某型反坦克导弹作战效能分析研究

某型反坦克导弹作战效能分析研究

宋  航  柳铭钦

陆军炮兵防空兵学院南京校区  江苏 南京  211132

摘 要：装甲车辆综合防护水平的不断发展，对炮兵反装甲武器的发展带来了巨大的挑战，催生了发展炮兵反装甲精确制导弹药的军事需求。本文建立了ADC对抗效能分析模型，以某型反坦克导弹系统为例，计算了某型反坦克导弹单发作战效能和分队作战效能，为炮兵反装甲精确制导弹药发展规划提供理论依据和技术参考，具有重要的军事意义。

关键词：ADC效能分析模型 某型反坦克导弹 单发作战效能 分队作战效能

装甲车辆综合防护水平的不断发展，对反坦克导弹的发展带来了巨大的挑战。本文系统建立了反坦克导弹对抗装甲目标的ADC作战效能数学模型，并以某型反坦克导弹为例，科学计算了其对不同装甲目标的单发对抗效能、分队对抗效能，既为反坦克导弹的发展需求论证奠定了科学基础，也可以为部队实施对抗训练提供科学依据。

一、效能分析模型

（一）基本模型

对于某种武器系统效能，目前常用的方法是参考1982年美国工业界武器系统效能咨询委员会提出的ADC法建立系统效能模型（如图1所示），它以系统状态划分及其条件转移概率为建模思想，其目的在于根据有效性(Availability，即战备状态)（[A]）、可依赖性(Dependability，即可靠性)（[D]）和能力(Capacity)（[C]）三大要素评价武器系统，这三者之间有相互依赖关系，把三个要素组合成一个表示武器系统总性能的单一效能量度。

图1 系统效能模型

系统效能可表示为：

式中为系统的效能向量。

矩阵[A]表示待评估武器系统的可用度（有效性）指标，是对系统在开始执行任务时处于可工作状态或可承担任务状态程度的量度，通常用该系统在开始执行任务时处于可工作状态或可承担任务状态的概率表示，它与整个系统的初始状态有关，反映了系统战备情况的优劣。

矩阵[D]表示待评估武器系统的可信度（可依赖性）指标，是对系统在开始执行任务处于某一状态而结束时处于另一状态的系统状态转移性指标的表述。可信赖性常用故障率（故障密度函数）、可信赖性函数和平均故障间隔时间等度量指标进行表示，反映了系统可靠性的好坏。

矩阵[C]表示武器系统的固有能力。武器系统在执行任务过程中可以处于多种不同的状态，矩阵C是对系统在各种不同状态条件下完成所赋予使命任务能力的量度，反映了设计能力与作战实际要求能力之间的符合程度。

ADC效能模型是一个基于过程的动态系统概念，建立ADC效能模型需要考虑系统从开始运行到任务结束的全过程，以及过程中的各种状态转换。

（二）主要参数

对于反坦克导弹系统完成攻击装甲目标的任务而言，在作战过程中武器系统完成射击准备的状态只有两个，一个是可发射状态，一个是故障状态。故有效性向量只有两个分量和，即

式中，为反坦克导弹系统和操作人员完成了射击准备，武器处于可发射状态的概率；为武器系统或操作人员未完成射击准备，或者是系统某一部分出现故障，武器处于不能发射状态的概率。

[D]为可信赖性矩阵。对于反坦克导弹系统而言，它用来表征导弹发射、飞行直至命中目标过程中各种可能状态下命中目标的概率。由于系统的有效性向量有两种状态，而且导弹的发射、飞行过程的最终结果也只有两种状态：命中目标和不命中目标。所以，反坦克导弹系统射击的可信赖性矩阵由四个元素构成，即：

式中：为射击准备阶段武器处于可发射状态，且命中目标的概率；为射击准备阶段武器处于可发射状态，而射击结束时脱靶的概率；为射击准备阶段武器处于不可发射状态，而射击结束时命中目标的概率；为射击准备阶段武器处于不能发射状态，射击结束时脱靶的概率。显然，状态是不可能出现的，故＝0；状态的出现是必然事件，故＝1。将＝0，＝1代入上式得：

