预警机保障条件下水面舰艇舰空导弹防空反导作战应用研究∗

高子龙 傅振峰 张 斌 陈本军 陈世豪

（上海机电工程研究所 上海 201109）

1 引言

在水面舰艇编队防空反导作战时，舰载雷达由于受地球曲率、海杂波、复杂电磁环境等因素影响［1］，对于超低空来袭目标的探测距离相对较近、稳定跟踪较难。一定程度上限制了舰空导弹作战效能的有效发挥，尤其是对超音速目标，拦截窗口被大大压缩，难以满足未来作战需要［2］。

随着近些年科学技术的飞速发展，可通过雷达升空（如预警机）［3］，能够有效克服舰载雷达探测距离相对较近、稳定跟踪较难的问题。为了提高水面舰艇的战斗能力和生存能力，探索和研究空基协同防空作战，利用空基平台探测和跟踪信息经数据链下传至舰上作战指挥系统并组织舰空导弹作战，实现空基协同防空作战［4］，具有重要的军事意义。

2 编队防空反导目前面临的形势、问题和发展趋势

2.1 面临的形势

现代空袭作战具有行动规模大和隐蔽性强的特点。行动规模性大主要体现在大量的飞机、精确制导弹药、巡航/反舰导弹、无人机等参与作战，形成饱和攻击态势［5］。行动隐蔽性强主要是通过空袭武器的超低空飞行、可探测性低以及广泛采用各种干扰等手段，不利于警戒探测。从规模性和隐蔽性上分析，超低空突防的反舰导弹集群已成为当前最有效的对舰攻击武器。

因此，水面舰艇编队有效抗击超低空反舰导弹突防已成为急需解决的首要任务。

2.2 目前存在的主要问题

传统的编队防空反导作战主要立足各舰艇单舰防空，利用本舰舰载雷达探测目标，舰艇作战指挥系统向武器系统进行目标指示，舰空导弹执行发射流程［6］。传统的编队防空反导作战的不足，主要存在以下先天不足。

2.2.1 复杂电磁环境下舰载雷达信息保障能力不足

目前舰载雷达在复杂电磁环境下信息保障能力不足。面对有源主动干扰，抗干扰能力有限，特别是对主瓣干扰的有效应对手段有限，导致舰载雷达对目标探测跟踪出现不稳定、不连续、精度不足，难以有效引导舰空导弹拦截目标。

2.2.2 舰载雷达探测目标距离受视距限制，防空反导时间不足

在探测低空掠海飞行的反舰导弹时，由于其反射面积小、飞行高度低以及海面的“多路径效应”等因素的影响，使得舰载雷达对其发现距离近，预警时间短，武器系统反应时间被大幅度压缩，舰艇发射舰空导弹拦截次数受限，可拦截窗口很窄，给舰艇编队带来巨大威胁。

2.2.3 舰空导弹抗饱和攻击能力不足

面对敌方反舰导弹的多方向、多目标连续饱和攻击，舰空导弹火力通道有限，难以组织2～3次以上的抗击，当出现漏抗或重复抗击等情况时，水面舰艇仍将受到被打击的可能［7～8］。

2.3 发展趋势

2.3.1 多平台协同探测跟踪目标

通过多平台协同探测目标，能够解决舰载雷达探测距离近、敌方反舰导弹饱和攻击的问题。如利用舰艇编队内舰舰、舰机协同，为超低空反舰弹的发现、跟踪、拦截提供先期预警，提升对超低空目标的探测能力；运用编队多平台信息共享和多平台资源调度技术，提升编队协同交战信息保障能力；利用编队雷达空间分置优势，运用交叉定位和联合干扰剔除等技术，提升电磁干扰下的目标探测能力。

2.3.2 利用预警信息引导舰空导弹抗击

舰载雷达由于现实条件制约，其对超低空超音速突防目标最远有效探测距离限制，通过预警机持续空中警戒，发现目标后及时通过数据链广播方式下传各舰本指，编队发出防空警报，各舰本指接收后进行作战准备，实现空中预警机的预警信息直接推送至舰艇编队各舰艇［9］。

同时，对各舰雷达进行捕获提示，各舰雷达在预警信息引导下实现自动起始、快速建航，提示缩短防空作战反应时间，提高对亚音速/超音速反舰导弹目标拦截可行性。

2.3.3 拓展舰空导弹超低空或视距外拦截能力

舰空导弹通过改进制导体制，拓展其超低空或视距外拦截能力，使导弹不再受本舰雷达制导设备视距的限制，扩大舰空导弹的杀伤区远界，提高水面舰艇的抗饱和攻击能力，实现对远程目标超低空超视距拦截，提升舰艇编队反导作战效能［10～11］。

