洞库末端防护时对战术GPS制导武器干扰研究.pdf

第 卷 第 期兵 器 装 备 工 程 学 报 年 月 收稿日期:修回日期:作者简介:王亮()男硕士研究生:.通信作者:童忠诚()男博士教授硕士生导师:.:./.洞库末端防护时对战术 制导武器干扰研究王 亮童忠诚洪学尧吴 俊(国防科技大学 电子对抗学院 合肥)摘要:为研究洞库末端防护时对战术级 制导武器的干扰问题建立了洞库瞄准区模型和 制导武器末端干扰模型分析了对巡航导弹和精确制导炸弹实施末端 干扰的可行性计算了不同干扰概率下有效干扰 制导炸弹所需的 最小干扰距离研究了单站、双站线形部署和双站三角形部署的最大防护角度和双站部署时的最佳站距给出了多站防护洞库的部署方法 研究结果表明 末端干扰的作战对象主要是空射 制导炸弹在干扰有效时所需的 最小干扰距离 小于 倍的便携式 干扰站的作用距离 时可采用扇形部署来防护洞库且 越大需要的干扰站的数量越多 但 时需要双层扇形部署多个干扰站如对防护角度为 的洞库需要 个干扰站其中外层均匀部署 个站内层部署 个站关键词:洞库末端防护精确制导武器 干扰部署本文引用格式:王亮童忠诚洪学尧等.洞库末端防护时对战术 制导武器干扰研究.兵器装备工程学报():.:.():.中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.:引言在俄罗斯对乌克兰的特别军事行动中亚速钢铁厂因其拥有坚固的地下工事曾一度阻滞了俄军的进攻大幅延长了俄乌战争的进程 亚速钢铁厂的攻坚战使得对地下目标的打击引发了更多的关注 洞库作为典型的地下目标是指挥所设立、弹药和油料等军事物资存贮的重要设施对其攻防问题的研究一直是军事斗争关注的重点在对洞库精确打击方面目前国内外已经取得了不少研究成果 主要集中于制导武器的侵爆性能以及对洞库的毁伤效能评估方面 但对洞库精确打击的末端电子防护问题虽然有一些研究却还不够深入 考虑到打击洞库的精确制导武器多数采用了 制导技术所以研究洞库末端防护时对 制导武器的干扰问题对提高洞库的防护能力具有重要的意义 目前关于 干扰问题的研究多数从干扰技术层面展开 以区域性干扰为主本文重点研究洞库末端防护时 干扰站的战术运用具有较强的实战参考价值 对洞库打击模型.典型的打击洞库的 制导武器为保证对洞库的打击效果通常使用精确制导武器 从已经发生的几场战争中发现对地下目标的打击使用的精确制导武器多数都使用了 制导技术 以美军为例其典型战术级常规 制导武器型号及性能如表 所示 表 美军典型战术级常规精确制导武器 型号制导模式命中精度/岩层侵彻深度/(战斧)地形匹配()/红外/数据链.()/(宝石路)激光/联合直接攻击弹药()/小直径炸弹()/巨型钻地弹()/.瞄准区模型洞库被攻击后毁伤情况主要有 种:一是使用高爆战斗部攻击洞口洞口在爆炸冲击波破坏下坍塌二是加装钻地战斗部弹体侵透山体进入通道或库室内部爆炸造成通道或库室坍塌同时造成内部人员伤亡和物资的损毁三是加装战斗部弹体虽然侵透了部分山体但没能进入通道或库室在防护层外爆炸毁伤了防护层造成洞库损伤 其中第二种情况是对洞库打击最想达到的攻击效果图 制导武器对洞库的打击剖面图.由于洞库库室被山体岩石包裹库室穹顶距离山体表面通常在百米以上超过多数钻地弹的侵彻深度钻地弹只能侵透库室的侧壁岩石层较薄的部位进入库室如图()所示 如果库室侧面距离山体表面的距离也超过钻地弹的侵彻深度则此时只能打击通道如图()所示洞库穹顶可认为是椭圆设其长轴为 短轴为 同时设通道长度为 山体坡度角为 由于精确制导武器垂直山体表面侵入山体的侵彻深度最大因此设某型精确制导武器从 点垂直侵彻入山体侵彻深度为 侵彻方向与库室穹顶或通道顶的交点为 显然 到 点距离小于 时则精确制导武器就可以侵透山体进入库室或通道内部达到最理想的攻击效果 当 与 之间的距离等于 时设 点到洞口 的距离为 为达到理想的打击效果制导武器的瞄准点还必须位于库室和通道上方如图 所示 图 为简化的洞库俯视图图 中临界线 和临界线 分别对应制导武器能够侵透山体进入库室或通道 临界线到洞口的水平距离即瞄准区的长度为当 和 的距离等于 时 在地面的投影 到洞口的距离记为 王 亮等:洞库末端防护时对战术 制导武器干扰研究图 制导武器打击洞库时瞄准区俯视图.对于临界线 其与洞口的水平距离大于通道的长度 此时制导武器的瞄准区为“”字形包括洞口、整个通道和部分库室 对于临界线 其与洞口的水平距离小于通道的长度 此时制导武器的瞄准区为矩形只包括洞口和部分通道.瞄准区的长度)当 时单站才有可能满足干扰 制导炸弹的需求 设 干扰站布设的位置距离洞口的距离等于干扰站的干扰距离 如图 所示 图 中考虑了洞库依托山体修建来袭只能为面向洞口的方向所以 干扰站的防护角度范围一般小于 图 单站时的防护角度.