一、推演设计
来源:海鹰资讯 作者:谢国玮 高申 2022年4月13日晚,俄海军光荣级巡洋舰“莫斯科”号被乌军发射的2枚“海王星”反舰导弹命中,后因弹药库发生爆炸,船体遭严重损毁而沉入黑海。作为黑海舰队的旗舰,“莫斯科”号配备有8座8单元、射程75千米的SA-N-6远程舰空导弹,还有装有2座近程防空导弹和6座AK-630近防炮,为何没能防住2枚反舰导弹攻击?对此,海鹰推演团队使用“鱼叉V”手工兵棋和“墨子”联合作战推演系统,对该行动进行了推演复盘。 推演内容分为上下两部分叙述,第一部分为手工兵棋推演,第二部分为计算机推演。 一、推演设计 (一)典型装备 1、乌军“海王星”导弹 “海王星”导弹在Kh-35U导弹上升级改造而成。整体重量870公斤,最大射程280千米,战斗部重150公斤;亚音速,可超低空掠海飞行,掠海飞行高度3~10米。 图1:“海王星”导弹 表1:“海王星”反舰导弹性能参数 2、“莫斯科”号巡洋舰 “莫斯科”号巡洋舰是前苏联建造的1164型巡洋舰,是光荣级首舰。1976年11月开工建造,1979年7月下水,1982年入役。该舰长186米,宽21.5米,吃水7.6米,标准排水量9300吨,满载排水量11280吨。主要防空武器装备包括:8单元垂发SA-N-6“堡垒”舰空导弹,每个单元沿圆周布置8枚导弹,共备弹64枚,射程100千米,射高25~25000米,最大飞行速度达马赫数5~6,采用无线电指令制导+末端TVM制导,近炸破片杀伤战斗部,可同时发射12枚导弹拦截6个空中目标;2座双联装SA-N-4“黄蜂”近程防空导弹位于机库两侧,备弹40枚,射程1.5~15千米,射高2.5米~5000米,最大飞行速度马赫数2,可同时拦截2个目标;130毫米主炮1座,射程23千米,射速60发/分;AK-630近防炮6座,分别布置在主炮后面和反舰导弹发射器后面,有效射程8.1千米,射速4000~5000发/分。此外,还装备P-1000“火山岩”远程舰舰导弹16具。 最高处安装一部MR-710M三坐标对空/对海搜索雷达(Fregat),代号“顶舵”。MR-800雷达代号“顶对”,位于后桅高细住顶端,是MR-600的改进型;3R41火控雷达负责为其提供制导数据,但只能照射后部180度范围。MPZ-301“气枪群”火控雷达布置在机库两侧,负责为SA-N-4提供制导,它采用搜索、跟踪、制导、发送指令一体化设计,具有较强的独立作战能力;3部MR-123“椴木锤”火控雷达,每部负责为2部AK-630舰炮提供制导;MR-184火控雷达位于舰桥顶部,负责为AK-130舰炮提供制导。 “莫斯科”号的电子设备比较落后,显示终端多为过时的阴极管显示器,未配备数字化的指控中心,装备“伐木工-1164”作战指挥控制系统和Korvet-5卫星通信系统。主动式电子干扰系统是老式的机械扫描式大功率干扰机,以两部天线罩为一组分列于后桅两侧,共8部;装备有PK-2金属干扰箔条发射系统(ZIF-121),位于“堡垒”舰空导弹两侧中央;4座鳞甲状MP-404“甜酒桶”电子侦察系统位于后桅立柱底部四角,用于远距侦察截获敌雷达信号,为“玄武岩”反舰导弹提供目标参数。 图2:“莫斯科”号巡洋舰 表2:“莫斯科”号巡洋舰性能参数 表3:“莫斯科”号主要防空导弹性能参数 (二)初始态势 青色为乌克兰单位设施,海域中央为俄军的“莫斯科”号。“莫斯科”号位置以美卫星拍摄到的照片经纬度为参考,位于蛇岛以东。 图3:初始态势 (三)关键假设与变量 在手工推演中,我们提出4个关键假设和变量,在计算机推演中,提出4个关键假设和变量进行对比推演分析。 ➢ “莫斯科”号受到攻击当天的海况(手工) ➢ “海王星”导弹的RCS反射截面属于微型目标或者是隐形目标(手工) ➢ “海王星”导弹突防高度(手工) ➢ “莫斯科”号雷达和作战系统代级升级(手工) ➢ 以“莫斯科”号是否开启雷达(计算机) ➢ 乌军“海王星”导弹来袭数量(计算机) ➢ “海王星”导弹来袭方向(计算机) ➢ 多枚“海王星”导弹来袭时使用不同的攻击策略(计算机) 1、海况 海况是由天气变化造成的。