3 预警机保障下的空基协同防空反导作战机理

预警机保障下的水面舰艇防空反导作战，是将原先集中于单一舰艇平台的探测、通信和武器等要素与预警机平台进行集成，将预警机和舰艇平台各防空系统互联互通，形成一套完整的立体空基防空反导作战体系［12～13］。将预警机探测到的目标信息通过信息传输链路传输至水面舰艇，再通过本指至武器发射舰空导弹，导弹飞行过程中由舰艇跟踪制导雷达进行制导，直至弹目遭遇，完成对目标的拦截。作战过程如图1所示。

图1 基于外部预警数据信息引导下的防空反导作战示意图

4 数字仿真分析和实际运用试验

4.1 数字仿真分析

按照预警机保障下的水面舰艇防空反导作战模型，建立了数字仿真模型［14～15］。其中：

1）预警机与水面舰艇按远、中、近位置关系设置；

2）空中预警装备按预警机相关进行设置，并考虑预警机雷达测量误差、数据传输误差；

3）舰空导弹按某舰空导弹进行设置；

4）目标按超低空反舰导弹突防设置。

对预警机保障下舰空导弹防空反导作战效果进行仿真，经仿真得知：

1）预警机与水面舰艇在中、近位置情况下，预警机保障舰空导弹防空反导作战能够可靠达成；

2）预警机采用精确跟踪模式时，预警机保障舰空导弹防空反导作战能够可靠达成；

3）预警机通过数据链下传至舰艇的时延应控制在2s以内。

4.2 验证性试验

为了验证预警机保障下舰空导弹防空反导作战的可行性，组织开展了预警机保障下舰空导弹防空反导舰上跟飞试验。主要验证预警机跟踪情况、数据下传情况、舰空导弹射击预定情况。

试验过程中，参试兵力主要由预警机、舰机数据链、水面舰艇、半主动寻的制导体制的舰空导弹，预警机与水面舰艇按中近位置关系设置，目标由歼击机构成，飞行高度约200m。

图2 预警机保障下防空反导作战原理图

目标按计划航路起飞进入，预警机完成对目标精确跟踪后将目标信息通过数据链下传给水面舰艇，水面舰艇作战系统对目标信息进行数据处理（坐标转化、时间修正）后给舰空导弹武器系统下达目标指示，舰空导弹武器系统对目标信息经再次数据处理后进行射击诸元解算并模拟发射导弹，导弹转入发射状态后在制导设备配合下完成对目标的制导跟踪。

预警机对目标跟踪的情况见图3、图4，导弹对目标的制导跟踪情况见图5。

从图3、图4可以看出，预警机探测距离与目标一致性较好，但和真值对比仍有一定的误差和滞后性，通过数据处理是可以消除一部分的。从图5可以看出，导弹转入发射以后，能够转入对目标的制导跟踪。

图3 距离对比图

图4 方位对比图

图5 跟飞导引头对目标的跟踪能力

试验表明：在预警机保障下，当预警机与水面舰艇在一定的距离位置关系时，能够直接采用预警机目标信息组织半主动寻的制导体制的舰空导弹进行防空反导作战。

4.3 实际运用试验

为了进一步验证预警机保障下舰空导弹防空反导作战的可行性，结合实际使用武器训练，组织开展了预警机保障下舰空导弹实际使用武器试验。主要验证了预警机保障条件下全流程、全要素防空反导作战过程。

训练过程中，参试兵力主要由1架预警机，位水面舰艇编队后方中近位置，4艘水面舰艇组成两个单纵队，目标为4枚靶弹，飞行高度约20m～30m。态势见图6。

图6 实际应用态势图

预警机对4枚超低空靶弹及时、正确地完成了发现和精确跟踪，通过与靶弹真值对比，稳定跟踪距离在210km以上、距离最大误差在120m以内、方位和俯仰最大误差在0.47°以内，平均传输时延约为11ms～19ms。

舰空导弹武器系统对其中1批靶弹，使用预警机目标信息实施了防空反导实弹射击，经事后分析舰空导弹武器系统全流程、全要素防空反导作战过程得到了有效的验证。

5 结语

本文对编队防空反导目前所面临的形势、问题和发展趋势进行分析，并在此基础上对预警机保障条件下的空基协同反导作战机理进行构建，按照预警机保障下的水面舰艇防空反导作战模型，建立了数字仿真模型并对预警机保障下舰空导弹防空反导作战效果进行仿真，分析预警机保障舰空导弹防空反导作战是否能够可靠达成；通过跟飞试验，验证了该战术使用方法的可行性；最后，结合实际使用武器训练，组织开展了预警机保障下舰空导弹实际使用武器试验，打通了预警机信息至舰空导弹武器系统的数据链路，武器系统使用空基信息进行射击诸元计算、发射导弹成功拦截目标，为进一步研究预警机保障条件下水面舰艇舰空导弹防空反导作战应用研究奠定了一定的基础。