先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)效能分析范文

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《飛機(jī)設(shè)計(jì)雜志》2014年第三期

1戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)術(shù)需求定量化分析

利用OODA分析方法，研究為形成對(duì)F-22戰(zhàn)機(jī)“壓倒性優(yōu)勢(shì)”而所需的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)能力。重點(diǎn)關(guān)注飛機(jī)速度和高度、飛機(jī)機(jī)動(dòng)性等平臺(tái)相關(guān)能力需求。

1.1空戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)需求為分析先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)和F-22之間單機(jī)對(duì)抗的作戰(zhàn)需求，首先需明確“壓倒性優(yōu)勢(shì)”的含義。參考先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)“先敵發(fā)現(xiàn)，先敵開火，先敵命中”的作戰(zhàn)需求設(shè)計(jì)思想，定義不同程度的空戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)等級(jí)（見表2）。選取判據(jù)1，即我機(jī)導(dǎo)彈摧毀敵機(jī)時(shí)，敵機(jī)尚未發(fā)現(xiàn)我機(jī)作為本輪戰(zhàn)效分析的需求輸入。

1.2OODA殺傷鏈模型關(guān)注只使用中距空-空導(dǎo)彈的一對(duì)一超視作戰(zhàn)，建立本輪作戰(zhàn)使用分析的通用OODA殺傷鏈模型，作為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)和F-22一致遵循的作戰(zhàn)使用分析規(guī)范。

1.3計(jì)算條件與計(jì)算方法說明（1）計(jì)算條件本輪分析中選取的計(jì)算條件見表4。（2）計(jì)算方法①飛機(jī)運(yùn)動(dòng)計(jì)算使用簡(jiǎn)單質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)模型[2]。②導(dǎo)彈建模采用AIM-120發(fā)動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)力數(shù)據(jù)，基于Simulink程序?qū)?dǎo)彈追蹤目標(biāo)的軌跡進(jìn)行積分，以得到攻擊射程。由于只考慮迎頭或尾追攻擊，運(yùn)動(dòng)軌跡為直線，模型中不包含導(dǎo)引律。經(jīng)與實(shí)測(cè)AIM-120攻擊包線數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證，仿真計(jì)算精度誤差較小，完全滿足分析要求。③必要時(shí)，采用線性插值或外推方法擴(kuò)展數(shù)據(jù)范圍。

1.4計(jì)算過程為滿足選取的空戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)需求，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)需領(lǐng)先開火，提前于F-22發(fā)射導(dǎo)彈。當(dāng)雙方導(dǎo)彈射程水平相當(dāng)時(shí)，只有通過提高載機(jī)在發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)的速度和高度來獲取攻擊距離的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于我機(jī)導(dǎo)彈摧毀敵機(jī)時(shí)，敵機(jī)尚未發(fā)現(xiàn)我機(jī)的定量化作戰(zhàn)需求，作戰(zhàn)示意圖如圖4所示。整個(gè)作戰(zhàn)過程的俯視圖如圖5所示。求解滿足先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)形成壓倒性優(yōu)勢(shì)區(qū)域，核心是求出剛好滿足判據(jù)1的邊界線。通過設(shè)置不同的目標(biāo)高度（先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)后的期望高度），求出其機(jī)設(shè)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)動(dòng)完后與F-22形成的高度差為Δh，速度為v1；F-22的速度為v2，導(dǎo)彈飛行過程中的平均速度為vM，導(dǎo)彈飛行時(shí)間為t；導(dǎo)彈射程（攻擊區(qū)）隨飛機(jī)A速度變化函數(shù)為R（v1），BC段弦長(zhǎng)為l，F(xiàn)-22對(duì)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的探測(cè)距離為r，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)水平側(cè)轉(zhuǎn)加速度為g。計(jì)算結(jié)果見圖6。在圖示標(biāo)注的速度-高度區(qū)域內(nèi)，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)能對(duì)F-22獲取壓倒性優(yōu)勢(shì)。該飛行包線區(qū)間即為先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的優(yōu)勢(shì)作戰(zhàn)區(qū)間。

1.5不同參數(shù)的敏感度分析（1）先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)導(dǎo)彈射程的影響除了通過增加發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)刻的平臺(tái)高度、速度，以實(shí)現(xiàn)在更遠(yuǎn)的距離先敵開火，也可直接增加先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)所攜中距空-空導(dǎo)彈的最大射程來獲取該優(yōu)勢(shì)。當(dāng)中距空-空導(dǎo)彈的推力逐漸增大時(shí)，對(duì)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)高度和速度的要求也明顯降低，見圖7。在不同導(dǎo)彈推力條件下，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)在發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)刻的速度、高度需處于曲線右方才能獲取壓倒性優(yōu)勢(shì)。（2）先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)隱身能力的影響當(dāng)先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)的前向RCS水平由0.1m2提升至0.01m2時(shí)，會(huì)縮短F-22飛機(jī)對(duì)其探測(cè)距離，進(jìn)而降低對(duì)其高度-速度的需求，見圖8。

2結(jié)論

OODA理論是一種非常有效的分析作戰(zhàn)樣式和手動(dòng)模擬作戰(zhàn)過程的工具。從第2節(jié)的結(jié)論分析得出（高度大于20km時(shí)）飛機(jī)作戰(zhàn)高度的提升對(duì)比速度的提升對(duì)飛機(jī)空戰(zhàn)能力影響更為敏感。導(dǎo)彈性能和飛機(jī)的隱身能力同樣能大幅度提升戰(zhàn)機(jī)空戰(zhàn)能力，這些都是值得重點(diǎn)關(guān)注的方向。

作者：陶曉洋孔祥東張晨欣竇相民李海泉單位：沈陽飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 中國(guó)人民解放軍空軍