近距空中支援彈藥選擇研究*

董文洪 高宇 孫守福 劉磊 邢麗

（海軍航空大學(xué) 煙臺(tái) 264000）

1 引言

近距空中支援飛機(jī)從空中打擊己方地面部隊(duì)附件的敵方部隊(duì)，可以對(duì)敵方作戰(zhàn)體系造成極大殺傷，快速改變戰(zhàn)斗進(jìn)程［1］。這其中機(jī)載武器的射程、毀傷能力和攜載數(shù)量將直接影響其作戰(zhàn)能力［2］，指揮機(jī)構(gòu)在計(jì)劃近距空中支援行動(dòng)時(shí)，除了要規(guī)劃好飛行路線和攻擊時(shí)間，還有一項(xiàng)重要工作就是根據(jù)打擊目標(biāo)清單、作戰(zhàn)環(huán)境等限制條件擬定掛載方案［3］。根據(jù)以往作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，飛行部隊(duì)對(duì)于不同的近距空中支援任務(wù)會(huì)形成多套掛載預(yù)案，也可以根據(jù)任務(wù)特點(diǎn)或者地面部隊(duì)指揮官要求適當(dāng)調(diào)整?？偟乜?，在彈藥種類(lèi)和數(shù)量一定的情況下，合理高效地配置彈藥是近距空中支援任務(wù)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，具有十分重要的研究?jī)r(jià)值［4］。

2 近距空中支援典型武器概述

近距空中支援打擊的目標(biāo)小到單兵，大到建筑物，可使用的武器也多種多樣，包括航空機(jī)炮、航空火箭彈、航空炸彈、空面導(dǎo)彈等，其基本性能指標(biāo)是彈藥選擇的重要依據(jù)。

2.1 航空機(jī)炮

航空機(jī)炮也稱(chēng)航炮，是指飛機(jī)上裝備的20mm口徑以上的自動(dòng)發(fā)射武器，可對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)射擊，射程一般為2km。配備的彈藥主要有高爆燃燒彈和穿甲彈，也可以混合裝填。高爆燃燒彈可以用于攻擊單兵、火力點(diǎn)這樣的無(wú)防護(hù)目標(biāo)和悍馬車(chē)、運(yùn)輸車(chē)這樣的輕防護(hù)目標(biāo)，穿甲彈則可以用于攻擊坦克這樣的重防護(hù)目標(biāo)。

2.2 航空火箭彈

航空火箭彈也稱(chēng)機(jī)載火箭彈，是指飛機(jī)上裝備的以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，用于攻擊地面目標(biāo)的非制導(dǎo)火箭武器。相比航空機(jī)炮，航空火箭彈的射程遠(yuǎn)、威力大，一般用于攻擊地面無(wú)防護(hù)或輕防護(hù)目標(biāo)。配備的彈藥主要有破甲彈、破甲殺傷彈和殺傷爆破彈，破甲彈用于攻擊坦克這樣的重防護(hù)目標(biāo)，破甲殺傷彈用于攻擊步兵戰(zhàn)車(chē)、裝甲運(yùn)輸車(chē)這樣的輕防護(hù)目標(biāo)，殺傷爆破彈則用于攻擊單兵、火力點(diǎn)等無(wú)防護(hù)目標(biāo)。由于屬于非制導(dǎo)武器，攻擊精度有限，通常裝于火箭發(fā)射巢中，以多發(fā)攻擊形成彈幕殺傷目標(biāo)。不過(guò)由于降低成本和提高精度的考慮，激光制導(dǎo)火箭彈已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生，用于對(duì)付單兵、火力點(diǎn)等低價(jià)值點(diǎn)目標(biāo)［5］。

2.3 航空炸彈

航空炸彈分為航空低阻炸彈、航空高阻炸彈和集束炸彈等多種類(lèi)型。隨著技術(shù)的發(fā)展，電視制導(dǎo)、激光制導(dǎo)、紅外制導(dǎo)、衛(wèi)星制導(dǎo)等制導(dǎo)炸彈相繼出現(xiàn)，并因?yàn)楦呔取⒌统杀镜奶攸c(diǎn)廣受青睞［6］。配備的彈藥有爆破彈、殺爆彈，根據(jù)裝藥量和命中精度不同可用于攻擊不同的目標(biāo)，小當(dāng)量裝藥彈藥用于攻擊無(wú)防護(hù)或輕防護(hù)目標(biāo)，大當(dāng)量裝藥彈藥用于攻擊重防護(hù)和堅(jiān)固目標(biāo)；非制導(dǎo)航空炸彈一般用于攻擊線目標(biāo)或面目標(biāo)，制導(dǎo)炸彈一般用于攻擊點(diǎn)目標(biāo)。

