基于对抗全过程仿真的两栖攻击舰对空自防御作战能力评估*

（91976部队 广州 510430）

1 引言

两栖攻击舰具有非常高的战术价值、甚至是战略价值，往往是反舰导弹的重点攻击目标，必须评估其对空自防御作战能力是否满足自身安全需要。目前，关于水面舰艇作战效能和作战能力评估的研究成果较多［1～8］，但是大多采用的是指数法、ADC方法、层次分析法和概率论方法，主观随意性较为严重，评估结果难以令人信服。建模与仿真是当今军事科学研究的主要手段之一，美国海军将其作为2000～2035年所需技术，认为它是海军作战能力的“倍增器”［9］。因此，有必要运用建模与仿真技术，考虑两栖攻击舰对空自防御作战中目标威胁判断、火力分配和武器协同使用等指挥决策问题，建立两栖攻击舰对空自防御作战效能评估仿真模型，尽可能真实地模拟两栖攻击舰对空自防御作战过程，为两栖攻击舰对空自防御武器装备的改进及作战使用提供支撑。

2 两栖攻击舰对空自防御作战能力评估指标

基于对抗全过程仿真的两栖攻击舰对空自防御作战效能评估，是指构建包括舰艇机动、传感器探测、防空作战指挥决策、软硬武器使用等两栖攻击舰与空中来袭目标全过程对抗的仿真数学模型，合理设定仿真对抗规则，以两栖攻击舰典型对空自防御作战态势为驱动，通过计算机仿真和数据统计，计算得到两栖攻击舰对空自防御作战能力指标值。两栖攻击舰对空自防御作战的目的是保护自身不被毁伤，因此，可以取对空自防御作战成功率作为两栖攻击舰对空自防御作战能力指标值。

由于两栖攻击舰对空自防御作战的主要目标为来袭反舰导弹，而反舰导弹战斗部威力大，通常被其命中一枚舰艇就可能受到重创而失去战斗力，因此，一次对抗过程中，只有全部来袭目标都被拦截或有效干扰，对空自防御作战才可称之为取得成功。在基于对抗全过程仿真的对空自防御效能评估时，假设某一态势下，两栖攻击舰对空自防御作战仿真次数为N次，其中两栖攻击舰没有被来袭目标毁伤的次数为M次，则该态势下两栖攻击舰对空自防御作战成功率为

根据数理统计原理，仿真达到足够精度时的仿真次数可由下式确定［10］：

式中，Δ为仿真应达精度；D(X)为随机变量的均方差，可事先根据经验确定或先仿真少量次数统计得到。

设初始仿真次数为N0，随机变量X的各观察值为xi，则随机变量X的均值和方差的统计值分别为

3 两栖攻击舰对空自防御作战流程

两栖攻击舰接上级或友邻空情通报后，转入防空作战部署，警戒雷达重点搜索超低空掠海飞行目标，并根据态势需要进行预先机动。当舰载传感器发现来袭目标，进行数据融合、威胁判断，合理分配各种防空武器，组织使用舰空导弹、近程舰炮武器系统和电子战系统实施综合抗击。其作战流程如图1所示。

图1 两栖攻击舰对空自防御作战流程

4 两栖攻击舰对空自防御作战仿真对抗规则设定

两栖攻击舰对空自防御作战仿真需设定以下对抗规则。

1）传感器使用与信息融合规则

对抗过程中，两栖攻击舰侦察雷达全时开机，目标数据来源还包括警戒雷达、红外警戒设备等，当获取目标数据信息有多个来源时，使用信息融合方法得到综合目标信息。

2）战术机动规则［11］

发现目标前，按上级或友邻通报的敌来袭位置进行预先机动。发现目标后，视情进行发扬火力机动。

来袭反舰导弹采用惯导加主动雷达末制导的导引方式，到达末制导雷达开机距离时末制导雷达开机搜索目标，捕捉目标后按比例导引法接近两栖攻击舰。

3）威胁判断规则［12］

由于来袭空中目标仅为导弹，因此防空威胁判断可以简化为对来袭导弹的威胁排序。其排序规则是与本舰距离小越小，威胁越大，排序越在前。

4）火力分配规则［12］

硬武器分配规则：根据目标威胁大小分配硬武器火力，目标威胁大的优先分配，舰空导弹优先分配。

软武器分配规则：对威胁值最大方向中目标到达时间最短的目标分配软武器进行抗击。

5）软硬武器协同使用规则［12］

硬武器火力不交叉，软武器的使用不应影响硬武器的抗击。当必须实施武器禁射时，硬武器优先级从高到底依次为舰空导弹、近程舰炮武器系统。

表1 两栖攻击舰对空自防御作战效能评估模型体系

6）规避机动规则［11］

仅有电子侦察告警设备发现目标，按电子战系统无源干扰要求进行规避机动。当警戒雷达发现目标，如电子战系统提供的机动航向与对空自防御硬武器射界不冲突，按电子战系统提供的航向进行规避机动；否则，若转入对空自防御硬武器射界后可抗击，则转入舰空导弹射界；若转入对空自防御硬武器射界后不可抗击，按电子战系统提供的航向进行规避机动。

7）取胜与交战结束规则

若两栖攻击舰被来袭导弹命中，则防空作战失败，交战结束。若来袭导弹全部被损伤或干扰，则两栖攻击舰对空自防御作战取得成功，交战结束。

5 基于对抗全过程仿真的两栖攻击舰对空自防御作战能力评估模型体系

根据对作战过程和作战仿真对抗规则的描述，采用基于对抗全过程仿真的效能评估方法评估两栖攻击舰对空自防御作战效能，需要建立表1所示仿真数学模型体系。

6 两栖攻击舰对空自防御作战仿真评估流程

6.1 两栖攻击舰对空自防御作战仿真总流程

两栖攻击舰对空自防御作战仿真评估总流程如图2所示。

图2 两栖攻击舰对空自防御作战仿真评估总流程

6.2 单次对抗仿真流程

两栖攻击舰单次对空自防御作战仿真流程如图3所示。

7 仿真结果及分析

已知某两栖攻击舰初始航向为90°，航速15节，装备有舰空导弹两个发射装置、近程舰炮两座，并可实施箔条和质心干扰；交战海区风向240°，风速5m/s。来袭目标为掠海飞行的反舰导弹流，速度300m/s，其末制导雷达最大作用距离20km。目标单方向多批次来袭（目标初始方位250°，航向72°，间隔时间2s）和目标多方向多批次来袭（目标从四个不同方向来袭，各方向领先目标方位分别为40°、140°、22°和320°，间隔时间2s），这两种典型态势下两栖攻击舰对空自防御作战成功率分别如图4、图5所示。

图3 两栖攻击舰对空自防御作战单次对抗仿真流程

图4 目标单方向来袭时两栖攻击舰对空自防御作战成功率

由仿真结果可知，随着来袭目标批数的增加，两栖攻击舰对空自防御作战成功率越来越低，其抗击饱和攻击能力有限，目标单方向4批次或多方向3批次来袭时，对空自防御作战成功率都在0.2以下。因此，必须提高两栖攻击舰所装备的舰空导弹多目标多批次抗击能力、电子战系统的干扰能力，并缩短其对空自防御作战反应时间，以切实提高两栖攻击舰抗反舰导弹饱和攻击能力，特别是抗反舰导弹多方向饱和攻击能力。