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老帖新貼: 細說台灣空軍戰時出動能力評估

(2007-12-04 06:57:03) 下一個
台灣空軍戰時出動能力評估 來源: 環球網
  
邱貞瑋


  台灣地區空軍目前擁有330餘架現代化戰鬥機,從數量上看在東亞地區甚至超過日本航空自衛隊和韓國空軍,僅次於我人民空軍位居第二,具有相當強大的理論戰鬥力。台灣一些人也以此為傲,頻頻宣揚其製空作戰能力,認為足以對付我軍的空中打擊。但是空軍戰鬥機不是太空巡洋艦,其戰鬥力的發揮完全依賴於機場的戰時保障能力,尤其是機場跑道在戰時遭受打擊後的快速搶修成功與失敗,更是直接決定著航空兵能否升空作戰,從而發揮自身價值。而這恰恰是台灣空軍整個作戰體係中較為薄弱、也通常為人所忽視的,隻有對此進行徹底分析,才能判斷出台灣空軍戰鬥航空兵部隊究竟能發揮多大的作用。


  彈道導彈對機場的打擊


  在未來台海戰爭中,台灣機場首先麵對的就是我軍第二炮兵部隊的導彈突擊,尤其部署於福建前線的800多枚短程彈道導彈更是台灣機場的天敵。短程彈道導彈飛行時間僅為3-5分鍾,遠小於待命戰鬥機的緊急起飛時間,如果二炮部隊能夠迅速封鎖機場,台灣空軍飛機將無法升空,隻能依靠在空中巡邏的40-60架戰鬥機進行攔截,其航空兵主力將不戰自潰。因此分析我軍彈道導彈部隊對台灣機場的打擊能力,對估計台灣空軍實際戰鬥力有極大意義。


  傳統的彈道導彈多采用慣性製導,其圓概率誤差(CEP)通常為導彈射程的千分之一,射程200千米時約為200米。由於誤差較大,因此不適合打擊塔台、機庫等點目標,通常攜帶集束彈頭打擊機場跑道,以阻止飛機升空。導彈對跑道的打擊能力稱為封鎖效率,即對跑道進行射擊後跑道不能安全升降飛機的概率,也就是跑道上不存在最小升降窗口的概率。最小升降窗口是指飛機在跑道上安全起降所需的最小完好矩形區域,其長度為飛機滑跑起飛距離,寬度為飛機滑行所需寬度,不同的飛機有不同的升降窗口。


  彈道導彈對機場跑道的封鎖效率與多種因素有關:


  1、彈道導彈的命中精度。導彈精度提高時,對機場的封鎖能力明顯提高,反之亦然。根據《地地導彈封鎖機場跑道效率問題的探討》一文例證,在其他參數相同的情況下,當導彈射擊精度的圓概率從200米分別下降到250、300米時,其封鎖戰鬥機部隊機場跑道的效率分別下降28%和66%。在導彈發射坐標係內,彈頭落點坐標服從以瞄準點為期望落點的正態分布,根據數學公式計算,當彈頭圓概率誤差為100米時,93.75%的導彈誤差不大於200米。


  2、導彈集束彈頭的性能。導彈對跑道的封鎖效率與集束彈頭有效載荷、集束彈頭子彈藥散布均勻度、子彈藥數量、單枚子彈頭毀傷麵積等因素成正比,與失效子彈藥數量、野彈(偏離子彈藥落點群的子彈藥)數量成反比。當導彈的圓概率誤差一定時,集束彈頭子彈藥的散布半徑與導彈的封鎖效率成正比,超過最優散布半徑後則成反比,最優散布半徑的大小與導彈命中精度之間存在最佳組合。當目標為三級機場,導彈圓概率誤差為250米,戰鬥部子彈藥300枚,瞄準點為跑道中心,起降窗口900米時,最優散布半徑為290米。


  3、瞄準點的選擇。機場跑道通常為長矩形形狀,選擇適當的瞄準點可以提高導彈的封鎖效率,瞄準點的選擇與導彈命中精度、最小起降窗口、子彈藥散布半徑、導彈數量有關,可以通過計算公式求出。例如根據《一種對機場跑道的攻擊方案》文中描述,對3000米長的跑道,當最小起降窗口400米,導彈圓概率誤差100米,子彈頭散布半徑200米,發射導彈數8枚時,最優瞄準點間隔為304米。


