王文亮 張效義

(海軍駐南昌地區(qū)航空軍事代表室1) 南昌 330024)(中航工業(yè)洪都集團公司2) 南昌 330024)

1 引言

隨著當前軍事領(lǐng)域信息化步伐越來越快,未來海上對抗將朝著越來越智能化的趨勢發(fā)展。信息化條件下的智能作戰(zhàn)系統(tǒng)將擁有一體化信息支持能力、信息化火力打擊能力、多層次信息對抗能力及全方位綜合防護能力等先進作戰(zhàn)能力和特點,以美國航母編隊為代表的海上綜合信息作戰(zhàn)平臺擁有先進的信息化指揮攻擊和信息化防護能力,戰(zhàn)場對抗環(huán)境下的多層次綜合協(xié)同作戰(zhàn)能力優(yōu)勢顯著?；诖?在未來信息化戰(zhàn)場環(huán)境下,如何有效突破敵多層次信息化防御系統(tǒng),取得平臺對抗和戰(zhàn)場打擊的優(yōu)勢地位,已成為各國競相研究的重點項目。

未來戰(zhàn)爭中,為取得戰(zhàn)場對抗主動權(quán),必須對未來反艦導彈信息化、智能化作戰(zhàn)能力進行研究和規(guī)劃,具有信息化協(xié)同作戰(zhàn)能力的新型智能反艦導彈必將成為突破敵信息化全方位綜合防護系統(tǒng)的有效手段。本文將結(jié)合未來新型智能反艦導彈的發(fā)展趨勢,針對協(xié)同作戰(zhàn)、快速信息化規(guī)劃、智能攻擊等未來反艦導彈發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)展開論述,以期切實提高未來反艦導彈武器系統(tǒng)在高信息平臺對抗環(huán)境下的作戰(zhàn)能力。

2 水面艦艇信息化戰(zhàn)場防御系統(tǒng)淺析[1～2]

目前,以美國航母編隊為代表的水面艦艇信息化戰(zhàn)場防御系統(tǒng)已具備了全方位、多層次的情報收集、戰(zhàn)場攔截及主動干擾能力,可以實現(xiàn)針對來自水下、水面、陸地、空中各方位的攻擊的早期預警,并且可以對其在遠程、中程和近程分別實施攔截。由于配備有先進的信息化探測、預警設(shè)備,在距離很遠處就能夠發(fā)現(xiàn)來襲目標,對目標精確鎖定后實施攔截。防御系統(tǒng)的快速、機動靈活性,保證了在第一次攔截失敗的情況下,還有充足的時間對目標進行第二、三次攔截。先進的指揮系統(tǒng)能同時指揮多枚導彈協(xié)同發(fā)射,實現(xiàn)對多個目標的快速攔截,同時還可配合主動干擾,攔截作戰(zhàn)效率極高。信息化戰(zhàn)場環(huán)境的高透明度,使得防御區(qū)域內(nèi)的來襲導彈幾乎無處藏身,突防難度越來越大。下面以水面艦艇戰(zhàn)場防御系統(tǒng)的雷達探測體系為主,對水面艦艇信息化戰(zhàn)場防御系統(tǒng)作簡要分析。

1)情報保障系統(tǒng)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭,信息已經(jīng)成為構(gòu)成戰(zhàn)斗力要素的重要環(huán)節(jié)。在高信息條件下的局部戰(zhàn)爭中,由嚴密、高效的探測網(wǎng)所提供的及時、準確、連續(xù)的預警情報,是正確實施戰(zhàn)略戰(zhàn)役決策和戰(zhàn)場作戰(zhàn)指揮的必要條件,是奪取制空權(quán)、制海權(quán)與掌握戰(zhàn)場主動權(quán)的前提。

因此,現(xiàn)代水面艦艇信息化戰(zhàn)場防御系統(tǒng)基本都以相控陣雷達或三坐標雷達為核心,由遠程對空警戒雷達、中近程對空對海搜索雷達、對海超視距雷達等構(gòu)成了對空、對海警戒網(wǎng)。其中對空警戒雷達主要用于遠程早期預警;對空對海搜索雷達主要用于探測海上及中低空中近程目標,并給艦載武器控制系統(tǒng)提供目標指示數(shù)據(jù)。現(xiàn)代情報保障系統(tǒng)還輔以高空預警機及電子戰(zhàn)飛行,作為戰(zhàn)場情報控制和收集的有效手段。

