一种通用化的武器装备攻击力指数模型

赵定海， 黄玺瑛， 李文生， 谢京龙

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系， 北京 100072； 2. 装甲兵学院指挥系， 安徽 蚌埠 233050)

一种通用化的武器装备攻击力指数模型

赵定海1， 黄玺瑛1， 李文生1， 谢京龙2

(1. 装甲兵工程学院装备指挥与管理系， 北京 100072； 2. 装甲兵学院指挥系， 安徽 蚌埠 233050)

针对作战仿真系统对武器装备攻击力指数模型的应用需求，提出了一种结构简单、使用方便的武器装备攻击力指数模型。该模型将武器及其应用的弹药进行匹配，既能反映武器和弹药自身在攻击力方面的设计特性，也能体现武器可靠性和弹药储备量对装备攻击力的影响，还能呈现装备在携带多种类型武器弹药时的攻击力差异，具有较强的实用性。

武器装备；攻击力；指数模型；作战仿真

指数法是作战仿真常用的方法[1-2]。国外一些著名的军用仿真系统中都不同程度地应用了武器装备的各种指数模型来表征其作战效能[3]。武器装备的攻击力指数模型是对攻击力这一抽象概念进行定量化描述的方法，其依据武器装备自身的性能参数，通过统一的算法，将各种攻击力影响因素进行归一和综合，最终表征为一个确定的数值[4-5]。建立武器装备攻击力指数模型的意义在于：1)为分析比较各类武器装备的攻击力提供统一的量化平台；2)为作战仿真系统提供简捷、高效的武器装备攻击力描述方法；3)为军事人员分析战争的战斗力演化过程和制胜机理提供直接依据。因此，研究武器装备的攻击力指数模型具有很强的实用价值[6-7]。为此，笔者提出了一种基于武器装备自身性能参数的通用化攻击力指数模型，应用该模型既可清晰体现装备自身的特点，也可广泛应用于各类武器装备，还可反映作战过程的动态变化，且其计算简便、应用灵活，适用于多种作战仿真系统和战斗力演化分析。

1 攻击力参数化

武器装备的攻击力是武器装备的设计特性，由其自身的多个性能指标决定。这些性能指标种类繁多，本着相互独立、择要选取的原则，可得出其中最重要的攻击力影响因素有5个：攻击距离、杀伤范围、攻击频率、杀伤强度和命中精度。这些影响因素在装备定型后均以性能参数的形式呈现。

1) 攻击距离。攻击距离是指武器所发射的弹药在其自身的动力系统或发射能量的作用下所能飞行的最大有效距离，按米计。考量这一因素时需注意3个问题：(1)弹药飞行而非武器机动，如机载导弹的攻击距离是导弹发射后的最大有效射程,而非运载飞机的作战半径；(2)弹药在自身动力或发射能量作用下产生的飞行距离，如飞机空投的炸弹自由降落不计入攻击距离；(3)考查有效射程，不考查最大射程，因为部分弹药在最大射程附近已不具备攻击效力。

2) 杀伤范围。杀伤范围是指武器所发射的弹药在发挥攻击作用时其攻击作用所能覆盖的面积，按平方米计。考量这一因素时需注意3个问题：(1)点杀伤类武器的杀伤范围，应按其弹径横截面积计算，如7.62 mm口径穿甲弹的杀伤面积按7.62 mm×7.62 mm计算，因其主要依靠贯穿进行杀伤，攻击发动时刻的接触面积近似于弹径横截面积；(2)面杀伤类武器，应按其破片飞散半径形成的方形区域面积计算；(3)兼具多种杀伤类型的弹药，应按照某种杀伤类型所能形成的最大杀伤面积计算。

3) 攻击频率。攻击频率是指武器在单位时间内所能发射的某种弹药的数量，按发/分计。考量这一因素时需注意3个问题：(1)考查战斗射速，而非最大射速，因为战斗射速是武器在保证相对的稳定性和可靠性状态下能够实现的射速；(2)对于可补充弹药的武器，其攻击频率与弹药数量无关，如某突击步枪的战斗射速是600发/min，实际1次连续射击只能发射30发，则攻击频率仍为600发/min；(3)对于一次性使用的武器，战斗射速按1发/min，如一次性反坦克火箭筒。

