潜射反舰导弹末端攻击方向选择方法研究∗

2019-05-07车梦虎

舰船电子工程 2019年4期

李超车梦虎

（91550部队大连 116023）

1 引言

导弹末端攻击方向定义为导弹在经过最后一个航路点拐弯后对准目标的方向。导弹航路规划时末端攻击方向的选择将直接影响雷达捕捉目标的概率，进而影响导弹最终的命中精度以及毁伤效果，同时由于潜艇的探测能力有限，接收目指信息一般比较滞后，所以如何确定一个合适末端攻击的方向就显得尤为重要。

2 末端攻击方向选择的基本方法及考虑因素

2.1 末端攻击方向选择的基本方法

导弹能够捕捉到目标是命中目标的前提，所以在选择导弹的末端攻击方向时，首先应该保证导弹能够以较高的概率捕捉到目标［1］。导弹能够捕捉到目标的必要条件是：导弹末制导雷达搜索区域能够覆盖到目标并且目标的回波能够被导弹末制导雷达截获。所以选择导弹末端攻击方向选择的基本原则是尽量使导弹末制导雷达搜索区域覆盖住整个目标散布区域，并且尽量使末端攻击方向与目标航向的夹角在90°左右。

末制导雷达的搜索区域是一个圆锥形的空间区域，在搜索海面目标时，这一区域为平面搜索区域。由于导弹是边飞行边搜索，因此它是一个随时间改变的形状比较复杂的区域。一般为了简便起见，把实际的末制导雷达搜索区域简化为简单的矩形。通常，为了使导弹末制导雷达搜索区覆盖整个目标散布椭圆，导弹末端攻击时一般都选择目标散布椭圆的长轴方向。但在有的情况下没有必要使导弹从目标散布椭圆的长轴突击，如图1所示，此时目标散布椭圆比较小，以至于无论导弹从哪个方向突击，雷达搜索宽度都能够覆盖整个椭圆，所以末端攻击方向的选择已经变得不是很重要，这时一般根据导弹最短飞行距离的原则来确定最后的末端攻击方向［2］。

图1 无需考虑末端攻击方向情况

当潜艇利用外界目标指示进行导弹攻击时，由于有较长的目标信息滞后时间，目标散布椭圆一般都会比较大，导弹的搜索区域有时会无法覆盖整个目标散布椭圆，此时导弹的末端攻击方向则应该根据目标散布椭圆的形状特征来选择。当目标散布椭圆比较狭长时，为了使捕捉概率最大，一般选择椭圆长轴方向为末端攻击方向；当目标散布区域近似圆形时，末端攻击方向的选择对捕捉概率的影响不是很明显，则也是根据最短飞行距离的原则来确定最后末端攻击方向的。

2.2 选择导弹攻击方向的考虑因素

导弹末端攻击方向是决定导弹实现多方向攻击效果的主要因素。在进行末端攻击方向选择时主要需要考虑导弹的可攻性、突防效果和捕捉概率三个方面［3］。

1）导弹的可攻性

当导弹攻击的目标在陆地、岛屿或禁飞区等障碍附近时，导弹的末端攻击方向往往会受到这些障碍的限制。一方面是由于导弹已经完成所有导航点的飞行，不具备自动转弯的能力，在进入方向上如果遇到障碍，很可能会与这些障碍交汇而攻击失败；另一方面是由于导弹的末制导头可能会存在性能上的不足，对目标周围的陆地等假目标缺乏很好的分辨能力，当障碍离目标很近，同时出现在末制导头的搜索范围内，可能会导致捕捉到这些障碍而无法攻击预定目标的后果。导弹的可攻性就是指导弹在进入方向上不能有这两方面情况的发生。为了达到这个目的，需要进行导弹可攻性的判断，即判断目标周围是否有障碍和准确计算导弹攻击进入方向的范围。所谓准确是指既不能由于计算的范围过大而使导弹攻击的成功概率降低，也不能由于计算的范围过小而错失了导弹攻击的机会。

2）导弹的突防效果

水面舰艇的防空能力往往存在一定的方向性，即在不同的方向上其防空能力受防空武器装备的配置情况的影响而有所不同，尤其是舰艇防空导弹的射界受发射装置和照射雷达的位置影响很大。当获取敌方舰艇防空能力时反舰导弹可以选择从防空的薄弱区域进入；在未知其防空能力的情况下也可通过选择多枚导弹以不同的末端攻击方向进入从而实现有导弹从防空的薄弱区域进入。而且，对于一个舰艇编队而言，各条舰艇的防空能力也有所不同，有的甚至没有防空能力，因此，防空范围对于编队来说也往往具有一定的针对性，选择防空力量薄弱的方向进入，可避开编队中防空能力强的舰艇，有效提高对编队的打击效果。因此，选择合理的攻击进入方向，对于实现导弹的攻击效果具有十分重要的意义。

