一种机载自卫干扰装备作战效能评估方法*

钱 欢 艾 盼 何 缓

（空军预警学院 武汉 430019）

1 引言

机载自卫干扰通常以欺骗式干扰为主［1］，前人在对其进行效能评估时，多采用概率准则，以欺骗成功的概率来衡量干扰的效果［2］。这些方法在一定程度上可以对自卫干扰的效果进行衡量，但只是得到一个概率值，对于机载自卫干扰在一次战斗中能起多大的作用，却没有一个可量化的指标来对其进行衡量。为此，本文在研究分析欺骗式干扰的原理与过程［3］的基础上，拟采用时间准则的相关指标对机载自卫干扰的干扰效能进行具体的量化分析和仿真分析。

2 机载电子对抗自卫干扰装备作战效能评估模型

1）战机生存时间的延长率

根据空空作战的实际情况，自卫干扰装备在一次作战中发挥作用与否，最直接的评判标准就是战机是否被击落［4］。如果战机没有使用自卫干扰设备，可能会在更早的时候就被敌方击落，通过自卫干扰设备施放干扰，其生存时间得到了延长［5］，因此可以建立第一个干扰效能评估指标：战机生存时间的延长率η：

式中：ηv为速度波门拖引下的战机生存时间的延长率；Tvi为第i个拖引周期内速度波门拖引的干扰有效时间；tj为基准生存时间。

2）周期干扰有效率

战机生存时间的延长率从作战效果的层面上对干扰效能进行了衡量，但这是远远不够的。对干扰效能评估来说，每一个干扰周期里干扰信号究竟发挥了多长时间的作用具有极其重要的参考价值，将其定义为周期干扰有效率ηz：

式中：ηzv为速度波门拖引干扰有效率；T为一个拖引周期的持续时间。

3）平均干扰有效率

上述两个指标均从最终结果的角度来对干扰效果进行衡量，但空空作战是一个过程，这个过程中每一周期的拖引干扰效果都将对战斗本身带来影响［6］，因此需要考虑每一周期对于整个干扰过程的影响，建立第三个干扰效能评估指标：平均干扰有效率ηm：

式中：ηmv为速度波门拖引干扰的平均干扰有效率；Tvi为第i个拖引周期内速度波门拖引的干扰有效时间；T为一个拖引周期的持续时间；N为拖引周期数。

3 战场环境构设

通过以上三个指标的计算，能对一次战斗过程中自卫干扰设备发挥的作用进行量化评估，但由于各种因素的限制，无法以实战情况对上述三项指标进行应用验证，因此通过计算机仿真的方式［7］，构建战场环境，验证上述指标模型的有效性。

1）战斗情况假设

在某次执行任务的过程中，敌机以V1的速度在我机后方飞行，发现我方战机后以a1的加速度追逐我机，我机的飞行速度为V2，在检测到敌机载火控雷达的照射后立即以a2的加速度加速飞行。两机的起始间距为R0，敌机载火控雷达能够探测的最大距离为Rmax，最大速度为Vmax1，我机飞行的最大速度为Vmax2，波门拖引干扰的拖引周期为T，拖引加速度为aT，敌机始终处于我机正后方，一旦我机进入敌机空空导弹的射程Rs，敌机将会发射空空导弹将我机击落，干扰也随之停止，而另一种情况下，若我机能够通过加速脱离敌机载火控雷达的探测范围，则此时机载自卫电子干扰吊舱也不必再工作，因此将这两时刻分别作为两种情况下机载自卫电子干扰吊舱战斗过程的结束时刻。由运动关系可知，在第一种情况下，机载自卫电子干扰吊舱战斗过程的结束时刻tz满足：

而在第二种情况下，机载自卫电子干扰吊舱战斗过程的结束时刻tz满足下面这个公式：

2）干扰失效条件

在空战中双方不是合作关系，所以干扰方很难确定雷达方是否识别出欺骗信号。但可以以欺骗干扰所施放的虚假情报是否超出雷达所能探测的极限值作为干扰无效的判断依据，即当干扰信号对应的距离值超出雷达的最大探测距离，速度值超出雷达可探测的最大速度时，雷达会判定自身受到干扰，重新进入搜索状态，干扰失效。

3）基准生存时间的计算

由运动关系可知，基准生存时间tj可由下式求得

4）干扰有效时间的计算

对速度波门拖引来说，第一个拖引周期内，干扰有效时间为

所以可推知，在第i个周期内，干扰有效时间为

4 干扰效果评估实例分析

在红蓝对抗演习中，敌机以160m/s 的速度在我机后方40km 处飞行，发现我方战机后以12.2m/s2的加速度追逐我机，我机的飞行速度为168m/s，在检测到敌机载火控雷达的照射后立即以4.5m/s2的加速度加速飞行。敌机载火控雷达能够探测的最大距离为50km，最大速度为420m/s，我机飞行的最大速度为420m/s，波门拖引干扰的拖引期通常为6s，停拖期和关闭期通常为2s。

