基于仿真的空战效能评估分析研究.pdf

第30卷第1期飞行力学Vol．30No．1
2012年2月FLIGHTDYNAMICSFeb．2012

基于仿真的空战效能评估分析研究

金镭1，张曙光2，孙金标3

(1．中国航空综合技术研究所适航性与安全性技术研究室，北京100028;
2．北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京100191;
3．空军指挥学院战役战术系，北京100097)

摘要:分析了作战飞机在执行空战任务过程中的使用特点，结合现代空战的特点、考虑四代机的特征及
作战飞机各系统间的耦合情况，应用概率理论建立了作战飞机空战效能的计算评估体系，同时给出了发现目标
概率、占位开火成功概率、导弹杀伤目标概率3个用于评估空战效能的阶段性指标。根据空战各阶段的特点，
应用效能计算评估体系辅以模拟仿真的方法完成了空战效能的评估。结果表明，空战效能评估结果与空战能力
评估结果吻合情况很好。
关键词:空战效能;计算体系;仿真;空战能力
中图分类号:E926.3文献标识码:A文章编号:1002-0853(2012)01-0087-05

引言次对比分析，以验证效能计算评估体系和模拟仿真
的正确性。
空战能力用于描述作战飞机的“本领”或潜力，
是飞机的固有属性;空战效能是作战飞机在特定条1空战效能评估指标特点
件下，执行预定作战任务时，其能力发挥的效果［1］。
空战效能评估的目的是研究飞机完成空战任务
空战能力是空战效能发挥的基础，空战效能不仅与
的程度。空战过程具有任务多样性、同一任务在同
空战能力有关，还与作战飞机在作战过程中使用、战
样条件下过程的多样性和同一飞机多次执行同一任
术运用、决策选择等方面有很大关系。
务结果的多样性三个特点［6］。根据效能评估的特
空战能力评估呈现概略性、相对性、时效性和局
［］点，将评估指标分为综合指标和局部指标。综合指
限性的特点2，常用的评估方法有WSEIAC作战模
标是从总体给出衡量空战效能的指标;局部指标是
型、模糊综合评估法、多属性功效函数法、层次分析
飞机在完成阶段性任务时，针对该段任务而提出的
法［3］等，这些方法都能体现评估的概略性、相对性、
指标。局部指标应与综合指标相吻合，指标的选择
局限性，但体系的时效性均有缺陷。另外，国内有学
应符合系统分析原理，指标还应与飞机所执行的任
者在考虑现代空战特点的同时，应用层次分析法，结
务相一致;由飞机及其组成部分的技战术性能
合模糊隶属度函数，建立了飞机空战能力评估的体、
［4］决定。
系模型，使评估体系的时延大幅降低。由于飞机
数据参数详尽，国外空战效能评估主要采用模拟仿2空战效能评估计算
真法，如美国“红旗”战术靶场空战模拟。我国空战
选择作战飞机完成拦截任务的成功率作为
效能评估现阶段以建模分析为主，方法主要有概率Pin
评估法［2］、Markov过程法［5］等，主要研究模型的建评判飞机空战效能的指标，即:
()
立和优化，但有些情况如双方效能接近时导弹互射Pin=PdePemPle1
式中，为发现目标概率，反映机载探测能力和外
阶段、对抗时战术决策的使用，理论模型无法进行有Pde
部信息支援能力;为占位开火概率，反映机动性
效评估。Pem、
敏捷性及机载设备的综合效能;为杀伤目标概
本文在分析现代空战特点及四代机特征的基础Ple
上，将空战过程分为搜索目标、占位开火、导弹攻击率，反映机载武器弹药的整体效能。
三个阶段，应用概率理论研究建立空战效能计算评2.1发现目标概率
估体系，辅以模拟仿真，完成空战效能的评估工作。空战过程中探测目标的设备主要为机载雷达、
将空战效能评估结果与空战能力评估结果进行多轮红外跟踪探测设备及飞行员的目视能力:

收稿日期:2011-03-28;修订日期:2011-11-01
作者简介:金镭(1981-)，男，黑龙江牡丹江人，工程师，硕士研究生，研究方向为适航性技术/作战效能评估。
88飞行力学第30卷

(R)(IR)(E)()()
Pde=1－1－Pd1－Pd1－Pd2050≤R
RIR
式中，为雷达发现目标概率;为红外探测设备WVR(1)Rd
PdPd()()
Pem=()1－()10＜R＜506
［2］E{60360
发现目标概率;为飞行员目视发现目标概率
Pd。
d/360(R≤10)
2．1．1雷达发现目标概率
2．2．2超视距空战中占位开火成功概率(PBVR)
目标雷达散射截面积(RCS)一定的情况下，PRem
dBVR近似认为只与导弹可攻击区有关［2］:
Pem
与目标信噪比(S/N)成正比关系［7］:
BVR()
Pem=d/3607
Cσ
PR～(S/N)=sF4(3)超视距空战时，理论上哪一方火控系统更先进，
dLR4
α哪一方雷达锁定目标到发射导弹时间将越短，即在
式中，C为雷达系统特征常数，与机载雷达体制有
s占