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中華民國榮民,中華戰略學會資深研究員,曾任海軍中權軍艦艦長,美國海軍戰爭學院績優畢業,英國赫爾大學政治學博士,目前在大學執教國際關係等政治學入門課程。勤於媒體針砭時政與探論國際現勢,亦經常接受媒體電訪;偶爾出席政論節目,評論政軍議題。
最近因為臺灣某位退役將領在政論節目,針對運用防空飛彈攔截地對地導彈,在發射多發以便接戰狀況下如何計算攔截率,提出極為荒誕離奇演算結果,隨後成為兩岸網友嘲弄笑柄。
當事件透過媒體報導曝光後,許多網友亦藉此重溫機率統計演算公式,很快就獲得相當共識,亦在適當假設前提下,計算出合理結果。但話說回來,對於估算防空飛彈攔截率來說,其實還有很多基本性質,值得深入說明介紹;在此提出下列諸多觀點,提供讀者參考,亦請不吝指正。
首先必須指出,防空飛彈攔截率數值是隨其所接戰目標性質而定,對不同來襲目標,由於相互間基本諸元與運動性能差異甚大,因此在接戰過程中,不論從最初偵獲目標,隨後加以定位、追蹤、鎖定並完成目標運動解析,最後導引控制防空飛彈予以攔截,甚至在攔截彈道最後近迫階段,不論採取直接命中撞毀,抑或是藉由觸發近迫引信,讓彈頭爆炸釋放殺傷彈頭碎片摧毀目標,都會隨著目標本身性質存在多項變數,因此防空飛彈攔截率數值確實是隨其所接戰目標性質而定。
其次就算是針對特定來襲目標實施攔截,整體攔截率亦要受到來襲目標所採取之進襲運動軌跡影響,最後產生差異極大數值。舉例來說,來襲目標採取不同進襲角度,以近似垂直地面軌跡俯衝下降,或是以不同攻角指向其預定彈著點或是所預定攻擊目標點,甚至是採取超低空模式進襲時,對比防空飛彈攔截性能來說,都會影響其攔截成功機率。
誠然就特定戰區彈道導彈系統來說,其在發射後最初與中段彈道大體都有固定模式,其運動軌跡都相對上比較容易掌握與計算,但是在其越過預定彈道最高點,開始下降直指預定攻擊目標點之終端彈道,就會透過變換軌跡與速度,配合發射干擾誘標,產生很多影響防空飛彈攔截效果負面變數,這都會影響攔截成功機率。
假若來襲目標是配有駕駛員,能夠因應狀況加以制導之戰機,或是透過中信中繼能夠從遠端遙控之無人機,其進襲模式就更具有彈性,就計算攔截率來說,其演算複雜度就會大量提升。假若還要考量在進襲過程中,戰機或無人機還會釋放反制誘標,實施電子對抗干擾,並且釋放無導引武器或是投射導引武器,整個接戰狀況就更加複雜,此時對計算攔截率來說,更是讓人頭痛嚴重挑戰。
再者就要提醒,大多數防空飛彈系統都是能夠讓其有效接戰區(envelop)能夠涵蓋廣大區域,所以此時就是能夠承擔區域防空任務之防空飛彈系統,而不是僅限於提供自身防衛之點防禦武器系統。有效接戰區有時會被翻譯成防空飛彈接戰包絡線,其實此項有效接戰區為以防空飛彈陣地為中心之立體區域,而從其剖面來看確實是像工程圖學所用包絡線,因此才有此種翻譯方式。
而負責區域防空任務之防空飛彈系統,在偵獲目標來襲時,首先就必須判斷與計算該目標預定彈著點,假若其可能彈著點遠超出其區域防空任務作戰責任區時,就算其飛航軌跡會穿越其有效接戰區,通常防空飛彈系統任務指揮官亦不會狗拿耗子多管閒事,任意浪費彈藥攔截對其區域防空任務作戰責任區,絕對不會構成威脅之目標。
然後就要注意,目標動向不但亦會牽動有效接戰區涵蓋範圍,更會影響最終攔截成功機率。許多讀者很可能會很驚訝地發現防空飛彈有效接戰區不是個固定範圍,換言之,有效接戰區不是依據防空飛彈在不同高度有效射程所決定,而是必須依據目標動向而有所調整。
對於高速接近目標,由於相對運動影響,因此當目標進入到特定距離,即使是超過防空飛彈最大有效射程,此時就可以發射接戰,因為攔截點會在其最大有效射程之內,因此就會擴大有效接戰區涵蓋範圍。反過來說,對於運動軌跡是已經超越防空飛彈陣地,並在態勢上是反向遠離之目標來說,其相對運動就會壓縮有效接戰區涵蓋範圍,當然這兩種不同運動軌跡,必然也會影響防空飛彈攔截率。
此外就本次引發各界嘲弄之發射多發防空導彈接戰時,其整體攔截率演算問題來說,吾人可能必須思考到,除非防空飛彈是能夠具備射後不理,完全具有自主追蹤導控迎戰來襲目標能力,否則依據各個防空導彈陣地,基本上都是多個發射架與相對數目有限之導引系統相互搭配,特別是對於發射後還必須仰賴照明雷達(illuminator radar或target illuminator)之導引控制模式,採取對相同目標連續射擊多發防空導彈,其實是存在著相當限制。
而且就機率統計上來說,相同陣地與導引系統針對相同目標,連續發射多發防空導彈接戰,就算是使用不同照明雷達,以不同頻率進行導引,恐怕要讓人接受各發防空導彈攔截過程互為統計獨立事件,確實是存在著數學推論演算風險。
正因為在相同飛彈陣地,連續以多發防空飛彈接戰,就算是能夠射後不理靠飛彈本身追熱導引,都有可能相互干擾,更遑論必須運用照明雷達繼續導引控制,更要避免導引指揮控制信號通信波道頻率相近,產生干擾影響導引精度,確實存在著技術障礙,除非萬不得已,否則不會採取相同陣地連續發射接戰模式。
因此防空作戰才會要講求建構整體防空作戰體系,以便統一火力管制,運用不同發射陣地,構成防空飛彈交叉火網,才能避免相互干擾,從而提升接戰攔截成功機率。而且唯有在不同發射陣地,以多發防空飛彈對著相同目標集火射擊,才比較有可能構成前述在推算多發防空導彈攔截率上,所必須獲得之統計獨立事件假設前提要件。
在此必須點破,幾乎所有防空飛彈攔截率都不是經過實際測試所取得實證數據,此因透過實彈射擊模擬過程中,很難真正建構出假想敵手進襲時所發射之戰區彈道導彈來襲軌跡,或是敵方戰機或無人機所採取進襲時飛航軌跡,甚或是從空中儎臺所發射對地導彈之飛航彈道。所以通常是利用計算機建構演算模型,經由隨機亂數產生器取樣決定空中威脅進襲模式,再透過模擬防空飛彈接戰過程,最後勉強推估出某些特定條件下之防空飛彈攔截率。
所以許多防空飛彈在對外公布其攔截率數據時,其數值多半都會是某個有限範圍,就是因為太多不可預期之可變因素所致,因此絕對不可能是某個斬釘截鐵之單個數值。其實戰爭過程與戰場應對本來就是充滿變數,戰前會有很多江湖術士胡亂猜測擺出鐵口直斷架式,但是戰後發現都是胡扯亂講,還是會有這些吹噓蒙騙之途仍然鐵齒抵賴不會去認帳!
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