基于JICM模型的导弹武器攻击空军基地作战评估

摘 要： 本文借鉴兰德公司公开发布的军事净评估报告，自主探索美军基于解析模型驱动的作战效能评估理论，详细研究了联合一体化应急作战模型JICM中精确制导武器打击空军基地的分析评估方法，并开展推演计算。结果表明，空军飞机出动架次能力受空军基地损毁的影响较大，在制空权的争夺中起至关重要的作用，对现代实战化作战推演评估问题的深入理解和运用具有积极的理论意义。

关键词：作战推演； 效能评估； 联合一体化应急作战模型； 解析模型； 空军基地； 导弹

中图分类号： TJ760； V351

文献标识码： A

文章编号：1673-5048（2023）05-0066-06

DOI： 10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0270

0 引  言

“联合一体化应急作战模型（Joint Integrated Contingency Model，JICM）”，是兰德公司在美国国防部净评估办公室（Office of Net Assessment）资助下开发的集战略和作战两个层面的一套自动化多场景兵棋推演系统，主要用于对未来战争的评估及武器技术和战术的评估。JICM模型诞生于冷战时期，但至今仍然在支撑美国参谋长联席会主席、各作战司令部、军种和联合分析人员作战分析方面扮演着重要角色。2000年，国家安全研究部国际安全与防务政策中心研究人员应用JICM模型和“鱼叉”模型等作战分析工具，围绕典型登陆作战进行计算机作战模拟实验，详细裁定了空军基地被实施精确导弹攻击后，空军出动作战架次能力下降的情况。然而，在发表的资料中，仅给出推演结果，并未对分析推演方法进行详述，无法掌握其作战评估的理论研究方法。

而现代作战中，空军基地的作战能力至关重要，关系到能否与数量占优的对方空军持续作战，更关系到战役转折点——争夺制空权［1-5］。因此，本文基于兰德公司的JICM模型，自主探索研究了对空军基地实施空中和导弹攻击的推演评估理论，不仅能够窥透美军净评估方法，并且更有助于对实战化作战推演评估问题的深入理解和运用，具有积极的军事理论意义。

1 联合一体化应急作战模型

“联合一体化应急作战模型”是1994年初针对冷战后的战略环境变化，由兰德公司战略评估系统发展而来的新版本——联合一体化应急模型1.0～3.0版。该系统广泛应用到分析战争领域。在美国国防部长办公室下属的项目分析与评估办公室等机构倡导下，逐步完善成为一套真正的全球分析和兵棋推演系统［6-10］。

“联合一体化应急作战模型”（JICM）是模拟重大地区性突发事件的对策结构式模型，其中包括战略机动、多战区常规战争和海战模拟等内容。它提供的决策模型可用于协助进行兵棋推演和分析，甚至可以假设某参与者的角色，还可作为军事行动和对战模型。

“联合一体化应急作战模型”由司令部和“政府政治-军事决策模拟”模型、战役模型和支持兵棋构建分析及兵棋推演的系统软件组成，其中：

（1） 司令部方和政府方： 记录预期军事和国家级作战计划；

（2） 战役模型： 也称为“军方”，包括覆盖中欧、朝鲜半岛、北欧、南欧、波斯湾和中东的集成战区模型、后勤和动员模型、海战模型、核部队作战模型等；

（3） 兵棋推演系统软件： 包括软硬件系统和相应配套工具。

2 攻击空军基地作战分析与效能评估

本文采用了作战场景设计—作战任务分析—输入变量分析—推演计算—结果分析的净评估思路［11-12］。

（1） 划分了战役的四个阶段，规定了每个阶段的作战目标；

（2） 通过对整个战役环节的任务重要性分析，确定报告的研究范围为制空权争夺；

（3） 进行初步分析，确定在战争中起决定性因素的关键参数；

（4） 针对每一个关键参数，分析影响该参数的输入变量，利用相应的JICM子模型，对结果进行推演；

（5） 根据推演结果，分析每个关键参数对战役的影响，并提出建议。

2.1 作战场景设计

本文将战役划分为四个阶段：

第一阶段，双方将为夺取制空权而战；

第二阶段，有可能与第一阶段同时开始，将是夺取海上控制权的斗争；

第三阶段，其后的空袭将集中“软化”对手的防御能力；

第四阶段，包括实际的登陆作战，如两栖登陆、空降突袭和直升机攻击。

2.2 作战任务分析

假设执行防御作战的为A（甲方），执行进攻作战的为B（乙方）。

在整个战役中，争夺制空权的战斗是关键。甲方的空军基地必须始终保持作战能力，这样甲方空军的战斗机部队才能与占数量优势的乙方空军持续作战。这使得甲方必须始终保持出动作战架次的能力，最大限度地利用其较小规模的部队，而乙方肯定也会通过导弹和空中攻击破坏甲方空军基地的正常运转。

