低速平台随队干扰编队设计及过程分析

李文鹏，杨 文，廖明飞，王杰娟

（中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003）

低速平台随队干扰编队设计及过程分析

李文鹏，杨 文，廖明飞，王杰娟

（中国洛阳电子装备试验中心，河南 洛阳 471003）

针对防空兵基地训练需求，设计了使用低速平台搭载干扰系统伴随高速战机实施随队干扰的编队方式，仿真分析了不同主瓣宽度雷达、不同平台速度下的随队干扰过程。结果表明，对于所设计的编队方式，存在某一速度取值范围使得全程随队过程得以实现；当平台速度低于实现全程随队干扰的取值范围时，存在最佳的初始进入距离以实现最大局部随队干扰过程。

基地训练，随队干扰，编队方式，天线主波束

0 引言

随队支援干扰系统主要由载机平台和干扰系统构成，实战中，随队支援干扰系统具备全程随队干扰支援能力有两个基本条件，一是干扰系统的干扰方向要和被掩护突击飞机的飞行方向基本一致，二是载机平台要和被掩护突击飞机的飞行速度基本相当。基地训练中，考虑基地现有装备基础及装备模拟的经济性和可行性，在满足技术需求、兼顾战术要求的前提下，可采用等效、替代、降额等多种手段实现对作战对象的近似模拟。在不考虑干扰系统自身干扰性能的前提下，本文探讨平台速度对随队支援干扰系统随队干扰能力的影响，研究如何使用低速平台掩护高速战机实施随队干扰支援，分析影响低速平台随队干扰能力的因素以及使用低速平台时的局部随队干扰时间、随队干扰距离计算等问题，以期为航空兵、防空兵、雷达兵基地训练电磁环境构建提供参考和借鉴。

1 随队干扰编队方式介绍

随队支援干扰系统执行掩护航空兵突击任务时，通常与被掩护突击飞机编队飞行，二者同时接近敌方目标，然后随队支援干扰系统施放干扰，干扰通过敌方雷达天线主波束进入接收机，以降低敌方雷达作战效能，掩护己方突击飞机对目标实施攻击［1］。典型随队干扰编队方式如图1所示，随队支援干扰系统（即干扰飞机）配置在突击机群飞行序列的适当位置，与突击飞机协同行动。

实战中，通过对干扰飞机和突击飞机的航线进行详细规划，既可采用单架随队干扰飞机掩护小规模编队突击的方式，使突击飞机（机群）始终处于干扰飞机的掩护范围内，以确保干扰飞机对突击飞机的干扰掩护和突击飞机对干扰飞机的火力掩护，也可依据需要，采用多架随队干扰飞机形成“干扰掩护区”掩护大编队或纵深多个编队的方式，形成一定宽度、高度的“干扰掩护区”，以保证被掩护突击飞机（机群）始终处于干扰飞机（机群）的“干扰掩护区”内［2］。

图1 随队干扰飞机典型编队方式

2 低速干扰飞机掩护高速战机实施随队干扰的编队方式设计

干扰飞机与突击飞机的速度差异是制约其随队干扰能力的重要因素。当二者的飞行速度相同时，干扰飞机具备对突击飞机实施全程随队干扰掩护的能力，但当干扰飞机的飞行速度低于突击飞机时，这种全程随队干扰掩护能力将不再具备。

基地训练中，从为受训对象提供训练电磁环境角度，针对干扰飞机与突击飞机飞行速度存在差异的情况，笔者认为可通过采用“笨鸟先飞”的编队方式予以弥补，以尽力延长干扰飞机的随队干扰时间和随队干扰距离，满足训练任务特定需求。具体方法如下。