  4、機場跑道的幾何特征。對同一種集束彈頭來說,對跑道的封鎖效率與跑道麵積、跑道數量、跑道隱蔽性、跑道麵層的強度和厚度成反比,同時與各跑道之間的相對位置有關,跑道間距越小封鎖效率越高。


  5、機場駐紮機型。飛機起飛滑跑距離越短、飛機自身輪距越窄,需要的起飛窗口就越小,同等條件下導彈的封鎖效率就越低。


  《末修子母彈對機場跑道封鎖效率的計算》一文通過區域計算法對彈道導彈的打擊效果進行了模擬:當導彈圓概率誤差為100米,攜帶40枚子彈頭,子彈頭對跑道的破壞半徑4米;機場跑道長2400米、寬50米,飛機最小起降窗口長400米、寬20米。當發射4枚導彈對跑道進行攻擊時,封鎖效率為85.97%;5枚導彈的封鎖效率為95.32%,7枚導彈的封鎖效率為99.42%。


  以清泉崗機場為例模擬彈道導彈的攻擊效果,我們就能大致得出二炮部隊對台灣空軍的壓製能力。清泉崗機場位於台中縣沙鹿鎮,為軍民合用機場,主跑道長3658米,主滑行道長約3300米,另有多條500米至2400米不等的滑行道和聯絡道。從左至右三塊停機坪尺寸分別為300*170米、300*600米、200*500米。


  清泉崗機場跑道、滑行道總長度16200米,是《末修子母彈對機場跑道封鎖效率的計算》中跑道長度的6.75倍。在不考慮機場跑道之間位置關係的情況下,需要27枚圓概率誤差100米的彈道導彈才能對跑道達到86%的封鎖率,34枚導彈才能達到95%的封鎖率。考慮各條跑道之間存在12個交叉點,以此為瞄準點的導彈可同時影響周圍2-4條跑道,因此假定對機場跑道的封鎖需要21-28枚導彈。停機坪總長1300米,寬200-300米,大約15枚導彈可以達成97%的封鎖度。則對清泉崗機場總共需要43枚彈道導彈才能達成95%的封鎖率。再考慮假定彈道導彈發射成功率為90%,突防率為90%,則需要的導彈總數為53枚。


  我軍二炮部隊典型的常規導彈發射旅包括1個機動指揮所、1個倉庫、1個裝運站、數個預先經過勘察的發射場及數個預備發射場。旅下屬3-4個發射營,每營下屬3-4個發射連,根據導彈型號不同,每個連可能下轄3-4個排。每個連或排部署至少1輛發射車、1輛電源車、1輛測繪車、1輛通信指揮車和1輛導彈運輸車,整個導彈旅大約裝備27-64輛導彈發射車,在此取每旅裝備48輛導彈發射車。我軍現裝備約800枚短程彈道導彈,按照每輛發射車配備5枚導彈計算,應部署有3個戰術導彈旅,約160輛導彈發射車,即我軍首輪導彈突擊的最大數目為160枚。


  台灣地區共有48個機場,包括9個一級機場、5個二級機場、7個輔助機場、5個野戰機場、1個洞庫機場。假設其中的14個二級以上機場平均需要發射40枚彈道導彈進行壓製,即使不計算其他機場,也需要動用560枚彈道導彈;再考慮到戰前需要同時打擊指揮中心、通信樞紐、交通樞紐、海軍基地等多種目標,我二炮部隊需要一次發射600餘枚彈道導彈才能實現對台灣機場的壓製。而根據台灣、美國的資料,我二炮部隊截至2006年裝備的短程彈道導彈總數不過784枚,每年僅增加75-100枚。同時發射600枚彈道導彈遠遠超出了二炮的極限,因此無法實現對台灣機場的徹底封鎖。


