火箭弹波次协同突防作战研究
针对复杂战场环境下火箭弹突防作战愈发困难的问题,对火箭弹波次协同突防作战原理进行系统综述分析。根据突防作战的特点,从技术突防、战术突防和体系突防三方面对波次协同突防的应用场景和发展现状进行分析,对火箭弹突防概率模型、效能评估方法进行综述,完善突防作战的评价过程,阐述研究重点。在现有研究基础上,对波次协同突防作战的发展方向进行总结与展望,体现火箭弹突防作战研究的必要性,为实现高效突防奠定理论基础。
火箭弹武器系统是陆军战役军团遂行火力打击任务的主要力量,具备发射速度快、机动性好、打击覆盖面积大、性价比高的特点,受到世界各国青睐,填补了短程武器和战术导弹射程之间的空白。火箭弹频繁出现于局部冲突和战争中,是当前军队大力发展的方向。随着电子技术、通信技术和光学技术的快速发展和应用,世界各国都加快了其火箭弹防御系统的发展,逐渐构成了一个综合一体化的防御体系,从多个层次上对火箭弹进攻的全过程进行防御和拦截。面对防御系统的发展,对火箭弹突防作战进行研究是提高作战能力和保障战场控制的重要举措[1-5]。以以色列为例,该国缺乏战略纵深,是受火箭弹威胁最严重的国家之一。2007年,以色列军方在美国的支持下打造了专属的区域防御体系。这套防御体系按照敌方武器射程分为三层,第一层是“铁穹”近程导弹防御系统,其目的就是应对敌方武装的中近程火箭弹威胁;第二层是“大卫投石索”中程导弹防御系统;第三层是“箭”式远程导弹防御系统。“铁穹”作为一种专用反火箭弹武器系统,针对性很强;其特点是智能化拦截,在监测到敌方火箭弹后,会根据火箭弹发射方向和速度计算其弹道及其落点,根据其打击目标判断是否发射拦截导弹进行拦截,在不失拦截率的情况下尽可能节省拦截成本。自投入实战部署以来,多次成功拦截真主党和哈马斯武装向以色列境内发射的火箭弹。在最新一轮“巴以冲突”中,哈马斯于2023年10月7日从加沙地带向以色列发动代号为“阿克萨洪水”的突然袭击,向以境内发射了至少5000枚火箭弹。在此次作战中,“铁穹”系统应对多弹多波次攻击时暴露出不足[6-12]。为应对上述防御系统发展对火箭弹突防作战带来的挑战,国内外学者已开展广泛的研究。现有研究工作主要集中在改进传统的火箭弹突防作战措施,可以将火箭弹突防作战看作与防御系统整个体系对抗的过程,即在火箭弹整个发射、飞行和抵达目标的过程均采取突防和对抗措施,才有可能将火箭弹送达打击目标处。所以突防能力的提升不能仅仅依靠火箭弹本身的技术发展,还要全方面地运用突防技术。根据突防作战特点,火箭弹突防作战包括技术突防、战术突防与体系突防,结合运用技术措施和战术措施,形成综合性的突防作战技术是重中之重[13-14]。同时火箭弹的协同能力亟需提升,应采用合适的方式将多种功能的火箭弹进行体系化使用。以波次突防作战和协同突防作战为基础,结合技术和战术措施,在体系作战的背景下形成波次协同突防作战方法,将有效提高火箭弹突防能力。本文基于火箭弹作战过程,聚焦于突防特点,在体系攻防作战的背景下对波次协同突防作战进行系统性综述,并对其在未来作战中的应用做出展望。对所涉及的技术措施、战术措施与体系突防作战,从多个角度进行详细地总结、归纳及分析。从突防概率模型、效能评估技术几个方面总结效果评估方法的研究进展,并引出在一体化对抗环境中进行战术仿真的需求。
火箭弹波次协同突防作战是指在作战中,通过协同多个连续的攻击阶段,突破敌方防线完成作战任务。采用连续的攻击波次,每个波次都有其特定的目标和任务,各个波次间相互配合、支援,形成整体的作战力量,以实现更高效的突防效果。其特点是突防手段灵活多变,根据具体战场情况和敌情变化,随时调整战术和策略;波次之间高效协同,充分利用各自技术优势,形成整体作战力量,以最小的代价取得最大的战果;作战指挥高度集中,确保各个波次的行动有序和统一,避免因分散指挥而导致的战斗力削弱。提高火箭弹波次协同突防能力首先要降低敌方雷达系统的侦察与识别能力。为此,需有效利用技术措施,如弹体隐身技术、电子干扰技术、诱饵技术,破坏敌方雷达系统所采取的目标特性,减少其探测的范围,降低识别准确性,从而实现成功突防[15]。