2)對空防御作戰(zhàn)系統(tǒng)

現(xiàn)代海戰(zhàn)中,為了對付來自空中和海上的“飽和攻擊”,一般采取分層防御的戰(zhàn)術(shù)。大致可分為三層:第一層為外防區(qū),或稱縱深防御,控制范圍達200km～600km左右,主要由艦載飛機或岸基飛機對來襲目標實施截擊作戰(zhàn);第二層為中防區(qū),或稱區(qū)域防御,控制范圍為150km左右,該層防御主要是使用中遠程艦空導彈,攔截突破第一道防線的敵機或?qū)?第三層為內(nèi)防區(qū),又稱點防端防御。主要由艦載點防御武器(導彈或火炮等密集陣系統(tǒng)),攔截10km低空或超低空突防目標。

(1)外防區(qū)作戰(zhàn)保障雷達

外防區(qū)主要由艦載預警機或岸基預警機擔負空中警戒、指揮和引導任務。預警機在離艦艇編隊200km～300km處進行巡邏時,機上的雷達作用距離為300km～400km,則可使艦艇編隊的探測距離延伸到600km以外,確保己機執(zhí)行多次攔截任務的完成。在沒有預警機支援的情況下,主要靠艦上的對空警戒雷達和三坐標雷達配合,完成對己機引導作戰(zhàn)任務,此時控制范圍縮小到150km～300km左右。

(2)中防區(qū)作戰(zhàn)保障雷達

在中防區(qū)中對付多目標、多批次、多方向“飽和攻擊”的最有效辦法是采用垂直發(fā)射的艦空導彈系統(tǒng),則相應需配備艦載多功相控陣雷達。如美國的“提康德羅加”級和“伯克”級等艦艇,裝備了垂直發(fā)射的“宙斯盾”區(qū)域防空導彈系統(tǒng)。核心是一部SPY-1多功能相控陣雷達,主要兵力包括艦載戰(zhàn)斗攻擊機及編隊攜帶的艦空導彈。

(3)內(nèi)防區(qū)作戰(zhàn)保障雷達

來襲飛機或精確制導反艦導彈若突破以上防御系統(tǒng),則面臨最后一層防御,即近程防御。此時,目標距離較近、飛行高度低、飛行速度快,則要求近程防御系統(tǒng)必須具備快速反應能力,以便立即予以反擊并擊毀目標。因此,任何一種近程點防御系統(tǒng),都必須配備一部具有良好低空探測能力、高數(shù)據(jù)率(天線轉(zhuǎn)速30r/min或60r/min)、為武器系統(tǒng)提供足夠反應時間的搜索雷達和一部低仰角跟蹤性能好、精度高的能進行校射的火控雷達。兩者緊密配合確保點防御任務的完成。如美國的“密集陣”近程火炮反導系統(tǒng)和法國的“海響尾蛇”近程導彈系統(tǒng)均是這樣組成。

為了對付反艦導彈的攻擊,美國等軍事發(fā)達國家加速了反導彈系統(tǒng)的研制。雷聲公司將原海麻雀艦空導彈,在 RIM 7M的基礎(chǔ)上應急改型成RIM 7R(ESSM)系統(tǒng),將原來的單脈沖雷達導引頭改成雷達/紅外雙模復合導引頭,進一步提高其低空性能,以適應對付掠海飛行的反艦導彈。

為了從根本上解決反艦導彈對艦艇的飽和攻擊,美德丹聯(lián)合研制了發(fā)射后不管的RAM導彈,采用被動微波/紅外雙模復合導引頭和群箱彈傾斜的發(fā)射系統(tǒng),使它可以攔截超音速和亞音速的反艦導彈對艦艇的飽和攻擊,同時還可對付多個目標。

因此,隨著RAM反艦導彈的研制成功和裝備艦艇,以及美國的海麻雀(ESSM)、法國的海響尾蛇、英國的海狼、俄羅斯的SAN 6等艦空導彈低空性能的改進,未來海戰(zhàn)中反艦導彈突防難度越來越大,它對艦艇的威脅也將被減弱。反艦導彈必須從智能化發(fā)展、提高作戰(zhàn)使用效能等途徑著手,改進性能、提高突防能力,才能在未來海戰(zhàn)中保持對艦艇的威脅優(yōu)勢。

3 反艦導彈協(xié)同作戰(zhàn)智能化發(fā)展趨勢[3]

