水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分方法*

郭锐, 斗计华

(海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分方法*

郭锐, 斗计华

(海军大连舰艇学院，辽宁 大连 116018)

在分析水面舰艇单舰舰空导弹防空火力区的基础上，提出了编队舰空导弹防空火力区划分方法，对单纵队、单横队、方位队等典型队形的编队舰空导弹防空火力区的水平扇面进行划分，并给出主要扇面参数。研究结论可有效划分编队舰空导弹防空火力区，从而为充分发挥编队综合防空作战能力提供科学依据。

水面舰艇编队; 舰空导弹; 防空火力区; 防空队形

0 引言

水面舰艇编队舰空导弹防空火力区决定了水面舰艇编队舰空导弹武器系统对来袭空中目标的作战能力，其划分方法成为水面舰艇编队舰空导弹防空作战使用研究中的重难点问题之一。只有在编队舰空导弹防空火力区划分合理的情况下，才能有效实施编队舰空导弹协同防空作战。然而，目前国内外还缺乏得到一致认可的水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分方法[1-12]。针对于此，本文结合水面舰艇编队队形样式，提出了水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分方法，建立了相关数学模型，可有效用来划分编队舰空导弹防空火力区，从而充分发挥水面舰艇编队舰空导弹协同防空作战能力。

1 单舰舰空导弹防空火力区

单舰舰空导弹防空火力区是一个立体空域，其主要参数有：

(1) 单舰舰空导弹防空火力区水平扇面参数

单舰舰空导弹防空火力区的水平扇面主要参数为水平扇面数量、水平扇面起始舷角、水平扇面终止舷角、水平扇面的远界距离(设为r)。鉴于舰空导弹武器系统杀伤区远界斜距在不同高度上的值是不同的，这里取舰空导弹武器系统杀伤区远界斜距在水平面投影的最大值(设为Lys)。设Tf为舰空导弹武器系统作战反应时间，vm为来袭目标最大速度，则r可以表示为[1]

r=Lys+vmTf.

(1)

(2) 单舰舰空导弹武器系统杀伤区参数

主要包括单舰舰空导弹武器系统杀伤区近界斜距平均值(设为Ds)、杀伤区近界最大高低角(设为β)、杀伤区低界(设为hd)、杀伤区高界(设为hg)[2]。单舰舰空导弹防空火力区在垂直平面的投影如图1所示，将该图在单舰舰空导弹防空火力区的水平扇面内旋转，可得到单舰舰空导弹防空火力区。

图1 单舰舰空导弹防空火力区在垂直平面的投影Fig.1 Vertical projection of ship-to-air missile fire zone onboard single ship

2 水面舰艇编队舰空导弹防空火力区水平扇面划分方法

2.1 编队同一型号舰空导弹防空火力区水平扇面划分方法

编队同一型号舰空导弹防空火力区水平扇面划分时，要求编队中各舰舰空导弹武器系统型号是一样的。为了说明的方便，以下的示意图中显示的编队舰艇数量均为3艘。

2.1.1 单纵队

单纵队情况下，2艘相邻舰艇舰空导弹防空火力区之间有重叠区。由于该重叠区在右舷，且2艘相邻舰艇舰空导弹武器系统性能相同，则可按照2艘相邻舰艇各自负责重叠区一半的原则，划分水面舰艇编队舰空导弹防空火力区的水平扇面。编队中单舰舰空导弹防空火力区的水平扇面为与相邻舰艇不重合部分角度加上重合部分角度的一半。水面舰艇编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分如图2的实线所示。以下图均以右舷为例，左舷同理可得。

图2 单纵队情况下编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分示意图Fig.2 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in single column

(1) 前导舰O1的舰空导弹防空火力区的水平扇面为扇形A1O1M1，其角度区间为[α1,α2-β]；

(2) 中间舰O2的舰空导弹防空火力区的水平扇面角度区间为M2O2M3，其角度区间为[α1+γ,α2-β]；

(3) 殿后舰O3的舰空导弹防空火力区的水平扇面角度区间为M4O3M5，其角度区间为[α1+γ,α2]。

2.1.2 单横队

单横队情况下，由于编队各舰舰空导弹武器系统性能相同，应优先保障编队最右侧舰艇舰空导弹武器负责右侧防御扇面，以及编队最左侧舰艇舰空导弹武器负责左侧防御扇面，以此为原则划分水面舰艇编队舰空导弹防空火力区的水平扇面，如图3的实线所示。

图3 单横队情况下编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分示意图Fig.3 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in single row

设直线O2P与直线O1M的交点为点P1，直线O2Q与直线O1N的交点为点Q1。舰O1与舰O2的舰空导弹防空火力区之间的重叠区划分后，剩余的盲区为区域O2P1Q1。由于通常l值比r值小很多，则区域O2P1Q1的面积很小，舰O2的舰空导弹武器可不考虑拦截进入区域O2P1Q1内的目标，而是由舰O2的舰炮武器实施拦截。

因此，舰O2的舰空导弹防空火力区的水平扇面为扇形A2O2P+扇形QO2B2。

设∠MO2O1=θ1，∠NO2O1=θ2，则∠MO2N=θ1+θ2。以舰O2为极点，右为极轴正方向建立极坐标系。设ρ为极坐标系中任意一点的极径，则O1A1直线方程可以表示为