在风的作用下,根据海面状况、波峰的形状及其破裂程度和浪花泡沫数量多少,把海况分为0~9共10级。根据新闻报道,攻击当天海域海况“风高浪急”。我们假设当天海况为6级。同时,作为对比,我们把0级海况这一理想情况作为变量一并考察,以便对比排除海况的影响,考察其防空协同拦截效能。 2、导弹飞行高度 公开资料显示,“海王星”导弹突防高度为超低空。这里假设,导弹采用低空突防方式,对比考察低空和超低空突防对“莫斯科”号巡洋舰防空作战的影响。 3、“海王星”导弹的RCS值 公开数据显示,“海王星”导弹为微型非隐身目标。在这种情况下,即便是老式雷达,对于微型目标也能在很远的距离发现。我们假设,乌方为其喷涂了隐身涂层,降低了其RCS值,把隐身和非隐身导弹攻击作为一个变量,考察其对“莫斯科”号巡洋舰防空作战的影响。 4、为“莫斯科”号升级雷达和舰载指控系统 “莫斯科”号曾在2013年进行了一次升级,原MR-123型Vympel舰首火控雷达被MR-123-02/3火控系统取代,增加了导航雷达和sentavr-NM -1卫星通信设施,用P-1000“火山岩”反舰导弹代替了P-500“玄武岩”,前者射程增大到700~800千米。这里假设,俄军再次为“莫斯科”号进行了升级,升级到第6代自动作战系统和第6代雷达,考察其对防空作战的影响。在计算机推演中,“莫斯科”号的反应时间与升级后的雷达和舰载火控系统性能相近。因此,我们将其作为手工推演的一个重要变量。 5、“莫斯科”号是否开启舰载雷达 在后续计算机推演中,“莫斯科”号总能成功拦截2枚“海王星”导弹,与事实严重不符。于是,我们推测俄军舰载雷达可能没有开机,亦或由于雷达操作员在战斗值班中发生重大失误,导致未能发现来袭导弹。因此,我们把这种情况作为一个变量。考察“莫斯科”号能否在不开启舰载雷达的情况下使用末端防空系统成功抗击。 6、“海王星”导弹来袭数量、方向及攻击策略 在计算机推演中,为了验证“莫斯科”号在充分战备状态下,抗击“海王星”导弹的能力边界,我们假设乌军发射了不止2枚导弹,而是多枚导弹,且采取不同的攻击策略,找出其最少所需弹量和最优攻击方案。为此,我们把来袭导弹数量、攻击方向和攻击策略,作为三个独立变量加以研究。 (四)推演方案 根据以上8个变量,共设计11个手工和计算机推演方案。 表4:手工推演方案 表5:计算机推演方案 二、手工推演分析 手工推演中,重点考察防空导弹拦截概率,暂不进行近防武器拦截概率和反舰导弹攻击命中率的裁决 (一)基本案 基本条件:6级海况,反舰导弹为微型目标,超低空突防,“莫斯科”号实施探测拦截 实际作战中,气象环境对于水面作战影响很大。根据情报,4月13日当晚,黑海风高浪急。因此,在手工推演的基本案中预设想定海况为6级海况,以模拟当天的气象环境。 表6:6级海况下舰载雷达探测距离表 在6级海况下,探测超低空飞行的目标,雷达会受到复杂海况杂波干扰。裁决规则判定,“莫斯科”号将使用MR-800型三坐标对空搜索雷达在8.1海里处首先发现目标, 发现目标后,需判定作战系统延迟。由于“莫斯科”号使用第4代半自动作战系统,其作战系统正常延迟时间为2个基础延迟时段(延时1分钟;这里不考虑随机延迟时段,下同)。这意味着在首次发现目标后,至少需要1分钟时间,“莫斯科”号才能对来袭导弹做出反应。“海王星”导弹飞行速度为560节,在1分内可飞行9.3海里,因此,在作战反应时间内,“莫斯科”号即会被“海王星”导弹命中,无法使用防空导弹实施拦截行动。 (二)方案二:0级海况,其他条件不变 为了剔除复杂海况产生的海杂波对于搜索雷达的影响,假设当天海况为0级,风平浪静,再次进行推演。 