微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法

摘要

本发明公开了一种微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法，该方法首先构建反映各方兵力作战能力的指标体系，并赋予指标体系中各指标在作战任务中相应的权重；得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之前，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力；得到导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力，最后得到微波武器在拦截方舰艇编队的舰艇防空反导体系中的贡献率。本发明对双方作战平台携带的武器性能进行定量分析，提出指标体系以评估各方兵力的作战能力，判断微波武器是否能提高己方兵力对抗敌方目标的能力。

说明书

技术领域

本发明涉及武器装备保障技术领域，具体地指一种微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法。

背景技术

微波武器在未来海上方向防空反导、信息攻防和近区防卫等装备体系中的使命任务主要体现在：

在防空反导方面，为水面舰艇提供新型、高效的防空反导手段，大幅度提升对大机动、超声速反舰导弹和集群目标的拦截能力；

在信息攻防方面，为海军提供新型、有效的远程信息攻防手段，毁伤和破坏敌电子侦察机、电子战飞机、无人侦察机等情报、监视、侦察体系，有效遏制和削弱强敌的信息优势；

在近区防卫方面，为海军非战争军事行动提供一种拒止、拦截相结合，对付非对称威胁目标，如无人机、小型快艇、武装渔船、电子引信炮弹和火箭弹等的有效拦截打击手段，可实现毁伤效果的有效控制，避免冲突升级。

武器装备体系贡献率评估是目前各国在作战能力方面研究的热点与前沿之一。武器装备体系贡献率评估根据论证提出的作战需求、使命任务、战技指标、总体方案和作战运用方式，提出典型作战想定，设置典型体系对抗作战场景，构建典型作战体系方案，明确体系对抗中的作战各兵力和装备组成与性能，构建体系能力评估指标体系；但是目前，还未见关于微波武器在舰艇防空反导体系中贡献率评估的研究，存在技术空白。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法，本发明将微波武器置于体系对抗背景下，结合指标体系与加权分析，得到微波武器在舰艇防空反导中的体系贡献率。

为实现此目的，本发明所设计的微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1、构建反映导弹拦截方舰艇编队防空反导能力的指标体系；

该指标体系包括预设的拦截目标能力指标、拦截目标范围指标、平均打击用时指标以及编队携带防空反导导弹数量指标；

步骤2、根据专家经验参数赋予步骤1的指标体系中各指标在作战任务中相应的权重w

步骤3、在导弹拦截方舰艇编队未装备微波武器时，根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度和防空导弹数量(设定作战态势)得到拦截目标能力，并依据拦截目标能力指标得到在导弹拦截方舰艇编队未装备微波武器时的拦截目标能力评判结果S

根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度和防空导弹数量(设定作战态势)得到拦截目标范围，并依据拦截目标范围指标得到在导弹拦截方舰艇编队未装备微波武器时的拦截目标范围评判结果S

根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度和防空导弹数量、来袭反舰导弹的速度(设定作战态势)得到平均打击用时，并依据平均打击用时指标得到在导弹拦截方舰艇编队未装备微波武器时的平均打击用时评判结果S

根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹数量以及编队携带防空反导导弹数量指标得到在导弹拦截方舰艇编队未装备微波武器时的防空反导导弹数量评判结果S

步骤4：得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之前，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力T，其中，

步骤5：在导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后，根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度、防空导弹数量，以及微波武器杀伤一枚来袭反舰导弹所花费的时间、微波武器杀伤目标的概率(设定作战态势)得到拦截目标能力，并依据拦截目标能力指标得到在导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后的拦截目标能力评判结果S′

根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度、防空导弹数量，以及微波武器的有效杀伤距离(设定作战态势)得到拦截目标范围，并依据拦截目标范围指标得到在导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后的拦截目标范围评判结果S'

根据导弹拦截方舰艇编队所携带的防空导弹对来袭反舰导弹的杀伤概率、防空导弹射程、防空导弹飞行速度、防空导弹数量，来袭反舰导弹的速度，以及微波武器杀伤一枚来袭反舰导弹所花费的时间、微波武器杀伤目标的概率(设定作战态势)得到平均打击用时，并依据平均打击用时指标得到在导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后的平均打击用时评判结果S′