(2)

O1B1直线方程可以表示为

(3)

舰O3的舰空导弹防空火力区的水平扇面为与相邻舰O2不重合部分角度加上重合部分角度的1/4，其确定方法同舰O2的确定方法。

2.1.3 方位队

方位队情况下，应优先保障编队最右侧舰艇舰空导弹武器负责右侧防御扇面，以及编队最左侧舰艇舰空导弹武器负责左侧防御扇面，以此为原则划分水面舰艇编队舰空导弹防空火力区的水平扇面，如图4中的实线所示。

图4 方位队情况下编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分示意图Fig.4 Horizontal sector division of formation ship-to-air missile fire zone in bearing

舰O1负责右侧防御扇面最大，其舰空导弹防空火力区的水平扇面保持原有不变，为扇形A1O1B1，其角度区间为[α1,α2]。

舰O2的防御远界弧A2B2与舰O1的水平扇面始边、终边分别交于M，N点，则舰O2的舰空导弹防空火力区的水平扇面为扇形A2O2M+扇形NO2B2。

舰O1与舰O2的舰空导弹防空火力区之间的重叠区划分后，剩余的盲区为区域MO2NO1。由于通常l值比r值小很多，则区域MO2NO1的面积很小，舰O2的舰空导弹武器可不考虑拦截进入区域MO2NO1内的目标，而是由舰O2的舰炮武器实施拦截。

(4)

因此，扇形A2O2M的角度区间为[α1,Q-θR1]。

(5)

因此，扇形NO2B2的角度区间为[Q-θR2,α2]。

舰O3的舰空导弹防空火力区的水平扇面确定方法同O2的确定方法。

2.1.4 人字队

人字队可看作是左右2个方位队，按照左侧方位队仅负责左侧防御、右侧方位队仅负责右侧防御的原则，根据方位队情况下编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分方法，划分编队各舰舰空导弹防空火力区的水平扇面。

2.2 编队不同型号舰空导弹防空火力区水平扇面划分方法

水面舰艇编队不同型号舰空导弹防空火力区水平扇面划分方法步骤为：

第1步：将编队的一般队形分解为单纵队、单横队、方位队、人字队等队形；

第2步：将编队中相同型号的舰空导弹武器系统归为一组；

第3步：判断该组的队形，根据单纵队、单横队、方位队、人字队等队形情况下的同一型号舰空导弹防空火力区水平扇面划分方法，对该组实施一次性的舰空导弹防空火力区水平扇面划分；

第4步：获得不同型号的舰空导弹防空火力区水平扇面后，对不同型号舰空导弹防空火力区水平扇面的重叠区，根据舰空导弹武器系统高度或距离性能指标，不同型号舰空导弹武器系统负责不同高度范围段或距离范围段的水平扇面。

3 应用事例

设由1号舰、2号舰、3号舰组成的水面舰艇编队执行舰空导弹防空作战任务，这3艘舰艇的舰空导弹武器系统性能相同，编队中心位置经纬度分别为33.4°N，123.4°E，编队航向为0°，舰间距为6 km，r=27 km，α1=15°，α2=150°，方位队与人字队看齐角均为60°。根据已知数据和编队同一型号舰空导弹防空火力区的水平扇面划分方法，单纵队、单横队、方位队、人字队情况下水面舰艇编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分仿真结果分别如图5a)～d)所示。

图5 各种情况下编队舰空导弹防空火力区的水平扇面划分仿真示意图Fig.5 Horizontal sector division simulation of formation ship-to-air missile fire zone in different condition

4 结束语

本文提出的水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分方法对水面舰艇编队舰艇数量没有限制，通用性很强，其划分的水面舰艇编队舰空导弹防空火力区可有效界定编队分散指挥方式下，编队中各舰舰空导弹武器系统的防空火力立体空域。一旦某一个目标进入到水面舰艇编队中单舰舰空导弹武器系统的防空火力立体空域，就由该舰舰空导弹武器系统拦截该目标，以充分发挥水面舰艇编队舰空导弹协同防空作战能力，同时也为水面舰艇编队舰空导弹防空火力区划分提供了一种新的研究方法。

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Formation Ship to Air Missile Fire Zone Division Method

GUO Rui, DOU Ji-hua

(Dalian Navy Academy, Liaoning Dalian 116018，China)

Based on the proposed single ship ship to air missile fire zone method, formation ship to air missile fire zone division method is proposed, which can divide the plane sectors of the formation ship to air missile fire zone for representative orders such as single column, single row and azimuth order, and present the main parameters of the sectors. The formation ship to air missile fire zone can be effectively divided by the research results, and it can provide scientific gist for fully exerting the integrated air defense capability of the formation.

surface ship formation; ship to air missile; fire zone; aerial defense order

2013-11-22；

2014-07-03

郭锐(1973-)，男，安徽泗县人。副教授，博士，研究方向为海军战术、军事运筹。

通信地址：116018 辽宁省大连市海军大连舰艇学院科研部 E-mail：msegr@163.com

10.3969/j.issn.1009-086x.2015.03.004

TJ762.3+3

A

1009-086X(2015)-03-0020-05