先進戰斗機效能分析范文

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《飛機設計雜志》2014年第三期

1戰斗機戰術需求定量化分析

利用OODA分析方法，研究為形成對F-22戰機“壓倒性優勢”而所需的先進戰斗機作戰能力。重點關注飛機速度和高度、飛機機動性等平臺相關能力需求。

1.1空戰優勢需求為分析先進戰斗機和F-22之間單機對抗的作戰需求，首先需明確“壓倒性優勢”的含義。參考先進戰機“先敵發現，先敵開火，先敵命中”的作戰需求設計思想，定義不同程度的空戰優勢等級（見表2）。選取判據1，即我機導彈摧毀敵機時，敵機尚未發現我機作為本輪戰效分析的需求輸入。

1.2OODA殺傷鏈模型關注只使用中距空-空導彈的一對一超視作戰，建立本輪作戰使用分析的通用OODA殺傷鏈模型，作為先進戰斗機和F-22一致遵循的作戰使用分析規范。

1.3計算條件與計算方法說明（1）計算條件本輪分析中選取的計算條件見表4。（2）計算方法①飛機運動計算使用簡單質點運動模型[2]。②導彈建模采用AIM-120發動機和氣動力數據，基于Simulink程序對導彈追蹤目標的軌跡進行積分，以得到攻擊射程。由于只考慮迎頭或尾追攻擊，運動軌跡為直線，模型中不包含導引律。經與實測AIM-120攻擊包線數據對比驗證，仿真計算精度誤差較小，完全滿足分析要求。③必要時，采用線性插值或外推方法擴展數據范圍。

1.4計算過程為滿足選取的空戰優勢需求，先進戰斗機需領先開火，提前于F-22發射導彈。當雙方導彈射程水平相當時，只有通過提高載機在發射導彈時的速度和高度來獲取攻擊距離的優勢。對于我機導彈摧毀敵機時，敵機尚未發現我機的定量化作戰需求，作戰示意圖如圖4所示。整個作戰過程的俯視圖如圖5所示。求解滿足先進戰斗機形成壓倒性優勢區域，核心是求出剛好滿足判據1的邊界線。通過設置不同的目標高度（先進戰斗機機動后的期望高度），求出其機設先進戰斗機機動完后與F-22形成的高度差為Δh，速度為v1；F-22的速度為v2，導彈飛行過程中的平均速度為vM，導彈飛行時間為t；導彈射程（攻擊區）隨飛機A速度變化函數為R（v1），BC段弦長為l，F-22對先進戰斗機的探測距離為r，先進戰斗機水平側轉加速度為g。計算結果見圖6。在圖示標注的速度-高度區域內，先進戰斗機能對F-22獲取壓倒性優勢。該飛行包線區間即為先進戰斗機的優勢作戰區間。

1.5不同參數的敏感度分析（1）先進戰斗機導彈射程的影響除了通過增加發射導彈時刻的平臺高度、速度，以實現在更遠的距離先敵開火，也可直接增加先進戰斗機所攜中距空-空導彈的最大射程來獲取該優勢。當中距空-空導彈的推力逐漸增大時，對先進戰斗機作戰高度和速度的要求也明顯降低，見圖7。在不同導彈推力條件下，先進戰斗機在發射導彈時刻的速度、高度需處于曲線右方才能獲取壓倒性優勢。（2）先進戰斗機隱身能力的影響當先進戰斗機的前向RCS水平由0.1m2提升至0.01m2時，會縮短F-22飛機對其探測距離，進而降低對其高度-速度的需求，見圖8。

2結論

OODA理論是一種非常有效的分析作戰樣式和手動模擬作戰過程的工具。從第2節的結論分析得出（高度大于20km時）飛機作戰高度的提升對比速度的提升對飛機空戰能力影響更為敏感。導彈性能和飛機的隱身能力同樣能大幅度提升戰機空戰能力，這些都是值得重點關注的方向。

作者：陶曉洋孔祥東張晨欣竇相民李海泉單位：沈陽飛機設計研究所 中國人民解放軍空軍