反舰导弹二次攻击可行性研究

王宗杰， 罗木生， 侯学隆

(海军航空大学, 山东 烟台 264001)

反舰导弹攻击目标过程中存在因敌水面舰艇软抗击(电子干扰)而丢失目标的问题。当前水面舰艇软抗击手段多(如图1所示),发展迅速[1]。

提高反舰导弹命中目标概率需要提高其突防水面舰艇软抗击手段的概率。当前主要通过技术和战术两种途径提高反舰导弹突防敌水面舰艇软抗击概率。技术上,针对水面舰艇软抗击体系种类多、每一类别只对特定频域传感器信号有效、难以覆盖全频域、被动响应等特点[2],采用智能化信息处理[3]、多模复合制导[4]、扩大末制导导引头频谱范围、使用频率捷变及复杂波形编码[5]等方法。战术上,采用多方位攻击[6]、多波次攻击[7]、异型弹导弹协同攻击[8]等战法。

上述技战术手段能够有效提高反舰导弹突防概率,但仍然存在因敌水面舰艇软抗击(电子干扰)而丢失目标的问题。本文在分析反舰导弹攻击过程的基础上,提出利用反舰导弹剩余航程进行二次攻击的思路,通过增加反舰导弹攻击水面舰艇次数来提高反舰导弹突防概率。

1 反舰导弹二次攻击必要性

1.1 反舰导弹攻击过程

反舰导弹攻击水面舰艇目标,首先自控飞行,在到达末制导导引头开机距离后,进入自导阶段,末制导导引头开机搜索目标,搜索到目标后,按某种导引律将反舰导弹导向水面舰艇目标。在此过程中,反舰导弹遭敌水面舰艇防空系统抗击,其中硬抗击系统(舰空导弹、舰炮等)利用火力拦截来袭反舰导弹,软抗击系统则采用各种电子干扰手段来压制或欺骗来袭反舰导弹。硬抗击的目标是摧毁反舰导弹,而软抗击的目标是使反舰导弹丢失搜捕到的真正攻击目标。所以,反舰导弹攻击水面舰艇防空系统自导阶段存在三种结果:理想结果是突防成功并命中目标;第二种结果是被硬抗击系统摧毁;第三种结果则是被软抗击系统干扰,目标丢失但仍在飞行。反舰导弹攻击前两种结果都代表反舰导弹攻击结束,而第三种结果则是导弹仍然有攻击能力但因无法返回攻击而失去攻击机会。

1.2 二次攻击概念提出及其必要性分析

针对反舰导弹攻击水面舰艇目标过程中，在因遭敌防空体系软抗击丢失目标后无法返回而失去攻击机会的问题,可以重新设计反舰导弹控制逻辑,在反舰导弹丢失目标后,通过导弹机动转弯,重新瞄准目标丢失点,进行再次搜索攻击。将反舰导弹丢失目标返回瞄准目标丢失点再次进行搜索攻击称为反舰导弹二次攻击。之前的第1次攻击则称为反舰导弹一次攻击。现实中反舰导弹可能存在第3次、第4次等更多攻击次数,可统称为二次攻击。反舰导弹二次攻击的核心目的是在反舰导弹剩余航程充足时充分利用剩余航程对丢失目标进行再次攻击,增大命中毁伤目标的机会。

2 反舰导弹二次攻击过程设计

2.1 反舰导弹二次攻击方式

反舰导弹二次攻击瞄准点是目标丢失点,其二次攻击最合适的方式是8字形搜索攻击,如图2所示,其中M点为目标丢失点。8字形搜索攻击的实现过程为反舰导弹丢失目标,直线搜索一定距离未发现目标后,按一定转弯半径和转弯角度转弯重新瞄准目标丢失点进行搜索攻击。一次完整的8字形搜索攻击可完成两次搜索攻击。该攻击方式简单实用,在剩余航程充足的条件下,可反复进行。

一次完整8字形搜索攻击完成后,剩余航程充足,则可进行下一次8字形搜索攻击。此时,存在转弯方位是否与上次搜索攻击相同的问题,如果相同就是重复上次8字形搜索攻击,如果不同,则形成新的二次攻击方案。其形成的攻击方案如图3所示。

在8字形搜索攻击方式基础上,二次攻击方式可形成更复杂的二次攻击方案。例如苜蓿叶搜索攻击[9]。

2.2 反舰导弹二次攻击流程

反舰导弹在第1次搜捕目标丢失目标后,通过导弹机动转弯返回瞄准目标丢失点进行二次攻击,在剩余航程充足的情况下,可反复进行二次攻击一直到反舰导弹命中目标或被摧毁,其流程如图4所示。在反复进行二次攻击过程中为提高反舰导弹二次攻击突然性,应尽量从不同方位对目标丢失点。

3 反舰导弹二次攻击关键因素分析

通过对反舰导弹二次攻击流程进行分析,可以发现反舰导弹二次攻击是否可行主要取决于剩余航程是否足够实施二次攻击。即当反舰导弹二次攻击所需航程小于剩余航程时才具备实施反舰导弹二次攻击的条件。