2.4 空面導(dǎo)彈

空面導(dǎo)彈也稱(chēng)空地導(dǎo)彈，具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、目標(biāo)毀傷概率高等特點(diǎn)。依據(jù)制導(dǎo)方式不同有慣性制導(dǎo)、電視制導(dǎo)、激光制導(dǎo)和紅外制導(dǎo)等類(lèi)型，依據(jù)戰(zhàn)斗部裝藥量的不同則可以攻擊不同類(lèi)型的目標(biāo)［7］。從性能上看，近距空中支援中飛行員可以使用空面導(dǎo)彈可以攻擊所有典型目標(biāo)，但由于掛載數(shù)量和費(fèi)效比的限制，通常使用小戰(zhàn)斗部的導(dǎo)彈攻擊裝甲目標(biāo)、防空目標(biāo)，使用大戰(zhàn)斗部的導(dǎo)彈攻擊堅(jiān)固目標(biāo)。

3 彈藥選擇影響因素分析

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)近距空中支援行動(dòng)的一般原則是在達(dá)到任務(wù)要求的預(yù)期效果前提下，盡可能地節(jié)約兵力，并保證作戰(zhàn)飛機(jī)自身和地面友軍及平民的安全，以最小的戰(zhàn)斗花費(fèi)換取對(duì)敵最大的殺傷［8］。從這個(gè)角度分析，彈藥選擇受載機(jī)掛載能力、任務(wù)區(qū)氣象條件、攻擊限制、目標(biāo)特性和費(fèi)效比等因素影響［9］。

3.1 掛載能力

掛載能力指的是載機(jī)所能掛載的彈藥數(shù)量和重量［10］，這與載機(jī)最大載重和掛點(diǎn)的數(shù)量、性能有關(guān)，還受載機(jī)使用的復(fù)合掛架性能和彈藥特殊要求影響。以著名對(duì)地攻擊機(jī)A-10C為例，它可以使用三聯(lián)彈射掛架，但11 個(gè)掛點(diǎn)中三聯(lián)彈射掛架只能掛在掛點(diǎn)3、4、5、7、8、9 上；而小牛導(dǎo)彈可以使用單聯(lián)彈射掛架或三聯(lián)彈射掛架，但只能掛在掛點(diǎn)3 和9 上。所以，在研究載機(jī)的掛載能力時(shí)，不能僅憑掛點(diǎn)數(shù)和載重能力衡量掛載能力大小，需要具體問(wèn)題具體分析。另外，需要注意的是，考慮載機(jī)的配平和機(jī)動(dòng)性要求，掛載的彈藥最好對(duì)稱(chēng)配置，同時(shí)盡量減少掛載武器的數(shù)量和總重量。圖1 為A-10C飛機(jī)掛點(diǎn)分布示意圖。

圖1 A-10C掛點(diǎn)分布示意圖

3.2 氣象條件

氣象條件對(duì)作戰(zhàn)行動(dòng)的雙方都有著或多或少的影響［11］，就近距空中支援行動(dòng)而言，其影響著搜索目標(biāo)、鎖定目標(biāo)到命中目標(biāo)的各個(gè)環(huán)節(jié)。雨、雪、霧、大風(fēng)是比較常見(jiàn)的不良天氣，這些不良天氣有時(shí)單獨(dú)出現(xiàn)，有時(shí)則混合出現(xiàn)。在選擇彈藥時(shí)，就要充分考慮任務(wù)區(qū)的氣象條件和可能出現(xiàn)的天氣變化。選擇制導(dǎo)彈藥要考慮不良天氣對(duì)導(dǎo)引頭的影響，比如大霧天氣下電視制導(dǎo)彈藥就無(wú)法使用；選擇非制導(dǎo)彈藥要考慮不良天氣對(duì)命中精度的影響，比如大風(fēng)天氣非制導(dǎo)炸彈的命中率會(huì)有所下降等。

3.3 攻擊限制

彈藥選擇時(shí)的另一個(gè)重要因素就是攻擊限制，這點(diǎn)在城市攻堅(jiān)近距空中支援中尤為突出，必須充分考慮對(duì)友軍和平民的可能殺傷，主要從彈藥的命中精度和毀傷面積著眼［12］，推算彈藥的安全距離。如果安全距離內(nèi)存在友軍和平民，該彈藥將被限制使用。

