防空兵弹药消耗标准

2015-12-02周海军马大为成洪俊

指挥控制与仿真 2015年5期

周海军，马大为，成洪俊，张兵

(1.南京理工大学机械工程学院，江苏南京 210094;2.73106部队，江苏淮安 223300;3.防空兵学院，河南郑州 450052)

弹药消耗标准是指挥员和指挥机关作战筹划过程中确定作战资源需求的一个重要依据。根据2011版《中国人民解放军军语》的描述，“弹药消耗标准是指对部队、分队在一定时间内完成某项任务弹药消耗定额所作的统一规定。”但是军语和相关条令既没有给出弹药消耗标准的具体数值，也没有给出可行的弹药消耗标准算法，因此限制了弹药消耗标准在实际作战指挥过程中的执行。本文就防空兵弹药消耗标准问题进行研究。

1 对弹药消耗标准的理解

由军语给出的弹药消耗标准释义可知:第一，弹药消耗标准和部队(分队)承担的作战任务相关，完成不同的作战任务，其弹药消耗标准是不同的;第二，弹药消耗标准和部队(分队)的装备相关，以防空兵为例，装备多联装高射速的小口径高炮武器系统和车载地空导弹武器系统，其弹药消耗标准是不同的;第三，弹药消耗标准和作战对象相关，对防空兵而言，是指作战对象的空袭强度或空袭作战能力相关，作战对象的空袭作战能力强，同一防空兵部队、分队，其完成任务的弹药消耗定额就多，反之则少;第四，弹药消耗标准和作战类型和作战样式相关，进攻战斗(役)和防御战斗(役)弹药消耗标准不一样，对坚固阵地防御之敌实施进攻战斗(役)和野战阵地防御之敌实施进攻战斗(役)弹药消耗标准也不一样;第五，弹药消耗标准和作战单位相关，部队或分队在一定时间内或完成某项任务弹药消耗定额，显然部队的弹药消耗一定大于分队的弹药消耗;第六，弹药消耗标准和作战时间相关，一定时间可以是一小时，或一天、一个月，甚至是一年或者是一次战役(战斗)。因此可以认为弹药消耗标准不是一个数值，而是与各相关要素为函数的一个系列标准。弹药消耗标准应按不同的军种、兵种，使用不同的武器装备遂行不同的作战任务，不同的作战对象，不同的作战时间等给出的一个表格函数。

2 计算防空兵弹药消耗标准的基本假设

为计算确定防空兵弹药消耗标准，首先必须确定作战对象、作战类型、作战样式、射击方式、时间基准等。即必须确定一个计算弹药消耗标准基本想定，依据这一想定计算部队或分队在一定时间内完成确定任务弹药消耗标准(定额)。

由于防空兵是陆军实施攻防战役(战斗)过程中，战役(战斗)指挥所和炮兵群等重要目标和主要战役(战斗)部署对空安全的保障兵种，其作战任务相对单一，即对空作战。根据军语的定义，其弹药消耗标准问题的研究，计算条件可以如下界定:

第一，确定防空作战任务的规模，对作战对象来说则是空袭作战规模。由于陆军防空兵“守株待兔”式的作战特点，防空作战任务的规模，完全取决于作战对象:和强敌作战，防空作战任务的规模大;和一般对手作战，防空作战任务的规模小。因此为方便建模，可以抛开作战对象的区分，用空袭作战强度一个参数表示。空袭作战强度可以用一次防空战斗过程中，进袭空袭兵器的总数量表示;也可以用一天作战过程中，进袭空袭兵器的总数量表示;还可以用一次战役或战斗过程中，进袭空袭兵器的总数量表示。实际上空袭作战强度不仅与作战对象有关，也与作战类型和作战样式相关。

第二，确定空袭兵器的进袭强度。在排队理论中称为目标流强，即单位时间内进入防空系统的空袭兵器的数量(批次或架次)。这一参数决定了防空武器系统在一次战斗中的作战强度。

