Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Линейный крейсер класса " Киров" ВМФ России может нести сотни ракет.

Модель залпового боя дает математическое представление о противокорабельных ракетных боях между современными военными кораблями . Она была разработана Уэйном Хьюзом в Военно-морской аспирантуре США в Монтерее и опубликована в 1995 году. [1] Модель залпа очень просто описывает основные элементы современного ракетного боя. Это похоже на то, как закон квадратов Ланчестера представляет собой простую модель современного перестрелки. [2]

Структура модели [ править ]

Основная форма [ править ]

Предположим, что два флота, красный и синий, вступают в бой. Битва начинается с того, что Красный выпускает ракетный залп по Синему. Синие корабли пытаются сбить эти приближающиеся ракеты. Одновременно Синий запускает залп, который Красный пытается перехватить.

Этот обмен ракетным огнем можно смоделировать следующим образом. Пусть символ A представляет количество боевых единиц (военных кораблей или других оружейных платформ) в красных силах в начале битвы. Каждый из них имеет наступательную огневую мощь α , которая представляет собой количество точно выпущенных наступательных ракет за залп по противнику. У каждого из них также есть защитная огневая мощь y , которая представляет собой количество входящих вражеских ракет, перехваченных за один залп его активной защитой. У каждого корабля есть выносливость w , то есть количество попаданий ракет противника, необходимое для вывода его из строя. Точно так же можно сказать, что каждая атакующая ракета может нанести урон, равный доле u = 1 / w красного корабля.

Аналогичным образом представлена ​​синяя сила. У синего есть B юнитов, каждый с наступательной огневой мощью β , оборонительной огневой мощью z и выносливостью x . Каждая попавшая ракета нанесет урон v = 1 / x .

Модель залпового боя рассчитывает количество потерянных кораблей с каждой стороны, используя следующую пару уравнений. Здесь ΔA представляет собой изменение количества кораблей красных от одного залпа, а ΔB представляет изменение количества синих кораблей.

ΔA = - (βB - yA) u при условии 0 ≤ -ΔA ≤ A
ΔB = - (αA - zB) v , при условии 0 ≤ -ΔB ≤ B

Каждое уравнение начинается с расчета общего количества наступательных ракет, выпущенных атакующим. Затем вычитается общее количество перехватов защитником. Количество оставшихся (неперехваченных) наступательных ракет умножается на количество повреждений, нанесенных каждой ракетой, чтобы получить общую сумму повреждений. Если защитных перехватчиков больше, чем наступательных ракет, то общий урон равен нулю; это не может быть отрицательным.

Эти уравнения предполагают, что каждая сторона использует прицельный огонь; то есть сила знает местоположение своей цели и может нацелить на нее свои ракеты. Если, однако, сила знает только приблизительное местоположение своей цели (например, где-то в пределах гряды тумана), тогда она может распространить свой огонь на обширную территорию в надежде, что хотя бы некоторые из ее ракет найдут цель. Для такого локального пожара требуется другая версия уравнений залпового огня. [3]

Математически уравнения залпа можно рассматривать как разностные уравнения или рекуррентные соотношения . Они также являются примером исследования операций .

Стохастическая (или вероятностная) версия модели также существует. [4] В этой версии перечисленные выше параметры корабля являются случайными величинами, а не константами. Это означает, что результат каждого залпа также варьируется случайным образом. Стохастическая модель может быть включена в компьютерную электронную таблицу и использоваться вместо метода компьютерного моделирования Монте-Карло . [5] Альтернативная версия этой модели существует для ситуаций, когда одна сторона сначала атакует, а затем выжившие (если есть) на другой стороне контратакуют, [6] например, в Битве за Мидуэй .

Связь с законами Ланчестера [ править ]

Ракетные эсминцы ВМС США Arleigh Burke предназначены для ракетного боя.

Уравнения залпа связаны с уравнениями квадратичного закона Ланчестера с двумя основными отличиями.

Во-первых, основные уравнения залпа образуют модель с дискретным временем, тогда как исходные уравнения Ланчестера образуют модель с непрерывным временем. Крылатые ракеты обычно запускаются в относительно небольших количествах. Каждый из них имеет высокую вероятность поразить цель, если не будет перехвачен, и несет относительно мощную боеголовку. Поэтому имеет смысл моделировать их как дискретный импульс (или залп) огневой мощи.

Для сравнения: в перестрелке пули или снаряды обычно выпускаются в больших количествах. Каждый раунд имеет относительно низкий шанс поразить цель и наносит относительно небольшой урон. Поэтому имеет смысл моделировать их как небольшой, но непрерывный поток огневой мощи.

Во-вторых, уравнения залпа включают оборонительную огневую мощь, тогда как исходные уравнения Ланчестера включают только наступательную огневую мощь. Крылатые ракеты могут быть перехвачены (сбиты) средствами активной защиты, такими как ракеты земля-воздух и зенитные орудия. Для сравнения: перехватывать пули и снаряды во время перестрелки обычно непрактично.