攻击编队正向迎着敌方雷达阵地飞行时：某一飞行高度（OC）下，设计编队使突击飞机进入敌方雷达有效探测范围时干扰飞机领先突击飞机某一航程X飞行，然后干扰飞机（B点）进入随队干扰模式，对敌方雷达（O点）实施干扰，对己方突击飞机（A点）实施随队干扰掩护（该航程X在敌方雷达天线一个主波束宽度（即：雷达主瓣宽度）所对应的航程d3范围内，最大可取X=d3，以保证从敌方雷达来看形成随队干扰的效果）。一段时间t后，当速度较高的突击飞机（A到A’点）追赶并超越干扰飞机（B到B’点），且二者间距刚好达到该位置一个雷达主瓣宽度所对应航程d4时，干扰飞机不再具备对突击飞机实施随队干扰掩护能力，局部随队干扰掩护过程结束。上述过程中，任意时刻T干扰飞机、突击飞机与敌方雷达间的夹角θ'，均应小于该时刻以突击飞机位置为一条边的一个雷达主瓣宽度角θ，即从敌方雷达来看，干扰飞机对突击飞机始终形成随队干扰掩护。

正向时，低速干扰飞机掩护高速突击飞机实施局部随队干扰掩护的过程如图2所示。

图2 低速干扰飞机掩护高速突击飞机实施局部随队干扰的示意（正向）

图2 中，d1为突击飞机的飞行距离，即随队干扰距离，d2为干扰飞机的飞行距离。因θ1为进入随队干扰模式时干扰飞机与突击飞机之间的夹角，θ2为随队干扰过程结束时干扰飞机与突击飞机之间的夹角（等于该位置的一个雷达主瓣宽度），故始终满足θ1≤θ2=θ。

攻击编队侧向平行敌方雷达阵地飞行时：与正向类似，此时低速干扰飞机掩护高速战机实施局部随队干扰掩护过程如图3所示。

图3 低速干扰飞机掩护高速突击飞机实施局部随队干扰的示意（侧向）

3 随队干扰时间和干扰距离分析

本节以正向过程为例分析以下两方面问题：①随队干扰时间、干扰距离精确计算；②随队干扰过程仿真分析。

3.1 随队过程精确计算

开始时刻，实施随队干扰的随队支援干扰系统领先高速突击飞机X Km（AB=X）飞行。如图2所示，在△ACO中，AC⊥CO，当已知雷达的有效探测距离AO、编队的飞行高度CO以及雷达主瓣宽度∠θ时，可得：

假设突击飞机和干扰飞机飞行速度分别为V1和 V2，则一段时间 t之后（0≤t≤2AC/V1），在△AA'O和△BB'O中，分别可得：

从而，在△B'A'O中，可得：

由此可得：

某一时刻T，若θ2≥θ，则随队干扰过程结束。此时，当已知干扰飞机飞行速度V1、突击飞机飞行速度V2以及突击飞机和干扰飞机的初始间距X时，依次求解上述式（1）～式（5）中的相关变量并带入式（7），即可得仅由变量随队干扰时间T所构成的一元四次方程式（8），求解方程即可得过程的随队干扰时间。

当求得随队干扰时间T后，即可由式（9）求得干扰飞机伴随突击飞机的随队干扰距离。

3.2 随队过程仿真分析

由过程精确分析可见，在忽略干扰系统干扰能力前提下，基地训练中，使用低速平台搭载干扰系统模拟敌方电子战飞机掩护高速战机实施随队干扰时，影响随队干扰时间的主要因素包括：参训雷达的有效探测距离AO、编队的飞行高度CO、雷达主瓣宽度∠θ、突击飞机飞行速度V1、干扰飞机飞行速度V2、突击飞机和干扰飞机的初始间距X等6个方面。

基地训练中，参训雷达的有效探测距离和主瓣宽度、突击飞机的飞行速度等都是已知条件，编队的飞行高度受战术战法和队内各平台的战技性能等因素制约而不能随意取值。在上述已知条件和制约因素下，本文考虑当不具备与突击飞机速度相同的飞行平台时，如何在训练中使用低速平台搭载干扰系统模拟对手高速电子战飞机实施全程或局部随队干扰。在此，在随队干扰信号从雷达主瓣进入的假设前提下，笔者拟通过仿真重点分析以下3方面问题：

