基于效能评估的航空作战进程预测

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMay252014V01．35No51416-1423ISSN1000—6893ON11-1929／Vhttp：Ehkxb．buaa．educnhkxb@buaa．edu．cn基于效能评估的航空作战进程预测牛德智1，陈长兴1’*，班斐2，王卓1，屈坤1，王旭婧11．空军工程大学理学院，陕西西安7100512．空军工程大学科研部，陕西西安71005i摘要：研究了航空对抗作战中空战双方的兵力变化问题。从飞机作战效能评估的角度出发，给出了在数据链支持下的作战

2、飞机空战能力指数计算方法，并将其转化为平均战斗力水平，从数学原理上证明了二者具有等价性和一致性。建立了能够表征数据链效应的改进Lanchester方程航空作战模型，在考虑有增援的情形下对模型进行扩展。仿真分析了等效实力比和不同增援时刻对空战进程的影响，结果表明数据链具有提高作战效能和改变战局的作用。给出了有效增援时间范围，并指出了在增援作战时存在增援介入时间的“局部最优增援时刻点”，为空战决策提供了参考依据。关键词：效能评估；数据链；Lanchester方程；等效实力比；局部最优；决策中图分类号：V271；TN919文献标识码：

3、A文章编号：1000—6893(2014)05—1416—08随着雷达、通信技术的迅猛发展，信息的有效及时获取对现代空战胜负的影响越来越大，超视距远程作战、电子战、网络中心战等也日益发展成为现代空战的主要样式[1q]。数据链以其独特的战场态势共享、精确指挥控制和武器协同的无缝链接优势，在航空作战中发挥着中枢系统的作用H]。近几场局部战争无不表明，数据链在现代战争中发挥出了巨大威力。美军从20世纪50年代开始研制数据链并先后将各种不同类型的数据链运用到作战飞机上，其空中作战能力大幅度提高[5。6]。在这种环境下，讨论数据链体制下的

4、航空作战兵力变化，对于预测整个空战进程、科学判断战斗结果以及合理做出指挥决策等，都具有重要意义。纵观现有的文献研究成果，大多是针对数据链体制下的飞机效能评估问题[7书J，或者未考虑数据链作用，研究不同作战条件下的空战过程兵力变化情况，这些研究未能将效能评估的结果应用到实际的空中作战场景中，造成了“由作战到评估效能，再由评估结果到作战运用”的环路没有有效粘合。文献[9]研究了通过雷达范围的变化之比来确定数据链作战效能的评估方法，为数据链效能评估问题提供了切入口。文献ElO]将飞机各项指标分为空对空、空对地两类进行评估，同样也仅限于

5、评估出效能大小。文献[11]讨论了数据链支持下的空战双方飞机数量的变化问题，分析具有一定的合理性，但是模型中缺少一个直接反映数据链作用的量化指标，这样不利于直接研究数据链对空战双方格局的影响。文献E12]研究了不同条件下的Lanchester作战模型，未考虑信息因素(数据链)对战斗过程的影响，不适用于现代空战。本文研究的出发点是将作战效能评估的结果应用到作战对决中，实现评估与作战之间关系的一体化。收稿日期：2013—11—26；退修日期：2013—12—18；录用日期：2014—01—15；网络出版时间：2014—01—2110

6、：01网络出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／S1000—689320130524html基金项目：陕西省电子信息综合集成重点实验室项目(201107Y16)*通讯作者Tel：029-84786706E-mail：xachenchangxing@163com}

7、甩格武：NiuDZ，ChenCX，BanF。etal，PredictiononaircombatprocessbasedoneffectivenessevaluationEJJ．ActaAeronauticaetAs—tronauticaSinica

8、，2014，35(5)：1416．1423牛德智，晦长兴，班斐，等基于效能评估的航空作战进程预溯!J]i航空学报。2014，35(5)：1416—1423牛德智等：基于效能评估的航空作战进程预测1效能评估指数与平均战斗力水平1．1基于对数法的飞机效能评估目前研究中，较为普遍的一种作战飞机效能评估方法是通过飞机的空战能力指数来体现n3

9、。飞机的空战能力指数可以采用对数法进行计算，选用有关空战的7个主要项目来衡量飞机的空对空作战能力。它们是机动性、火力、探测目标能力、生存力、电子对抗能力、航程和操纵效能。将前3项的对数值相加，最后乘

10、以后4项系数即得出总的空战能力指数[9。131为I—ElnC+In(∑D+1)+InE]∈，∈。已a(1)式中：J为空战能力指数；C为机动性参数；D为火力参数；E为探测目标能力参数；∈。为生存力系数；已为电子对抗能力系数；＆为航程系数；已为飞行员操纵效能系数。在