3.1 反舰导弹二次攻击航程需求分析

二次攻击航程为反舰导弹确认丢失目标后开始转弯返回进行二次搜索攻击整个过程所需耗费的航程。

设反舰导弹二次攻击中转弯半径为r,转弯结束点到目标丢失点距离为ds t r F l y,相邻搜索攻击夹角为β,二次攻击航程为S,如图5所示。

反舰导弹二次攻击航程为反舰导弹转弯航程与直线搜索航程之和。其中转弯航程为

转弯结束点到目标丢失点距离为

反舰导弹二次攻击中直线飞行距离Sline是反舰导弹未搜捕到目标一直直线搜索飞行距离。现实中,可能反舰导弹在目标丢失点附近捕捉到目标并进行攻击,此时直线飞行距离为ds t r F l y。如果在目标丢失点没有搜捕到目标,则反舰导弹搜索攻击距离需要增大,一般情况下需增大到2s t r F l y。因此,理论计算中取最大需求值。即一次完整直线搜索航程为

因为

S=Sarc+Sline

所以,反舰导弹二次攻击航程为

分析反舰导弹二次攻击航程需求计算模型,可以发现二次攻击航程与转弯半径及相邻搜索攻击夹角存在直接关系。

当相邻攻击夹角β=90°,转弯半径r从3km增大到15km时,其对转弯航程、直线航程和二次攻击航程影响如表1所示。

表1 转弯半径对二次攻击航程影响变化表

通过分析图表可知,当相邻攻击夹角不变,转弯航程、直线航程和二次攻击航程与转弯半径成正比,变化趋势如图6所示。转弯半径越小,二次攻击航程越小,利用剩余航程实现二次攻击的可能性越大。

当转弯半径r=8km,相邻攻击夹角β从10°到170°时,其对转弯航程、直线航程和二次攻击航程影响如表2所示。

表2 相邻搜索攻击夹角对二次攻击航程影响表

分析表2可以发现,当转弯半径r固定,相邻攻击夹角增大,转弯航程减小,直线航程增大,两者之和二次攻击航程增大。相邻攻击夹角在10°到150°之间变化,二次攻击航程相应变化较小;相邻攻击夹角在150°到170°之间变化时,二次攻击航程相应变化较大。相邻搜索攻击夹角对转弯航程、直线航程和二次攻击航程影响趋势如图7所示。

现役或在研中远程反舰导弹最大航程多数在200km～1000km之间[9-11](如表3所示),在飞行到达瞄准目标位置剩余航程大于100km是大概率事件,即满足反舰导弹二次攻击航程需求是非常可能的。因此,中远程反舰导弹二次攻击在航程上是可行的。

3.2 反舰导弹二次攻击命中概率分析

理论上,反舰导弹突防水面舰艇防空体系命中目标概率为

P=P突防P捕捉P命中

式中，P突防为反舰导弹突防水面舰艇防空体系概率,P捕捉为反舰导弹捕捉目标概率,P命中为反舰导弹捕捉目标条件下命中目标概率。当反舰导弹以相同的装订参数突击同一型水面舰艇目标,因目标特性固定,反舰导弹突防概率、捕捉概率、命中概率理论上是不变的,即反舰导弹突防水面舰艇防空体系命中目标概率P不变。

根据上述假设,设一枚反舰导弹第i次攻击水面舰艇目标命中目标概率为Pi,则

Pi=(1-P)i-1-P

反舰导弹二次攻击后,设二次攻击次数为n,其总命中概率为

则反舰导弹突防水面舰艇防空体系命中目标概率P从0.1到0.6变化时,其总命中概率随攻击次数变化如表4所示。

分析表4可发现,不论反舰导弹第一次突防命中目标概率如何变化,其第2次、第3次等二次攻击都能够使反舰导弹总命中概率得到有效提高。反舰导弹总命中概率随攻击次数变化趋势如图8所示。

从图8可发现,第2次攻击总命中概率提升非常明显,当P越大,第3次、第4次攻击总命中概率提升越小。其军事意义为当反舰导弹突防命中概率越小时,越应该通过增加二次攻击次数提高反舰导弹总命中概率。当反舰导弹突防命中概率增大到0.6以上时,第4次攻击总命中概率提升0.03以下,无明显军事价值。

4 结束语

当前,反舰导弹突防水面舰艇防空体系存在因软抗击(电子干扰)而丢失目标导致一次攻击突防命中概率低的问题。针对上述问题通过增加反舰导弹攻击次数提高反舰导弹总命中概率是非常必要的措施,同时,当前现役或在研中远程反舰导弹在航程上亦是可行的。实现反舰导弹二次攻击,一方面需要从技术层面为中远程反舰导弹增加二次攻击控制逻辑,另一方面需进一步研究实现二次攻击需装订的目标诸元。

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