如何判断战机的好坏
作战 效 能 评估技术是近年来航空领域广泛关注的研究项目，是二十一世纪综合性、前沿性技术。综观飞机的研制过程，战效评估在飞机战术技术经济可行性论证阶段以及作战使用研究等方面都具有重要的作用。本文从飞行力学和计算机数学模拟仿真的角度出发，对歼击机空战效能评估方法进行研究，内容包括如下几个方面: 1) 自 动 化空战模拟原理。提出战术动作、飞机质点运动方程、战效评估准则以及计算机计算有机结合的闭环模拟机理，给出适合飞机方一案论证阶段使用特点的空战模拟方法。 2) 空 战 初始态势设置、空战战术动作组合的战术理论依据。通过对可能面对的作战使用环境下的作战对象能力分析，从飞行力学的角度出发，提出符合飞机战术使用原则的战术动作组合的理论依据，建立战术动作理论数学模型。 3) 根 据 近距空战的特点，分析近距导弹带离轴角发射的使用条件，建立适于空战模拟的数学模型。 4) 以 某 第三代战斗机为例进行空战模拟计算机仿真，结果表明:在考虑模拟双方不同的高度、速度、两机距离和方位的态势下，能够实现多次的自动化模拟仿真计算，计算的战损情况与国外相关资料数据对比总体趋势吻合，结果具有较高的可信度。表明了本文中给出的空战效能评估方法在工程应用中具有重要的作用。同时也证明了模拟方法、数据处理、战术动作链以及数学模型是正确的。另外，还对影响超视距、近距空战效能的主要胜机参数进行了定量分析。 本研究对型号研制和预先技术研究有重要应用价值 。关键词:空战模拟，战效评估准则，空战初始态势，战术动作链. 
1.1概述 
歼击 机 作 为现代的武器装备，随着科学技术的发展，其各系统的构成和功能越来越完善和先进。随之而来的问题，飞机的研制经费和单机价格相应增高，研制周期也随之增长。在新机研制、老机重大改进等投资决策时，需要进行必要的效费比分析。歼击机效费比分析的基础和难点在于如何评价其作战效能。空、海军使用部门对某机型制定采购计划或向研究部门提出新要求时也迫切要求分析与作战对象对抗的作战效能情况:研制部门在研制工作中，对某项新技 
术做技术决策时，在技术上可行，经费不超指标的情况下，主要考虑尽最大可能满足部队的需要，而判断是否满足需求的重要方面需进行作战效能分析。因此，歼击机空战效能分析研究是科学技术发展所推动出来的要求;是从事武器装备研制各层次人员工作的客观需要。战斗机的作战效能评估是一项综合技术和一种衡量战斗机优劣的手段，是将战斗机作为一个武器系统来评估的,其充分反映了飞机所采用的主要技术对作战能力的影响。根据以往的空战经验和战术理论研究的发展，由于在不同的空战阶段中，战斗机机群的组成、机动飞行轨迹、火控系统和使用武器各不相同， 
因此，战斗机的空战主要分为两个阶段:超视距空战，近距空战。超视 距 空 战效能主要取决于机载设备和武器;近距空战效能主要取决于飞机的机动性能和导弹的离轴能力(包括采用光电雷达或头盔)。作为第一.二代飞机，基本上没有超视距空战能力(只有少数第二代飞机改进型实现了超视距攻击)，近距空战效能相对也较差。第三 代 飞 机的早期型，如F一比A飞机，以改善机动能力，提高近距作战效能为主，第三代飞机机动性比二代飞机平均高70%左右，导致两代战斗机的近距作战效能相差2一3倍，随着技术的发展，第三代战斗机的改进型，如F一16C飞机，挂装了AIM一7F中距导弹，超视距作战效能大大加强。第四代 战 斗机为了进一步提高飞机的作战效能，远距采用隐身技术和超音速巡航方式，装远距离探测雷达，挂主动雷达型空空导弹;近距则采用先进的气动布局，具有良好大迎角气动特性和推力矢量，在第三代飞机的机动性基础上，强调提高飞机的敏捷性、过失速机动能力队.空战效 能 分析工作早已为世人所重视九十年代前评价歼击机的作战有效性，主要用加权参数法，该方法属静态评估法，在很大程度取决于使用者的经验。八十 年 代 ，我国研究空战模拟的途径，主要用微分对策，该方法计算工作量大，也不能直接反映飞机及其武器系统的参数影响。飞机设计中使用甚为不便，且其计算结果的可信度往往也令人产生怀疑。八十年 代 末，我国自行研制出一个可以模拟飞机作战动作的空战战效分析软件。该软件对火控系统和导弹等模拟的简单，对评价现代歼击机的作战效能还存在一定的差距。 
1.2国外作战效能技术发展动态 
美国,俄罗斯等航空发达国家十分重视军用飞机的作战效能的研究，都设立专门的机构从事这些方面的研究工作，如俄罗斯的高斯尼亚斯，由专门的部门进行航空武器系统的作战效能研究。 
国外 早 在 七十年代就提出用计算机仿真和半物理模拟相结合，有人在环的空战模拟装置。建造这种设施耗资大，而且计算周期长，美、前苏联、法、英、德等国都曾建造过这类设施来进行空战模拟。 
八十 年 代 随着电子计算工作站和微机的迅速发展，仿真技术的广泛应用，无论美、欧还是俄罗斯都采用数字仿真为主的战效分析手段。美国的F一22飞机设计时，为确定飞机、火控系统和武器等参数的匹配，曾在微机上进行一百万次包括各种情况的空战模拟，每天要完成一万次的空战模拟。从国外 各 种作战效能研究的情况看，可以把飞机作战效能研究按其复杂程度初步分为四级[8::对比法(性能参数分析)，计算评估法(效能指数分析)，计算机模拟法(模拟器空战半物理仿真和计算机空战全数字仿真)和试飞(真试飞及空战演习的全物理仿真)。每种方法都有各自的优缺点，适合一定的应用范围，很多时候不同方法需要互相补充才能更好地说明问题。其中模拟器空战仿真和计算机空战仿真在顶层分析论证阶段被广泛采用。 