[C]为能力矩阵，它取决于系统执行任务的最后可能状态。反坦克武器系统射击后的可能状态有两个，一个是命中目标，一个是脱靶。故能力向量表示为：

式中，表示武器命中目标时目标被毁伤的概率；表示脱靶时，目标被毁伤的概率。

对于反坦克武器来说，在脱靶的情况下是不可能毁伤目标的，故＝0。于是上式可写成：

因此可得总效能表达式：

上式就是反坦克导弹系统效能的表达式。它等于完成射击准备的概率，在完成射击准备条件下的命中概率及命中条件下的毁伤概率三者的乘积。

（三）影响因素分析

1.完成射击准备的概率的计算

在作战准备阶段，完成射击准备的概率的大小取决于下列因素：

一是发现目标的概率。的大小取决于战场的能见度、地形的通视率、观测器材的精度等。

二是完成射击准备的概率。的大小不仅与运载发射车和发射制导装置的可用度有关，还与操作者的素质，战场上允许的射击准备时间有关。

三是敌我双方在火力对抗中武器系统与操作者的生存概率。的大小取决于战场对抗的激烈程度，在对抗最激烈的情况下，有可能使为零，这时无法实施射击。因为只有发现目标，完成了射击准备，并且在火力对抗中生存下来，才可能实施射击，所以三者是串联关系，故：

2.在完成射击准备条件下的命中概率的计算

在导弹发射、飞行直至命中目标的过程中，命中目标的概率的大小取决于下列因素：

一是在目标的暴露时间内武器系统做出响应的概率。若目标暴露时间小于武器系统的响应时间（发射准备及发射过程、导弹或炮弹飞行过程所需的时间），则武器不可能命中目标，＝0；若目标暴露时间大于武器系统的响应时间，则武器可能发射，两者的差值越大，值越高。由前面的分析可知，目标的连续暴露时间与地形和能见度有关。

二是导弹发射、控制飞行的可靠性（常用可靠度表示）。可靠度的大小取决于武器的设计与制造精度，对于型号一定的武器为一定值。但在与不同类型目标进行对抗时，考虑新型三代坦克配装主动防护系统和光电干扰系统，故对不同目标进行攻击时，取值不同。

三是在可靠飞行的前提下，导弹命中目标的概率。这里的命中概率不是技术指标的规定值，而是指战场条件下的实际命中概率，一般说来，战场条件要比靶场条件恶劣，命中概率要低于指标值。此外的大小还与射手的素质和技能有关，有的坦克装有激光告警装置，受到威胁时快速发射烟幕弹干扰侦察，影响射手观瞄，故对装有此类装置的目标进行攻击时，取值较小。

这三种因素在作用上也是串联关系，故：

3.命中条件下的毁伤概率的计算

在武器命中目标后，毁伤目标的概率取决于下列两个因素：

一是命中目标后战斗部可靠起爆的概率。的大小主要取决于引信的可靠发火率，战斗部的可靠度，有时也与导弹命中目标的着角有关。

二是目标的易损性概率，即在武器命中目标且战斗部起爆的条件下，目标被毁伤的概率。的大小取决于战斗部的威力和目标的易损特性，不同战斗部与目标的组合，会使的值相差很大。

这两者也是串联关系，故：

由以上几式，可得：

上式就是反坦克导弹系统以毁伤概率形式表示的作战效能计算公式。从公式可知，准确地计算武器系统的作战效能，关键是根据具体情况，合理地选择上式中各参数的值。下面结合我反坦克导弹部分队在信息化条件下作战中的作战任务及其特点，分别说明各参数的特点及选取方法，进而以某型反坦克导弹系统为例分析确定在信息化条件下作战中对坦克等多种目标作战的各参数值，并且根据这些参数值分别计算它们完成不同作战任务时的效能。

