航母舰载机反舰作战能力评估分析*

尹肖云，邹 强，冯佳晨

（海军航空大学，山东 烟台 264001）

0 引言

航母是一种以舰载机为主要武器并作为其海上活动基地的大型水面战斗舰艇，在现代海战中的地位举足轻重。作为航母主要作战武器的舰载机，是形成航空母舰作战能力的核心力量，主要用于攻击敌水面舰艇、潜艇和运输舰船，袭击岸上设施和海上目标，夺取作战海区制空权和制海权，是海上局部战争的抑制力量和常规威慑力量。随着科技的飞速发展，舰载机武器装备的战技性能越来越先进，在研究舰载机的反舰武器配置时，决策者非常关注配置方案能否契合航母的使命任务，能否满足预期的军事需求，武器系统能力评估因而显得愈加重要［1］。评估的目的是为了提出和确认舰载机研制中的关键战术技术指标，预测装备在未来作战使用中的效能，明确型号研制和配置时应予重视的关键问题，为航母舰载机作战能力的论证提供定量分析手段。

航母舰载机的反舰作战能力是表示执行对海作战任务的舰载机在特定战术背景和作战对象等约束条件下完成打击水面舰艇目标任务程度的度量，对它的评估涉及战术技术指标等各个方面，构成了一套综合指标体系，这套指标体系代表了舰载机能够命中并毁伤水面舰艇目标的能力。影响作战能力的因素很多，因此，航母舰载机反舰作战能力评估是一个复杂的过程，本文采用层次分析法建立评估指标体系，用综合指数模型对舰载机反舰作战能力进行评估。

1 航母舰载机反舰作战能力特点

舰载机反舰作战能力由飞机平台、机载电子设备和反舰武器系统等分系统综合而成，各分系统性能取决于具体装设备的战技性能，航母舰载战斗机反舰作战能力与岸基飞机的反舰作战能力相比具有以下特点：

1.1 作战环境复杂、对象多元，受限因素多

航母的主要活动海域非常广阔，在这些海域，由于不同的利益冲突，使航母在海上作战中将可能面临众多的作战对象，既可能面临海上强国，又可能面临由多个国家结成的地区性同盟；既要应付由于霸权主义和扩张主义构成的威胁，又要应付因领土归属和海洋权益而引发的冲突。因此，舰载机在如此广阔的海域遂行作战任务不仅受海洋地理环境的制约，还要受国际政治环境、国家政治、外交斗争以及自身的作战能力和保障能力等诸多因素的制约。

1.2 作战任务繁重，数量有限

历次海战实践表明，夺取海战场的控制权是确保达到作战目的的关键。海上作战中，舰载战斗机主要突击敌大中型战斗舰艇，掩护和支援己方的水面舰艇和潜艇作战，夺取制海权，同时还参加夺取制信息权的作战，担负的任务相当艰巨。而舰载战斗机数量有限，加上活动海域远离陆岸难以得到岸基兵力的支援，兵力使用的供需矛盾异常突出。

1.3 作战平台及海况影响显著

航母是舰载机的活动基地，舰载机从航母上起降受严格的气象条件限制。在6级以上高海况时，飞机不能放飞，特别是不能回收飞机；在8级风，6级～7级浪的情况下，大部分飞行员难以起飞。此外，航母致命的弱点之一就是其舰面设备和武备极易受损，航母一旦受损，作为主要作战力量的舰载机就容易丧失作战能力。

1.4 需要强大的体系作战能力

在信息化条件下海战场环境中作战，舰载机应具有强大的信息获取与信息融合能力，舰载机作战效能的发挥，很大程度上依赖于快速、准确、连续的情报信息、指挥引导、电子对抗等方面的保障，以及高质高效的后勤、装备技术保障，基于此，舰载机才能适应信息化条件下海上作战。

2 舰载机反舰作战能力评估指标体系

通过分析舰载机反舰作战能力的特点，要求舰载机须具有目标信息获取能力、对面打击能力、电子对抗能力、机动能力和续航能力，而其反舰作战能力主要由飞机平台、机载电子设备和反舰武器系统等分系统综合而成，各分系统性能取决于具体设备的战技性能。因此，为全面评估航母舰载机的反舰作战能力，首先要分析各分系统的性能，然后建立舰载机反舰作战能力评估指标体系。

