或巡逻空域)，因此需要考虑巡逻线对前出距离、预警距离、预警扇面角的影响因素;编队在航渡时，需要考虑预警机的行动方法与航母的协同。关于歼击机配置因素的影响和预警机行动方法与航母的协同问题，在文献［6］中已有详尽的讨论，本文着重对预警机巡逻线设置与前出距离、预警距离、预警扇面角之间的关系进行讨论。

1 预警机空域配置的基本要求

预警机空域配置的前提是明确预警机承担的任务。在对空防御中，预警机的使命任务为:在航母编队指定空域执行巡逻警戒任务;远距离发现、识别、跟踪空中目标，特别是低空和超低空来袭的飞机、掠海飞行的导弹;为航母编队提供空中警戒和指挥引导。

因此，预警机的配置必须满足以下基本要求:

1)前出距离能为编队提供一定的预警纵深;2)在受敌威胁扇面内有一定的警戒宽度;3)前出的距离在编队有效通信范围之内［3］;4)前出的距离需要考虑预警机的留空时间;5)前出的距离需要得到歼击机的掩护，保证其安全遂行任务。

航母编队兵力的配置需要确定基准点，而基准点与编队的状态相关。当航母编队在航渡中时，参考基准点是航母;当航母编队在综合作战区时，参考基准点则是综合作战区的圆心。预警机的配置，用相对于基准点的前出距离、方位和巡航高度三个要素来描述。预警机配置的方位以编队的威胁轴为基准，关于威胁轴的确定在很多文献中已有讨论，在此不再赘述。预警机的巡航高度是指预警机在执行预警任务时，选定的适宜于远距离或长时间飞行的高度。

基本要求3)、4)、5)，实际上是对预警机的前出距离进行约束。关于前出距离在文献［6］中已经讨论，在此直接引用结论:预警机可以前出的最大距离为:Dmax=min{S预警机，D通信，D掩护}。其中，S预警机为预警机在保证巡逻时间的前提下，远离基准点的最大距离;D通信为预警机与航母进行可靠通信的距离;D掩护为在歼击机的可靠掩护下，预警机可前出的距离。

当预警机前出的最大距离确定后，预警机提供的最大预警距离便也确定，即 (Dmax+D探测)。其中，D探测为预警机对敌机的探测距离。

2 预警机巡逻空域的配置

2.1 对空防御中编队预警距离

编队预警距离是以航母(或综合作战区圆心)为基准点，为保证编队警戒舰装备的中远程舰空导弹在最大射程上拦截来袭敌机，或在敌机使用空舰导弹攻击前，编队警戒舰已经做好抗击准备，为此预警机必须提供的预警距离，用DBX表示。

其中，D拦截是为保证航母警戒舰舰空导弹在最大有效射程上拦截敌机，所需要的预警距离;D舰空为航母警戒舰舰空导弹最大有效射程;t拦截为预警机从发现敌机开始，经过综合识别、发出警报、指挥员定下抗击决心下达开火命令、舰空导弹飞行至最大拦截距离，所经历的时间。

其中，D威胁为在敌机使用武器攻击之前，保证航母警戒舰做好防空作战准备，需要的预警距离;D空舰为敌机空舰导弹最大有效射程;t准备为预警机从发现敌机开始，经过综合识别、发出警报、指挥员定下抗击决心、舰空导弹系统做好发射前准备，所经历的时间。

这样，编队必需的预警距离为

因此，预警机前出一定距离后，提供的预警距离D预警必须大于编队预警距离DBX，才能满足编队的预警需求。

2.2 前出距离对预警能力影响分析

预警机的前出距离(D前出)、探测能力和提供的预警距离(D预警)与预警扇面角(α)，构成了三角关系，如图1所示。

图1 预警机前出配置示意图

从图1中可以看出，当D预警＞(D探测+D前出)时，显然预警机无法实现;当D预警≤(D探测-D前出)时，预警机可以为编队提供360°全方位的预警;而当(D探测-D前出)＜ D预警＜ (D探测+D前出)时，则有

2.3 预警机巡逻空域(或巡逻线)配置模型

事实上，预警机前出后不会固定在某一阵位上，而是在一定的空域里(或巡逻线上)巡逻飞行。为方便讨论，以矩形巡逻空域(或巡逻线)远离基准点的长边进行讨论。

如图2所示，设直线AB为巡逻线(矩形巡逻空域的长边)，与威胁轴垂直，图2中两个圆分别是预警机在巡逻线两个端点A和B的探测范围，这样扇面HEF则是预警机的预警扇面。