将上述数据输入到计算机构建的仿真模型中，首先得到速度波门拖引干扰的情况，如图1 及图2。由图1，图2所呈现速度变化情况可以得到如图3干扰机拖引的速度图像。

图1 敌机速度-时间关系

图2 我机速度-时间

图3 干扰机拖引的速度

干扰停拖期时，干扰机发射的干扰信号所提供的速度信息与战机的速度一致，关闭期时，则不再提供任何速度信息，故取值为0，在拖引期时，由于战机速度一直处于变化之中，所以对于每一个拖引周期来说，其起始速度都是不同的，直到战机的速度达到其最大飞行速度之后，其拖引速度呈现周期性变化。

结合上述干扰失效条件，可绘制出敌机所探测到的我机速度情况如图4所示。

图4 敌机所探测到的我机速度

在前四个拖引周期，干扰信号产生的虚假速度小于雷达所能探测的最大速度，所以整个拖引期内干扰均有效，而在第五和第六周期，当虚假速度在拖引阶段达到雷达所能探测的最大速度后，拖引阶段的剩余时间里雷达都会判定自身受到干扰，从而转入搜索状态，搜索其探测范围内的信号，呈现出的速度也保持在其所能探测的最大速度，因此第五周期的干扰有效时间仅占拖引期的70.59%，第六周期的干扰有效时间仅占拖引期的26.47%，之后的时间由于战机自身的速度达到最大飞行速度，而雷达所能探测的最大速度又和它相同，此时雷达呈现出的速度始终保持在其所能探测的最大速度，干扰无效，具体情况见表1。

表1 本次作战速度波门拖引干扰效果

根据建立的评估指标模型，在本次作战中速度波门拖引下的战机生存时间的延长率为83.23%，速度波门拖引干扰的平均干扰有效率为82.84%。

需要注意的是，上文的干扰效能评估，是在一种较为理想战场环境下进行的。在真实的作战环境中，由于敌我机在互相发现的情况下，会采取各种机动措施以进行追踪和反追踪，因此在敌我机追逐的大致方向上，敌我机的速度呈现如图5、图6所示波动变化的情况。结合上文的分析，同样可以得到在这种情况下干扰机提供的拖引速度如图7 所示。

图5 敌机速度-时间关系

图6 我机速度-时间关系

图7 干扰机提供的拖引速度

在拖引期起始，干扰机施放干扰开始拖引，而在停拖期和关闭期时，干扰机不提供任何拖引的速度。结合干扰失效条件，可绘制出敌机所探测到的我机速度情况如图8所示。

图8 敌机所探测到的我机速度

图8 中，虚线为雷达探测到的我方战机的真实速度，实线为雷达受到速度波门拖引干扰后所呈现出的虚假速度。对比图4 雷达探测跟踪的最大速度为400m/s，当战机通过速度波门拖引干扰所产生的虚假速度高于这个最大速度时，雷达将判定自身受到干扰，重新转入搜索状态，此时雷达不能提供任何信息，所以每一次干扰失效后，均存在一段时间的空白期。在搜索结束后，如果干扰机正好处于停拖期或关闭期，或者虚假速度仍高于雷达所能探测跟踪的最大速度，则此时敌机雷达将呈现我战机的真实飞行速度。图中第三、五、六、九四个拖引周期内，干扰信号所提供的虚假速度超过探测门限，雷达上就出现了空白和真实的战机速度信息，具体的干扰效果见表2。

表2 速度波动变化时速度波门拖引干扰效果

根据建立的评估指标模型，在本次作战中速度波门拖引下的战机生存时间的延长率为73.86%，速度波门拖引干扰的平均干扰有效率为61.86%。

在上述的实例分析中这些基于时间准则所构建的指标模型，成功地以量化的数据直观地展现机载自卫干扰在一次战斗中能发挥的作用，有效地评估了机载自卫干扰的作战效能。

5 结语

总结本文，基于欺骗性干扰的特点，以时间准则为依托，提出干扰有效时间、基准生存时间和战机生存时间延长率等相关概念，构建战机生存时间延长率、周期干扰有效率和平均干扰有效率的指标模型，直观展现机载自卫电子干扰吊舱在一次战斗中能发挥的作用，有效评估机载自卫电子干扰吊舱的自卫干扰效能。最后以实例数据，验证了模型的可行性。