在评判分系统效能时，一些性能指标可直接作为效能指标因素，即适用单一评估准则，如舰载机的航程、飞行高度、飞行速度等；一些是多个性能指标共同作用的结果，即适用综合准则，如舰载机的突防能力、反舰导弹的命中概率和发现目标能力等。因此，可以根据舰载机反舰作战应具备的特点，选取主要性能和能力因素作为对比项。现代反舰作战中，由于构成作战能力的具体因素和内容繁多，无法全部考虑，本文主要以单舰载机平台的基本性能、机载电子设备的战场信息感知与对抗能力和机载反舰武器的作战能力作为舰载机反舰作战能力评估的核心内容。其中，舰载机的基本性能从载机的突防能力、导航能力、动力性能与起降性能几方面考虑［2-3］。因本文研究的是舰载机的反舰作战能力，因此，重点突出其突防能力；战场信息感知与对抗能力从舰载机的探测能力、战场态势感知能力及电子对抗能力几方面考虑；反舰武器系统能力从舰载机挂载的反舰武器的型号、种类、数量，各型武器的制导能力、机动能力、突防能力和杀伤能力几方面考虑。现代海战中，作战飞机通常是在远距离使用导弹发动攻击，等敌方失去战斗力后，再用航空炸弹扩大战斗效果，基于此，本文仅考虑舰载机挂载的反舰导弹的作战能力。

在选择能力评估参数指标体系时，必须遵循可比性、敏感性和能观性原则，本文选用层次分析法（AHP法）进行作战能力因素的分解和量化，构建舰载机反舰作战能力评估指标体系，如下页图1所示。

3 舰载机反舰作战能力评估计算方法

舰载机系统各单元、各子体系和作战目标均呈现出层次性，因而舰载机反舰作战能力也呈现出层次特性，并且体系级、子体系级和装备单元级作战能力分别由子体系级、装备单元级作战能力及武器装备性能参数、战技指标聚合而成。当前评估武器装备作战能力时多采用AHP法进行指标聚合，同时用专家评分法构造判断矩阵确定权重［4-6］。这种定性和定量相结合的方式有效综合了专家的经验，但存在的主要缺陷是：过分简化了指标体系各层次间的聚合关系，仅考虑了“加权和”这种单一的指标聚合方式［7-9］。而一些作战能力的指标聚合并不适用单纯的求加权和的方式来进行，当指标中有一项影响因素为零时，会导致该项指标的整体作战能力为零，如舰载机的探测能力，其与舰载机的雷达搜索距离、搜索方位、目标捕捉概率及雷达体制、跟踪目标数量和攻击数量密切相关，如果其中一项为零，则载机的雷达探测能力为零；再如，反舰导弹的作战能力，其制导能力、机动能力、突防能力和杀伤能力均为关键因素，只要导弹不具备其中任何一项，该导弹就执行不了作战任务。因此，在进行指标聚合时还需考虑指标之间的“与”关系。

根据建立的舰载机反舰作战能力评估指标体系，航母舰载机的反舰作战能力D主要由载机基本性能Fp、战场信息感知与对抗能力Ad、反舰导弹武器作战能力Att构成，其作战能力评估的综合指数模型可为：

式中的各项权值根据作战理论、战术使用背景及征求专家意见确定，结果满足一致性检验，以下各分项能力影响因素的权值取值方法与此相同。文中指标的表示方式全部引用参考文献［10］。

3.1 分项能力计算模型

3.1.1 载机基本性能Fp

舰载机的性能受诸多因素的影响，根据本文的研究内容，考虑舰载机的基本性能主要由舰载机的突防能力、动力能力、导航能力和飞行起降能力4部分组成，计算模型可为：

式中，Pe为突防能力；Fr为最大航程；εn为导航能力（机上只有无线电罗盘的0.5，增设塔康战术导航或类似系统的0.6，如再增加多普勒导航系统为0.7，增加惯性导航系统的增加0.1～0.15，增加卫星导航系统（GPS）的增加0.1～0.2。但导航能力系数不得超过1.0。）；As为飞机起降能力，用舰载机的起飞跑道长度代表。

突防能力Pe受舰载机的生存能力、装甲能力、突防能力等因素制约，其中，描述突防能力的突防高度应越小越好，而最大可用过载和突防速度应越大越好，计算模型可为：

式中，ε2为生存力系数；Ar为装甲系数（全机有装甲保护取0.9～1.0，座舱有装甲、系统部分装甲取0.7，座舱前后、靠背有装甲取0.5～0.6，没有装甲保护取0.2）；nymax为最大可用过载，描述突防机动性；H突为最低突防高度；V突为最大突防速度。模型中的权重系数经过专家打分并经过一致性检验求得，模型中的常数是标准值。

舰载机的生存力系数ε2受舰载机的气动外形与雷达反射截面面积的约束，这些影响因素均不能过大，如果其中一项的值过大，则舰载机的生存将受到严重威胁，因此，参数之间取加权积的关系，模型可为：

式中，L为飞机翼展长度；Lall为飞机全长（不含空速管的长度）；RCS为雷达截面面积（指迎头或尾后方位120°左右之内的对应3 cm波长雷达的平均值）；模型中的常数是标准值。