二、某型反坦克导弹对抗效能计算

在进行反坦克导弹系统针对某一特定对象对抗效能参数设计时，除了考虑作战效能一般需要考虑的武器种类、飞行控制可靠性、射程、射速等多种因素外，同时还要受战场环境、战术配置、对象特点、对象防护能力、对象是否具有主动防护和干扰手段等多种因素，计算起来相当复杂。为说明问题，本文对武器种类、效能参数类型以及对象的特点进行了必要的简化。

（一）参数设计

：发现目标的概率，某型反坦克导弹是步兵便携式反坦克导弹，作用距离在2800米以内，射程较AFT09较更近，对敌方目标侦察更容易。对M60A3坦克而言，发现目标的概率大于AFT09的发现概率，取＝0.9；对M1A2和T90S坦克而言，车身较M60A3坦克更低，隐蔽性更好，取＝0.8。（注：M60主战坦克车高为3.257米，M1系列主战坦克的车高则降为2.438米）

：完成射击准备的概率，主要取决于两个方面因素。一是地面控制设备和发射制导装置的可靠度，二是射手能否在规定时间内完成发射装置和地面控制设备的架设。考虑对敌方目标攻击时，导弹班组提前进入阵地，人员熟练掌握导弹系统架设与撤收操作要领（AFT07反坦克导弹系统战斗准备时间1分30秒），可在规定时间内完成导弹系统射击准备操作，即射手完成操作准备概率较高。地面控制设备和发射制导装置的可靠度，可根据系统设计性能参数取值为0.95。则

。

：火力对抗中的生存概率，的大小取决于敌方对抗的激烈程度，我导弹阵地暴露的程度，及同一阵地上发射的导弹数。某型反坦克导弹与坦克对抗时，由于火力对抗条件下，坦克反应速度快机动性能好，故直接对抗条件下某型反坦克导弹生存概率很小。但是考虑到某型反坦克导弹为步兵班组携带目标较小，对敌火力打击时提前进入阵地进行隐蔽，导弹发射后快速机动，故在火力对抗中不易被发现。不妨取，对步战车而言，取。

：在目标暴露时间内导弹系统做出响应的概率，目标在导弹射击区内持续暴露期间，导弹系统可攻击目标的概率。如第一代AFT07型导弹只有从侧面或后面向第三代坦克射击，并击中要害部位，才能将其毁伤。由于在射击区内发现的暴露目标中，正面目标不能射击，而战场上，正面目标出现的概率大于侧面目标和后面目标，故导弹系统做出响应的概率。AFT09反坦克导弹可以从任何角度攻击第二代以下坦克，一旦目标出现可立即做出响应，做出响应的概率，第三代坦克在综合防护性能和火力性能等方面有较大提升，对导弹系统的做出响应的概率影响不大，故。

：导弹发射、控制飞行的可靠度，可靠度是指导弹发射及控制飞行过程中不发生故障的概率。主要取决于导弹系统制造的可靠度及操作者的操作熟练程度，也与射击环境条件有关。一般说来，对于一定型号的导弹系统，

为一相对稳定值。AFT07可靠度为0.9，对M60A3坦克和步战车，直接取，对M1A2坦克由于其综合防护性能的提升，认为其防护系统有30%概率干扰导弹飞行，故取，对T90S坦克，取。

：在可靠飞行前提下的命中概率，主要取决于导弹制导系统的精度及操作者的操作技能，也与目标轮廓大小，目标距离，目标位置、射击环境条件等有关。未来条件下反装甲作战，战场情况复杂多变，反装甲作战受干扰影响因素多,为了便于计算，结合设计指标，对M60A3坦克和步战车命中概率取值为，对M1A2和T90S坦克，由于目标高度低，提升了对射手观瞄操作难度，认为增加10%概率影响射手操作，故取。

