先进战斗机效能分析范文

《飞机设计杂志》2014年第三期

1战斗机战术需求定量化分析

利用OODA分析方法，研究为形成对F-22战机“压倒性优势”而所需的先进战斗机作战能力。重点关注飞机速度和高度、飞机机动性等平台相关能力需求。

1.1空战优势需求为分析先进战斗机和F-22之间单机对抗的作战需求，首先需明确“压倒性优势”的含义。参考先进战机“先敌发现，先敌开火，先敌命中”的作战需求设计思想，定义不同程度的空战优势等级（见表2）。选取判据1，即我机导弹摧毁敌机时，敌机尚未发现我机作为本轮战效分析的需求输入。

1.2OODA杀伤链模型关注只使用中距空-空导弹的一对一超视作战，建立本轮作战使用分析的通用OODA杀伤链模型，作为先进战斗机和F-22一致遵循的作战使用分析规范。

1.3计算条件与计算方法说明（1）计算条件本轮分析中选取的计算条件见表4。（2）计算方法①飞机运动计算使用简单质点运动模型[2]。②导弹建模采用AIM-120发动机和气动力数据，基于Simulink程序对导弹追踪目标的轨迹进行积分，以得到攻击射程。由于只考虑迎头或尾追攻击，运动轨迹为直线，模型中不包含导引律。经与实测AIM-120攻击包线数据对比验证，仿真计算精度误差较小，完全满足分析要求。③必要时，采用线性插值或外推方法扩展数据范围。

1.4计算过程为满足选取的空战优势需求，先进战斗机需领先开火，提前于F-22发射导弹。当双方导弹射程水平相当时，只有通过提高载机在发射导弹时的速度和高度来获取攻击距离的优势。对于我机导弹摧毁敌机时，敌机尚未发现我机的定量化作战需求，作战示意图如图4所示。整个作战过程的俯视图如图5所示。求解满足先进战斗机形成压倒性优势区域，核心是求出刚好满足判据1的边界线。通过设置不同的目标高度（先进战斗机机动后的期望高度），求出其机设先进战斗机机动完后与F-22形成的高度差为Δh，速度为v1；F-22的速度为v2，导弹飞行过程中的平均速度为vM，导弹飞行时间为t；导弹射程（攻击区）随飞机A速度变化函数为R（v1），BC段弦长为l，F-22对先进战斗机的探测距离为r，先进战斗机水平侧转加速度为g。计算结果见图6。在图示标注的速度-高度区域内，先进战斗机能对F-22获取压倒性优势。该飞行包线区间即为先进战斗机的优势作战区间。

1.5不同参数的敏感度分析（1）先进战斗机导弹射程的影响除了通过增加发射导弹时刻的平台高度、速度，以实现在更远的距离先敌开火，也可直接增加先进战斗机所携中距空-空导弹的最大射程来获取该优势。当中距空-空导弹的推力逐渐增大时，对先进战斗机作战高度和速度的要求也明显降低，见图7。在不同导弹推力条件下，先进战斗机在发射导弹时刻的速度、高度需处于曲线右方才能获取压倒性优势。（2）先进战斗机隐身能力的影响当先进战斗机的前向RCS水平由0.1m2提升至0.01m2时，会缩短F-22飞机对其探测距离，进而降低对其高度-速度的需求，见图8。

2结论

OODA理论是一种非常有效的分析作战样式和手动模拟作战过程的工具。从第2节的结论分析得出（高度大于20km时）飞机作战高度的提升对比速度的提升对飞机空战能力影响更为敏感。导弹性能和飞机的隐身能力同样能大幅度提升战机空战能力，这些都是值得重点关注的方向。

作者：陶晓洋孔祥东张晨欣窦相民李海泉单位：沈阳飞机设计研究所 中国人民解放军空军