3）导弹的捕捉概率

导弹的捕捉概率与目标的散布有关，在已知目标的航向、航速和目标指示途径等信息的前提下，可计算出目标的散布椭圆，利用导弹雷达导引头在纵向方向上可连续搜索捕捉的特点，导弹从散布椭圆的长轴方向进入，可获得相对更高的捕捉概率。对于远程反舰导弹而言，当使用现在点攻击时，目标在导弹飞行过程中的运动引起的目标位置的散布往往是影响导弹捕捉概率最大的因素，为了让导引头能可靠地捕捉到目标，选择好攻击进入角度至关重要。

导弹的可攻性、突防概率和捕捉概率是必须同时考虑的三个方面，但有时却难以同时达到最佳效果。可攻性是导弹攻击的基本条件，必须满足。而对于突防概率和捕捉概率的取舍，往往需要根据实际情况加以灵活运用。当导弹攻击防空能力强的驱护舰目标时，争取更高的突防概率而牺牲部分的捕捉概率是很有必要的；当攻击防空能力弱的舰艇时，首先确保足够的捕捉概率其次再考虑突防概率相对就比较合适。

3 对单个目标攻击方向选择

3.1 对近岸目标攻击

很多情况下目标都依靠岛屿这道天然屏障来躲避导弹攻击。此时，对于反舰导弹来说，目标周围就存在很多假目标，如果末端攻击方向选择得不合适，就可能造成导弹无法分辨出目标和假目标。反舰导弹大多采用的是雷达导引头，在岛岸附近实施导弹攻击时，岛岸和地面目标对反舰导弹末制导雷达发射的电磁波均能形成回波。所以目标到岛岸的距离要保障导弹在搜索的一个周期后，其搜索区仍不与近岸接触。导弹能否错捕岛岸（或地面目标），主要取决于目标离岛岸（或地面目标）的距离（简称岛目距离）、导弹末制导雷达搜索区的大小以及导弹自控终点的散布误差等因素［4～6］。当导弹性能和射击距离一定时，岛目距离R将起决定作用。R减小，导弹捕捉到预定目标的概率也将减小。导弹可靠捕捉到目标的Rmin，是指满足导弹捕捉概率不小于规定指标的目标至岛岸距离的最小值。影响Rmin的因素主要是导弹末制导雷达的搜索范围和导弹的末端攻击方向［7］，如图2所示。

图2 反舰导弹对近岸目标攻击的模型

图中，L为末制导雷达一个搜索周期导弹飞行的距离；β左为雷达左扇面角与雷达波束半宽之和；θ为导弹的末端攻击角度；a为距离选择波门半宽；Rzd为导弹自导飞行距离。

由图中几何关系可得：

基于上述近岸目标攻击模型［8～12］，进行仿真分析。已知我反舰导弹的自导距离可装订范围Rzd=20km～40km，搜索扇面角可装订范围-45°～+45°，末制导雷达水平波束半宽为 2°，导弹飞行速度1.0Ma，自导雷达搜索周期为10s，距离选择波门半宽10km。当左右扇面角均为45°时，得到Rmin、Rzd、θ关系如表1、图3所示。

表1 R与R、θ的关系（左右扇面角均为45°）minzd

图3 R、R、θ关系图minzd

分析可知，当搜索扇面角为45°时，Rmin随着Rzd和θ的增大而增大，所以在攻击近岸目标时，末端攻击方向应该尽量小，垂直于海岸基线打击目标时，最小岛目距离最小，最利于末制导雷达搜索识别目标。通常反舰导弹总是从开阔海域向岛屿附近目标进行攻击的。对有飞越岛屿能力的反舰巡航导弹来说，末端攻击方向的选择空间更大。因为它可以直接飞越岛屿，不需要绕过岛屿。这在某些战场态势下可以减少导弹飞行时间，而且目标探测的雷达杂波更大，留给目标预警的时间更短，从而提高了导弹攻击的隐蔽性。但是由于反舰导弹的高度控制系统一般是基于海平面的，如果岛屿地面起伏比较大，有可能会造成导弹飞行的不稳定，在选择攻击方向时必须考虑到这一点。

