率 然/編譯

本文編譯自俄羅斯國防部軍事理論月刊《軍事思想》,作者爲俄軍預備役中將、軍事學博士В.Л.馬赫寧。文章梳理了自20世紀30年代以來俄航空作戰效能評估方法論的發展脈絡,提出了現代航空作戰條件下定量評估應堅持的基本原則和發展方向。

值得注意的是,作戰評估在作戰計劃中居於關鍵位置,一直被俄軍視爲核心軍事機密,外界很難獲得較爲翔實的相關信息。本文在研究視角上兼顧歷史回溯與現實分析,爲我們掌握俄軍作戰評估理論與方法提供了難得的第一手資料。另需補充說明的是:1、在俄軍中,作戰效能評估一般也被稱爲作戰毀傷評估或目標毀傷評估,其內涵相當於美軍的戰鬥損傷評估;2、作戰效能評估具有定量與定性、先驗與後驗之分。本文的研究對象即爲先驗定量評估。爲保持行文簡潔,文中的“評估”即特指“先驗定量評估”;3、方法論不等於方法,方法是研究問題的具體步驟,而方法論則是方法背後的理論基礎。具體來說,本文探討的主題不是如何設計某一具體的評估算法,而是如何統籌武器性能、目標特徵、毀傷方式、作戰時長等作戰評估諸要素,確保評估方法的易用性與準確性,從而爲指揮決策提供可靠的支撐。

在現代戰爭中,如果說單憑航空兵尚不足以左右勝負的話,那麼至少也可以斷定,沒有航空兵的一方是無論如何也不可能獲勝的。

——前蘇聯軍事理論家Г.С.伊謝爾松

兩次世界大戰及20世紀和21世紀初期爆發的軍事衝突表明,航空兵在對敵火力毀傷中的貢獻持續增多,已經成爲影響戰爭勝負的決定性因素。一戰期間,航空兵在火力毀傷中的貢獻率不超過4%,但到二戰初期升至28-30%,二戰後期達到40-42%。而在最近幾十年發生的局部戰爭中,航空兵的毀傷貢獻率更是高達80-85%。 1 爲提升航空兵的作戰效率,俄軍自蘇聯時期起就開始不斷探索如何創新和完善航空作戰效能評估的方法論。

20世紀30年代至衛國戰爭期間:萌芽階段

航空突擊理論與航空作戰效能評估方法的發展都需要立足於火力毀傷方法論。衆所周知,方法論是用於構建理論活動與組織實踐活動的一系列原則、方法及相關學說。最初,方法論只存在於人與客觀世界的相互聯繫當中。但隨着生產力、技術、藝術、科學及文化的發展,方法論轉而成爲一種特殊的理論反思對象。它首要表現爲組織與協調認知活動的原則,意識的條件、結構和內容,以及通往真理之路的哲學思辨。如果說理論是認知過程的結果,那麼方法論則是實現與構建這種認知的方法。

在空軍戰術和戰役法中,航空作戰效能評估問題的核心在於確定“能力”與“效力”之間的關係。這兩個範疇代表了毀傷過程的兩個不同階段。航空兵的作戰能力需要通過其行動結果得以彰顯。在特定的戰役戰術局勢下,這種轉化過程的實現甚至僅需一個架次的行動。效力是已經實現的能力。在評估作戰能力的實現程度時,通常將“遂行任務所需兵力兵器的數量”或“完成任務的概率”作爲指標。

20世紀30年代末期,概率論的發展爲定量評估火力毀傷結果創造了必要條件。蘇軍以概率論方法爲基礎設計的方法,可用於在戰前預測目標毀傷水平、論證並選擇合理的航空殺傷兵器及航空突襲控制參數。這一時期,茹科夫斯基空軍工程學院М.П.索洛韋夫教授和蘇軍轟炸理論奠基人А.И.阿爾布佐夫,爲發展航空作戰效能評估理論及具體評估方法做出了突出貢獻。 2 他們提出的系列方法可藉助損失函數來預測投彈結果並確定遂行任務所需兵力兵器的數量。通過隨機事件模式可相對容易地確定損失函數。在此情況下,航空突擊效率僅與毀傷目標數量相關,而不考慮毀傷質量與敵方目標癱瘓時間這兩個因素。

