空海作战导弹攻防对抗关键技术探索

于冰杰

摘要：文章主要介绍了空海作战导弹攻防对抗的关键技术，先介绍了火控解算，包括命中条件限制、自适应步长攻击区相关解算技术、不可逃逸攻击区相关解算方法，随后介绍了反舰导弹和舰空导弹的攻防对抗机动突防几率，包括蒙特卡洛法、作战误差分析，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：空海作战;导弹攻防;对抗技术

引言：近几年随着各国相继开展大范围的海上军演，涵盖防御方和攻击方模拟，同时将舰空导弹以及反舰导弹当成核心演练工具，实施攻防对抗。在实战演练中同样需要花费大量财力、人力和物力，整个工程较为复杂，但军演也同时具有较多益处，比如展现实力，积累经验等，为守护本国领土不断增强自身实力。

一、火控解算

（一）命中条件限制

导弹发射后，会顺着既定设计轨道飞行，在实际飞行中是否可以顺利命中预期目标受到多种限制因素的影响，相关限制条件如下：第一，导弹飞行时间远远超出制导时间。第二，导弹飞行远远低于引信解锁时间。第三，在发动机燃料彻底燃烧后，导弹速度比最低要求速度要小。第四，导弹和目标之间的靠近速度，比导弹引信要求接近最小速度要低。第五，导弹相关瞬时速度比最低飞行要求速度要低。第六，导弹相对距离比最小距离要小。第七，瞄准线相关移动角速度超出导引头跟踪角最大速度。第八，导弹飞行离轴角超出离轴角最大值。第九，导弹实际飞行中，相关需用过载远远超出实际过载值。第十，弹目相对距离超出导引头探测最大距离[1]。

对于一般导弹来说，导弹实际飞行中，如果出现上述任意状况，则证明导弹远离预期目标，无法准确命中目标。相反条件下，如果能够满足上述限制条件，则证明导弹没有失去控制，同时导弹顺利进入目标核心的导弹战斗有效杀伤范围内，当成导弹命中目标。其中需要注意，功能和型号不同的导弹限制条件也存在一定差异，为此需要联系实际状况进行合理修改。比如机载导弹需进行补充，载机于近距离发射导弹的过程中，并不在安全区域内，但是对于舰空导弹来说，需要进行补充，导弹高度比海平面高度要低。上述所述限制条件，大部分都是常量，被导弹系统所决定，而导弹可用过载属于一种变化量，飞行中的高度和马赫数是主要影响因素。

（二）自适应步长攻击区相关解算

攻击区解算主要是以弹道解算为基础，形成弹道解算模型闭合形式的自动搜索模型，结合上述弹道解算限制条件和设定搜索精度，从而对设定导弹进行计算，对目标攻击区域进行准确计算。模型复杂程度决定了攻击区解算时间，步长选取同样会影响攻击区解算时间。

本文主要是利用龙格库塔法对模型相关运动微分方程组进行求解，解算中应该合理选择步长。由于导弹朝目标飞行中，导弹速度、导弹与目标之间相对速度较快。如果所选步长较大，则弹道解算便会出现较大误差，严重情况下还会出现发散现象，特别是在导弹即将射中目标条件下，于某种步长时间中，导弹和目标之间的相对位移距离正好超出导弹杀伤半径的两倍，使导弹出现误判问题，将命中情景变成无法命中，最后所得攻击范围界限也存在一定误差。此外，如果所选步长相对较小，尽管不会产生上述问题，但如果步长过小，容易降低攻击区内解算速度，影响实时性效果，同时还会进一步增加误差累。

为了顺利解决上述问题，需要结合变步长思想，开始解算模型过程中，因为弹幕距离相对较远，可以选择大时间步长，并随着导弹向目标不断接近，降低时间步长，选择小时间步长。如此，便能够使攻击区解算过程满足相应的解算精度要求，提升整体运算速度[2]。

（三）不可逃逸攻击区相关解算

实际战场中目标遇到敌对方攻击条件下，会采取相应的机动，从而躲避导弹攻击。于某种条件下，需要对该种攻击区进行求解，为此需要充分结合目标不同机动进行充分考虑，确保该区域内目标不能躲避导弹攻击，而这种攻击区也是无法逃逸攻击区。无法逃逸攻击区范围相对较小，而命中率相对较高。

