弹炮结合防空武器系统新趋势

陈　薇，王　军

（南京理工大学自动化学院，南京　210094）



弹炮结合防空武器系统新趋势

陈薇，王军

（南京理工大学自动化学院，南京210094）

摘要：自从科索沃战争开创了单纯空袭作战与反空袭作战的先例之后，空袭就成为了战争的焦点，如何更好地抵御空中目标的来袭成为各国战争防御的主题。弹炮结合防空武器系统具有防空区域大、效费比高等优点，是防空武器系统的发展趋势之一。在分析现有典型弹炮结合防空武器系统的基础上，依据弹炮结合武器系统是否共用火控系统将其分为弹炮混编式和弹炮同控式两种形式；随后，结合现代空袭的特点提出了弹炮结合武器系统的发展趋势。

关键词：防空武器系统，防空导弹，高炮，现状，趋势

0　引言

近年来的几场局部战争表明，空袭作战已成为当前高科技局部战争的主要形式［1］，空袭作战形式呈现出长时间、远距离、多方位、大规模打击的新特点［2-3］，单一的防空高炮或防空导弹武器系统难以有效地应对新特点的空袭作战形式［4］。而防空导弹和防空高炮两种武器系统相结合的弹炮结合防空武器系统，可对战斗机、轰炸机、直升机、隐形飞机、巡航导弹等各种空中突袭目标进行有效打击，是应对空袭作战的较好选择，成为各国研制的热点［5-7］。

弹炮结合武器系统出现于20世纪60年代后期，最早的弹炮结合武器系统是由瑞士研制的“防空卫士/麻雀”。该系统主要由四联装“麻雀”导弹和双35 mm高炮系统组成。射程达20 km的“麻雀”导弹可击落轰炸机、直升机和战斗机等空中目标，初速高、反应快、火力强的高炮可以对付4 km以内的各类近距离目标。弹炮结合武器系统中的高炮射弹初速高，能对近程目标进行很好的打击，弥补了防空导弹因初速为零而导致的反应时间较长、近界死区大的不足。防空导弹和高炮相结合，可有效扩大毁伤区域，提高毁伤概率，故近年来各国均在大力发展此类系统，如美国的“LAV-AD轻型防空装甲车”、俄罗斯的“棕榈”和中国的“FK-1000”等。弹炮结合武器系统同时具备防空导弹射程远、精度高、单发毁伤概率大的优点和防空高炮抗饱和攻击能力强、抗电磁干扰能力强、效费比高的优点，将成为防空武器序列的重要组成部分［8］。

然而，随着空袭武器和空袭作战策略的发展，弹炮结合武器系统也要进一步发展方能适应未来防空作战的需求。因此，进一步深入研究和发展弹炮结合武器系统，提高弹炮结合武器系统的作战性能，具有历史紧迫性和深远的现实意义。本文在分析弹炮结合武器系统发展现状的基础上，结合近期几场局部战争的特点，提出了弹炮结合武器系统的发展趋势，为进一步深入研究和发展弹炮结合武器系统提供有益参考。

1弹炮结合武器系统的发展现状

广义上的弹炮结合武器系统是指防空导弹和高炮共用指控系统或火控系统的武器系统。在役的典型弹炮结合武器系统主要有：美国的“小懈树”、瑞士的“天兵”、俄罗斯的“通古斯卡”、美国与法国共同研制的“运动衫”等［9-10］。依据是否共用火控系统，本文将弹炮结合武器系统分为弹炮混编式和弹炮同控式。

1.1弹炮混编式

弹炮混编式弹炮结合武器系统是指防空导弹武器系统和高炮武器系统通过共同的指控系统来协调、指挥、控制、通信，但是火力控制由弹、炮各自的火控系统来完成，作战时，弹、炮承担各自有效作战范围内的防御任务。

弹炮混编式弹炮结合武器系统以美国的“小懈树”为典型代表，它以营为单位，每营有导弹、高炮各4个连，导弹连编有12辆导弹发射车，借助于AN/MPO-49型雷达提供目标指示，由营统一分配各自射击的目标。

弹炮混编的结合方式将高炮武器系统与防空导弹武器系统直接编制在部队同一作战单元，不存在不同系统个体之间的功能衔接与共用，简单易行，但火力控制由两个分系统分别完成，故协调难度大，反应时间长且机动性较差，不利于发挥整体的优势。

1.2弹炮同控式

弹炮同控式弹炮结合武器系统是指系统不仅共用指控系统，而且共用火控系统。弹炮同控结合方式按照防空导弹与高炮是否共用同一载体分为弹炮分置型和弹炮一体型。

弹炮分置型弹炮同控式弹炮结合系统的防空导弹和高炮在空间上分开配置，其典型代表为“天兵”弹炮结合武器系统。该系统由两部四联装“麻雀”导弹发射架、两到三门“厄利康”35 mm双管高炮和一辆雷达车组成。其火控系统由搜索/跟踪雷达、数据处理及数据传输等设备组成，为高炮和防空导弹提供目标信息，并引导其实施射击。该系统可在4.5 s内发动攻击，可以摧毁高空俯冲的飞机、空对地导弹以及各类贴地飞行的敌对目标。由于共用了火控系统，分置型较弹炮混编式的弹炮结合武器系统具有明显的优势，具体体现在设备简单，保障人员少，具有更高的效费比等方面。但由于其配置分散，要事先构筑阵地，进入阵地后需建立通信并进行基线标定，故机动能力较差。