在此類方法中,用於評估航空突擊效率的主要指標是地目標損傷概率,它等同於完成任務所需彈藥命中目標的概率。爲確定目標損傷概率,蘇軍還設計出“航空兵編隊連續轟炸計算公式”。式中需要輸入的數據包括:航空兵編隊的長度和寬度;彈藥散佈範圍;連續投彈數量和航空兵編隊所轄飛機的數量;投彈概率誤差。這些方法在偉大衛國戰爭期間經受了檢驗,並一直延用至20世紀50年代末期。

圖1 基於概率論的航空作戰效能評估方法的理論模型

20世紀50至70年代:發展與成熟

自20世紀下半葉開始,伴隨航空殺傷兵器的更新換代與戰爭觀念的改變,航空兵對敵火力毀傷質量開始受到更多關注。毀傷敵方目標數量、毀傷質量與目標癱瘓時間,成爲影響航空作戰行動效率的主要因素。基於此,爲準確評估航空突擊效果,需要在方法論上將隨機事件預測模式調整爲隨機變量預測模式。

這一時期,作戰效率理論開始成爲航空作戰效能評估方法論的根本依據。基於作戰效率理論方法,蘇軍制定出不同的航空作戰效能評估方法與火力毀傷組織方法。此類方法使用的隨機變量爲目標損傷程度,它取決於目標類型、作戰任務特點及火力毀傷方式。航空突擊效率不再作爲評估的目標,而是開始成爲衡量毀傷質量的參數。對毀傷程度的分析大體上包含三個方面:毀傷基礎性目標的數量;毀傷面積;目標癱瘓時間。通常,將敵方目標各子系統喪失功能的總時長,作爲評估航空突擊毀傷程度的標準。這樣,既可保障對目標各子系統狀態的高質量計算,也能實現對打擊對象的總體分析。

茹科夫斯基空軍工程學院Ю.Г.米利格拉姆教授在定量評估領域進行了深入研究。 3 基於其理論產生兩類航空作戰效能評估方法。一種爲毀傷覆蓋面積計算法,其變量爲航空兵編隊寬度、連續投彈長度、總量;另一種屬於毀傷覆蓋概率計算法,其變量爲投彈散佈中心、目標中心及爆炸點位置。

圖2 毀傷覆蓋面積計算法的理論模型

圖3 毀傷覆蓋概率計算法的理論模型

在研製評估方法過程中,蘇軍提出“靈活”“簡易”及“準確”等三項戰術要求。其中,靈活性要求方法應適於解決不同級別的作戰任務;簡易性要求方法包含具有圖表形式的成套解決方案;準確性要求原始數據與計算過程的精準。1961年,蘇軍將Ю.Г.米利格拉姆教授的方法正式寫入《航空殺傷兵器對地目標作戰教程》。文件明確,該方法可用於解決下述主要任務:確定投彈的預期結果;確定完成任務所需兵力兵器的數量;選擇最佳航空武器及其使用條件;評估連續編隊投彈的準確性。另外,該方法還引入目標毀傷等級,將航空兵對地目標的毀傷程度分成“殲滅”“壓制”“瓦解”與“削弱”四個級別。

表1 1961年蘇軍提出的目標毀傷等級劃分標準

當時,由於計算效率難以保障戰術需求,加之缺乏足夠的電子計算設備,Ю.Г.米利格拉姆教授設計的方法未能得到廣泛應用,這也影響了蘇軍航空作戰效能評估理論與實踐的深入發展。這一問題最終被加加林空軍學院В.И.基里爾洛夫少將解決。他提出的方法可保障有效評估航空殺傷兵器的作戰效率,並被寫入1974年版的蘇軍《航空殺傷兵器對地目標作戰教程》 4 。這種方法的功能與前者類似,包括:確定實施毀傷任務所需的航空兵編隊規模;確定對目標造成的最小預期損傷;確定達成目標損傷程度所需的投彈條件。

在方法論層面,В.И.基里爾洛夫少將提出的方法可適用於面狀目標、小型目標和狹長目標。它採用集體散佈概率偏差作爲計算投彈散佈特性的主要參數,併兼顧航空兵部隊和機組投彈水平的影響。在評估公式中,需要輸入的數據包括:目標尺寸、毀傷半徑、投彈散佈概率偏差與穩定計算概率。式中,在投彈散佈概率一定的情況下,若投彈散佈中心與目標中心重合,則認爲航空殺傷兵器的散佈半徑取最大值。