4) 杀伤强度。杀伤强度是指武器所发射的弹药在发挥攻击作用时所能贯穿的均质装甲钢的厚度，按毫米计。考量这一因素时需注意2个问题:(1)选取弹药在有效攻击距离内所能获取的最大穿深，如某弹药在100 m距离上可贯穿10 mm，在200 m距离上可贯穿5 mm，则杀伤强度按10 mm计；(2)面杀伤武器的杀伤强度，可按其破片可能形成的最大穿深计算。因为面杀伤武器的杀伤原理不是贯穿，而是破片效应，但其破片效应已在杀伤范围得到体现，因此可按相同标准考查贯穿能力。

5) 命中精度。命中精度是指武器所发射的弹药在有效攻击距离范围内能够命中目标的概率，按百分比计。考量这一因素时需要注意：不同武器及其配属弹药的命中概率可能是在不同的距离条件下测试得出的，测试标准可能存在差异。解决这一问题的理想途径是加强武器装备作战试验的标准化建设，而现实情况下的可行办法之一是直接取用可能获得的可靠数据。

综上所述，以上5个因素是决定某种武器及其弹药攻击力的关键因素，且均属于设计性能范畴，较易取得标准化的测试数值，从而为后续的指数建模奠定基础。如某些参数实在难以取得准确数值，则只能根据类比进行估算，这对结果的准确性有一定影响，但并不严重。需要注意的是：由于武器的攻击力不仅来源于其自身，且与弹药的性能关系更为密切，所以研究武器装备的攻击力必须明确其使用的弹药。

表1列出了7种武器弹药的5项攻击力影响因素参数值，其中部分因无法准确获取数值而用估算数值替代(用“*”标注)。

表1 7种武器弹药的攻击力影响因素参数值

2 参数指数化

所谓参考指数化，就是将有量纲的参数值按照统一的标准转换为无量纲的指数值。这个统一的转换标准重在统一性，即所有武器弹药的同类型参数均需按照相同的标准进行指数化，由此来保证不同武器弹药之间的攻击力具有可比性。具体以何种标准进行转化，按照不同的指数化建模方式可遵循不同的方法。本文采取自定义标准参照值的线性映射方法，即自定义一个参数值作为标准指数值“1”，其他实际参数值与该标准值进行等比线性变换计算,从而转换为相应的指数值。具体的标准指数定义方式为：1)攻击距离，以10 000 m为标准指数值“1”；2)杀伤范围，以100 m2为标准指数值“1”；3)攻击频率，以1 000发/min为标准指数值“1”；4)杀伤强度，以2 000 mm为标准指数值“1”；5)命中精度，以100%为标准指数值“1”。由此可得表1中7种武器弹药的攻击力影响因素的指数化结果，如表2所示。

表2 7种武器弹药的攻击力影响因素指数化结果

3 指数归一化

指数归一化是将多个攻击力影响因素的指数合并为一个基本攻击力指数。考虑到各个攻击力影响因素之间具有紧密联系，如攻击距离影响命中精度和杀伤强度等,为充分体现攻击力影响因素之间的系统性，本文采用计算面积的方法进行指数归一化，即按照各攻击力影响因素的指数构建夹角相等的5边形，将5边形的面积作为该武器弹药的基本攻击力指数。图1为“海尔法”反坦克导弹的归一化基本攻击力指数，由此得到表2中的7种武器弹药的基本攻击力指数，如表3所示。

图1 “海尔法”反坦克导弹的归一化基本攻击力指数

4 指数模型

基本攻击力指数实际代表的是某种武器在发射某种弹药的情况下所具有的攻击力。其主要意义在于给武器及其弹药的攻击力水平明确一个基本定位。在实际作战中，武器的攻击力不仅与其自身的性能有关，而且与其携带的弹药数量和自身的可靠性有关。如：同样一架武装直升机，在不携带任何武器弹药、只安装机炮并携带弹药、只携带反坦克导弹3种状态下，其攻击力显然是不同的；携带4枚导弹和携带16枚导弹其攻击力也明显不同。此外，武装直升机在完好、故障、战伤等不同状态下其攻击力也不同。所以，在仿真系统中实际应用武器装备的攻击力指数模型时，还需要考虑弹药量和可靠状态2个指标，具体算法为EA=Ea·N·S，式中：EA为配备特定弹药的武器的实际攻击力指数；Ea为配备特定弹药的武器的基本攻击力指数；N为武器在某时刻剩余的该型弹药的数量；S为武器及其弹药在某时刻的可靠程度。