图2 预警机巡逻空域(巡逻线)配置图

在预警机前出距离确定的情况下，由图2可知，预警机提供的最大预警距离为

其中，D预警为预警机在威胁方向上提供的预警距离;D前出为预警机巡航时阵位相对于基准点水平距离的最大值;DAB为巡逻线AB的长度。

预警机的前出距离、巡逻线长度与提供的预警距离、预警扇面角度存在关系式:

其中，φ为预警机提供的预警扇面角度，以基准点为圆心，以D预警为半径。

式(4)～式(7)反映了预警机配置基本要求1)和2)。当预警机在巡逻线上从A点飞到B点，预警扇面边缘EH上的CH段依然在预警机的监视范围内。应该保证CH长度大于DBX，即在敌机使用武器之前航母的警戒舰已做好抗击准备，或保证航母的警戒舰在舰空导弹最大射程上拦截敌机。表达式为:

其中，DCH为点C到点H之间的距离。

3 预警机配置的评价指标

通过以上分析，结合对空防御中指挥员对预警行动的关注，可以总结出评价预警机配置的指标:①预警机的前出距离和预警机在巡逻空域的执勤时间;②在威胁方向上能提供的预警距离和预警扇面角度［7］。

4 仿真分析

首先设定基本作战参数:预警机对低空战斗机发现距离为400km，巡航高度为8000m，上级提出预警机前出的最大距离为240 km，敌机空舰导弹射程为160km，t准备为 60s，t拦截为 240s。

根据式(1)，得出 D拦截为230 km。根据式(2)，得出D威胁为180 km。编队必需的预警距离为DBX=Max{230，180}=230km。

假设预警机的前出距离小于240km，这样预警机提供的预警距离小于640km。当编队提出的预警距离大于640km时，预警机无法满足。如果编队需要360°全方位预警，则编队预警距离与预警机前出最大距离的对应关系如图3所示。

图3 全方位预警距离随前出最大距离变化图

根据式(4)～式(10)，进行仿真，当预警机前出距离分别为100km、110km、…、230km、240km 时，预警机提供的预警距离与预警扇面角度对应关系如图4所示。

图4 预警距离随预警扇面角度变化图

从图4可以看出，当预警机前出距离一定时，随着预警扇面角度的增加，预警距离开始急剧下降，前出距离越大、越明显。

当预警机前出距离分别为 100km、110km、…、230km、240km时，预警机提供的预警距离与巡逻线最大长度之间的关系如图5所示。

图5 预警距离随巡逻线长度变化图

从图5可以看出，当前出距离一定时，随着预警距离的增加，巡逻线的最大长度也在增加，前出距离越大越明显。

5 结束语

本文通过对预警机空域配置方法的探讨，结合实例仿真，可以看出:预警机的前出距离约束了预警机在威胁轴上能提供的预警距离，而前出距离、预警距离和巡逻线长度决定了预警扇面角度。因此，预警机的巡逻空域配置实质上是在预警机的前出距离、预警距离、预警扇面角度与巡逻线长度之间进行平衡。

［1］徐圣良，王振波.航母编队航渡过程中防空哨戒舰阵位确定方法研究［J］.指挥控制与仿真，2007，29(4):54-58.

［2］陈国宾，吴晓海.雷达哨舰在编队对空预警中的前出阵位研究［J］.指挥控制与仿真，2008，30(4):30-33.

［3］谭安胜，邱延鹏，汪德虎.新型驱护舰编队防空队形配置［J］.火力与指挥控制，2003，28(6):5-9.

［4］徐圣良，吴晓锋.航母编队航渡过程中预警机阵位确定方法研究［J］.指挥控制与仿真，2007，29(1):56-60.

［5］徐圣良，吴晓锋.航母编队进入综合作战区后预警机阵位研究［J］.舰船电子工程，2008，28(1):41-43.

［6］沈治河，朴成日.航母编队在对空防御中歼击机空域配置方法［J］.指挥信息系统与技术，2012，3(3):29-34.

［7］贾昊，徐圣良.防敌机空袭中舰载警戒直升机阵位配置研究［J］.舰船电子工程，2009，29(2):40-42.