  假如在二炮首輪發射的160枚導彈中,打擊機場的導彈占120枚,第二輪再發射30枚導彈對首輪機場目標進行補充打擊,則能夠封鎖3個大型空軍基地。在台灣空軍尚未進行戰時疏散的情況下,如果我軍選擇打擊台灣嘉義機場、新竹機場、清泉崗機場,則能夠將台灣空軍第455、499、427三個戰術戰鬥機聯隊,約150架戰鬥機封鎖於地麵,使其在開戰最初的2-4小時內既無法升空攔截,也無法轉移至疏散機場。蘇聯SS-21戰術彈道導彈的發射間隔時間為40分鍾,假如我國東風-11彈道導彈的發射間隔時間小於30分鍾,則台灣空軍隻有機場值班戰鬥機能夠在第二輪導彈發射前起飛,這個比率依照戒備狀態的不同而變化,大約在10%—30%之間。假設第二輪共計發射70枚導彈攻擊台灣機場,則還可以封鎖台南或花蓮空軍基地,將約40-50架戰鬥機封鎖於地麵。綜合判斷,在敵方未進行戰時疏散的情況下,集中我二炮部隊三分之二的火力,最初兩輪突擊可以封鎖台灣空軍四個主要空軍基地,使其60%的現代化戰鬥機無法升空作戰。


  但如果敵方獲得預警已進行完戰前疏散,則我二炮部隊在動用同樣火力封鎖四個機場的情況下,僅能堵住台灣空軍20%—30%的戰鬥機,作戰效益大為下降。在實際台海戰爭中,由於種種因素的限製,我軍很難隱瞞自己的作戰意圖,對手可以獲得一周左右的戰爭預警。空軍航空兵的疏散速度極快,在預有準備的情況下半天就可完成,因此我軍很難獲得完全的突襲效果,二炮部隊對敵空軍的實際打擊能力非常有限。


  當然二炮還可以通過破壞敵停機坪待命飛機、散布地雷封鎖敵機庫等方式來提高對敵空軍的封鎖能力,但這些方法比較容易克服,例如增加防彈機庫數量等等。因此台灣某些人認為我二炮不足以壓製台灣空軍的觀點是有一定道理的,在老型號彈道導彈仍然占據二炮裝備主力位置的時代,還是需要空軍自己來實現對台灣空軍的壓製,第二炮兵部隊僅能夠提供部分幫助。


  新型彈道導彈的攻擊力


  新型導彈即末端精確製導彈道導彈,這一類別的最初型號就是美國於1984年部署的潘興-2型中程彈道導彈,采用地形匹配雷達製導,射程1800千米時圓概率誤差僅為20—40米,比傳統彈道導彈高出兩個數量級。我國從91年開始研究末段精確製導彈道導彈,94年首次公開發表《一種適用於攻擊地麵固定目標的最優再入機動製導率》,99年大閱兵中首次展示安裝了控製彈翼的精確製導戰術彈道導彈,06年網絡上出現彈頭形狀酷似潘興-2的東風-15短程彈道導彈照片。在新型彈道導彈大規模服役之後,第二炮兵對台灣空軍的壓製能力有了質的飛躍。


  由於圓概率誤差減小、導彈命中精度提高,在同等條件下封鎖敵機場所需要的導彈數量大大減少。例如根據《導彈打擊機場跑道的計算機模擬》論文計算,假定某機場跑道長3063米,寬46米,方向050-230度,混凝土質;飛機的最小起飛滑跑距離為500米,導彈子彈頭的拋撒半徑不大於100米,一枚導彈既可摧毀所瞄準跑道;將機場跑道劃分為7個間距433米,半徑100米的圓形目標;導彈發射成功率90%,突防成功率85%。當導彈的圓概率誤差為200米時,需要119枚導彈才能完全封鎖機場;圓概率誤差為100米時,需要35枚導彈;圓概率誤差為10—50米時,隻需要21枚導彈即可完成封鎖任務。


  隨著彈道導彈末端精確製導技術的進步,二炮對機場的封鎖能力還將進一步提高。例如彈道導彈可以采用彈道—巡航式彈道(又稱錢學森彈道),從而獲得末端機動能力,這時就可以不再將子彈頭呈圓形散布拋撒出去,而是呈橢圓形分布,從而擴大跑道方向上的破壞範圍,提高對跑道的封鎖率。例如子彈頭散布半徑為100米的時,導彈的破壞麵積為3.14萬平米,如果飛機升降窗口為400米,單枚導彈最多可以封鎖1000米長的跑道。將子彈頭的散布範圍改為長軸200米,短軸50米的橢圓形,即可封鎖1200米長的跑道。在執行封鎖清泉崗機場主跑道任務時就可以減少25%的導彈發射數量。


