机载空地导弹作战效能评估

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1、Ξ机载空地导弹作战效能评估胡登高陈刚(解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007)摘要:本文根据机载空地导弹作战过程的特点,分析了在作战过程中诸因素对作战效能的影响,在此基础上提出了采用美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)法对机载空地导弹作战效能进行评估,给出了计算其作战效能的一个比较简单、透明的公式,并给出了一个应用其进行评估的实例。关键词:空地导弹效能分析可用性指标可靠性指标毁伤效能引言1从近年来发生的多起战争,如阿富汗战争、伊拉克战争等来看,通过精确制导武器对对方的目标进行精确

2、打击在战争中发挥着越来越重要的作用。机载空地导弹则是其中一种非常有效的手段。如何有效地评估机载空地导弹的作战效能已成为研究的一个热点。武器系统效能评价的方法种类比较多,如层次分析法、美国工业界武器系统效能咨询委员会(WSEIAC)法、专家调查法、指数法、SEA(SystemEffectivenessAnalysis)法、试验统计法等。在这众多的武器系统效能评价方法中,WSEIAC模型作为一种解析法,它根据效能指标与给定条件之间的函数关系的解析表达式来计算效能指标。由于它透明性好,易于理解,计算简单,我们

3、用其来评估机载空地导弹的作战效能无疑是一个好的方法。WSEIAC系统效能评估方法2WSEIAC于20世纪60年代中期为美国空军拟定了系统效能指标定义,这个定义规定系统效能指标是武器系统可用度A、任务可信度D和作战(作业)能力C的函数,用一行向量E(1×m)表示,即有:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯d11d21⋯dn1d12d22⋯dn2d1nd2nc11c21⋯c12c22⋯cn2c1mc2ma2⋯an]⋯em]E=ADC=a1=e1e2dnncn1cnm其中ai(i=1,2,⋯,n)是开始执行任务时系统处于状态i的

4、的概率,i是就可用程度而言系统的可能状态序号;di(ji=1,2,⋯,n;j=1,2,⋯,n)是使用开始时系统处于i状态而在使用过程中转移到j状态的概率;cjk(j=1,2,⋯n;k=1,2,⋯,m)表示系统在可能状态j下达到第k项要求的概率;ek(k=1,2,⋯,m)是对应于第k项任务要求的效能指标。对于单任务系统,上述公式蜕化为3个量的乘积。此时A表示系统在使用前处于规定战斗准备且可靠投入使用的概率,D是使用中系统可靠工作的概率,而C是武器系统在使用可靠条件下完成战斗任务的概率。因此E实际上是考虑到

5、武器系统使用可靠性及使用准备特性的作战效能指标。3机载空地导弹作战效能建模机载空地导弹系统中的飞机是作为系统的平台的,它的性能因素的不同会对系统作战效能会产生影响。在这里,我们假定飞机执行作战任务是处在它的作战半径范围之内的,且其他各种性能参数都满足执行任务的要求,对于飞机的作战半径小于执行任务飞机要飞行的距离或是不满足执行任务的其他要求的情况,我们在这里不考虑。3.1机载空地导弹作战过程对于机载空地导弹的战斗过程,根据其时间上的先后和执行功能的不同,可分为四个节点和三个阶段,如图1所示。图中,节点A指

6、领受战斗任务;阶段AB指在领受作战任务后,对飞机、导弹等检测,将导弹安装在飞机上;节点B指飞机携带导弹从机场或起飞平台起飞;阶段BC指飞机携带导弹进行系留飞行;节点C指飞机向目标发射导弹;阶段CD指导弹飞向目标;节点D指导弹命中目标。3.2效能分析根据上面所示的机载空地导弹作战过程,我们发现对其效能按照WSEIAC法进行分析计算比较方便、简单,下面我们就采用WSEIAC法对其效能来进行分析。3.2.1可用性指标P(A)系统可用性是系统在给定条件下使用时,能根据任务需要投入运行的可能性,它与整个系统(包括

7、部件和操作者之间的接口)的初始状态有关。我们评估系统可用性,实际上是评估武器系统的备用程度,是武器系统效能评估的必要组成部分。我们用可用度来评估可用性指标。对于机载空地导弹作战过程,可用性指标主要取决于阶段AB。在此阶段整个系统可认为是个大系统,应用系统分解的方法,将这个大系统分解为两个部分,即飞机分系统和导弹分系统。下面我们分别求这两个部分的可用性指标。对于飞机系统,设它由m个分系统(部件)串联组成(如果有并联的部分,则将并联的部分看作一个分系统(部件)),则有:mP(A)飞=∏p(bi)i=1其中P

8、(bi)为飞机的第i个分系统(部件)直接可用度,它是飞机的第i个分系统(部件)在规定条件下使用时,随时可满意运行的概率。对于导弹系统,同飞机一样,设它由n个分系统(部件)串联组成(同样地,如果有并联的部分,则将并联的部分看作一个分系统(部件)),则知每枚导弹的完备率为:nP(A)导=∏p(di)i=1其中P(d)i同飞机系统中的P(b)i表示相类似的意义。如果飞机携带的导弹数量为N枚,根据概率公式知有N′(0≤N′≤N)枚导弹处于完好的概率