：战斗部可靠起爆的概率，主要取决于引信及战斗部的类型及设计制造可靠度，有些也与命中目标时的弹着角有关。某型战斗部可靠起爆的概率。

：目标的易损性概率，即在导弹命中目标的前提下，目标被毁伤的概率。它主要取决于导弹战斗部威力大小和目标装甲防护能力的强弱及目标要害部位在散布平面上所占比例的大小。不同导弹与目标组合时，值相差很大。

以M60A3为标准坦克，根据设计资料所给数据，某型对其的毁伤概率。对步美军M1A2坦克，由于使用了贫铀装甲，由钢+贫铀夹层+钢三层组成，贫铀夹层不是均匀的铀板层，而是由一些贫铀单晶嵌在凯夫拉纤纺编织网内而成，厚度一般为6～15mm，它具有抵御弹丸攻击所击的高强度、高韧性。采用贫铀装甲后，M1A2坦克抗侵彻能力成倍提高，可防穿深600mm的动能弹、防穿深1000～1300mm的破甲弹。另外M1A2坦克采用的隔舱化设计，除非反坦克导弹直接命中乘员舱，否则，命中任何其他部位都不会危及乘员的生存。故认为导弹命中后击毁概率较低，取易损性概率为。同理，对T90S坦克，，对步战车，。

（二）单发效能计算

结合某型反坦克导弹效能参数设计结果，考虑对不同类型目标对抗时，各效能参数取值不同，某型反坦克导弹对不同目标对抗效能计算结果如下。

表1某型反坦克导弹单发对抗效能计算

（三）分队效能计算

某型反坦克导弹每班装备2套地面控制设备，每排6套，每连12套，与坦克或步兵战车对抗条件下，考虑步兵便携反坦克导弹在对敌火力打击前提前进入阵地进行部署，不被敌发现，各战斗班组均按照计划完成对敌火力打击任务，每套地面控制设备发射1发导弹后随即被敌发现并进行反抗，为进行简化计算，分队效能计算时仅进行简单累加，结果如下：

表2某型反坦克导弹分队对抗效能计算

三、计算结果分析

从对抗条件看，在单发效能计算时，均考虑在其有效射程内发扬火力优势对敌打击，同时认为战场环境适于某型反坦克导弹使用；分队效能计算时，由于某型反坦克导弹的火力、防护能力远不及坦克，考虑某型反坦克导弹使用特点，假设作战时反坦克分队发扬反坦克导弹火力优势，隐蔽接近敌先敌发火，进行一轮对抗后再发射一轮。

在这一假想对抗条件下，考虑反坦克导弹及坦克目标在对抗时对反坦克导弹射击效能的影响，计算结论如下：

表3某型反坦克导弹对不同目标对抗效能

一是从单发射击效能上看，某型反坦克导弹在对M1A2和T90-S这类装甲防护能力强的坦克目标进行作战时，单发效能指数过低，对敌火力打击能力不足。

二是三代坦克的综合防护能力大大提高，直接影响反坦克导弹的单发射击效能。

影响单发效能的各种因素共有8项，对不同类型装甲目标进行火力打击时，影响变化较大的主要有三项，即“发射、控制飞行的可靠度”“命中目标的概率”和“目标易损性概率”。

主要取决于两个方面的因素：导弹设计因素和使用环境因素。设计因素一般为固定值，而环境因素可分为人为环境和自然环境两个方面，三代坦克加装的光电干扰系统是影响的重要参考。

主要取决于导弹制导系统制导精度和操作者的操作技能，也与目标轮廓大小，目标距离，目标位置、射击环境条件等有关。另外命中概率应考虑新型坦克如T90的主动防御系统拦截的成功概率。

主要取决于坦克的装甲防护水平和导弹的破甲威力。

参考文献：

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8  美军信息化建设状况及启示，李耀国，宋福志等，飞航导弹，2007年第5期；

9  未来信息化战场及导弹武器系统信息化建设，李怀胜，导弹管理与维修工程，2010年第1期.

宋  航，讲师；陆军炮兵防空兵学院南京校区火力系反坦克导弹教研室；

柳铭钦，讲师；陆军炮兵防空兵学院南京校区作战指挥系射击教研室；

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