雷达散射截面对飞机生存力的影响

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1、雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响雷达散射截面对飞机生存力的影响北京航空航天大学Journal0fBeiI1gUmve,~ity0fAv,v,t~mcsand扛[IuOctober1998.24No5雷达散射截面对飞机生存力的影响¨马东立张考(北京j飞行百写面j’学系)E6,5摘要飞机的雷达散射截面(RCS)是影响飞机生存力的重要因素之一.建立了飞机对由预警雷达,截击机和地空导弹组成的现代化空防系统的生存概率的计算方法.其中包括发现概率,击中

2、概率和击毁概率的计算.在计算发现概率时,考虑了天线方向圉传播日子和大气损耗的影响;在计算击中概率时,考虑了信噪比对脱靶距离的影响.通过计算,分析飞机的RCS对生存力的影响.研究结果表明,减缩飞机的RCS不仅可以显着降低飞机被探测的概率,而且还可以缩短截击机和地空导弹对飞机的最远拦截距离.为提高飞机的生存力必须降低飞机的RCS.关键词;翌!重垄.;分类号v271.41地空导弹;生存力;雷达散射截面现代战争中军用飞机将面临着由预警雷达,截击机,地空导弹和防空火炮组成的现代化空防系统.一架军用飞机能否在这样的现代化空防系统中生存,是决定战争胜负的重要方面.特别是,随着遥感和探测技术的飞速发展

3、.空防系统的探测距离,射击精度和抗干扰能力等迅速提高,作战飞机的生存力受到越来越严重的威胁.因此,提高军用飞机的生存力愈来愈受到重视.目前,生存力已成为军用飞机最优先考虑的技术指标之一.并已成为一种设计准则.飞机生存力是指飞机躲避和(或)经受住人为敌对环境的能力’,可以用生存概率度量.影响飞机生存力的因素有很多.其中.最重要的因素之一是飞机自身的特征信号.飞机的特征信号包括声学,光学,红外以及雷达特征信号.特别是因为雷达探测距离远并且很多空防武器是雷达制导,所以飞机的雷达特征信号减缩对提高飞机的生存力尤为重要.RCS是反映飞机雷达特征信号的重要指标.本文就RCS对飞机生存力的影响展开深

4、人的讨论.1飞机生存概率计算方法1.1雷达探测飞机的发现概率由雷达作用距离方程出发,引人一特征常数S/N=(F/R)(C.a/Lo)(5,Ⅳ)(p)(1)式中StN是雷达天线输人端的信噪比;d是飞机的RCS;(S/N)rm[P)是发现概率为pd时雷达系统的最低可检测信噪比;L是大气损耗因子;F是天线方向图传播因子;R为飞机到雷达的距离;c.是雷达特征常数J,它与天线射线仰角及射线传播路径无关.在一定的虚警概率P下,雷达一次扫描对目标的发现概率为一{)df(2)式中()=2Ⅱ)le-i’t2dt;为一次扫描脉冲积累数;y为虚警时的检测门限.1.2威胁体击中飞机的概率威胁系统将威胁体战斗部

5、导引至接近飞机位置的能力,可以用威胁体相对飞机的脱靶距离来衡量.当使用雷达跟踪目标时,脱靶距离不仅依赖于系统火控,制导精度,而且也依赖于跟踪雷达系统的跟踪精度.经推导,脱靶距离的标准差为=~/(AR+B)/(S/N)+C(3)式中A,B,C为与雷达有关的3个常数.其计算方法见文献[2].对于非高能炸药战斗部(或触发式引信高能C,,可以得到炸药战斗部),击中飞机的概率PH为收稿!El期:1997..~-19第一作者男3I岁副教授l0∞83北京1)航空科学基金(93B51016)资P:【1_e砷(一r)](7)式中rb:r】/~,In2为战斗部的杀伤半径;P为引信的引爆概率;,为引信的引爆

6、截止半径.飞机在单次射击中的生存概率为Ps=1一Pd?P(8)在确定了P后,可进一步计算飞机飞经整个空防阵地的生存概率,详见文献[2].2算例与分析以飞机对某一战略要地突防为例,计算飞机的生存概率.2.1空防系统配置假定战略要地位于0点.建立如图1所示的坐标系.若已知突防飞机的袭击方向来自以战略要地为圆心.圆心角为的扇形范围,则主要讨9方位角图1要地空防系统论这一区域内空防系统的作用.假定空防系统由远程警戒雷达,截击机和地空导弹系统组成.远程警戒雷达等间距布置在以要地为圆心,半径为r～的弧形防线上i机场位于距要地半径为r自,方位角为≠的位置;地空导弹等间距布置在以要地为圆心,半径为,一

7、的弧形防线上.在编制计算突防飞机生存概率程序时.上述空防系统配置参数可以任意指定.对于具体的算例,假定扇形空防区域的圆心角为:180o.在,=100km的弧形防线上等间距布置4部远程警戒雷达,两两之间的距离为100kin,它们分别位于方位角为O.,60.,120~和18oo的位置;机场位于在,:40km,方位角为90~的位置;在,一=30km的弧形防线上布置5个地空导弹阵地,它们分别位于方位角,45.,90o,135o和l8,并假设每个地空导弹