表3 7种武器弹药的基本攻击力指数值

如：1架AH-64武装直升机，在安装1门M230链式机炮并携带1 200发M789型弹药、短翼内侧加挂2个火箭巢共计38枚M261型火箭弹、短翼外侧加挂2组共8枚“海尔法”反坦克导弹且自身状态完好的情况下，其攻击力指数应为(0.164 4×1 200+0.371 9×38+0.559 8×8)×1=215.890 6。

5 结论

本文所建立的攻击力指数模型较好地体现了武器和弹药自身的攻击力特性，计算简单，便于在各类作战仿真系统中使用，且能够客观地反映武器装备挂载不同数量和类型的弹药时其攻击力的变化，有利于提高装备作战仿真结果的逼真度和可靠性。模型的不足之处主要有2点：1)不易体现某种武器的优势特色，如迫击炮和反坦克导弹攻击力数值比较接近，但是迫击炮更适用于面杀伤，而反坦克导弹更适用于反装甲，即在面对不同的目标时，具有相同攻击力指数的武器实际上具有完全不同的攻击效果，这种针对特定目标的攻击力差异未能在该模型中很好体现；2)弹药数量因素可能会过分扩大某种武器的攻击力指数，如步枪的基本攻击力指数虽然很低，但是有时一次战斗中可能会为该步枪备弹1万发，由此导致其攻击力指数几乎超过武装直升机的攻击力，而实际上二者的作战效能可能并不完全对等。针对以上不足，还需要在装备试验、部队训练和作战运用中逐步进行修正完善。

[1] 郭齐胜, 徐享忠. 计算机仿真[M]. 北京: 国防工业出版社, 2011: 15-18.

[2] 马元正, 秦敬辉, 杨凯, 等. 武器战斗力指数运算平台的设计[J]. 武器装备自动化, 2006, 25(5): 23-25.

[3] 王希星, 尹健, 康建设. 陆战主战武器作战效能指数等效分析方法[J]. 微计算机信息, 2007, 23(3-1): 270.

[4] 麻勇, 张文华. 改进型部队综合战斗力指数评估方法与模型[J]. 指挥控制与仿真, 2007, 29(2): 60-62.

[5] 董泽委, 胡起伟, 孙宝琛. 基于BP神经网络的集群装备战斗力指数评估[J]. 火力与指挥控制, 2011, 36(11): 87-88.

[6] 彭鹏菲, 张建强, 任雄伟. 信息化海战中舰艇编队作战效能评估指标体系研究[J]. 舰船科学技术, 2009, 31(6): 119-121.

[7] 石福丽, 杨峰, 许永平, 等. 基于ANP和仿真的武器装备作战能力幂指数评估方法[J]. 系统工程理论与实践, 2011, 31(6): 1086-1094.

(责任编辑: 王生凤)

A Kind of Common Index Model of Weapon’s Attack Capability

ZHAO Ding-hai1, HUANG Xi-ying2, LI Wen-sheng1, XIE Jing-long2

(1. Department of Equipment Command and Administration, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China; 2. Department of Command, Academy of Armored Forces, Bengbu 233050, China)

Aiming at the application requirements of index model of weapon’s attack capability in combat simulation system, a kind of index model which with simple structure and convenient in use is proposed. This model, matching the weapon and its ammunition, can not only embody the design characteristics of weapons and ammunition in attack capability but also reflect the influence of weapon dependability and ammunition amount on the attack capability. Meanwhile, it can also show the difference of attack capability when equipment carries various kinds of ammunition, which is proved to be very practical.

weapons; attack capability; index model; combat simulation

1672-1497(2015)05-0010-04

2015-07-16

赵定海(1978-)，男，讲师，博士研究生。

E91

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.05.003