3.4 目標(biāo)特性

如果是計(jì)劃式近距空中支援，掛載前一般已確定目標(biāo)打擊清單；如果是臨機(jī)式近距空中支援，即使沒(méi)確定目標(biāo)打擊清單也會(huì)對(duì)可能遭遇的目標(biāo)有個(gè)預(yù)判。彈藥選擇必須考慮目標(biāo)特性，包括機(jī)動(dòng)特性、防護(hù)特性、分布特性等?？紤]機(jī)動(dòng)特性，要判斷目標(biāo)是固定目標(biāo)還是可移動(dòng)目標(biāo)，如果是可移動(dòng)目標(biāo)，慣性制導(dǎo)武器要排除在外?？紤]防護(hù)特性，要推算目標(biāo)自身的抗毀傷能力、判斷攻擊目標(biāo)可能受到的的防空威脅［13］。以A-10C為例，如果攻擊敵方防空火力密集的車(chē)載指揮所，可以使用聚能戰(zhàn)斗部為125 磅的小牛導(dǎo)彈實(shí)施防區(qū)外打擊；如果攻擊敵方防空火力密集又堅(jiān)固的固定指揮所，聚能戰(zhàn)斗部為125 磅的小牛導(dǎo)彈就難以奏效，需要聚能戰(zhàn)斗部為300 磅的小牛導(dǎo)彈才可能摧毀目標(biāo)?？紤]分布特性，要查明敵方目標(biāo)是分散配置還是受地形影響分布較密，如果有密集目標(biāo)就可以使用集束炸彈進(jìn)行面殺傷。

3.5 費(fèi)效比

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)武器彈藥的造價(jià)日益高昂，雖然作戰(zhàn)中己方人員裝備的安全要優(yōu)先考慮，但經(jīng)濟(jì)上的代價(jià)也不能忽略不計(jì)。通常來(lái)說(shuō)，投入費(fèi)用越少、打擊效益越大［14］，即費(fèi)效比越小越好。當(dāng)然，費(fèi)效比是最末位要考慮的因素，首要的是安全順利地完成任務(wù)。比如，地面部隊(duì)請(qǐng)求近距空中支援摧毀敵方支援的運(yùn)輸車(chē)隊(duì)，費(fèi)效比小的做法是使用集束炸彈面殺傷后再用航炮或者火箭彈補(bǔ)射。而如果使用導(dǎo)彈或者制導(dǎo)炸彈攻擊逐個(gè)攻擊，不但攻擊效率大大降低，費(fèi)效比也會(huì)變得很大。

4 彈藥選擇方法

美軍將近距空中支援分為計(jì)劃式和臨機(jī)式兩種，對(duì)應(yīng)的彈藥選擇方法也有所區(qū)分，如果下達(dá)命令時(shí)只明確任務(wù)目標(biāo)而沒(méi)有詳盡的目標(biāo)打擊清單，則彈藥選擇要全面考慮前文所述因素；如果下達(dá)命令時(shí)已有目標(biāo)打擊清單，則彈藥選擇過(guò)程中目標(biāo)特性因素要重點(diǎn)考慮。

4.1 彈藥選擇流程

飛行部隊(duì)接到近距空中支援命令后，進(jìn)行任務(wù)分析，首先根據(jù)航線和飛行時(shí)間粗略計(jì)算任務(wù)飛機(jī)需要攜帶多少燃油，進(jìn)而確定是否掛載副油箱；其次根據(jù)任務(wù)需要判斷是否掛載電子對(duì)抗、目標(biāo)指示等吊艙；再次根據(jù)氣象條件、攻擊限制、目標(biāo)特性等情況判斷推薦使用哪種武器和不適宜使用哪種武器。完成上述步驟后，從掛載方案數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出符合條件的掛載方案清單。最后由飛行員、作戰(zhàn)參謀、武器專(zhuān)家等專(zhuān)業(yè)人員綜合考慮盡量減少掛點(diǎn)使用、盡量減輕掛載重量和盡量減小費(fèi)效比等因素確定最佳掛載方案。彈藥選擇流程如圖2所示。

圖2 彈藥選擇流程

4.2 彈藥選擇模型

一架近距空中支援飛機(jī)，其掛載能力是一定的。假設(shè)該飛機(jī)有n 個(gè)掛點(diǎn)，每個(gè)掛點(diǎn)掛載方案數(shù)為Un種，對(duì)稱(chēng)掛點(diǎn)掛載能力相同，則掛載組合數(shù)m可表示為