①某一主瓣宽度下，低速平台的飞行速度V2（即：掩护速度）在什么范围内取值时，采用“笨鸟先飞”编队方式，可以实现全程随队干扰；②某一主瓣宽度下，不同低速平台飞行速度V2所对应的突击飞机与干扰飞机的初始间距（即：初始进入距离）X是多少时，可以实现全程随队干扰；③某一主瓣宽度下，当低速平台飞行速度V2低于可实现全程随队干扰时的取值范围时，局部随队干扰时间（即：掩护时间）与突击飞机和干扰飞机的初始间距X的关系。

现假定参训雷达的有效探测距离120 km、突击飞机飞行速度V1=1 000 km/h、编队的飞行高度CO=8 km，在0≤X≤d3、0≤t≤2AC/V1和θ2≤θ 3个约束条件下，以随队时间T为目标函数，分别就θ等于2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°对上述问题进行仿真，仿真结果如图4～图7所示。

图4 实现全程随队干扰的初始进入距离与平台速度关系图（θ=0.5°）

图5 实现全程随队干扰的初始进入距离与平台速度关系图（θ=1.5°）

图6 实现全程随队干扰的初始进入距离与平台速度关系图（θ=2.5°）

图7 实现局部随队干扰的初始进入距离与掩护时间关系图（V2=500 km/h）

①图4～图6反映某一雷达主瓣宽度下，实现全程随队干扰时，低速平台的掩护速度取值范围，以及不同平台掩护速度所对应的最佳初始进入距离。

如图4，当参训雷达主瓣宽度θ=0.5°时，实现全程随队干扰的低速平台掩护速度可在945.4 km/h～1 000 km/h间选取，对应的初始进入距离在13 km～0 km之间取值，具体掩护速度与其对应的初始进入距离可从图中直接读取。此时，全程随队干扰时间（即：掩护时间）为862 s，随队干扰距离为239.4 km。

②图7反映当低速平台的掩护速度为500 km/h时，对应不同雷达主瓣宽度下，实现局部随队干扰的初始进入距离与随队干扰时间的关系。

由图7可见，当初始进入距离为10 km时，对应主瓣宽度为2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°的雷达，分别可以实现237 s、219 s、198 s、170 s、132 s的局部随队干扰，且对应主瓣宽度为2.5°、2°、1.5°、1°、0.5°的雷达，该速度所能达到的最长随队干扰掩护时间为345 s、322 s、298 s、233 s、152 s。基地训练中，可针对参训雷达主瓣宽度不同，基于上述时间间隔设计防空兵抗随队干扰训练态势。

③此外，图7显示，在前文已知条件下，对主瓣宽度为1.5°、1°、0.5°的雷达，初始进入距离可以取到初始位置一个雷达主瓣宽度所对应的航程d3，此时对应最大的局部随队干扰掩护时间为298 s、233 s、152 s，而对主瓣宽度为2.5°、2°的雷达则不可以，原因是0时刻稍后某一时刻，低速平台与突击飞机对雷达阵地的夹角迅速超过了雷达主瓣宽度。如对主瓣宽度为2.5°雷达，最大掩护时间345 s所对应的初始进入距离约为44 km，而非初始位置该主瓣宽度所对应的航程47.53 km。

3.3 若干问题分析说明

①关于假设条件：实战中，远距离支援干扰干扰信号主要从雷达天线副瓣进入［3］，自卫干扰干扰信号主要从雷达天线主瓣进入，而随队干扰干扰信号既可从雷达天线主瓣也可从雷达天线副瓣进入［4］。基地训练中，从受训方角度看，当攻击方随队干扰干扰信号从雷达天线副瓣进入时，可认为是远距离支援干扰，因此，基于为受训对象提供随队干扰信号环境角度，本文限定随队干扰干扰信号仅从雷达天线主瓣（主波束）进入。