根据导弹拦截方舰艇编队在加装微波武器之后(舰艇上列装微波武器会占用导弹的空间)，所携带的防空导弹数量，得到在导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后的防空反导导弹数量评判结果S'

步骤6：得到导弹拦截方舰艇编队装备了微波武器之后，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力T'，

步骤7：得到微波武器在拦截方舰艇编队的舰艇防空反导体系中的贡献率Z；

上述技术方案的步骤1中，所述拦截目标能力指标为成功命中并毁伤来袭目标数量与敌方发射反舰导弹总数之比，其中，成功命中并毁伤来袭目标数量与敌方发射反舰导弹总数之比的范围在[80％，100％]定义拦截目标能力为优，成功命中并毁伤来袭目标数量与敌方发射反舰导弹总数之比在[50％，80％)定义拦截目标能力为良，成功命中并毁伤来袭目标数量与敌方发射反舰导弹总数之比在[30％，50％)定义拦截目标能力为中，成功命中并毁伤来袭目标数量与敌方发射反舰导弹总数之比在[0，30％)定义拦截目标能力为差。

上述技术方案的步骤1中，所述拦截目标范围指标为导弹拦截方舰艇编队防空武器装备最大有效射程，其中，防空武器装备最大有效射程的范围在[300公里，∞)定义拦截目标范围为优，防空武器装备最大有效射程的范围在[150公里，300公里)定义拦截目标范围为良，防空武器装备最大有效射程的范围在[50公里，150公里)定义拦截目标范围为中，防空武器装备最大有效射程的范围在[0公里，50公里)定义拦截目标范围为差。

上述技术方案的步骤1中，所述平均打击用时指标为防空武器装备在最大有效射程开火至完成全部目标拦截的平均用时，其中，在[0分钟，5分钟]定义平均打击用时为优，在(5分钟，15分钟]定义平均打击用时为良，在(15分钟，20分钟]定义平均打击用时为中，在(20分钟，∞)定义平均打击用时为差。

上述技术方案的步骤1中，所述编队携带防空反导导弹数量指标为舰艇编队最多能够携带的反导导弹数量，其中，舰艇编队最多能够携带的反导导弹数量在[500枚，∞]定义编队携带防空反导导弹数量为优；

舰艇编队最多能够携带的反导导弹数量在[300枚，500枚)定义编队携带防空反导导弹数量为良；

舰艇编队最多能够携带的反导导弹数量在[100枚，300枚)定义编队携带防空反导导弹数量为中；

舰艇编队最多能够携带的反导导弹数量在[0枚，100枚)定义编队携带防空反导导弹数量为差。

上述技术方案的步骤1中，对拦截目标能力指标中反映作战能力评判所得的优、良、中、差进行预设的定量化描述。

拦截目标范围指标中反映作战能力评判所得的优、良、中、差进行预设的定量化描述。

平均打击用时指标中反映作战能力评判所得的优、良、中、差进行预设的定量化描述。

编队携带防空反导导弹数量指标中反映作战能力评判所得的优、良、中、差进行预设的定量化描述。

上述定量化描述中优定义为100％、良定义为60％、中定义为30％、差定义为10％。

上述技术方案的步骤2中，w

本发明首先，构建反映各方兵力作战能力的指标体系，包括：拦截目标能力、拦截目标范围、平均打击用时以及编队携带防空反导导弹数量，采用4级评价准则，给定各指标反映作战能力评定为优、良、中、差的标准，并将优、良、中、差进行定量化描述；其次，赋予指标体系中各指标在作战任务中相应的权重；然后，想定作战场景，导弹拦截方舰艇编队拦截导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹，执行防空反导任务，分别得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器前，利用已有的武器装备进行防空反导的能力值，以及装备微波武器后，进行防空反导的能力值；最后，根据导弹拦截方舰艇编队装备微波武器前后执行防空反导任务的能力值，得到装备微波武器后，对导弹拦截方舰艇编队作战能力提升的体系贡献率值，实现微波武器在舰艇防空反导中体系贡献率的评估。

本发明通过上述模型，提供输入条件，也就可以计算得到装备了微波武器之后，对反舰导弹拦截方舰艇编队防空反导作战能力的体系贡献率大小，以此可以评估舰载微波武器在海战场上能发挥的作用。

