蘭切斯特方程

蘭切斯特方程又稱蘭徹斯特戰鬥理論或戰鬥動態理論,是應用數學方法研究敵對雙方在戰鬥中的武器、兵力消滅過程的運籌學分支。

蘭切斯特把戰鬥簡化爲兩種基本情況:遠距離交火和近距離集中火力殺傷。遠距離交火時,一方損失率既和對方兵力成正比,也和己方兵力成正比,以微分方程表示即爲
dy/dt=-a*x*y
dx/dt=-b*x*y
其中x和y分別爲紅軍和藍軍的戰鬥單位數量,a和b分別爲紅軍和藍軍的平均單位戰鬥力,因此雙方實力相等的條件爲
a*x=b*y
即任一方的實力和本身戰鬥單位的數量成線性關係,也稱蘭切斯特線性律。這就是說,如果藍軍平均單位戰鬥力(包括武器、訓練等因素)是紅軍四倍的話, 100 名藍軍和400名紅軍的戰鬥力相同,100名藍軍和400名紅軍交戰的結果是同歸於盡。集中優勢兵力只是拼消耗,並不佔便宜。但近距離集中火力殺傷時,一方損失率僅和對方戰鬥單位數量成正比,而和己方戰鬥單位數量無關,即
dy/dt=-a*x
dx/dt=-b*y
雙方實力相等的條件變爲
a*x^2=b*y^2
即任一方實力和本身戰鬥單位數量的平方成正比,也稱蘭切斯特平方律。仍假定藍軍平均單位戰鬥力是紅軍的四倍,100名藍軍和400名紅軍近戰後,當藍軍 100人全軍覆沒時,紅軍仍有sqrt(400^2-4*100^2)=346人留下(這裏sqrt爲平方根,^2爲平方),即損失54人。這就是集中兵力打殲滅戰的數學依據,而且優勢兵力一方的實際損失比劣勢兵力的一方還小。
考慮另一個情況:200名藍軍和400名紅軍交戰,雙方實力相等(sqrt(400^2-4*200^2)=0)。如果紅軍通過戰術動作或計策使藍軍分成各爲100人但互不支援的兩半,則紅軍可以 54人的代價先殲滅藍軍的第一個100人,再用剩餘的力量以64人的代價殲滅藍軍的第二個100人,紅軍總代價爲118人,總戰果爲200人。這就是“各個擊破”原則的數學解釋,也是兵敗如山倒的數學解釋,因爲兵敗的典型特徵是各自爲戰,首尾不顧,在客觀上強化了被各個擊破的機會。
仍然考慮藍軍100人,紅軍400人,雙方戰鬥力差距爲4:1的情況,但雙方距離很遠。如果紅軍付出一半的代價推進到近距離,按4:1的線性律,這時紅軍還剩200人,藍軍50人,但接下來紅軍就可以發揮近戰優勢,以27人的代價消滅藍軍的第二個50人。這就是勇猛突破、近戰殲敵以克服敵人遠射火力優勢的數學解釋。

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