1)对比法 
这种 方 法 在工程应用中经常使用，其主要的表达形式就是以列表方式，根据所要比较的作战对象，将主要指标参数同时列于表中，然后进行比较分析一般列 于 表中的参数主要有:性能参数，雷达参数，导弹参数以及RCS等性能 参 数 包括飞行包线(飞机高度、速度范围)、定常盘旋过载、瞬时盘旋角速度、爬升率、航程和作战半径、起飞和着陆滑跑距离等。雷达参 数 包括雷达的探测距离、跟踪距离、搜索及跟踪空域等。导弹参数包括导弹的攻击距离、过载、离轴角、末制导距离等。 
2)计算评估法 
计算评估法是选择与作战飞机效能密切相关的参数，按一定规律进行计算得出代表效能的指标或效能高低代表值的方法。该种方法的例子如近距攻击系数方法、作战效能指数方法等。近距攻击系数方法具体的公式表达为N（稳定盘旋过载），Nyinax（最大使用过载）SEP（单位剩余功率）的一个方程，通过选取上述参数值，就可以计算出近距攻击系数值，经过不同飞机的上述计算，就可以得出每架飞机作战效能的高低。 
作战效能指数法又可分为空空效能指数和空地效能指数，运用计算评估法关键的问题是选择评估参数。对不同的作战飞机应按其主要任务选择关系密切的参数，例如，评估空空效能可选用与机动性武器攻击力和探测目标能力有关的参数:评估空地效能可选用载弹量、外挂武器的挂架数量和生存力、突防能力等有关的参数。对于有些参数难以通过技术计算得出结果的，可通过专家决策来选取。 
3)计算机模拟法 
计算机模拟法分为数字模拟方法和空战仿真(空战模拟器)方法。其中模拟计算都是依据飞机的确切数据和运动方程逐步计算出飞机的飞行轨迹进行空战，计算结果都是以损失比的形式给出，并且需要多次空战模拟计算，才能最终得到统计平均值。空战仿真是在数字模拟的基础上发展起来的，采用六自由度运动方程，增加了座舱视景系统、飞控系统和教官监控系统等，操作需要有油门杆、脚蹬、驾驶杆及雷达截获、武器发射按钮。 
4)试飞法 
试飞方法相对复杂，能够真实评价空战双方的作战效能，但花费的时间、经费和人很大，实现起来有很大的困难。由于数字模拟方法综合了飞机气动性能、雷达火控、导弹和隐身等专业技术，并与.咙斗机的空战战术要紧密相结合，国内目前从理沦和仿真方面尚需要完善。从发展的趋势看，战效评估技术将成为未来飞机设计的必备技术，因此，从工程应用的角度出发，开展此项研究，跟踪世界先进技术，更好的为型号应用是十分重要的。 
1.3空战的基本特点及效能评估研究的意义 
第三 代 战 斗机是以导弹作为主要武器进行空战的战斗机，通常认为现代空战由超视距空战(BeyondVisualRailge)和近距(closein，或视距内winvisuRange) 空战两个阶段组成，但各阶段的空战特点不同在超视 距 空战阶段，战斗机的活动带有机群作战的特点．一般，战斗机被分为不同的战术任务组，其中每一组都应完成总作战意图所规定的任务，例如拦截敌方轰炸机群，准备与敌方护航战斗机遭遇等等。但无论如何，每一机组为完成预定任务所做的机动飞行都应保证战斗机进入武器发射的有利状态。为此，可认为战斗机的空战模式由以下阶段组成: 
一 接近与搜索阶段。此时战斗机按地面(或空中)指挥员的命令爬升到预定的飞行高度，并向目标接近。当目标进入战斗机的机载雷达探测范围之内时，战斗机的飞行力图使雷达截获目标。随后，战斗机进入保证导弹发射条件的预备性机动阶段; 
— 预备性机动阶段。在此阶段中，为了保证机载雷达始终截获目标，并使尽快地达到导弹发射条件，战斗机必须进行相应的曲线跟踪飞行． 
— 发射导弹以及发射后的制导阶段。当目标进入导弹攻击区时，即可发射导弹。但导弹发射后，对于采用半主动雷达末制导的中远程导弹，还要求战斗-机的雷达继续照射目标(为导弹提供修正目标位置误差必要的信息)，直到该导弹进入主动导引段开始为止． 
— 规避敌方导弹的攻击阶段。在此阶段中，战斗机完成急剧的机动飞行(例如加力转弯，俯冲等)以规避敌方导弹的攻击，最后战斗机退出超视距空战或进入近距空战。 
近距空战是在驾驶员目视可见目标，且没有地面(或空中)指挥员的信息支持进行的。由于此时敌我双方距离近，故决定了战斗的短暂性，且战斗机要完成各种急剧的机动飞行。在此条件下，急剧的机动飞行可划分为: 
— 搜索目标的机动飞行。例如目标在战斗机的上方时，采用战斗转弯机动飞行;反之，采用半滚倒转飞行等; 
— 保证实现发射导弹条件的预备性机动。在使用可离轴发射的全方位攻击导弹时，战斗机可能进行机动飞行的准则是使飞机的纵轴迅速指向目标。因为，在近距空战中，第一次发射导弹的有效性如何是对空战结局起着决定性作用的同时，在双方导弹性能对等的条件下，战斗机提前瞄准目标的时间应不小于导弹飞到目标所用的时间;