同时，舰载微波武器防空反导作战能力的体系贡献率也可为微波武器的论证提供技术支撑，在微波武器难以满足作战任务要求的情况下，武器设计研制之初，就需要提高武器的性能指标。上述模型还可应用于其它新型武器列装到舰艇，对舰艇执行任务能力体系贡献率大小的评估。

本发明对双方作战平台携带的武器性能进行定量分析，提出指标体系以评估各方兵力的作战能力，以此，对新加入的微波武器在战场上的作战能力，也即体系贡献率进行评估，判断微波武器是否能提高己方兵力对抗敌方目标的能力。

附图说明

图1为本发明的流程图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示的微波武器在舰艇防空反导体系贡献率评估方法，包括如下步骤：

步骤1、构建(依照经验预设)反映导弹拦截方舰艇编队防空反导能力的指标体系，该指标体系包括预设的拦截目标能力指标、拦截目标范围指标、平均打击用时指标以及编队携带防空反导导弹数量指标；

给定各指标反映作战能力评定为优、良、中、差的标准；

拦截目标能力指标评判标准：优：[80％，100％]；良：[50％，80％)；中：[30％，50％)；差：[0，30％)；

拦截目标范围指标评判标准：优：[300公里，∞)；良：[150公里，300公里)；中：[50公里，150公里)；差：[0公里，50公里)；

平均打击用时指标评判标准：优：[0分钟，5分钟]；良：(5分钟，15分钟]；中：(15分钟，20分钟]；差：(20分钟，∞)；

编队携带防空反导导弹指标评判标准：优：[500枚，∞]；良：[300枚，500枚)；中：[100枚，300枚)；差：[0枚，100枚)；

步骤2、赋予指标体系中各指标在作战任务中相应的权重w

步骤3、设定作战场景，导弹拦截方舰艇编队拦截导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹，执行防空反导任务；

设定导弹发射方舰艇编队发射某型亚音速反舰导弹对导弹拦截方舰艇编队中的航母进行打击，导弹拦截方舰艇编队由2艘A型驱逐舰、2艘B型驱逐舰、2艘C型护卫舰组成，防空反导兵力由Ⅰ型远程防空导弹、Ⅱ型中程防空导弹、Ⅲ型近程防空导弹、小口径舰炮和微波武器组成。

其中，导弹拦截方舰艇编队在装备微波武器之前，A型驱逐舰可装备40枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹；B型驱逐舰可装备10枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹；C型护卫舰可装备30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹。导弹拦截方舰艇编队在装备微波武器之后，设定微波武器只列装1门，配置在编队其中的1艘A型驱逐舰上，由于微波武器的列装会压缩防空导弹空间，该艘A型驱逐舰只装备40枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹。

导弹拦截方舰艇编队防空导弹性能参数假设为：

Ⅰ型远程防空导弹射程为180km，最大飞行速度3.5马赫，对于反舰导弹类目标，单发杀伤概率为0.4；

Ⅱ型中程防空导弹射程为40km，最大飞行速度1.8马赫，对于反舰导弹类目标，单发杀伤概率为0.5；

Ⅲ型近程防空导弹射程为10km，最大飞行速度2马赫，对于反舰导弹类目标，单发杀伤概率为0.6；双发杀伤概率为0.8(从不同发射装置双发齐射)，发射间隔时间2s；

微波武器性能参数假设为：

杀伤来袭反舰导弹最远有效距离为10km，持续对目标发射微波7s，可击毁目标。击毁一个目标后，无需间隔时间，可直接对下一个目标进行打击。

假设导弹发射方舰艇编队在500km外向导弹拦截方舰艇编队中的航母发射20枚反舰导弹，该型反舰导弹飞行速度为0.85马赫，导弹拦截方舰艇编队发射Ⅰ型远程防空导弹拦截了12枚来袭反舰导弹，突防进入导弹拦截方舰艇编队近程防御范围10km内的反舰导弹有8枚，突防进入末端防御2km前，也就是在[2km、10km]范围内，导弹拦截方舰艇编队发射Ⅲ型近程防空导弹大约有27s可拦截时间，编队指挥员决定在该拦截区段内，利用2艘舰艇2座Ⅲ型近程防空导弹发射装备，对各来袭反舰导弹齐射双发进行防御；