  高精度彈道導彈還可以采用定點投放子彈頭的方法。假定某型導彈彈頭重800千克,圓概率誤差為20米,攜帶30枚16千克重的反跑道子彈頭,子彈頭對跑道破壞半徑4米。機場跑道寬46米,混凝土質,飛機起飛窗口為450*15米的矩形區域,導彈投放子彈頭的間隔距離為400米。根據計算可知,94%的子彈頭命中誤差不超過40米,考慮機場跑道寬度和命中誤差,每排子彈頭需要封鎖的區域最大寬度為126米。再考慮起降窗口寬度和子彈頭破壞半徑,並假設子彈頭的散布誤差為2.5米,則每排子彈頭數量至少為7枚。單枚導彈可以投放4排子彈頭封鎖2000米長的跑道。


  如果彈道導彈製導彈頭能夠像空空導彈那樣精確測量自身與目標之間的位置關係,從而采用定向散布技術,在同等條件下就可以將封鎖區域的寬度縮小到50-60米,每排子彈頭的數量減少到3枚,單枚導彈即可封鎖4400米長的跑道,這相當於將導彈圓概率誤差縮小到5米時的效果。對於長1500米、寬300米的停機坪,子彈頭散布半徑100米、圓概率誤差20米的彈道導彈隻需要4枚就能完成封鎖。


  即使是台灣東部地區的佳山、花蓮空軍基地也無法逃脫被導彈封鎖的命運。當年台軍認為佳山基地緊靠台灣中央山脈,可以依靠山體阻擋我軍彈道導彈的攻擊,我攻擊機群也需要越過山脈後急速下降,從而遭到防空導彈的攔截。但是隨著末端製導彈道導彈的大規模服役和機動變軌技術的普及應用,山脈阻擋早已經不是二炮部隊的打擊障礙,下麵的彈道軌跡圖就是對這一幻想的最好回答。


  對機場的補充打擊


  雖然新型彈道導彈的命中精度有了很大提高,但仍然難以完成打擊機場塔台、加固機庫、油庫等點目標的任務,而這些設施對於維持機場保障能力同樣具有重要作用。摧毀機庫中的飛機可以徹底毀滅敵航空兵部隊的戰鬥力,打擊油庫與彈藥庫能夠破壞敵軍大規模持續出動能力;摧毀飛行員宿舍、待機室能夠殺傷敵空勤人員,削弱敵軍戰鬥力;打擊修理器械倉庫可以削弱敵軍對跑道的搶修能力,延長機場封鎖時間等。在這種情況下,二炮部隊將使用巡航導彈和製導炸彈進行打擊。


  台灣機場大多建有單機抗炸機庫,號稱能承受500千克炸彈直接命中,但新式武器的發展遠遠超出了老式機庫的防禦強度,美軍113千克的SDB小直徑炸彈即可以穿透重型抗炸機庫摧毀目標。我國在過去生產了1.2萬餘枚的紅旗-2型防空導彈,其戰鬥部重190千克,改裝為彈道導彈後的型號為M—7。在去掉不必要的製導係統、電源等設備之後,可以將250千克的炸彈投擲到200千米以外,這足以覆蓋台灣西部地區;如果將彈頭重量縮小到150千克並攜帶動力,則可將射程增加到350千米,可打擊台灣全境。采用我國北鬥二代導航係統製導,可以將圓概率誤差縮小到5米以下,起到超遠程空地製導炸彈的作用。當攜帶重5千克、封鎖半徑50米的區域封鎖地雷時,一次可封鎖800*300米的範圍,用於補充東風係列彈道導彈的不足。在首輪東風-11、15彈道導彈發射後,即以大量M—7導彈摧毀台灣機場的機庫、塔台、防空陣地、油庫、彈藥庫、物資倉庫等固定目標,並對機場跑道進行補充打擊。還可以攜帶集束彈頭來壓製固定防空陣地,或使用電子幹擾彈頭對敵雷達、通訊、防空陣地等目標進行近距離幹擾。在某種程度上,便宜量足的M—7可以用來彌補我空軍對地攻擊能力的不足。