②关于编队飞行高度：受飞行安全限制，通常，不仅编队内不同型号飞机之间应保持一定的垂直（水平）间距，且同型飞机之间也应保持一定的水平（垂直）间距，但限于这些间距与编队距离作战目标的斜距相比通常是一个较小量，本文在此忽略了不同型号飞机之间的飞行高度差和同型号飞机之间的飞行距离差。实际训练中，对于正向，设计编队使低速干扰飞机位于编队下层，高速突击飞机位于编队上层（可称为“笨鸟低飞”）；对于侧向，设计编队使低速干扰飞机位于编队内侧，高速突击飞机位于编队外侧（可称为“笨鸟内飞”），则可延长随队干扰过程，但这种延长是微量的。例如：对于1架干扰机掩护2架突击飞机的编队，假设各型飞机之间的飞行高度差为0.1 km，分析表明，在其他条件不变的情况下，与文中简化计算相比，各种情况的随队干扰时间增加均不超过5 s，因此，本文忽略战机之间高度差和距离是有意义的。

③关于仿真精度：本文仿真结果所基于的时间精度为1 s，初始距离精度为1 km，仿真计算掩护速度时，干扰飞机飞行速度增量为1 km/h。因此，在提高仿真精度的条件下，不同雷达主瓣宽度所对应的全程掩护干扰速度区间可以进一步精确；某一掩护速度对应不同雷达主瓣宽度的最佳初始进入距离可以进一步精确，从而得到更加精确的掩护时间。

4 结束语

在随队干扰信号从雷达天线主波束进入的限定条件下，本文仿真分析了基于低速平台的随队支援干扰系统随队干扰过程。结果表明：训练中基于低速平台的随队支援干扰系统随队干扰能力主要取决于参训雷达的有效探测距离、编队的飞行高度、雷达主瓣宽度、突击飞机飞行速度、干扰飞机飞行速度、突击飞机和干扰飞机的初始间距等6个方面；针对不同作用距离和主瓣宽度雷达，实现全程随队干扰的干扰飞机飞行速度可在一定范围内取值，且对某一平台速度，存在最佳的初始进入距离以实现全程随队干扰；当干扰飞机飞行速度低于可实现全程随队干扰的取值范围时，存在最佳的初始进入距离以实现最大局部随队干扰过程；防空兵、雷达兵抗随队干扰基地训练中，可通过预先设计编队队形，使用基于低速平台的随队支援干扰系统伴飞高速战机实施随队支援干扰，以满足基地训练电磁环境构建需求。

［1］张林，胡海，隋先辉.随队干扰掩护反舰导弹突防的机理研究［J］.飞航导弹，2011，40（9）：46-49.

［2］贲续进，齐锋，王新宇.随队干扰条件下编队突防航线规划研究［J］.电子工程学院学报，2011，30（4）：55-58.

［3］徐海全，王国宏，关成斌.远距离支援干扰下的目标跟踪技术［J］.北京航空航天大学学报，2011，37（11）：1353-1358.［4］刁华伟，党立坤，张建科.电子战飞机远距离支援干扰有效区分析与仿真［J］.舰船电子工程，2010，29（6）：99-101.

Formation Design and Process Analysis of Escort Jamming System Installed in Low-speed Platform

LI Wen-peng,YANG Wen,LIAO Ming-fei,WANG Jie-juan
（China Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang 471003，China）

According to the antiaircraft forces base training requirements，the formation manner of using Low-speed Platform to actualize Escort Jamming has been designed，the process of Escort Jamming which based on different main beam radar and different speed platform has been simulated. Under the designed formation manner，the results in this paper shows that the speed range for whole Escort Jamming exists，and if the actual speed is lower than the range，there is a best initialization distance for Low-speed Platform to actualize partial Escort Jamming.

base training，escort jamming，formation manner，main beam

TP391.9

A

1002-0640（2015）05-0175-04

2014-03-12

2014-05-20

李文鹏（1987- ），男，河南洛阳人，硕士。研究方向：电子对抗基地训练筹划。