圖4 В.И.基里爾洛夫少將所提方法的理論模型

В.И.基里爾洛夫少將所提方法的一個特點是,它可用於保障航空兵多機種聯合編隊的行動規劃。在評估航空殺傷兵器作戰效率過程中,將毀傷標準作爲分析目標運行狀態的依據。這裏所提的毀傷標準,是指根據目標特徵、目標運行模式及目標構成要素易損性等因素,實現必要目標毀傷等級所需的平均毀傷面積。


20世紀80至90年代:由零散到統一

由於在頂層設計上缺乏統一的解決方案,蘇軍針對航空炸彈投放、射擊、導彈發射等不同任務,制定了功能各異的評估方法。這些方法往往具有不同的算法和毀傷評估指標,不僅加劇了航空兵部隊掌握與理解的難度,而且不同方法得出的結果很難達成一致,難以投入實踐應用。基於此,蘇軍要求科研機構爲典型戰役任務研製統一的航空作戰效能評估方法。

此外,隨着航空作戰能力的不斷提升,其火力毀傷評估更爲複雜。這要求,評估方法不僅適用於單個小型目標,還應適用於規模更大、結構更復雜的綜合性目標,同時還要考慮目標相對毀傷累計因素。鑑此,蘇軍迫切需要設計出這樣一種方法,它應解答:如何選取最優打擊對象?如何根據目標分佈合理分配火力?最終,Ю.Г.米利格拉姆教授設計了此類方法,並被寫入1984年版的蘇軍《航空殺傷兵器對地目標作戰教程》。 5

該方法的特點在於貫徹了統一原則:對單個、羣體及面狀目標實行統一算法;對所有目標和航空殺傷兵器實行統一的毀傷定律;使用統一的平均相對毀傷累計定律;使用統一的效率評估指標。航空突擊效率表現爲目標毀傷質量,它取決於目標類型、戰役任務特點及毀傷方式。這裏所提的“目標毀傷”是指航空殺傷兵器造成的結果。在其作用下,目標完全或部分喪失運行能力,並且持續時間應不少於預期時間。

在該方法中,隨機變量爲最小時間,在其範圍內受損目標無法恢復運行。毀傷目標的可能性表現爲上述條件發生的概率,記爲Р =Р,也即滿足“目標癱瘓隨機最小時間大於或等於毀傷等級下限”條件的概率。式中,時間要素已開始成爲評價目標損傷程度的參數,並在制定作戰計劃過程中間接表現爲不同的作戰任務——殲滅、破壞或損傷。

目標毀傷程度表現爲毀傷類型。在遂行作戰行動期間,應根據具體的戰役戰術任務,確保毀傷等級與毀傷類型相對應。其中,每種毀傷類型都具有相應的目標癱瘓時間,其具體數值取決於不同作戰行動的最小持續時間。式中,對不同毀傷等級的描述如下表所示:

表2 1984年蘇軍提出的目標毀傷等級劃分標準

圖5則顯示了航空殺傷兵器與毀傷類型、毀傷面積之間的函數關係。

圖5 航空殺傷兵器類型及毀傷類型與毀傷面積的對應關係

蘇軍航空兵實施的戰鬥訓練經驗表明,如果集羣目標中的全部基礎性子目標均已被毀傷,那麼其恢復運行至少需要數小時至數晝夜。在此情況下,損害等級可以表示爲毀傷基礎性子目標的相對數量。基於此,該方法在評估航空作戰能力時引入3種集羣目標毀傷程度。

表3 1984年蘇軍提出的目標毀傷等級劃分標準

航空殺傷兵器散佈概率是用於描述航空殺傷兵器在射擊、轟炸和導彈發射時表現出的散佈屬性的特徵。在設計單次火力殺傷期間航空殺傷兵器散佈模型時,需要同時使用兩個誤差組——航空殺傷兵器集羣散佈與單個散佈。使用矩形折算毀傷範圍作爲評估航空殺傷兵器對單個目標的統一指標。該毀傷區的面積取決於目標類型、航空殺傷兵器類型及毀傷類型。同時,使用矩形折算散佈範圍表示航空殺傷兵器散佈範圍的通用特徵,並認爲航空殺傷兵器的散佈服從正態分佈規律。

圖6 計算航空殺傷兵器散佈範圍與毀傷範圍的理論模型

式中,目標相對毀傷面積的數學期望是用於評估航空兵毀傷效率的主要指標。它主要由航空殺傷兵器折算散佈範圍、折算毀傷範圍、毀傷概率及毀傷目標等因素決定。航空作戰能力的實現程度直接表現爲所需飛行架次的數量。只要明確單次殺傷的毀傷概率與相對毀傷數學期望,即可確定突擊航空兵的作戰效率。