由图 可知 的大小为:()()王 亮等:洞库末端防护时对战术 制导武器干扰研究 由式()可以得到 与 关系曲线如图 所示 计算时 取 由图 可见 随着 快速下降 当 为.时 接近 但当 为.时 已经不到 因此单站在不少场合下其防护角度不能满足洞库的防护需求图 单站时的防护角度随最小干扰距离的变化曲线.双站.当 时如图 所示 个 干扰站干扰区的边界相交于 和其中 为洞库 设 和 与 的连线的夹角为 距离为 则由图 可知:()(/)当 (/)()由 式()可 知 随 增 加 而 增 加 因 此 当 (/)时双站的防护角度 最大 此时双站最大防护角度 为:()()以此类推 个 干扰站的最大防护角度()为:()()()图 双站纵向部署时的防护角度.当 的条件下双站在某角度范围内的干扰距离大于干扰有效所需要的最小干扰距离 由图 得知 和 的大小为:/()()()()则此时防护角度 为:()()根据式()可得到 和 随 的变化曲线如图 所示计算时 取.取 图 双站线形部署时防护角度随站间距离 的变化曲线.兵 器 装 备 工 程 学 报:/./由图 可知随 的增大而单调下降随 的增大先增大后下降两者有一个交点即 时双站线形部署时有最大防护角度此时 约为.两站之间的距离约为.)双站三角形部署如图 所示干扰站 距离洞口的距离仍为 根据式()和式()可知干扰站 距离洞库.时能够获得最大防护角度该距离约等于 所以为讨论方便图 中直接将 站布设在距离洞库为 的位置上 此时 个站干扰区的边界相交于 和 点 站干扰区的边界与干扰有效时干扰区的边界相交于 和 点 设 为 为 图 双站三角形部署时的防护角度.由图 可求出 和 的大小为:()()()而 满足下列方程 ()()解方程()可得到 个解 和 其中 是是根据式()和式()可以得到、和 随 的变化曲线如图 所示图 双站三角形部署时的防护角度随 的变化曲线.由图 可看到 和 值基本相等且随着 的变大 个角度的差值略有增大但变化非常小 较小时 和 的差值很小但随着 的变大 个角度的差值越来越大 由图 可得双站三角形部署时防护角度 为:()()()由式()得到的 与 的关系如图 中的红线所示可见 随着 的增大而减小且随着 的增大其减小速度也在增大 图中 为时 为.为时 为.为 时 为.为 时 为.为 时 为.为 时 为.多站下面以防护角度 的某洞库为例来说明用最少的 干扰站来防护洞库的布设方法)当 时根据式()可知此时需要的 干扰站的数量 为:(/)()个干扰站呈扇形部署与洞库的距离都为 相邻 个干扰站与洞库连线的夹角为(/)相邻 个干扰站的距离为 (/)根据式()可知当 为.时需要 个 干扰站当 为.时需要 个 干扰站 可见 越大需要的干扰站的数量越多)当 时需要双层扇形部署多个干扰站如对防护角度为 的洞库需要 个干扰站其中外层均匀部署 个站内层部署 个站参考文献:王雅琳刘都群李学朋等.俄乌冲突中俄精确打击武器运用研究.战术导弹技术():.():.刘飞何翔陈力等.超抗力精确打击坑道工程毁伤分析评估.防护工程():.():.吴越.钻地弹对典型地堡侵爆复合毁伤效能影响要素研究.南京:南京理工大学:.:.刘颖任春艳.国外空地导弹发展动态研究.飞航导弹():.():.:.李春霞范建军楚恒林.频谱分离对功率增强条件下 干扰影响分析.测绘科学技术学报():.():.戴博文肖明波黄苏南.无人机 欺骗干扰方法及诱导模型的研究.通信技术():.():.毛虎吴德伟闫占杰.针对 接收机性能的压制干扰区域分析.宇航学报():.():.梅勇吕林梅.国外精确制导弹药发展对重要军事设施的威胁.战术导弹技术():.():.陈宇轩张灏龙王林尧等.国外典型精确制导武器作战能力与发展趋势研究.中国航天():.():.张洋廖南杰.美军空地制导弹药发展策略分析.飞航导弹():.兵 器 装 备 工 程 学 报:/./.():.于江姜依军陶西贵.地下坚固目标抗精确打击可靠性与维 修 性 评 估 .北 京:国 防 大 学 出 版 社:.:.():.李双刚.烟幕和 干扰对重要经济目标抗精确制导武器 打 击 防 护 效 能 分 析 .防 护 工 程 ():.():.童忠诚程立.对抗/制导武器 有效防护区研究.电子工程学院学报():./.():.郑永辉朱万红肖欣.重要防护工程中 干扰效能评估研究.防护工程():.():./.():.世界导弹大全(第三版)修订委员会.世界导弹大全(第三版).北京:军事科学出版社:.().().:.胡玉峰宋殿义钱秋冬.钻地武器及防护技术研究/第 届全国结构工程学术会议论文集(第 册).南昌:工程力学杂志社:./().:.田强王起帆.某洞库模拟精确打击的毁伤效应实爆实验.防护工程():.():.科学编辑 熊自明 博士(陆军工程大学副教授)责任编辑 徐佳忆王 亮等:洞库末端防护时对战术 制导武器干扰研究