3.2 对宽阔海域目标攻击

在使用反舰导弹对宽阔海域单目标实施攻击时，对于水面舰艇而言，由相关公式可知，能够影响导弹命中概率的有效手段主要是水面舰艇自身的规避机动和实施质心式干扰。

导弹以90°的角度攻击时，舰艇的雷达反射截面积（RCS）最大，命中目标概率更大。但是，由于在导弹发射时刻并不知道目标将做何种机动，而当两枚反舰导弹按90°攻击夹角对舰艇实施两方向齐射时，无论舰艇发现导弹来袭时刻是何种攻击角度，都难以选择合适的角度进行机动转向。最终都可确保有一枚导弹攻击舷角较大，而另一枚攻击舷角较小的态势，这样可以大大提高反舰导弹的整体作战效果。如图3所示。

图3 两枚导弹攻击夹角示意图

3.3 多枚导弹齐射

为了增大导弹的突防概率和命中概率，通常采用多枚导弹齐射的方法对目标进行饱和攻击。对于具有航路规划功能的反舰导弹，此时可以对每一枚导弹规划不同的末端攻击方向，对目标进行多方向攻击。通常，潜射反舰巡航导弹齐射时有一定的时间间隔。在进行航路规划时，可以通过选择合适的末端攻击方向使先发射的导弹飞行时间长一些，尽量使多枚导弹同时飞抵目标，这样可以增加目标防空的压力，从而增大导弹的突防概率，如图4所示，导弹依次从各个方向进行突击。

另外，选择多枚导弹末端攻击方向的夹角还要考虑目标的防空能力。如果目标是防空能力很强的舰艇，那么多枚导弹末端攻击方向的夹角应尽量大，从多个方向攻击，以增加目标的防空压力。如果目标为运输舰或者导弹艇，则多枚导弹可以从同一个末端攻击方向进入，以扩大毁伤效果。

图4 多枚导弹齐射方向选择

4 对编队目标攻击方向选择

编队目标可大致分为护航运输队、战斗舰艇编队和登陆运输队，其编成和特点都不一样。登陆输送队一般均由登陆舰、运输船、警戒舰艇和排除登陆障碍的舰艇组成。敌水面战斗舰艇编队根据其作战任务和编成的舰只不同，编成形式也不相同。以反潜为主要任务的驱护舰反潜编队，一般由2～4艘驱护舰和舰载反潜直升机组成，其编成队形通常为单横队、人字队、反人字队和侧翼前伸队。航空母舰编队通常是由航空母舰、巡洋舰、攻击型核潜艇、驱逐舰、护卫舰和舰载航空兵等兵力组成。护航运输队航渡时通常由装备现代化探潜设备、反潜武器的反潜舰艇和飞机警戒。

对于机动比较容易的单个目标，很容易将防空能力较强的一舷对向反舰导弹，所以无法确定什么方向是防御薄弱的方向。但对于机动比较困难的群目标或者编队目标，可以选择合适的攻击方向从目标防御能力薄弱的方向进攻。被攻击目标编队航行时，各舰间隔比较小，因向内侧机动受限而只能向外侧机动，且箔条云释放不便，此时攻击方向应选在目标外侧较大的舷角。

4.1 攻击单式队形策略

目前，侧翼前伸队形的反导对抗仍然停留在单舰自卫的水平上，电子战掩护编队的能力弱。在冲淡干扰制造的“欺骗干扰走廊”里，编队机动相对单舰困难，被捕获的概率变大；而编队质心干扰基本是各自为战，且单式队形编成后，编队协同能力得不到体现，对抗多枚导弹能力不足，舰艇机动不利于原队形保持。因此，反舰导弹将攻击方向选择为编队队列线方向，或者选择性地攻击指挥舰，将大大提高导弹的命中概率。以侧翼前伸队为例，如图5所示。

图5 攻击单式队时导弹攻击方向选择

4.2 攻击复式队形策略

对于基德级水面舰艇编队而言，只有基德级驱逐舰配有舰空导弹，因此可以结合攻击单艘水面舰艇的两弹夹攻方法以及攻击单式队的列线方法，将两种方法综合后使用。以人字队为例，如图6，即导弹沿着水面舰艇的列线方向攻击，导弹与导弹之间的夹角保持在90°左右，一方面可以保证对基德级驱逐舰的大舷角攻击，另一方面假如没有命中基德级驱逐舰的话，仍有可能攻击到诺克斯级护卫舰。