一体型弹炮同控式弹炮结合系统的防空导弹、高炮、雷达、光电探测设备以及火控系统等集成在同一载体上。此类系统的典型代表为俄罗斯的“通古斯卡”弹炮结合武器系统。该系统的所有武器、探测系统和火控系统都装在炮塔上。炮塔两侧各装有两门30 mm机关炮，各炮下方装有4枚防空导弹，能够对付50 m～8 000 m范围内的近程空中目标。一体型弹炮结合武器系统将防空导弹和高炮更加紧密地结合在一起，提高了弹炮结合武器系统机动能力。

总的来说，弹炮结合武器系统不仅能保持防空导弹武器系统和高炮武器系统的性能，且二者优势互补，故系统的整体性能有较大的提高。高炮弥补了防空导弹近界死区大，反应时间长的缺点，能够有效地对抗低空、超低空的目标；弹炮结合武器系统的毁伤概率有较大提高，弹炮结合武器系统可在导弹未击中目标的情况下，以高炮进行再次拦截，增加了拦截次数，且由于共用火、指控系统，可更合理地分配火力，进一步提高毁伤概率；弹炮结合武器系统的效费比较高，这是因为系统是在原有的、比较成熟的高炮系统和防空导弹系统基础上改进的，节省了大量研制成本。

2弹炮结合防空武器系统发展趋势

近年的几次局部战争的空袭作战呈现出“突防主要集中在低空和超低空”及“在防区外精确打击”等特点，随着现代武器装备的高速发展，未来高技术战争中空袭将会朝着进攻方式多元化、进攻远距离化、对特定目标突击瞬间达到饱和、武器的装备全面隐身化的方向发展，且战争将伴随着强烈的电磁干扰［11-14］。为了更好地适应战争的发展，未来的弹炮结合武器系统必须具备更短的反应时间、更大的毁伤范围、更强的抗干扰能力、更高的毁伤概率以及更好的抗毁伤能力。弹炮结合武器系统性能的提高可从火控体系、火力分配、探测单元、火力单元等方面着手。

2.1改进网络化分布式火控系统

目前，分布式网络化火控体系结构得到了广泛的研究和应用，其突出优势是可以实现火力单元与探测单元的大间隔配置，从而提高生存能力。现有的分布式网络化火控系统将目标探测设备和火力单元分割开来，火力单元须经过相应的指挥节点方可获得目标信息，从而进行射击［15-16］，其网络结构如图1所示。分布式火控网将友邻作战单元以及各级指挥所以有线或无线的形式连接成一个网络，每个作战单元可与火控网指挥节点及友邻作战单元进行信息交换，能将本作战单元得到的目标信息与网络上传来的目标信息相融合，扩大了探测和跟踪范围，提高了对目标的探测精度，可以更好地应对高速突防目标的来袭。然而，现有的分布式网络化火控系统的结构虽然指挥层次明确，但是一旦火控网指挥节点被毁，火力单元将仅靠瞄具进行射击，难以达到最佳的射击效果［17］。因此，改进现有分布式火控系统成为未来弹炮结合武器系统的重要方向之一。

未来的网络化火控系统应是火力单元、探测单元及指挥节点以点对点的形式连接的网络化分布式火控系统结构［18-20］，其网络结构如图2所示。每个节点都可接收上级指挥所的命令，且每个作战单元可以与友邻单元进行信息交换。上述结构可弥补现有结构的不足，即，某些指挥节点损毁时，火力单元可通过邻近火力单元或探测单元获得目标信息和其他指挥节点的信息，可自动或由人工干预使本火力单元接受其他指挥节点的作战指令，如此可在本火力单元指挥节点被毁或故障的情况下保障弹炮结合武器系统作战效能不会大幅降低。

图2　未来网络化分布式火控系统结构示意图

2.2提高目标探测及跟踪能力

在目标探测与目标跟踪方面，面对未来空袭武器的隐身化、战场电磁环境复杂化、攻击战术多元化的挑战，当前弹炮结合防空武器系统的探测手段需要增强反隐身能力、抗毁伤能力和抗干扰能力，并进一步提高目标定位与跟踪的精度。首先，要着力发展具有反隐身能力的米波谐振雷达系统。米波谐振雷达是针对隐身武器系统的隐身外形设计技术以及吸波材料技术发展起来的［21］。现有的隐身技术主要有两种：其一，合理设计武器的外形以减少雷达散射截面积；其二，在武器表面涂上一定厚度的吸波材料以减弱电磁波的能量。然而，现目标使用的吸波材料多仅对1 GHz～20 GHz频率的电磁波有较好的吸收作用，在米波谐振雷达所使用的波长下，其隐身效果大大减低。不仅如此，米波谐振雷达将雷达的工作频率选择为目标的主谐振频率，以达到扩大目标的雷达散射截面积的目的。所以米波雷达具有很好的反隐身能力，能够有效地探测和跟踪隐身武器。