為有效突破敵方信息化戰(zhàn)場全方位、多層次防御系統(tǒng),反艦導彈總體設(shè)計技術(shù)朝協(xié)同作戰(zhàn)、智能化方向發(fā)展已成為趨勢。智能反艦導彈武器系統(tǒng)以信息化戰(zhàn)場為依托,以戰(zhàn)場認知系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、打擊系統(tǒng)、支援保障系統(tǒng)等五大系統(tǒng)為重要構(gòu)成,成為信息化海上戰(zhàn)場的重要支撐力量,為贏得信息化戰(zhàn)爭主動權(quán)提供重要保證。

圖1 反艦導彈協(xié)同作戰(zhàn)示意圖

智能反艦導彈協(xié)同攻擊是一種新的作戰(zhàn)觀念和方法,通過實現(xiàn)導彈與信息平臺之間、導彈與導彈之間的信息共享,從而提高了反艦導彈的綜合突防能力和作戰(zhàn)效能。反艦導彈協(xié)同攻擊系統(tǒng)是一個十分復雜的系統(tǒng),其每個組成部分都是一個融合高新技術(shù)的復雜子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)無論在邏輯上還是在物理上都是既相互獨立又相互依賴的,它們協(xié)同工作共同完成反艦作戰(zhàn)的總體任務。反艦導彈協(xié)同作戰(zhàn)智能化發(fā)展除實現(xiàn)發(fā)射后不管及目標識別能力外,還主要體現(xiàn)如下發(fā)展趨勢和技術(shù)需求:

1)智能反艦導彈協(xié)同作戰(zhàn)以信息支援系統(tǒng)為依托,通過高空長航時無人偵察機、各類通信/偵察衛(wèi)星、?；?岸基傳感器等信息探測手段組成戰(zhàn)場信息網(wǎng)絡,并獲得后方指揮控制中心的技術(shù)支持,實現(xiàn)對重點目標的無源探測定位和快速任務規(guī)劃。

2)根據(jù)打擊任務,將多枚智能反艦導彈組成一個協(xié)同攻擊編隊,編隊里由1～2枚導彈擔任領(lǐng)彈(MasterMissile),負責整個編隊里各從彈(Slave Missile)作戰(zhàn)任務的協(xié)調(diào)和分配。編隊在艦載/空基/岸基控制站的統(tǒng)一指揮下,完成指揮控制中心下達的作戰(zhàn)任務。

3)在攻擊目標過程中,具有根據(jù)任務數(shù)據(jù)變更,自主進行航跡規(guī)劃、重新選擇目標及待機(或巡邏)攻擊的能力,具有智能抗干擾和電子對抗能力。

4)具有領(lǐng)彈與從彈之間,彈群與彈群之間協(xié)同作戰(zhàn),系統(tǒng)快速任務分配及戰(zhàn)場監(jiān)視、敵我識別的能力。

5)具有較先進的單枚導彈獨立攻擊、末端突防、精確打擊、毀傷效果評估能力。

由以上智能反艦導彈技術(shù)發(fā)展趨勢及作戰(zhàn)使用需求,為了提高新型智能反艦導彈的作戰(zhàn)有效性、靈活型和實時性,新型智能反艦導彈用于高信息化戰(zhàn)場環(huán)境作戰(zhàn),則必須具備五種基本信息化作戰(zhàn)能力:

1)飛行中重新瞄準能力

一旦偵察平臺(衛(wèi)星、預警機、無人機或其它探測平臺)發(fā)現(xiàn)突然出現(xiàn)的時間敏感目標(如導彈快艇、敵支援艦隊等),通過數(shù)據(jù)鏈將偵察數(shù)據(jù)迅速傳送給導彈指揮控制中心,導彈指揮控制中心接收到偵察數(shù)據(jù)后進行快速態(tài)勢感知和快速指揮決策,形成最新戰(zhàn)場態(tài)勢圖,迅速識別并確認有關(guān)重要目標和時間敏感目標。操作員通過數(shù)據(jù)鏈將新的目標數(shù)據(jù)傳給巡邏待機的導彈,由其自主進行在線航跡規(guī)劃并攻擊目標,也可以通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或中繼數(shù)據(jù)鏈令飛行途中的導彈停止執(zhí)行攻擊預定目標的任務,轉(zhuǎn)向攻擊新的時間敏感目標。