得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之前，拦截目标能力、拦截目标范围、平均打击用时以及编队携带防空反导导弹数量这四个指标的评判结果，分别用S

拦截目标能力S

拦截概率用p表示，有：p＝0.8

p＝0.8

拦截目标范围S

导弹拦截方舰艇编队防空导弹最大射程为180km，最远能拦截180km处来袭的反舰导弹，根据拦截目标范围的评定标准，防空反导导弹所能打击的最大射程在[150公里，300公里)之内，属于良。因此，拦截目标范围S

平均打击用时S

导弹拦截方舰艇编队Ⅰ型远程防空导弹最大射程为180km，最远能拦截180km处来袭的反舰导弹，Ⅰ型远程防空导弹在最远射程180km处击毁来袭反舰导弹所飞行的时间为：180km÷(3.5×340m/s)＝151.3s，3.5马赫就是3.5×340m/s，是Ⅰ型远程防空导弹的速度，340m/s是声速。

导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹突防进入导弹拦截方舰艇编队防御区域10km处，导弹拦截方舰艇编队从发射第一枚Ⅰ型远程防空导弹开始，已耗时：(180km-10km)÷(0.85×340m/s)＝588.2s，导弹拦截方舰艇编队首次齐射两枚Ⅲ型近程防空导弹预定在最远10km处拦截1枚来袭反舰导弹，此后，每隔2s发射间隔发射两枚Ⅲ型近程防空导弹拦截1枚反舰导弹，因此，导弹拦截方舰艇编队防空反导平均用时为：

(151.3s×12+588.2s+(588.2s+2s)+(588.2s+4s)+(588.2s+6s)+(588.2s+8s)+(588.2s+10s)+(588.2s+12s)+(588.2s+14s))/20＝328.86s，根据平均打击用时的评定标准，导弹拦截方舰艇编队防御来袭反舰导弹平均用时在(5分钟，15分钟]之内，属于良。因此，拦截目标范围S

上述方案中，一共来袭20枚反舰导弹，其中12枚在180km处被Ⅰ型远程防空导弹拦截，拦截每1枚，耗时都是180km÷(3.5×340m/s)＝151.3s，所以，151.3s×12；

8枚反舰导弹进入Ⅲ型近程防空导弹射程范围内，Ⅲ型近程防空导弹最远射程为10km，8枚导弹从180km飞到距离拦截方舰船10km处，耗时(180km-10km)÷(0.85×340m/s)＝588.2s，0.85马赫是来袭导弹的速度，前面已提到“利用2艘舰艇2座Ⅲ型近程防空导弹发射装备，对各来袭反舰导弹齐射双发进行防御”，并且发射间隔2s，所以2艘舰艇2座Ⅲ型近程防空导弹拦截第1枚来袭反舰导弹耗时588.2s，拦截第2枚耗时588.2s+2s，依次递推，拦截第8枚耗时588.2s+14s。最后取所耗打击用时的平均值，也就是除以20。

编队携带防空反导导弹数量S

根据导弹拦截方舰艇编队防空兵力，得到防空导弹数量：2×(40+30+20)+2×(10+30+20)+2×(30+20)＝400，根据评定标准，导弹拦截方舰艇编队携带防空反导导弹数量在[300枚，500枚)之内，属于良，因此，导弹拦截方舰艇编队携带防空反导导弹数量S

上述方案中，拦截方防空导弹数量2×(40+30+20)表示2艘A型舰艇，每艘A型舰携带40枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚近程防空导弹；2×(10+30+20)表示2艘B型舰艇，每艘B型舰携带10枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹；2×(30+20)表示2艘C型舰艇，每艘C型舰携带30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹。

步骤4、计算得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之前，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力：

步骤5、得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之后，拦截目标能力、拦截目标范围、平均打击用时以及编队携带防空反导导弹数量这四个指标的评判结果，分别用S′

拦截目标能力S′

拦截概率用p表示，有：p＝0.8

p＝0.8

拦截目标范围S'

导弹拦截方舰艇编队防空导弹最大射程为180km，最远能拦截180km处来袭的反舰导弹，根据拦截目标范围的评定标准，防空反导导弹所能打击的最大射程在[150公里，300公里)之内，属于良。因此，拦截目标范围S'