此外，还要研制新型无源雷达系统。无源雷达是利用目标自身携带的辐射源或借助第三方辐射源来进行探测的雷达，因其自身不辐射电磁波，故难以被敌军发现，有较强的战场生存能力和抗干扰能力；并且，由于目标不可能做到全频段隐身，作战期间也不可能实现完全的无线电静默，使得无源雷达可以借助第三方辐射源进行探测工作，故无源雷达具有良好反隐身能力［22-23］。在发展米波谐振雷达和无源雷达的基础上，还应积极探索新的跟踪系统组网模式，如不同平台的预警雷达、搜索雷达和火控雷达以及各类光电跟踪系统组网，以使火控系统获得更为精确的目标信息，最终提高作战效能［24-25］。

2.3优化火力分配方式

弹炮结合系统的火力分配是使用高炮和防空导弹的时机问题，现有的处理方法一般为依据高炮和防空导弹射程和毁伤概率，确定一个射击距离作为火力转换的依据［26-29］，但采取上述“一刀切”的方式无法使弹炮火力重叠区域的毁伤效能达到最优。并且，在实际作战中只考虑毁伤概率是远远不够的，还希望有较低的毁伤成本，以及尽可能早地毁伤目标，这些参数都应被纳入评判标准中。

为了能够更加合理地协调各武器系统的作战行为，以达到最佳的作战效果，一方面应该进一步研究防空导弹和火炮的毁伤概率的计算方法，如对射击误差进行时空特性进行分析的基础上，用蒙特卡罗法计算毁伤概率，为火力分配提供依据；另一方面应发展能实时对弹炮火力重叠区的弹、炮毁伤概率，射击时间、费效比等进行分析的完整算法体系，利用智能优化算法设计出最佳的火力分配策略。在此基础上，进一步研制可实时接收数据、解算诸元、分析决策的通用软、硬件，最后实现火力转换点的优选，进而实现最佳的火力分配。

2.4提升火力单元性能

火力单元作为武器系统的执行机构，对武器系统的整体性能有着至关重要的影响，因此，火力单元性能的提升成为未来弹炮结合武器系统发展的必由之路。

防空导弹方面要研制新型导弹发动机和新型弹体材料，以提高发动机比冲、降低导弹质量，达到缩短反应时间，提高射程和飞行速度的目的；此外，要应用新材料、新结构使单位质量战斗部获得更高的杀伤效能；要采用复合制导方式，提高抗干扰能力、制导精度，最终增强杀伤效能。

高炮方面，针对不同口径的高炮，应采取不同的发展策略。针对较大口径高炮，应以发展制导型可编程电子时间引信炮弹为主要方向，并建立完善的射击体制，以对不同类型目标获得较高的毁伤概率。针对小口径高炮，要发展高射速、快慢弹搭配的新型小高炮以提高毁伤概率。

3　结论

弹炮结合武器系统综合了导弹射击精度高、单发杀伤概率大、射程较远的优点和高炮快速机动、持续射击、抗干扰能力强、成本低的优点，具有较大的毁伤区域以及较高的作战效能，能够很好地适应现代战争。结合我国高炮保有量高的现状，弹炮结合武器系统将在我国近程防空反导中扮演重要角色，因此，本文在简述当前典型弹炮结合武器系统的基础上，对弹炮结合武器系统进行了分类，并分析了各类弹炮结合武器系统的优点与不足，结合空袭作战的发展方向，提出了未来弹炮结合武器系统的发展方向，为未来弹炮结合武器系统的研制提供有价值的参考。

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The Trend of Missile-Gun Combined Weapon System for Aerial Defense

CHEN Wei，WANG Jun
（School of Automation，Nanjing University of Science and Technology，Nanjing 210094，China）

Abstract：Since the Kosovo War started to use a form of simple air raids and counter-air raids，a increasing number of wars use air raids to attack the enemy，so how to defense the enemy in the air become more and more important.Missile-Gun combined weapon system not only has a big air defense area but also has a high effective-cost，so it will become the trend of air defense weapon system.This paper describes the structure and classification of Missile-Gun combined weapon system，and analyzes the advantages and disadvantages of the current systems; finally the trend of Missile-Gun combined weapon system is proposed.

Keywords：missile-guncombinedweaponsystem，airdefensemissile，antiaircraftgun，presentsituation，trend

作者简介：陈薇（1990-），女，浙江杭州人，硕士研究生。研究方向：火控总体。

收稿日期：2015-02-26修回日期：2015-04-11

文章编号：1002-0640（2016）03-0001-04

中图分类号：E926.4

文献标识码：A