第三，确定防空武器平台的作战使用方式。防空兵对空作战的目标是空中快速运动的目标，由于高炮武器平台威力范围的制约，对进入其威力范围的空袭兵器的有效作战时间比较短，对空袭兵器的毁伤概率比较低。为提高作战效果(对空袭兵器的毁伤概率)，希望在有效作战时间内，发射尽可能多的弹药，所以高炮武器系统采用了多联装技术(双管、四管、六管、七管、十一管)和速射技术(一分钟800发、1000发、5000发、10000发)和连续射击方式，对空袭兵器的一次射击可消耗弹药数百发，因此假定高炮武器系统在其威力范围内，采用连续射击方式，对一个空袭兵器的射击行动最多实施两个长点射(有些防空武器系统由于射程近，可能只能发射一个长点射);而地空导弹武器系统，尤其是车载地空导弹武器系统，威力范围比较大，对空袭兵器的单发毁伤概率比较高，弹药比较昂贵。因此，假定地空导弹武器系统的射击方法，采用对一个空袭兵器的射击行动实施双发连射或双发齐射，不采取射击-观察-射击的方式。

第四，假设弹药消耗标准的计算时间为一次防空战斗。如果需要计算某一部队或分队一天作战的弹药消耗标准，则可假定一天中防空战斗的次数为三次，一天的弹药消耗标准按一次战斗的弹药消耗标准线性累加计算。

3 防空兵弹药消耗标准计算的基本模型

3.1 高炮武器系统弹药消耗标准计算模型

1)基本模型

高炮武器系统在战役(斗)中的弹药消耗量主要取决于高炮武器系统的射击次数，而火力单元的射击次数与战役(斗)中平均射击目标数直接相关，所以高炮武器系统在战役(斗)中的弹药消耗量可以根据以下模型计算:

式中，N1为高炮武器系统一次战斗弹药消耗标准;H为高炮武器系统射击一个航次弹药消耗量;¯A为高炮武器系统一次战斗可能射击的平均航次数。

2)参数确定

采用模型(1)计算高炮武器系统的弹药消耗标准，关键是确定高炮武器系统战斗中的平均射击航次数和单个航次的弹药消耗量。

①单个航次的弹药消耗量

高炮武器系统单个航次的弹药消耗量与武器系统射击规则有关。由于高炮武器系统的点射间隔时间较短、而射弹飞行时间较长，因此高炮武器系统一般采用连续点射射击方式，即在射击过程中不考虑第一个点射的射击效果。根据计算假定:高炮武器系统一般按一个航次发射两个长点射(齐射)计算发射弹数。高炮武器系统对空袭兵器一个航次抗击的弹药消耗量计算模型如式(2):

式中，a为点射数;pp为身管数;n1为每管发射弹数。

②高炮武器系统一次战斗中的平均射击航次数

高炮武器系统在一次战斗中的平均射击航次数与空袭兵器的进袭规模、批(架)次间隔和目标速度等因素有关。根据排队理论，高炮武器系统在一次战斗中的平均可射击目标数可按式(3)计算:

③高炮武器系统可射击概率

计算高炮武器系统一次战斗中对空袭兵器的可射击概率时，考察的要素包括空袭兵器的飞行条件、高炮武器系统的射击能力和射击周转能力等。由于高炮武器系统射程的限制和通常只对临近飞行的目标实施射击的火力运用原则(离远航路由于瞄准死界的影响，可实施射击的时间很短)，导致空袭兵器在高炮有效火力范围的滞留时间通常小于高炮武器系统的火力周转时间(服务时间)，因此通常假定由空袭兵器和高炮武器系统组成的防空服务系统为消失制服务系统。则由n个相同型号的高炮武器系统组成的防空服务系统的可射击概率理论值可用以下模型表示:

n=1时，即服务台数为1的特殊条件下，上式可写成如下形式:

式中，λ为单位时间内进入防空系统的空袭兵器批(架)数;T为高炮武器系统的火力周转时间(也称服务时间);n为高炮武器系统数量。

用排队论方法计算高炮武器系统对空袭兵器的可射击概率，假设所有考察的空袭兵器都可以进入防空服务系统，所有的高炮武器系统均为有效服务台，计算结果可能稍偏大，因此必须进行修正。这里主要考虑以下两个因素:空袭兵器进袭高度和高炮武器系统部署位置。

