近年来,导弹技术的扩散与日俱增。如今,世界上几乎每支军队都拥有战区弹道导弹(TBM)和巡航导弹(CM)武库。与常规空军相比,这些技术的获取和维护成本较低,但却具有许多相同的优势,如精确打击和纵深塑造作战。由于反导系统的成本远高于其瞄准的弹道导弹或巡航导弹,因此这种扩散的进展速度远远超过防空反导系统(ADA)的能力。此外,ADA 系统的大部分战术都是在过去的战场上形成的,只由数量有限的 TBM 或 CM 组成的小规模统一突袭。如今,ADA 系统面临着由大量不同类型的 TBM 和 CM 组合而成的系统组成的突袭。

本论文提出了一种新方法,可用于应对由不同类型 TBM 和 CM 组成的大规模复杂突袭,这些突袭试图压垮特定地点的 ADA 系统。这种方法可以识别技术差距,但主要重点是现有 ADA 系统如何调整战术,以尽量减少未被击落的威胁对友军造成的伤害。

迄今为止,几乎所有文献都对系统和战术进行了优化,以减少影响地面的 “漏网之鱼”(未被击落的威胁)的数量。然而,仅仅计算漏网之鱼的数量并不能充分描述对友军的影响。因此,这项工作的第一部分结合了现有的外部弹道、混凝土穿透、爆炸塌陷以及武器爆炸和破片破坏等方法,以创建一个可描述机场跑道、基础设施和停放飞机所受损害的综合程序。这项工作的第二部分重点是使用国防部认可的 ADA 仿真模型(称为扩展防空反导模拟 (EADSIM))对 ADA 导弹交战进行建模。

机场损伤模型和 ADA 仿真的运行时间从几分钟到几小时不等。它们也是随机的,因此需要对每个输入矢量进行大量运行才能正确理解输出范围。为了减少计算时间,以便进行后期优化,我们采用了实验设计和机器学习的方法,如神经网络和高斯过程模型,来创建快速运行的模型,预测这些模拟的输出结果。

本作品的最后一部分利用这些预测算法首先优化敌方火力计划,然后优化 ADA 防御战术,最后利用新型拦截导弹系统优化 ADA 防御战术。首先,必须优化敌方攻击计划,以发现对机场不同区域造成最大破坏的不同类型 TBM 和 CM 的组合。这种分析会产生一个非主要解决方案的前沿,这些解决方案能最大限度地提高不同的效果,如对跑道、飞机或燃料点造成的破坏。给定这组优化的射击计划,对友军的 ADA 战术进行优化,以便以最低的成本将友军资产的损失降到最低。然后使用多属性决策工具来选择一组特定的战术,并将这些战术与基本方案进行比较。

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