2)空中巡邏待機能力

智能導彈可以根據(jù)導彈指揮控制中心指令飛至目標區(qū)域上空后,發(fā)動機減速并進入巡邏待機模式。在攻擊預定目標的途中發(fā)現(xiàn)預定攻擊目標已經(jīng)被摧毀,也可以轉(zhuǎn)入巡邏待機模式,用于攻擊時間敏感目標,燃料即將耗盡時,從預選目標中選擇重要目標進行攻擊。

3)飛行中狀態(tài)報告能力

飛行中的導彈可向發(fā)射平臺或指揮中心報告導彈的飛行狀態(tài),一旦導彈在飛行中出現(xiàn)故障,不能完成任務,發(fā)射平臺可再次發(fā)射導彈。

4)一定的實時作戰(zhàn)評估能力

利用彈上成像導引系統(tǒng),可以通過數(shù)據(jù)鏈將目標區(qū)域的戰(zhàn)場圖像反饋給作戰(zhàn)指揮控制中心,指揮人員通過分析導彈接近目標和碰撞前發(fā)出的最后一幀圖像,確定導彈是否命中目標,并進行毀傷效果評估。指揮人員亦可以發(fā)送命令控制導彈對先前導彈的攻擊效果進行評估。從而指揮人員可以根據(jù)圖像信息和毀傷評估效果決定是否再次攻擊該目標或者轉(zhuǎn)向攻擊其它目標。

5)彈群協(xié)同攻擊能力

導彈指揮控制中心任務規(guī)劃系統(tǒng)根據(jù)作戰(zhàn)任務形成多彈協(xié)同作戰(zhàn)所需的導彈編隊組成、目標分配、資源配置和路徑生成等方面的數(shù)據(jù),使導彈按照時間和次序要求達到指定航路點和目標點。

所有導彈都裝有雙向數(shù)據(jù)自動傳輸裝置,成為整個作戰(zhàn)網(wǎng)絡中的節(jié)點,具有在飛行中從其它平臺和傳感器接收數(shù)據(jù)信息或向其他平臺和傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)信息的能力。

在導彈飛至預定目標的途中可以將其獲取的戰(zhàn)場信息發(fā)送給導彈指揮控制中心,并與同一組導彈共享信息,如果在攻擊目標過程中發(fā)現(xiàn)多個目標,可以引導其它無作戰(zhàn)任務的巡邏待機導彈對目標進行攻擊。

圖2 智能化反艦導彈系統(tǒng)作戰(zhàn)邏輯結(jié)構(gòu)圖

4 反艦導彈協(xié)同作戰(zhàn)智能化實現(xiàn)途徑

現(xiàn)代高技術(shù)局部戰(zhàn)爭是高度信息化的戰(zhàn)爭,導彈與目標之間的對抗就集中在電子和信息領(lǐng)域,盡管采取了很多精確制導、抗干擾、超低空、隱身、變軌等先進設(shè)計技術(shù),但僅靠一枚導彈的能力也很難保證有效命中并擊毀一個處于高度信息化群體中的某一目標,而平臺對抗時會增加平臺的風險。因此,采用協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)就勢在必行。

未來信息化戰(zhàn)場反艦導彈應是具有智能化協(xié)同攻擊、飛行中重新瞄準、巡邏待機和毀傷效果評估等能力的新型智能導彈,將會在未來信息化戰(zhàn)場上發(fā)揮重要作用。該類型導彈的研究涉及眾多復雜問題,如作戰(zhàn)模式、智能網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)和快速任務規(guī)劃對準技術(shù)等等,但要實現(xiàn)智能化協(xié)同作戰(zhàn),則必須有針對性的開展智能化能力、協(xié)同作戰(zhàn)的方式論證及關(guān)鍵技術(shù)研究[4]。

1)快速規(guī)劃技術(shù)及目標重新瞄準

當智能導彈在飛向預定目標的途中,指揮控制中心發(fā)現(xiàn)預定目標已被別的武器擊毀、或者預定目標的位置信息有誤時,可通過數(shù)據(jù)鏈向飛行中的智能導彈發(fā)送新的打擊目標數(shù)據(jù)信息。為了對新的打擊目標進行攻擊,需要重新進行航路規(guī)劃,即飛行中在線航路規(guī)劃。通過分析,可以有兩種方法進行飛行中在線航路規(guī)劃:一種是智能導彈自身根據(jù)新的攻擊任務,依靠彈載計算機在線進行航路規(guī)劃,飛向新的目標。另一種方法是依靠指揮控制中心的專用航路規(guī)劃設(shè)備進行動態(tài)航路規(guī)劃,規(guī)劃結(jié)束后再向飛行中的智能導彈發(fā)送關(guān)鍵航路點的數(shù)據(jù)。