設(shè)每種組合對(duì)應(yīng)重量為Wm，W 為飛機(jī)最大載重，則約束條件表示為

通過(guò)式（1）和式（2）可解得符合條件的所有掛載方案N種。

假設(shè)經(jīng)過(guò)任務(wù)分析確定載機(jī)不需要掛載副油箱，副油箱可在掛點(diǎn)e、f、g 三個(gè)掛點(diǎn)掛載，掛點(diǎn)a 和對(duì)稱(chēng)掛點(diǎn)b 分別掛載電子對(duì)抗吊艙和瞄準(zhǔn)吊艙，掛點(diǎn)c 和對(duì)稱(chēng)掛點(diǎn)d 分別掛載某型導(dǎo)彈，某型炸彈不適宜此次任務(wù)，而該型炸彈可在e 和f 兩個(gè)掛點(diǎn)掛載，有k 種掛載組合，則此時(shí)載機(jī)掛載組合數(shù)M 和每種組合對(duì)應(yīng)重量WM可分別表示為

基于式（3）和式（4）可解得該飛機(jī)掛載方案清單X種。

4.3 應(yīng)用實(shí)例

1）任務(wù)簡(jiǎn)報(bào)

己方攻占了加利地區(qū)并開(kāi)始尋找和肅清加利周邊個(gè)別仍在抵抗的據(jù)點(diǎn)，一個(gè)機(jī)械化連負(fù)責(zé)向穆舍瓦定居點(diǎn)開(kāi)進(jìn)。指揮部決定由兩架A-10C 組成雙機(jī)編隊(duì)，從蘇呼米-巴布沙拉機(jī)場(chǎng)起飛，沿計(jì)劃航線前往加利附近，在第三和第四導(dǎo)航點(diǎn)之間進(jìn)行巡邏，接受來(lái)自地面部隊(duì)的目標(biāo)指示實(shí)施近距空中支援，完成任務(wù)后返回蘇呼米-巴布沙拉機(jī)場(chǎng)。敵方威脅未知。氣象條件：溫度17℃，云底5000m，航行風(fēng)地面5m/s，86°；2000m高度7m/s，95°；8000m高度10m/s，112°。行動(dòng)示意圖如圖3所示，表1為A-10C飛機(jī)掛載方案數(shù)據(jù)庫(kù)［15］。

表1 A-10C飛機(jī)掛載方案數(shù)據(jù)庫(kù)

圖3 行動(dòng)示意圖

2）任務(wù)分析

航程大概200km，飛行時(shí)間大約半小時(shí)，飛機(jī)自身油料足夠，不需要攜帶副油箱。由于敵情不明，可能存在防空威脅，出于安全考慮攜帶電子對(duì)抗吊艙進(jìn)行防空壓制。為了便于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、鎖定目標(biāo)，提高攻擊效率，攜帶瞄準(zhǔn)吊艙。而由于是肅清殘敵行動(dòng)，不會(huì)有太多防空威脅，每架載機(jī)帶2 枚小牛導(dǎo)彈足矣。行動(dòng)時(shí)間為下午1 時(shí)，氣象條件良好，小牛導(dǎo)彈選擇射程更遠(yuǎn)的電子光學(xué)導(dǎo)引頭。由于任務(wù)區(qū)在定居點(diǎn)附近，不適宜使用毀傷面積較大的彈藥和圓概率誤差較大的常規(guī)炸彈，建議攜帶破片戰(zhàn)斗部火箭彈對(duì)敵方散兵進(jìn)行小范圍面殺傷。

3）仿真計(jì)算

依據(jù)A-10C飛機(jī)掛載方案數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合任務(wù)分析，可得分析結(jié)果如表2 所示。此時(shí)，掛載組合數(shù)M等于36，采用枚舉法運(yùn)用Matlab可得掛載方案清單35 種。表3 為列舉的載重由輕到重的前5 種掛載方案。

表2 任務(wù)分析結(jié)果

表3 部分掛載方案

分析仿真計(jì)算結(jié)果，方案1 雖然載重最輕，但攜帶武器太少，支援火力不足；方案3、4、5 火力強(qiáng)度有所增長(zhǎng)，但載重和費(fèi)效比也增加了，顯然方案2 是此次空中待機(jī)近距空中支援任務(wù)的最佳掛載方案。還應(yīng)看到，戰(zhàn)場(chǎng)信息越詳盡，任務(wù)分析越精細(xì)，模型的限制條件越多，生成的彈藥選擇清單越少，集體討論確定最佳掛載方案越快。

5 結(jié)語(yǔ)

最終確定的最佳掛載方案與美軍A-10C 飛機(jī)低威脅條件下值班巡邏掛載方案相符，說(shuō)明本文基于定量分析與定性分析相結(jié)合提出的近距空中支援彈藥選擇方法是有效且合理的。當(dāng)然，本方法僅考慮了單機(jī)型執(zhí)行近距空中支援任務(wù)的情況，實(shí)際作戰(zhàn)中，多機(jī)型混合編隊(duì)時(shí)彈藥選擇更為復(fù)雜，還需進(jìn)行深入研究。