编队对空预警与预警机前出关系分析

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　　【摘 要】为提高航母编队远海作战能力，针对编队防空作战预警问题，通过分析航母编队对空防御作战过程，研究了编队预警距离与预警机前出范围关系，并对比分析了空中通信中继对预警机活动范围的影响，并进行了仿真，得出具体变化关系及对应表，为舰载预警机的作战应用提供理论支撑。
　　【关键词】预警距离;前出范围;通信中继;威胁轴
　　中图分类号： V271.492 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）17-0222-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.105
　　航母編队远海防空中，缺少外部及时有效的信息支援，只能依托编队所属兵力进行预警，为满足编队所需预警距离，对预警机活动范围提出要求，文献[1]以预警机实时探测能力为基础，给出了预警机航线规划的定量公式;文献[2]研究了航母编队在综合作战区内针对多威胁来源指派舰载预警机实施防空警戒时的控制策略问题，提出了多主单从结构的多种群并行遗传算法模型求解方法;文献[3-5]分别对综合作战区内当航母编队面临多来源威胁、多预警机情报协同任务分配和任务协调问题、岛礁要地反空袭作战中预警机巡逻空域设置问题进行了研究;文献[6]提出了监视雷达平均最大作用距离的计算方法。现有研究成果对预警机活动范围对编队预警距离的具体影响需进一步深入，本文通过仿真量化了研究编队预警距离对预警机活动范围需求，建立了对应关系表，为预警机的作战应用提供参考。
　　1 建立预警机前出距离与编队对空预警距离关系模型
　　预警在编队前方巡逻警戒，将发现敌目标信息传回编队，编队组织拦截，拦截所需准备时间确定了编队所需预警距离，预警机前出距离L至A点，在最远B点发现敌目标，此时目标距离编队距离D;预警机探测半径为Rfx，作战半径为Rzz，编队通信半径为Rtx;α为目标方位角，
　　只分析预警机前出的情况，即L≥0，若前出距离L<0为反方向配置，分析方法相同。
　　2 仿真分析
　　由仿真参数设定，若预警机对目标预警活动范围超出通信距离则需通信中继，作战半径大于其与编队通信距离，即Rzz>Rtx，空中目标方位α分别取值0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°，预警机前出范围与编队对空预警距离关系仿真分析如下。
　　1）目标方位为0°，预警机沿威胁轴前出，有空中通信中继时，预警机可前出至最大作战半径处，即0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rzz;无空中通信中继，预警机前出距离应小于或等于编队通信距离Rtx，即应满足0≤Lmin≤L≤Lmax≤Rtx。
　　（1）有空中通信中继时，预警机前出距离不应超出其作战半径，L∈[0，Rzz];无空中通信中继时，前出距离不应超出舰机通信范围，L∈[0，Rtx];有空中通信中继时，预警机活动范围及编队最大预警范围均大于无空中通信中继时的值。
　　（2）对方位0°目标，预警机沿威胁轴前出范围[Lmin，Lmax]，在其作战半径或舰机通信范围内，都可为编队提供相应的对空预警距离。
　　2）目标方位为30°，有空中通信中继时，预警机可前出至最大作战半径，前出距离应满足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rzz}≤L≤min{Lmax，Rzz};无空中通信中继时，预警机前出距离应小于舰机通信距离Rtx，即0≤L≤Rtx，对该方位目标预警，前出距离应满足max{0，Lmin}≤L≤min{Lmax，Rtx}。
　　（1）预警机在确保对该方位目标预警前提下，有空中通信中继时，沿威胁轴最大前出距离L=min{Rfx/sinα，Rzz}=Rfx/sinα，即L∈[0，Rfx/sinα]，编队最大预警距离D=Rfx/sinα;无空中通信中继时，0≤L≤min{Rfx/sinα，Rtx}，即L∈[0，Rtx]。
　　（2）为满足编队预警需求，有空中通信中继时，预警机沿威胁轴前出活动的最远值先增加后减小，无空中通信中继时，预警机沿威胁轴前出活动的最大值为一定值，即舰机通信距离。
　　（3）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位30°目标可活动范围小于对方位0°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离，对应预警机前出最小距离 Lmin（30°）>Lmin（0°），同时，对应的最远距离Lmax（30°）<Lmax（0°）。
　　3）目标方位为60°，为确保对该方位目标预警，预警沿威胁轴前出对该方位目标能为编队提供预警的最大前出距离L=Rfx/sinα，L<Rtx，对该方位目标预警无需空中通信中继，预警机相应前出范围满足max{Lmin，0}≤L≤Rfx/sinα。
　　（1）随着预警机沿威胁轴前出，编队对该方位目标所获预警距离先增大后减小，编队所获预警距离从Rfx（相应前出距离为0）逐渐增大到最大值Rfx/sinα（相应前出距离为Rfx/tanα），而后又逐渐减小到Rfx/tanα（相应前出距离为Rfx/sinα），为确保对该方位目标预警，预警机沿威胁轴前出范围为[0，Rfx/sinα];随着对该方位目标所需预警距离不断增加，预警机相应前出范围逐渐减小，当所需预警距离为Rfx/sinα时，沿威胁轴前出活动范围缩小为一个点，距离编队中心Rfx/tanα。
　　（2）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位60°目标可活动范围小于对方位30°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离D，对应预警机前出最小距离Lmin（60°）>Lmin（30°），同时，对应的最远距离Lmax（60°）<Lmax（30°）。