弹体隐身技术就是根据雷达侦察原理,有针对性进行的雷达隐蔽技术。制造方式上从火箭弹弹体的气动外形、弹体结构使用材料以及雷达散射截面积等多方面考虑,以降低敌方雷达发现的概率。例如,使用吸波、涂层、阻抗加载材料并且使用流线型的弹体外形,达到隐身突防的目的。秦正威[16]等通过对火箭弹隐身能力的研究,给出当前侦测与拦截火箭弹的战术能力需求,便于弹体隐身技术的发展。Pattanaik[17]等在针对飞行器隐身技术的研究中,总结了通过雷达吸收材料与等离子体主动隐身的方式降低被侦察的概率。Xu[18]等从军事需求出发,总结隐身技术的应用现状和发展前景,阐述了弹体隐身技术的重要性,可以为火箭弹的弹体隐身技术提供理论支持。电子干扰技术主要区分为有源电子干扰技术和无源电子干扰技术。有源电子干扰技术就是使用电磁能、干扰源等技术手段,以干扰、压制甚至摧毁敌方的雷达防御系统,从而保护己方攻击系统的有效进行。无源电子干扰技术是指本身不通过己方平台向空间辐射电磁信号,而是通过发射箔条弹、红外弹等方式进行干扰任务[19]。在火箭弹突防作战过程中,可以采用金属箔条、有源干扰装置等干扰物,把火箭弹隐藏于干扰背景中,使对方信息系统无法获取有效的目标信息,难以开展火箭弹的侦察识别工作。诱饵技术的本质就是利用“诱饵”装置扰乱敌方雷达侦察,从而加大己方火箭弹成功打击敌方目标的概率。“诱饵”就是其雷达发射特征与本身特征近似的假目标,在突防过程中,诱骗和压制敌方雷达信息装置,而且诱饵目标将消耗防御系统的资源,使得真火箭弹更容易突防[20-21]。白新有[22]等依托独立电子对抗力量对防御系统雷达进行电子干扰,提出了抵近式主瓣噪声干扰。如图1所示,将干扰无人机通过提前发射和弹载投掷的方式散布在敌方雷达视线角路径上,完成干扰任务,以此提高突防概率。
综合运用这些诱饵技术,火箭弹能够更有效突破敌方防御系统,提高突防的成功率。在技术突防中,诱饵技术的不断创新和发展对于增强火箭弹的生存能力至关重要。技术措施主要考虑火箭弹突防过程中对敌方雷达、拦截系统造成影响,再依靠多弹多波次打击完成突防任务。表1对现有的波次协同技术措施进行了总结。
针对波次协同突防作战,相对于技术措施,火箭弹突防战术措施的研究更为关键。下面从中心区域集中突防、多波次密集攻击、多弹协同突防三个方面对波次协同作战的“战术措施”部分进行分析并总结归纳。3.1 中心区域集中突防
中心区域集中突防就是利用火箭弹机动性好、打击速度快、覆盖面积广的优势,可以大量部署在目标区域周边。在突防作战开始后,通过多波次、多角度、多方向同时对其中心区域进行集中突防作战,在防御方空域形成密集的火箭弹攻击态势。短时间内投入的数量与威力大大超出防御方的数量与承受能力,更好地达到饱和攻击的效果[25]。由于初速相对较低、导引弹道较短,火箭弹在飞行过程中很容易受外界因素的影响产生飞行弹道的偏移,随着偏移的影响,其落点散布也会增大。中心区域集中突防可以很好地解决这一问题。集中突防时,在其雷达探测区域内形成多方向目标群,降低对方雷达辨识能力,迫使其进行多方位多角度的探测,加大其探测系统的压力,趋于“过载”的状态,以此加大火箭弹突防能力。哈马斯组织在加沙地区多方向多波次地发射火箭弹,在目标区域多次完成突防任务[26-27]。3.2 多波次密集攻击
多波次密集攻击是指采用不间断的方式进行突防作战,对目标区域进行多波次、无间隙式的持续打击。这一方案的实施关键在于时间进程上的统一,各发射点联系紧密、相互协调,力求不给敌方防御拦截系统反应和装填时间。辅以多方位和多波次的协同突防可以达到最好的作战效果,提升体系防御下火箭弹群的强突防能力、生存能力和强干扰体系下的协同干扰对抗能力[28]。车梦虎[29]对波次密集连射打击目标的效果进行研究,利用敌方防空系统的拦截时间间隔,从突防概率的结果上验证多波次密集攻击的有效性。如图2所示,国产某型多管火箭炮,其射程远、载弹多,可以在极短的时间内对目标区域覆盖式攻击,在压制、毁坏敌方有生力量和支援己方部队中起着重要作用[30]。突防波次数、突防波次间隔、各波次用弹量的确定及每一波次突防方式的选择,都可以对突防的效果造成影响,所以科学运用火箭弹火力,才能最好地发挥这一武器的作用。宋谢恩等[31]根据多管火箭炮覆盖面积大,同时射击多个目标的特点,建立了某型多管火箭炮射击的重复毁伤分析模型,可以更好地规划打击火力和打击波次,对于弹药消耗规律研究、波次作战效果、作战指挥决策具有很大意义。谢文和丁中熙[2]以提高火箭弹攻击效能为着眼点,分析总结了火箭弹武器系统的发射流程,完善了远程火箭弹打击过程中的火力优化部分,构建了火箭弹火力分配计算模型,对于多波次密集打击效果的提升是至关重要的。3.3 多弹协同突防