当下在对导弹无法逃逸区进行求解中，存在一种方法是微分对策论，该种方法主要优势对无法逃逸区的计算结果较为准确，而主要缺陷是创建数学模型较为复杂，实时性较弱，计算复杂，需要消耗大量时间。而实践中的目标机动状况无法预测且十分复杂，在对无法逃逸攻击区进行求解过程中，存在较大困难。

设目标机动过载数值最大为4g，从-4g至4g之间，以2g为基础步长，对目标进行合理求解，得到过载机动条件下的攻击区。针对无法逃逸攻击区内相关远边界是多种状况下攻击区远边界最低值。无法逃逸攻击区相关近边界是攻击区近边界数值最大公式表示如下：

其中的Rmin、Rmax分别是无法逃逸攻击区的近边界和远边界，Nti则是机动下攻击区近边界和远边界，相关取值分别是-4g、-2g、0g、2g、4g。这种针对无法逃逸攻击区中的解算方法所考虑的目标机动相对简单，主要是以典型目标机动场景。

二、反舰导弹和舰空导弹的攻防对抗机动突防几率

（一）蒙特卡洛法

通过计算机对打靶进行模拟，能够合理计算导弹命中率，对那些昂贵且复杂的导弹飞行试验进行减少或补充，可以有效节约各种财力、物力和人力。当下相关分析计算方法主要是以蒙特卡洛法为主，整体运行效率较低。但当下，随着计算机技术水平的提升，有效弥补了蒙特卡洛法的现存缺陷，提高了蒙特卡洛法应用生命力，并成为当下社会中的发展主流。除此之外，还可以采用线性伴随法、协方差分析函数描述法等。而这两种方法主要特征是耗时相对较小、计算量小，仅占卡洛法的1/20到 1/30之间，以统计线性化理论进行合理推导。

综上所述，弹道方程组为非线性，通过蒙特卡洛法对打靶操作进行模拟，相关打靶流程如下：第一是创建精确数学模型。第二，了解导弹飞行中不同随机因素和相关分布规律。第三，根据不同随机因素分布规律，构建数学模型，随后以所构建的数学模型为基础，形成相应的随机数。第四，在数学模型内叠加随机变量，和对应标称值一一对应，实施蒙特卡洛法打靶模拟实验。第五公布并有效处理最终的打靶结果[3]。

（二）作战误差分析

舰空导弹与反舰导弹进行攻防对抗中，双方攻防对抗效果容易受到环境、装备和人为因素等方面的影响。而人为因素同样存在某种主观性，客观規律不足，影响客观分析，至于环境因素和装置因素所形成的误差，相关分布规律主要是正态分布规律为主，而本文主要以环境因素和装备因素所形成的误差进行研究，了解舰空导弹与反舰导弹之间的攻防对抗。

导弹发射到目标命中整个过程中，通常会被海杂波、海上随机风、制导系统输出误差、测量系统对角度测量的影响。为了进一步提高仿真计算便利性，把随机形成误差规划到系统计算误差输出中，至于海杂波所形成的误差全部归类到测量系统的视线角度误差内。上述全部误差源形成的误差全部以正态分布为主，仿真中，在模型计算标值基础上，叠加各种仿真误差，对反舰导弹以及舰空导弹之间的攻防对抗，通过对反舰导弹进行特征分析，采取不同机动策略下突防概率进行计算。舰空导弹以及反舰导弹之间实施攻防对抗中，主要作战流程是，反舰导弹将对方舰船当成攻击目标，先实施降高平飞，末端选择摆式、螺旋、蛇形等机动策略进行突防。

结语：综上所述，在现代化背景下，随着科技和军事两个领域革命热潮的发展，海上作战地位越加突出，部分国家还把海洋当成蓝色国土，在越加频繁海上争端背景下，应该针对海上作战中的攻防对抗进行深入研究分析，特别是舰空导弹和反舰导弹之间的攻防对抗。

参考文献：

[1]   李漫红，路瑞敏.美国突破反介入/ 区域拒止能力的武器发展与尝试[J].飞航导弹，2019（08）：10-14.

[2]   李居尚，战荫泽.天波超视距雷达空海目标探测难点与对策[J].飞航导弹，2018（12）：39-44.

[3]   张冬青，蒋琪.世界导弹武器装备与技术5 年发展回顾与展望[J].战术导弹技术，2016（01）：1-8.