空袭兵器进袭高度对高炮武器系统可射击概率的影响，指空袭兵器虽然进入高炮武器系统构成的服务系统，但由于空袭兵器的进袭高度超过了高炮武器系统的最大抗击高度，导致高炮武器系统无法对空袭兵器实施有效服务。解决这一问题的办法是对求取的高炮武器系统可射击概率进行空袭兵器进袭高度系数修正，记该系数为PH。该系数的取值可根据空袭兵器的作战使用手段估计。俄罗斯军队对作战对象美军和北约的空袭兵器进袭高度的假设为:高空进入概率为10%，中空进入概率为70%，低空进入概率为20%(对于空袭兵器进袭高度的区分，防空兵通常规定为:高度1000m以下，为低空;1000m～15000m为中空;15000m以上为高空)。因此对于抗击高度只能覆盖低空的高炮武器系统，对所求取的可射击概率乘以20%，对于抗击高度可以覆盖中低空的高炮武器系统，对所求取的可射击概率乘以90%。

高炮武器系统部署位置的影响，指高炮武器系统射程的有限性和保卫目标所在位置的离散性，并不是所有空袭兵器都进入防空服务系统，比如遂行战役军团炮兵群掩护任务的高炮武器系统可能不能对攻击战役军团指挥所的空袭兵器实施有效抗击，所以应对这一要素进行修正。基本思路是将战役军团指挥所、炮兵群、诸兵种预备队、战役战术导弹阵地和重要地物等作为空袭兵器的主要攻击目标，按照重点保卫目标均分原则，即任一保卫目标受到攻击的概率相等，并考虑保卫目标之间在方向上的可能重叠，取一个适当值予以修正。通常情况下，空袭兵器一次攻击选择1～2个地面目标实施攻击，在此假定下，对于空袭兵器的任一次攻击，高炮武器系统可实施抗击的可能性约为0.2～0.4左右，这里取高炮武器系统配置位置修正系数PW进行计算。

3.2 地空导弹武器系统弹药消耗标准计算

地空导弹武器系统弹药消耗量的计算思路与高炮武器系统是一致的。不同的是高炮武器系统一个基本火力单元为一个目标通道(武器系统能同时射击的目标数)，而地空导弹武器系统一个基本火力单元有多个目标通道。如TOP-M1地空导弹武器系统每部战车可同时抗击两个目标。

1)数学模型

式中，M为战术单位数;N为战术单位平均弹药消耗量;K为战术单位内的发射单元数;L为射击一个批次空袭兵器，一个发射单元的弹药消耗量;m为一次战斗中的空袭兵器总量;PS为发射单元的可射击概率;PH为空袭兵器进袭高度修正系数;PW为发射单元配置位置修正系数。

2)参数确定

战术单位的发射单元数K与地空导弹武器系统型号有关，TOP-M1地空导弹武器系统取值为K=4;HQ-7地空导弹武器系统取值为K=2。射击一个批次空袭兵器，一个发射单元的弹药消耗量L，取决于地空导弹武器系统射击方法和空袭兵器的进袭间隔。

4 防空兵弹药消耗标准计算示例

1)计算条件约定

××mm高炮连遂行对空掩护任务，一次防空战斗，空袭兵器的进袭规模为10架标准空袭兵器(关于标准空袭兵器的定义与计算参见《陆军战役军团防空兵作战资源需求理论研究》)，空袭兵器的进袭流强分别为1 架/min、2 架/min、3 架/min、4 架/min、5 架/min，该高炮连的火力转移时间为15s，对满足射击条件的空袭兵器，高炮武器系统发射一个30发的长点射，计算该高炮连一次战斗中的弹药消耗标准(假设该高炮连有6门双管高炮，每门炮的点射弹数为每管15发)。

2)弹药消耗标准计算

①计算该高炮连点射弹药消耗量

××mm高炮连点射弹药消耗量=武器系统点射弹数*武器系统数=180(发)

②计算该高炮连一次战斗平均射击航次数

将空袭兵器进袭流强分别为1架/min、2架/min、3架/min、4架/min、5架/min，该高炮连的火力转移时间为15s，代入模型(5)得战斗中的可射击率，计算可射击率的修正系数如表1所示。

③计算该高炮连一次战斗弹药消耗标准

该高炮连一次战斗弹药消耗标准结果如表1所示。