多弹协同突防是指一组多发协同攻击的火箭弹进行突防作战。利用各种类型火箭弹不同弹道形式、功能及效用相互辅助的特点,削弱敌火箭弹防御作战体系的能力,从而提高突防率和目标损毁概率。李超旺[32]等通过装定不同基准弹道的方法,完成火箭弹协同打击多个目标的想法,介绍了打击典型分布目标的方法,在仿真实验中有效地完成打击任务。王少平[33]等通过人工设置不同的虚拟目标,由攻击弹各自飞向单独的虚拟目标,从而改变弹道,实现突防目的。由于不同引信和不同战斗部在火箭弹上的应用,火箭弹具有了特种作战的能力,可以实施远距离布雷、反集群装甲、设置烟幕屏障、设置假目标、引爆地雷开辟通路等任务[29],这大大增加了协同作战的能力,丰富了战场上火箭弹武器的应用情况。罗玉安[21]等提出,利用诱饵弹自爆在整个突防通道形成的碎片走廊,可以与不同弹道形式的火箭弹群实现雷达信号重叠的效果。当前雷达系统普遍具有接收全部通频内信号的属性,这将极大地影响雷达系统的目标识别过程。辅以电子干扰技术,可以更有效地影响雷达提取信息的能力,对其进行干扰和压制,进而提高火箭弹的突防概率。根据突防作战时的战场环境,组合多种突防技术,协同使用多种火箭弹武器,才能达到理想的突防效果。根据突防作战时的具体应用场景、突防方式、协同方法等,表2对现有的波次协同突防战术措施进行了总结。当前已有的波次协同突防相关方法具有不同的研究重点:“波次发射、多弹协同”方面,考虑饱和拦截的情况下,加入敌我对抗过程,增加对多弹型、多发射地点、多发射波次等多个方面考虑的综合火力协同规划;“波次突防”方面,侧重于研究各个发射波次时间间隔规划和多波次打击达到的突防效果。综上所述,当前波次协同突防作战的研究并不全面,通常忽略波次突防与协同突防的联系,而主要集中于单波次突防过程中各火箭弹的协同方法设计,或简单地采取多波次齐射的方式增强突防能力。随着信息技术的发展,现代战争呈现出智能化、信息化、体系化等突出特点,因此,火箭弹武器在多波次突防的前提下,需要结合对多弹能力协同、多发射点发射时间安排、多目标智能分配,在对抗环境下完成体系突防任务。
未来的战争是体系与体系的对抗,基于天、空、地、海多维信息支持下的体系对抗是机械化作战向信息化作战发展的必然趋势[37]。在这种发展趋势下,单波次火箭弹能够发挥的作用十分有限,构建以体系为核心、整体联动的多种武器协同突防体系[38]变得尤为重要。下面将从对抗环境建模、体系指挥控制中心、综合火力分配等方面对波次协同体系作战进行综述。4.1 对抗环境建模
面对趋于复杂的火箭弹突防作战条件,对波次协同体系作战环境下的建模技术需要进行深入的研究。还原真实的作战突防环境,在合理的对抗条件下进行系统的模拟,根据突防概率直观地比较来选定最优的突防方式。李俊[39]建立了攻防对抗仿真体系,在模拟算例下进行攻击和拦截的仿真;统计了各类攻击方式下的突防概率,可以更有效地评估突防效果。针对防御预警武器的建模和拦截仿真尤为重要,胡磊[40]等针对中国台湾地区真实防空预警体系进行分析,从体系构成方式、预警信号传递和防空拦截系统的建立等方向完成全方面的总结。Wu[41]等利用三维建模技术建立数字化战场,更好地弥补了战场信息化建设的缺陷,通过地形图和复杂战场环境的构建可以更好地完成突防作战的实战仿真。周璐[42]等分析了基于多域作战的美军综合防空防御系统,对其技术优缺点和体系化建设进行了总结,阐述了空天防御体系的重要性,为构建体系对抗环境模型的建立提供理论基础。侯俊[43]等通过分析当前信息化战争的特点,综合现有建模理论基础,建立符合体系对抗要求的模型框架。4.2 体系指挥控制中心
面向多弹多波次协同突防作战的“体系”思想主要体现在数据通信与任务分配一体化[38]。体系指挥控制中心作为体系突防作战的中枢,通过数据信息与目标探测系统、多火箭弹模块连接。首先,收集来自目标探测系统所传递的目标信息,对多目标信息进行处理;其次,在指挥控制中心的综合调度下,对战场环境、火箭弹特性做出实时的信息更新;最后,在空间协同、时间协同的基础上合理完成任务规划。图3给出了体系作战指挥控制组成图。体系指挥控制中心将向着智能化、快速化发展。张宏俊[44]对未来联合体系作战中的指挥控制中心进行展望,规划了未来重点执行的任务,并采取人工智能辅助技术来实现智能化决策。李昌玺[45]等从指挥快速化的角度考虑,认为未来信息化作战不仅要求各武器装备间实现信息共享,还要求各级系统和武器中心与指挥控制中心实现信息共联,可以更快速地完成指挥任务。分享到:
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