Приложения модели [ править ]

Типы войны [ править ]

Модель залпа в первую очередь представляет собой морские ракетные сражения, подобные тем, которые произошли во время Фолклендской войны . Наступательная огневая мощь представлена противокорабельными крылатыми ракетами, такими как Harpoon , Exocet и Styx . Оборонительная огневая мощь представлена ​​ракетами ПВО, такими как Standard , а также зенитными орудиями, такими как Phalanx . Однако модель можно адаптировать к другим видам сражений со схожими характеристиками.

Например, некоторые авторы использовали его для изучения сражений между авианосцами времен Второй мировой войны [7], таких как Битва в Коралловом море . [8] В этом случае наступательная огневая мощь состоит из пикирующих бомбардировщиков и торпедоносцев. Оборонительная огневая мощь состоит из истребителей, которые пытаются перехватить эти бомбардировщики.

Модель могла бы вместо этого описывать сражения, в которых торпеды являются основной формой наступательной огневой мощи, например, в битве за остров Саво . В этом случае оборонительная огневая мощь будет равна нулю, поскольку пока нет эффективного способа активного перехвата торпед.

Упрощенная версия модели использовалась для изучения альтернативных результатов атаки легкой бригады британской кавалерии против русских пушек в 1854 году. [9] Модель также была модифицирована для представления тактической противоракетной обороны . Этот вариант использовался для анализа эффективности системы противоракетной обороны « Железный купол » во время операции «Столб обороны» 2012 года . [10]

Разработка тактики [ править ]

Ракетные катера типа 022 Houbei ВМС Китая небольшие и быстрые.

Модель боя залпом может помочь в исследовании множества проблем военно-морской войны. [11] Например, в одном исследовании изучалась ценность точной информации о вражеском флоте. [12] В другом исследовании изучалось, сколько ракет потребуется для достижения желаемой вероятности успеха при одновременной атаке нескольких целей. [13] Исследователи также проанализировали математические свойства самой модели. [14]

Первоначальная цель такого исследования - лучше понять, как работает модель. Более важная цель - увидеть, что модель может предложить о поведении реальных ракетных сражений. Это могло бы помочь в разработке более совершенной современной военно-морской тактики нападения и защиты от таких ракет.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хьюз WP. 1995. Залповая модель военных кораблей в ракетном бою, использованная для оценки их выносливости. Военно-морская исследовательская логистика 42 (2) 267-289.
  2. ^ Тейлор JG. 1983. Ланчестерские модели войны, тома I и II. Американское общество исследования операций.
  3. ↑ Armstrong MJ, 2014. «Боевая модель залпового огня с площадным огнем». Логистика военно-морских исследований.
  4. ^ Армстронг MJ, 2005, Модель стохастического залпа для морского надводного боя, Исследование операций 53, # 5, 830-841.
  5. ^ Армстронг MJ, 2011, Исследование проверки стохастической боевой модели залпом, Annals of Operations Research 186, # 1, 23-38.
  6. ^ Армстронг MJ, 2014. Боевая модель залпа с последовательной перестрелкой. Журнал Общества оперативных исследований.
  7. ↑ Hughes WP, 2000, Тактика флота и прибрежный бой, Naval Institute Press, Аннаполис.
  8. ^ Армстронг М.Дж., Пауэлл МБ, 2005 г., Анализ боевого залпа битвы в Коралловом море, Исследование военных операций 10 # 4, 27-38.
  9. ^ Коннорс Д., Армстронг М.Дж., Боннетт Дж., 2015, Контрфактическое исследование атаки легкой бригады, Исторические методы: журнал количественной и междисциплинарной истории 48 # 2, 80-89.
  10. ^ Армстронг MJ, 2014, Моделирование защиты от баллистических ракет малой дальности и системы «Железный купол» Израиля, Операционные исследования 62 # 5, 1028-1039.
  11. ^ Сюй Сяомин, Ren Yaofeng, Фэн Вэй, 2010, Анализ Warfare Потеря боевой поверхности ракет на основе Сальво модели, Ship электронной техники 30 (9).
  12. ^ Лукас Т.В., МакГаннигл Дж. Э., 2003, Когда сложность модели слишком велика? Иллюстрируя преимущества простых моделей с помощью уравнений залпа Хьюза, Naval Research Logistics 50 # 3, 197-217.
  13. ↑ Armstrong MJ, 2007, Эффективные атаки в боевой модели залпом: размеры залпа и количество целей, Naval Research Logistics 54 # 1, 66-77.
  14. ^ Армстронг MJ. 2004. Влияние летальности на военно-морские боевые модели. Военно-морская исследовательская логистика 51 № 1, 28-43.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • ООО «Анализ оружия» (2012). Модель залпа противовоздушной войны .