在0级海况时,不受海杂波干扰,“莫斯科”号两部对空搜索雷达都可在24海里处(中型舰船雷达对超低空目标视距)发现超低空飞行目标。经1分钟作战系统延迟,可在14.7海里处开始拦截。此时,在火控雷达搜索范围内(22海里),可立即发射导弹。第4代作战系统在15海里内对超低空飞行的目标可进行3次拦截(2S-P,最小射程大于2.5海里的拦截导弹无法发射到点防御距离段,SA-N-6无法进行点防御),即2次近程防御、1次点防御。 在此情况下,SA-N-6导弹单发命中率为30%,双发命中率为51%。其火力通道数为6个,即可同时拦截6个空中目标。SA-N-4导弹拥有完全掠海能力,导弹单发命中率为50%,双发命中率为75%。由于SA-N-4导弹由MA-301火控雷达进行引导,火力通道数为1,2部MA-301火控雷达和2具SA-N-4导弹发射装置分别置于船体两侧,因此若2枚来袭导弹同时单一侧面来袭,那么SA-N-4只能先拦截其中1枚,成功之后才能拦截另1枚。因此若来袭导弹从一面来袭,或从舰船正面雷达死角方向来袭,“莫斯科”号也无法全使用SA-N-4进行拦截。 SA-N-4导弹射程极限为6.5海里,近距离判定为4海里~15海里,若近程也使用SA-N-4进行1次防御,而不是SA-N-6 ,那么总体拦截概率将更高。 表7:导弹拦截ATA修正值裁决 (三)方案三:0级海况,导弹低空飞行,其他不变 假设0级海况时,假设“海王星”导弹为全程低空飞行。此时,中型舰船对低空飞行的雷达视距极限为60海里。所以,“莫斯科”号可通过MR-800雷达,在54海里处发现来袭的“海王星”导弹,经2个时段延迟,1分钟后,“海王星”导弹飞行9.3海里,在距离舰船44.7海里处即可进行拦截。但由于引导SA-N-6导弹的火控雷达3R41 Volna最远探测距离为22海里,即来袭导弹在距“莫斯科”号22海里时,“莫斯科”号才能实施拦截。“莫斯科”号为第4代作战系统,在此距离下,对低空飞行的亚音速目标可拦截6次(2M-3S-P)。 在22海里距离内,“莫斯科”号能进行的最佳拦截策略为:先使用SA-N-6进行2次中程防御和2次近程防御,SA-N-6单发命中率为30%,双发命中率为51%。再使用拦截概率较高的SA-N-4导弹进行1次近程防御和1次点防御时,SA-N-4单发命中率为50%,双发命中率为75%。 手推结果表明,在0级海况时,当有2枚“海王星”导弹来袭时,若“海王星”导弹全程超低空飞行,那么“莫斯科”号能够成功拦截全部2枚来袭“海王星”导弹的概率较高,若“海王星”导弹以低空飞行,那么“莫斯科”号对来袭“海王星”导弹的可拦截次数将大大增加,成功拦截概率也将大幅提升。 (四)方案四:0级海况,导弹为隐身目标,低空突防,其他条件不变 假设“海王星”导弹经过乌军自主升级,使用了隐身涂层,使其RCS降为0.01~0.1平方米,并采取低空突防方式,“莫斯科”号在0级海况情况下实施拦截。 “莫斯科”号MR-800雷达可在16海里处发现隐形目标,经至少2个时段延迟,1分钟后,“海王星”导弹飞行9.3海里,在距离舰船6.7海里处方可进行拦截。此时,“莫斯科”号最可实施S-P防御。SA-N-4最大射程6.5海里,且命中率高于没有完全掠海能力的SA-N-6,因此全部使用SA-N-4进行防御效果更好,此时,SA-N-4导弹拦截隐形目标的ATA总修正值为1.0,即导弹单发命中率为40%,双发命中率为64%,较微型目标降低10~11%。若来袭导弹角度暂不允许SA-N-4拦截或2枚导弹同侧来袭,受限于火力通道数,1台SA-N-4在同一时间内只能拦截1枚,使用SA-N-6导弹拦截隐形目标的ATA总修正值为-1.0,即导弹单发命中率20%,双发36%。 (五)方案五:升级6代舰载雷达和作战系统代级,6级海况,微型目标,超低空突防 前面推演发现,一方面舰载雷达代级较低,受海杂波影响较大,缩短了雷达视距;另一方面,舰船作战系统代级较低,系统延迟时间至少1分钟,导致可拦截窗口大幅降低。