該方法由於堅持了統一原則,因而具有較強的普適性。在打擊對象方面,可適用於橋樑、艦船、機場起降跑道等多種目標;在作戰武器方面,可適用於核彈藥、一次性子母彈、穿混凝土彈藥、輕型航空殺傷兵器及反坦克戰鬥部。

21世紀以來:持續優化

伴隨高精度航空武器的出現與應用,航空火力殺傷方式也由粗放式轉向集約式,用於指導航空作戰行動的方法論也發生深刻變化。近幾十年來,有一種極端觀點甚至認爲,航空作戰行動的組織籌劃不必依賴航空戰術原理和火力殺傷理論。衆所周知,在科學領域,研究對象的選擇以及科研任務的設計都源於方法論和基礎理論。脫離對現代戰役和戰術行動的一般性、方法性與理論性的認知,完全不符合軍事科學的基本規律。實際上,這種偏離是對方法論原則、突擊航空兵戰術和空軍戰役法的非批判性認知。

還應指出的是,當缺乏基礎理論時,不受約束的個性化方法就會氾濫,並會成爲研究軍事問題的全部工具和方法。然而,個性化方法只有遵循基礎理論才能“好好工作”。否則,即使最精巧的設計也可能無濟於事,或者只能作爲僞科學結論的“粉飾”。對此,列寧曾做出非常精準的論斷——在沒有預先解決一般性問題時就急於着手處理特殊問題,必將遭遇原來的那些一般性問題。而盲目地處理每一項特殊事件,必將陷入最壞的搖擺和無原則當中。” 6 因此,應堅持以方法論爲指導制定航空作戰效能評估方法,在此過程中需要注意的幾個方面是:

第一,應綜合考慮導彈導航系統特點及掩蔽干擾和大氣層的影響因素。導航與干擾因素間的聯繫環節表現爲導彈的脫靶量,其數值由自導系統技術參數和環境參數共同決定。

第二,空艦導彈使用效能定量評估選取的主要指標是導彈毀傷海上目標的概率。它由導彈載體進入攻擊區、突破敵艦載防空系統以及命中目標並予以毀傷的能力共同決定。

第三,防空系統與電子戰系統的增多導致反輻射導彈應運而生。航空反輻射導彈是一種特殊的自尋的導彈,用於打擊處於工作狀態的陸基或艦載雷達。航空反輻射導彈使用效能定量評估的主要指標是導彈毀傷集羣目標編成內雷達子目標的概率。它主要由導彈命中目標並予以毀傷的能力決定。

第四,爲提升航空殺傷兵器打擊地目標的打擊效率,應對一些具體作戰準則進行優化,其中重要一項即航空兵在行進間的進入目標概率。這裏所說的進入目標是指,突擊航空兵到達目標上空並可以保障在行進間攻擊目標的作戰飛行階段。其間,需要飛行員與指揮所的協同行動,確保突擊羣在規定時間出現在規定區域。

當前,突擊航空兵已裝備現代化的瞄準導航系統,在一般條件下能夠根據已知座標進入目標,成功率接近100%。然而,在一些特定的戰役戰術局勢下,無法保障航空兵準確進入目標,其中包括:1、沒有獲得準確的目標座標;2、可移動目標在地面或海上實施祕密機動;3、由於導航、修正、引導、目標指示的錯誤,進入目標出現偏差;4、在目標空域進行低空和超低空投彈並實施複雜機動;5、在瞄準系統被幹擾的情況下進行瞄準。

近年來,俄軍在堅持上述原則的基礎上,在經歷了前期的一系列反覆與挫折後,逐步創立了高效的航空殺傷兵器對地目標作戰使用方法與規程。此後出現的每個規程,都或多或少考慮了前者的不足,理順了繼承與創新的關係。

結 論

作者從系統學的角度,審視了俄軍航空殺傷兵器對地目標作戰效能評估方法論的演變,發現了航空殺傷兵器使用效果評估方法的一般性和特殊性,以及不同方法之間的邏輯聯繫與繼承性。這對於深化航空殺傷兵器對地目標作戰理論研究很有意義。基於新的方法論設計的方法,可以保障在更高水平上對突擊航空兵火力殺傷能力進行定量評估。

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