  巡航導彈滯空時間長,更適合打擊時間關鍵性目標,例如機場搶修隊、機動防空係統、準備升空的戰機等。要達到這樣的能力一方麵需要抗幹擾的高速彈載數據鏈,隨時接受目標信息並進行目標識別;另一方麵需要油門自動調節功能,以延長導彈的巡邏時間。例如戰術戰斧導彈可以在600千米外進行2小時的巡邏,待機進攻隨機出現的高價值目標,假如我軍裝備項類似的導彈,就能夠隨時打擊台灣機場上出現的關鍵目標,實現對機場的持續封鎖。我軍巡航導彈目前已經裝備兩個旅,大約54輛四聯裝導彈發射車,一次導彈最大突擊數量約為200枚。


  台灣空軍機場搶修


  針對我軍對台灣機場的打擊,台灣軍隊也有所防備,先後從美國引進了五套價值4300多萬美元的新型機場跑道搶修設備,並於2002年4月進行“漢光18”演習期間,對其進行了首次調試和試用,在2004年舉行的“漢光20”演習中,對該設備進行強化性適應訓練。該係統主要由折疊式玻璃纖維墊、鋁板、工具箱、簡易跑道邊緣標記係統和機場緊急照明係統組成。AM-2是一種裝配起來的鋁板,由中空的主板組成,每端焊有伸出的接頭。每塊板長3.6米,寬0.6米,重70千克。鋁板能夠在現場組裝成所需的尺寸,適合於搶修直徑小於6.1米的彈坑,每套可修複彈坑數量大約為10-15個。折疊式玻璃鋼道麵板是由兩層樹脂粘合的4020型玻璃纖維組成。每塊玻璃鋼道麵板長9.14米、寬1.83米、厚0.95米,每組由9塊板組成,隻需5分鍾就可將整個玻璃鋼纖維板展開,墊平大多數彈坑。板間采用玻璃纖維鉸接在一起,多組道麵板可方便地連接,搶修大麵積的彈坑,每套可修複7個彈坑。每套係統最多可修複40-60個大小彈坑。


  由於台灣空軍師從美軍,因為以美軍條令判斷台灣機場搶修情況。美軍機場搶修隊由損壞控製中心的作戰主任指揮,下轄搶救恢複中心(基地土木工程師)、機場損壞程度評估隊、備用損壞控製中心、跑道快速修複指揮官和負責軍士。修複指揮官下轄最小簡易跑道修複分隊長(下轄三個修複組)、滑行道修複分隊長(下轄三個修複組)、運輸分隊長、支援分隊長(負責異物清除、設置最小簡易跑道標誌、碎裂修複、最小簡易跑道照明、機動式飛機攔阻係統設置)。台灣在12個主要空軍基地均配備了連級編製的機場搶修隊,嘉義、花蓮、清泉崗、桃園以及澎湖馬公機場等大型或前線空軍基地優先配備了戰時機場快速搶修係統。


  《美國空軍跑道快速修複手冊》預測了美空軍基地戰時可能遭受破壞的受損程度,並規定了其搶修能力,分3種情況:R—1:4個小時搶修3個直徑12米大彈坑;R—2:4個小時搶修6個直徑12米大彈坑;R—3:4個小時搶修12個直徑12米的大彈坑。R一3是最嚴重的一種情況,跑道、滑行道上各有6個大彈坑,此外還可能有400個低當量子母彈坑。


  為了快速達到這一目標,美空軍研製成功戰時機場快速搶修係統,以模塊化的方式,使其可以根據不同任務進行不同的人員和機械設備配備。它提出了組織結構方法,將組織指揮、損壞評估、訓練地點、簡易跑道選擇、彈坑裝備車輛套件、最小簡易跑道彈坑覆蓋、滑行道彈坑覆蓋、碎裂部位修複、最小簡易跑道畫線、機場照明、飛機攔阻係統等l1個子係統,其中,除彈坑裝備是變量,而人員也隨之改變外,其餘部分相對穩定。裝備分3個變量,分別對應R—1、2、3情況。因此,有了這套搶修係統,就可以根據不同任務,及時製定相應的搶修方案。