针对这两个较大缺陷,假设俄军升级舰载雷达和指控系统,分析其对防空作战的影响。 (1)6级海况 场景假想为6级海况,假设 “莫斯科”号舰载雷达探测距离不变,升级为最先进的第6代雷达和第6代自动作战系统。第6代雷达的抗杂波能力更强,在6级海况情况下,MR-800对于超低空微型目标的探测距离为18.9海里。此距离与后续机推中约33千米(18.3海里)的最远探测距离大体一致。 第6代自动作战系统基础反应时间为0,即在传感器发现目标后10秒内,舰船即可发射导弹。此时,可进行M-3S-P防御,即可实施1次中程防御、3次近程防御和1次点防御。 由于作战系统代级升级,使用SA-N-6和SA-N-4导弹拦截“海王星”导弹相比于原本第4代作战系统和火控雷达时,SA-N-6的单发命中率提升了10%,双发命中率提升了13%;SA-N-4的单发命中率提升了10%,双发命中率提升了9%。 表8:6级海况下6代雷达探测距离 第6代自动作战系统基础反应时间为0,即在传感器发现目标后10秒内,舰船即可发射导弹。第6代作战系统在18.9海里处可进行M-3S-P防御,即可实施1次中程防御、3次近程防御和1次点防御。 根据作战系统代级升级,使用性能不变的SA-N-6和SA-N-4导弹实施拦截微型超低空亚音速飞行的“海王星”导弹目标的ATA修正值变化如下: 表9:6代作战系统对ATA修正值的影响 相比于原本第4代作战系统和火控雷达,6代系统时SA-N-6 命中率提升了10%~13%;SA-N-4 单发命中率提升了10%。 (2)0级海况 场景假想为0级海况,假设 “莫斯科”号舰载雷达探测距离不变,升级为最先进的第6代雷达和第6代自动作战系统。在0级海况下,舰船雷达有效探测距离等于舰船雷达视距。 “莫斯科”号MR-800雷达对微型目标探测距离为54海里,MR-710M探测距离为27海里,均大于中型舰船对超低空目标24海里雷达视距。即0级海况下,“莫斯科”号最远可在24海里处发现来袭的超低空目标。第6代自动作战系统基础反应时间为0,即在传感器发现目标后10秒内,舰船即可发射导弹。 但“莫斯科”号的火控雷达3R41对微型目标的最大探测距离为22海里,“莫斯科”号依然要等到来袭导弹更加靠近后,才能开火,第6代作战系统在22海里处可进行M-3S-P防御,即可实施1次中程防御,3次近程防御和1次点防御。 影响导弹拦截的ATA值变量未改变,SA-N-6依然为1.0,命中率单发40%,双发64%,SA-N-4依然为3.0,命中率单发60%,双发84%。 表10:不同代级作战系统对ATA修正值的影响 (六)手工推演结论 表11:手工推演结论汇总 通过多案对比推演可得出以下结论: 第一,在6级海况情况下,“莫斯科”号探测到“海王星”导弹后无拦截窗口,难以做出有效应对; 第二,在0级海况情况下,“莫斯科”号靠自身舰载雷达可发现来袭导弹,并可进行2次近程防御和1次点防御,有一定的成功拦截概率; 第三,如果来袭导弹在中段低空飞行时,“莫斯科”号可在更远距离上发现来袭导弹,并有更多的拦截次数和更高的拦截概率; 第四,当来袭导弹具备一定的隐身能力时,即便在低空飞行,“莫斯科”号将有1次近程防御和1次点防御机会,从而压缩被拦截窗口,拦截概率也降低10%以上; 第五,升级为第6代雷达和作战系统的“莫斯科”号,海况对其防空作战的影响较低。在6级海况下的拦截能力甚至比使用第4代作战系统和雷达的“莫斯科”号在0级海况下的拦截效果还要好。 综上所述,对于防空方来说,在使用武器不变的情况下,高性能雷达和先进舰载作战系统可大幅提升舰船对超低空目标的拦截能力。对于进攻方来说,具备超低空飞行和隐身性能的导弹对于提升突防概率具有重要意义。 |
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