平均打击用时S′

导弹拦截方舰艇编队Ⅰ型远程防空导弹最大射程为180km，最远能拦截180km处来袭的反舰导弹，Ⅰ型远程防空导弹在最远射程180km处击毁来袭反舰导弹所飞行的时间为：180km÷(3.5×340m/s)＝151.3s，3.5马赫就是3.5×340m/s，是Ⅰ型远程防空导弹的速度，340m/s是声速。

导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹突防进入导弹拦截方舰艇编队防御区域10km处，导弹拦截方舰艇编队从发射第一枚Ⅰ型远程防空导弹开始，已耗时：(180km-10km)÷(0.85×340m/s)＝588.2s，导弹拦截方舰艇编队首次齐射两枚Ⅲ型近程防空导弹预定在最远10km处拦截1枚来袭反舰导弹，此后，每隔2s发射间隔拦截1枚反舰导弹，而微波武器是耗费7s毁伤一枚反舰导弹后，才能转火打击下一枚反舰导弹，因此，导弹拦截方舰艇编队防空反导平均用时为：(151.3s×12+588.2s+(588.2s+2s)+(588.2s+4s)+(588.2s+6s)+(588.2s+8s)+(588.2s+7s)+(588.2s+14s)+(588.2s+21s))/20＝328.46s，根据平均打击用时的评定标准，导弹拦截方舰艇编队防御来袭反舰导弹平均用时在(5分钟，15分钟]之内，属于良，因此，拦截目标范围S′

151.3s×12表示Ⅰ型远程导弹在最远射程上拦截1枚来袭目标需要花费151.3s，一共拦截12枚，151.3s是Ⅰ型远程导弹飞行最远射程180km需要的时间；

588.2s+(588.2s+2s)+(588.2s+4s)+(588.2s+6s)+(588.2s+8s)表示Ⅲ型近程防空导弹拦截5枚来袭反舰导弹的耗时；(588.2s+7s)+(588.2s+14s)+(588.2s+21s)表示微波武器拦截3枚来袭反舰导弹的耗时，其中，588.2s+7s表示拦截一枚反舰导弹，该反舰导弹从180km飞到距离拦截方舰艇编队10km，那么导弹飞行588.2s，进入10km范围，微波武器可以开始打击，耗时7s击毁。同理，微波武器击毁下一枚来袭反舰导弹，耗时588.2s+7s+7s，以此类推。

编队携带防空反导导弹数量S'

根据导弹拦截方舰艇编队防空兵力，得到防空导弹数量：(40+30+20)+(40+30)+2×(10+30+20)+2×(30+20)＝380，根据评定标准，导弹拦截方舰艇编队携带防空反导导弹数量在[300枚，500枚)之内，属于良，因此，导弹拦截方舰艇编队携带防空反导导弹数量S'

上述方案中，拦截方防空导弹数量(40+30+20)表示1艘A型舰艇携带40枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚近程防空导弹；(40+30)表示1艘A型舰艇装备了微波武器之后，携带40枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹；2×(10+30+20)表示2艘B型舰艇，每艘B型舰携带10枚Ⅰ型远程防空导弹、30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹；2×(30+20)表示2艘C型舰艇，每艘C型舰携带30枚Ⅱ型中程防空导弹、20枚Ⅲ型近程防空导弹。

步骤6、计算得到导弹拦截方舰艇编队装备微波武器之后，对导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹进行拦截对抗的体系作战能力：

步骤7、在导弹拦截方舰艇编队拦截导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹作战中，加入的1门微波武器对导弹拦截方舰艇编队作战能力提升的体系贡献率Z为：

因此，在本作战场景与任务下，1门微波武器装备于导弹拦截方舰艇编队水面舰艇编队，与已有防空反导火力相配合，以对抗导弹发射方舰艇编队发射的反舰导弹，微波武器对提升导弹拦截方舰艇编队作战能力的体系贡献率为13.33％。

本发明提供了一种微波武器在舰艇防空反导中的体系贡献率评估方法，构建评估指标体系，根据兵力配置和作战任务，设定相应的指标权重，可实现某一新型武器装备加入已有的兵力编成中，获取对原始兵力编成提升作战能力的体系贡献率。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。