3.1.2 战场信息感知与对抗能力Ad

战场信息感知与对抗能力Ad受舰载机雷达本身的探测能力、战场信息感知能力及电子对抗能力的影响，计算模型可为：

式中，Dd为雷达空面最大发现目标距离；Abearing（°）为最大搜索方位角；Pd为发现目标概率；K2为雷达体制衡量系数（测距器0.3，无角跟踪能力雷达0.5，圆锥扫描雷达0.6，单脉冲雷达0.7，脉冲多普勒雷达0.8～1.0，并按下视能力强弱选择）；式中常数4代表有效目视发现能力2 km的平方。

3.1.3 反舰导弹作战能力Att

反舰导弹作战能力与导弹本身的制导能力、攻击能力、机动能力紧密相关，参数间的聚合关系是加权积，假设有k种反舰导弹，计算模型可为：

式中，Det为载机发现目标能力系数；Ran为导弹射程；Acc为导弹命中概率；V为导弹最大飞行速度；H为导弹最低飞行高度；n为导弹的挂载数量。

3.2 标准化方法

由于指标体系各参数的量纲不同，级差不同，趋向也不一致，所以须利用效用系数对各参数进行标准化处理。当指标要求越大越好时，其效用系数可由下式计算［14］：

当指标要求越小越好时，其效用系数计算公式为：

式中，Fi为指标值为Xi的效用系数；Ximin为预先确定的第i个指标的最小值；Ximax为预先确定的第i个指标的最大值；i为评价指标的数目。

文中所列性能参数需进行标准化处理，以免某一指标过大或过小的量化值影响对作战能力评估的合理性和精确度。

4 算例及分析

本文将根据该模型评估航母舰载机的反舰作战能力，表1～表3给出了4型舰载机及其武器配置的性能参数。

根据上述各性能参数，求出各分项能力结果，基于此计算出各型舰载机的反舰作战能力，结果如下页表4所示。

从表4可以看出，“阵风”舰载机的反舰作战能力最高；F/A-18C次之，主要原因是F/A-18C的最大航程低于“阵风”，战场态势感知能力和对抗能力均低于“阵风”，但从装备的反舰导弹来看，AGM-84的性能优于AM-39；米格-29K和Su-33与前两种舰载机的主要差别在于载机性能与反舰导弹的作战性能两方面，而Su-33的综合反舰作战能力优于米格-29K，主要体现在舰载机的基本性能方面，诸如最大过载、最大突防速度与导航系数和最大航程等因素，其中影响最大的是载机的最大航程。根据评估结果，舰载机反舰作战能力较低的根本原因在于挂载的反舰导弹性能较低，尤其是导弹的射程，因此，不能充分体现出载机本身的能力。该评估结果能够较好地反映不同舰载机之间的反舰作战能力的差别。

表1 各型舰载机基本性能参数表

表2 各型舰载机战场信息感知与对抗能力参数表

表3 各型舰载机搭载反舰导弹作战能力参数表

表4 各型舰载机反舰作战能力评估结果

5 结论

通过建立评估指标体系和综合指数模型的方法对舰载机反舰作战能力进行了评估，从评估结果看，该模型符合舰载机的作战规律。综合指数法提供了合理构建舰载机反舰作战能力评估的思想和模型，实际应用中应根据评估指标体系综合考虑各影响因素，合理调整切合任务需求的计算模型。评估结果针对一定的配置和挂载方案，不同挂载方案的评估值能为舰载机武器配置的决策者提供一定的参照依据。

［1］石剑琛．美国海军航母作战系统发展及展望［J］．舰船科学技术，2012，34（4）：132-139．

［2］周煜，伍逸夫，赵峰.航母着舰引导系统概述［J］.舰船电子工程，2011（11）：22-24．

［3］陈国社，马亚平．武器装备作战能力量化体系［J］．火力与指挥控制，2011，36（4）：46-49．

［4］夏惠诚，申战胜，伊柏栋.基于遗传算法的舰载机对海导弹攻击任务分配模型研究［J］.舰船科学技术，2012，34（5）：117-121．

［5］王怀威，李曙林，童中翔．基于作战能力的飞机生存力模型及其综合权衡［J］．北京航空航天大学学报，2011，37（8）：933-936．

［6］王锐.基于幂指数法和AHP的先进战斗机效能评估［J］.火力与指挥控制，2008，33（11）：73-76

［7］张恒喜，郭基联，董彦非，等．现代飞机效费分析［M］.北京：航空工业出版社，2007：18-43．

［8］董彦非，崔巍，张旺.有人机/无人机协同空战效能评估的综合指数模型［J］.飞行力学，2014，32（5）：472-475．

［9］WILSON J R.Unmanned aerial vehicles get ready for prime time［M］.Military&Aerospace Electronics，2009.

［10］朱宝鎏，朱荣昌，熊笑非.作战飞机效能评估［M］.2版.北京：航空工业出版社，2006：70-79.