　　4）目标方位为90°，为确保预警机对该方位目标预警，沿威胁轴最远前出距离L= ，L<Rtx，对该方位目标预警无需空中通信中继，预警机相应前出范围满足max{Lmin，0}≤L≤ 。 　　（1）随着预警机沿威胁轴前出，编队对该方位目标所获预警距离逐渐减小，编队所获预警距离从Rfx（相应前出距离为0）逐渐减小到Dmin（相应前出距离为 ），为确保对该方位目标预警，预警机沿威胁轴前出范围为[0， ];随着对该方位目标所需预警距离不断增加，预警机相应前出范围逐渐减小，当所需预警距离为Rfx时，沿威胁轴前出活动范围缩小为一个点，此点距离编队中心0km。
　　（2）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位90°目标可活动范围小于对方位60°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离D，对应预警机前出最小距离Lmin（90°）≥Lmin（60°），同時，对应的最远距离Lmax（90°）<Lmax（60°）。
　　（3）预警机沿威胁轴前出对该方位目标预警，随着所需预警距离增加最远前出距离逐渐减小。
　　5）目标方位为120°，为确保预警机对该方位目标预警，沿威胁轴最远前出距离L=Dmin·cosα+ ，L<Rtx，对该方位目标预警无需空中通信中继，预警机相应前出范围满足max{Lmin，0}≤L≤Dmin·cosα+ 。
　　（1）随着预警机沿威胁轴前出，编队对该方位目标所获预警距离逐渐减小，编队所获预警距离从Rfx（相应前出距离为0）逐渐减小到Dmin（相应前出距离为Dmin·cosα+ ），为确保对该方位目标预警，预警机沿威胁轴前出范围为[0，Dmin·cosα+ ];随着对该方位目标所需预警距离不断增加，预警机相应前出范围逐渐减小，当所需预警距离为Rfx时，沿威胁轴前出活动范围缩小为一个点，此点距离编队中心0km。
　　（2）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位120°目标可活动范围小于对方位90°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离D，对应预警机前出最小距离Lmin（120°）≥Lmin（90°），同时，对应的最远距离Lmax（120°）<Lmax（90°）。
　　（3）预警机沿威胁轴前出对该方位目标预警，随着所需预警距离增加最远前出距离逐渐减小。
　　6）目标方位为150°，沿威胁轴最远前出距离Dmin·cosα+ ，L<Rtx，对该方位目标预警无需空中通信中继，预警机相应前出范围满足max{Lmin，0}≤L≤Dmin·cosα+ 。
　　（1）随着预警机沿威胁轴前出，编队对该方位目标所获预警距离逐渐减小，编队所获预警距离从Rfx（相应前出距离为0）逐渐减小到Dmin（相应前出距离为Dmin·cosα+ ），为确保对该方位目标预警，预警机沿威胁轴前出范围为[0，Dmin·cosα+ ];随着对该方位目标所需预警距离不断增加，预警机相应前出范围逐渐减小，当所需预警距离为Rfx时，沿威胁轴前出活动范围缩小为一个点，此点距离编队中心0km。
　　（2）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位150°目标可活动范围小于对方位120°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离D，对应预警机前出最小距离Lmin（150°）≥Lmin（120°），同时，对应的最远距离Lmax（150°）<Lmax（120°）。
　　（3）预警机沿威胁轴前出对该方位目标预警，随着所需预警距离增加最远前出距离逐渐减小。
　　8）目标方位为180°，沿威胁轴最远前出距离L=Rfx-Dmin，L<Rtx，对该方位目标预警无需空中通信中继，预警机相应前出范围满足max{Lmin，0}≤L≤Rfx-Dmin。
　　（1）随着预警机沿威胁轴前出，编队对该方位目标所获预警距离逐渐减小，编队所获预警距离从Rfx（相应前出距离为0）逐渐减小到Dmin（相应前出距离为Rfx-Dmin）;为确保对该方位目标预警，预警机沿威胁轴前出范围为[0，Rfx-Dmin];随着对该方位目标所需预警距离不断增加，预警机相应前出范围逐渐减小，当所需预警距离为Rfx时，沿威胁轴前出活动范围缩小为一个点，此点距离编队中心0km。
　　（2）为满足编队所需相同预警距离，预警机沿威胁轴前出，对方位180°目标可活动范围小于对方位150°目标可活动范围，即为满足编队所需预警距离D，对应预警机前出最小距离Lmin（180°）≥Lmin（150°），同时，对应的最远距离Lmax（180°）<Lmax（150°）。
　　（3）预警机沿威胁轴前出对该方位目标预警，随着所需预警距离的增加最远前出距离逐渐减小，减小趋势为斜率为-1的单调递减直线。
　　3 结论
　　（1）编队对空中目标所需某一预警距离，预警机沿威胁轴前出距离在相应的[Lmin， Lmax]范围之内均可满足编队预警需求。
　　（2）若重点对在威胁轴方向的目标预警，则可取接近Lmax的值，可获取该方向上较大的预警距离及较长的预警时间，但所获得的预警扇面较小，要获取较大的预警扇面则需配置较多的预警机;若预警机较少，并要获取较大的预警扇面，则可取接近Lmin的值，此时所获取的威胁轴方向目标的预警距离及预警时间较前者少。
　　（3）航母编队所需预警距离决定了预警机的巡逻活动范围，编队对空所需预警距离越远，预警机沿威胁轴可前出相应范围区间[Lmin，Lmax]越小。
　　（4）为满足编队所需相同预警距离，目标方位越大，预警机沿威胁轴可前出范围越小。
　　4 结束语
　　通过分析航母编队防空对预警距离的需求，建立预警机前出范围与航母编队对空预警距离关系模型，定量对比分析预警机在有、无空中通信中继下对预警机活动范围及编队预警范围的影响。仿真得出预警机配置与编队预警距离关系变化规律，确定了航母编队预警距离需求对预警机配置的影响和要求，并根据航母编队预警兵力数量不同提出预警机配置的原则，为预警机的运用提供借鉴。
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