根据公开的数据库，本文进行了一系列分析， 以确定可能在战争中起决定作用的7个关键变量，即

（1） 乙方用于进攻的空中力量的规模和编成；

（2） 双方具有“发射后不管”能力的超视距中程空空导弹的拥有量；

（3） 乙方使用的中短程弹道导弹的数量与质量；

（4） 乙方武库中拥有的先进精确制导弹药，如激光制导炸弹和全球目标定位系统制导武器的数量；

（5） 甲方出动作战飞机架次的能力；

（6） 甲方空军飞行员的质量；

（7） 第三方干预时为保卫甲方投入空中力量，包括陆基与海基空中力量的水平。

本文中以关键参数（5）为研究对象，分析攻击甲方空军基地作战，评估甲方空军出动作战飞机架次受到的影响。

2.3 作战评估原理

“联合一体化应急作战模型”（JICM）中空空作战和空地作战的损耗评估原理如下。

2.3.1 空空作战

在JICM模型中， 空空作战双方战斗损耗的裁定模型为［13］

第一步裁定：

（A乙）1=（FSF）×S甲×N甲×（EK）甲（1）

（A甲）1=（FSF）×［（S）乙－（A乙）1］×

N乙×（EK）乙（2）

第二步裁定：

（A甲）2=［1－（FSF）］×S乙×N乙×（EK）乙（3）

（A乙）2=［1－（FSF）］×［S甲－（A甲）2］×

N甲×（EK）甲（4）

式中： （A甲）1，（A甲）2分别为甲方战斗机编队在第一步和第二步裁定中的战斗损耗； （A乙）1，（A乙）2分别为乙方战斗机编队在第一步和第二步裁定中的战斗损耗； S甲为甲方战斗机的交战架次数； S乙为乙方战斗机的交战架次数； （FSF）为战斗机易损性较低的一方（在本文中为甲方）的导弹先敌发射率； N甲为甲方战斗机每架次发射导弹数； N乙为乙方战斗机每架次发射导弹数； （EK）甲为甲方每枚导弹的期望杀伤率； （EK）乙代表乙方每枚导弹的期望杀伤率。

因此，将式（2）和式（3）合并，可以得出甲方战斗机在空战中的总损耗A甲［13］，即

A甲=［S乙－（FSF）2×S甲×N甲×（EK）甲］×

N乙×（EK）乙

将式（1）和式（4）合并，可以得出乙方战斗机在空战中的总损耗A乙［13］， 即

A乙={S甲－［1－（FSF）］2×S乙×N乙×（EK）乙}×N甲×（EK）甲

2.3.2 空地作战

在JICM模型中，空军基地出动飞机架次的能力随着跑道和维修场站变化的评估方法如式（5）所示。

架次出动率=0.4×跑道生存率+0.4×维修场站生存率+0.2（5）

式中： 0.4表示跑道或维修场损毁对飞机出动架次能力影响程度的权重系数为40%； 0.2表示空军基地出动飞机架次的能力可削减的最低水平为20%。

空军基地的修复按照指数函数计算：

跑道完好百分比=0.98×（1.0－e－0.1t）（6）

维修场站完好百分比=0.90×（1.0－e－0.01t）（7）

式中： t为修复所用时间。

3 作战效能计算评估方法

根据构建的任务场景和控制变量进行作战效能计算与评估，分为空空作战和空地作战两部分。

空空作战的目的是乙方的进攻战斗机编队与甲方升空防御战斗机编队对抗，剩余的战斗机编队携带制导武器进入对地攻击范围。

空地作战的目的是乙方战斗机发射精确制导武器，配合地地攻击精确制导导弹，对甲方空军基地的设施与跑道进行打击。

3.1 控制变量设计

乙方为了最大限度地阻止甲方防御飞机出动，每次空中打击之前都要对地空导弹阵地、机场等实施导弹袭击，而后采用战斗机进行搜索并攻击机场设施与跑道。

甲方空军基地存在的薄弱环节突出体现在以下3个方面：

（1） 陆上储油罐和油罐车停放设施容易成为导弹和空中袭击的目标。航空油料补给的减少会对甲方空军的作战节奏造成显著而有害的影响，在对甲方实施大规模攻击的情况下，这样的负面影响会造成致命后果。

（2） 就像油罐储运场一样，无防护的大型发动机和航空电子支援设备维修厂也可能在空中或导弹攻击下，或特种作战中陷于瘫痪。

（3） 飞行地面、跑道和滑行道，可能会被子母弹散射的弹坑所破坏，散布的地雷可能会阻碍修复行动。在争夺制空权的战斗中，即便短暂关闭跑道也是不允许的。

因此，影响甲方空军基地攻击任务的控制变量如下：

（1） 陆上储油罐和油罐车停放设施生存率；

（2） 跑道生存率；

（3） 维修场站生存率。

3.2 空地作战

乙方为了最大限度地阻止甲方防御飞机出动，每次空中打击之前都要对地空导弹阵地、机场等实施导弹袭击； 而后采用战斗机进行搜索并攻击机场设施与跑道。

在一个时间段中，乙方的打击编队包括约90架次执行战斗搜索任务的飞机，随后是250架次执行反航空兵进攻作战和空中遮断任务的飞机，同时还有90 架次的护航飞机伴随。甲方出动400架次执行反航空兵防御作战任务的飞机。

假设甲方为易损性较低的一方，则有： 甲方交战架次S甲=400，乙方交战架次S乙=430。

JICM模型中，在裁定每个防御编队对抗分配给它的攻击飞机时，首先要确定易损性最低方的先敌发射率。如表1所示。

甲方飞机主要为幻影2000和改型飞机，幻影2000的易损性为0.5； 改型飞机的易损性为0.8，根据JICM子模型，有

（FSF）=0.5+0.5×（Vh-Vl）0.2（8）

式中： Vh为高易损性； Vl为低易损性； 0.5表示当易损性相同（即易损性之差为0）时，各方的先敌发射率均为50%。

因此，先敌发射率为

（FSF）=0.5+0.5×（0.8－0.5）0.2=0.89

双方每次空战任务所携武器及单枚武器的期待杀伤率见表2。

甲方飞机幻影2000每架次发射导弹数为2枚，改型飞机每架次发射导弹数为2枚。

因此，甲方战斗机每架次发射导弹数N甲=2。

同理，乙方战斗机每架次发射导弹数N乙=2。

甲方使用的导弹有米卡、AIM-7； 乙方使用的导弹有AA-2，AA-10，AA-11，AA-12。