  為了達到4小時內修複3個直徑12米的大彈坑,美軍R—1係列設備包括:3台挖掘機、3台平地機、3台T-7型推土機、6台4立方碼前卸式裝載機、3台2.5立方碼前卸式裝載機、3台震動式壓路機、8輛8立方碼自卸車、4輛5噸自卸車、3輛10噸牽引車、3輛7.5噸牽引車、3輛22噸拖車、3輛60噸拖車、2輛真空清掃車、2輛牽引式清掃車、2台塗料機、2輛高機動性多用途輪式車輛、3輛跑道快速修複拖車、3輛1500加侖水車、3輛8噸吊車、4套碎裂修複工具、1套最小簡易跑道標識係統、1套跑道快速修複機場照明基本工具、3套AM-2型跑道快速修複異物損壞防護工具、1套AM-2輔助工具、1套跑道快速修複基本設備輔助工具、1套折疊式玻璃鋼道麵板異物損壞防護工具(A套)、2套折疊式玻璃鋼道麵板異物損壞防護工具(B套)—固定係統。


  R—2係列裝備還要增加3台挖掘機、3台3台2.5立方碼前卸式裝載機、3輛8噸自卸車、3輛跑道快速修複拖車、3台4立方碼前卸式裝載機、3台震動壓路機、4輛高機動多用途輪式車輛、1台柴油發電機、6套強力照明燈/發電機套件。R—3係列裝備繼續增加7輛8噸自卸車、4台4立方碼前卸式裝載機、2台真空清掃機、5輛汙物清掃機、6套強力照明燈/發電機套件。.


  這套係統搶修小彈坑時存在一些問題,因為很多大型壓實機械在搶修中無法使用,同時美軍對小彈坑的搶修方法和技術的研究較少,多數研究和探索都是針對大彈坑的。訓練和演習結果表明,小彈坑的搶修時間與大彈坑差別不大,是搶修大彈坑時間的75—80%。因此判斷台軍機場搶修隊在使用美軍機場快速搶修設備時,修好單個直徑8米彈坑時需要3-3.5小時。


  美軍認為機場搶修任務首先是未爆炸彈的排除,以確保搶修人員和設備的安全。然後進行機場破壞情況測定與評價,因為機場跑壞後道麵上會形成許多彈坑,對所有彈坑進行搶修不僅難度大,而且時間不允許;在搶修方案確定前對道麵跑壞情況進行調查和分析,確定最佳的修複方案和最小搶修工作量。在道麵損壞情況調查和評價的基礎上,依據最小飛機起降窗口確定最小搶修範圍。道麵修複工作包括清理彈坑內鬆土層、清理彈坑周圍的飛散物、鑿除彈坑邊緣破碎的道麵板、壓平彈坑周邊隆起高度不大具有較好承載能力的道麵板、修複彈坑的基礎和麵層,這是戰時機場道麵搶修研究的關鍵和重點。麵層搶修完畢後應對機場內碎石、浮土進行清掃,如時間允許應快速完成搶修好道麵的劃線工作。在機場搶修過程中,敵軍可能再次攻擊,致使搶修機械遭受破壞,因為應準備大型拖車和吊車即使拖走損壞的機械設備。


  搶修跑道位置選擇時除考慮搶修的工程量最小外,還應遵循以下原則:1、應急起降跑道盡量選擇在原跑道中心線的位置;2、應急起降跑道至少有一條聯絡道與滑行道和飛機隱蔽點相聯通,聯絡道盡可能位於應急起降跑道的端部;3、應急起降跑道盡量使用原機場的攔阻導航係統;4、應急起降跑道上道麵和附屬設施的損壞應盡量小:5、未爆炸彈盡可能不影響搶修的施工;6、應急起降道端頭的300米內盡可能沒有彈坑;7、方便施工機械設備和材料的運輸和裝卸。


  從上文可以得知,台灣軍隊要想在彈道導彈打擊過的跑道上清理出足夠飛機起降的窗口,在搶修隊作業水平需達到美軍標準得前提下,至少需要3個小時的時間,而且這期間還不能再次受到敵軍的空襲,也不能損壞過多的機械設備。在整個搶修過程中,損壞評估、道麵修複、清掃劃線等工作需要時間一定的情況下,跑道搶修速度主要取決於未爆彈的排除速度,在未排除完畢的情況下,後續搶修工作無法開展,戰機也就不能升空。


  
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