在協(xié)同作戰(zhàn)中,領(lǐng)彈負責與控制站的通訊,并負責為從彈進行總體規(guī)劃。從彈根據(jù)領(lǐng)彈分配的任務、戰(zhàn)場環(huán)境和自身性能進行任務規(guī)劃。在這個系統(tǒng)中,每枚導彈上都應該有一個自主規(guī)劃器。這個自主規(guī)劃器具有重新規(guī)劃和智能分析能力。它能根據(jù)分配到的任務目標進行規(guī)劃、數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析。之所以稱這個系統(tǒng)為自主規(guī)劃系統(tǒng),是因為在系統(tǒng)開始運行之后,任務控制站除了給每枚導彈一個初始規(guī)劃以外,其余的只是監(jiān)視系統(tǒng)的運行,保留隨時干預這個系統(tǒng)的權(quán)利,但一般并不會去影響系統(tǒng)的決策。

圖3 具有快速規(guī)劃及目標重新瞄準能力的美國新一代戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斧導彈

2)目標毀傷評估能力

導彈武器系統(tǒng)利用戰(zhàn)場信息的有效共享,通過數(shù)據(jù)鏈將本枚導彈是否命中目標以及先期攻擊導彈對目標毀傷效果的信息傳給指揮中心和后續(xù)導彈;指揮中心和后續(xù)彈根據(jù)前彈傳來的信息來決定是否還要對該目標繼續(xù)實施打擊。對于目標群,已經(jīng)發(fā)射的導彈可以根據(jù)指揮中心或先期攻擊導彈傳來的對目標的毀傷效果,來判斷是否對預先要攻擊的目標進行攻擊。若不需要,則導彈可利用任務規(guī)劃系統(tǒng)自動選擇其它航跡或重新規(guī)劃航跡,轉(zhuǎn)向攻擊其它目標。這樣既可以保證完成戰(zhàn)斗任務,又可以避免不必要的導彈浪費,從而提高導彈武器系統(tǒng)的效費比。

3)基于Agent技術(shù)的彈間引導作戰(zhàn)智能指揮控制系統(tǒng)

Agent技術(shù)源于分布式人工智能技術(shù),它的最大特點是自主性與協(xié)作性,將Agent技術(shù)用于彈間引導協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng),能滿足系統(tǒng)的自主性、信息分布性和響應實時性的要求,實現(xiàn)導彈控制系統(tǒng)的高度智能化。

圖4 智能指揮控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

彈間引導協(xié)同攻擊是未來信息化條件下反艦導彈協(xié)同智能化作戰(zhàn)的主要技術(shù)特點,實現(xiàn)彈間引導協(xié)同攻擊將使反艦導彈占據(jù)明顯的對抗優(yōu)勢地位。

圖5 彈間引導協(xié)同攻擊示意圖

?可以實現(xiàn)導彈協(xié)同攻擊,隱蔽接敵,目標的精確定位由領(lǐng)彈及其它探測系統(tǒng)完成,攻擊彈群超低空突防,并由引彈完成任務分配及彈間引導,實現(xiàn)對待攻擊目標的“隱蔽接敵”和突然攻擊。

?可以提高反艦導彈戰(zhàn)區(qū)電子對抗能力,集群作戰(zhàn)過程中,彈群中的大部分導彈的搜索雷達可始終處于關(guān)機靜默狀態(tài),這樣不易被敵方有源干擾設(shè)備所干擾,大大提高了電子對抗能力和突防能力。

?可以提高導彈對運動目標的搜捕能力,擴大了戰(zhàn)斗空間。

?可以提高導彈的綜合作戰(zhàn)效能,導彈的有效協(xié)同,可以提高電子對抗能力、對目標的捕捉能力和突防能力,協(xié)同作戰(zhàn)的最終結(jié)果是不僅提高了單枚導彈的作戰(zhàn)效能,更重要的是提高了參戰(zhàn)導彈的綜合作戰(zhàn)效能。

5 結(jié)語

現(xiàn)代戰(zhàn)爭是高技術(shù)條件下的信息攻防對抗,為滿足反艦導彈突防的需要,導彈武器系統(tǒng)必定要向智能化、多極化方向發(fā)展,使之能具備功能多樣、技術(shù)體制先進的總體作戰(zhàn)性能,滿足突防作戰(zhàn)的實際使用要求。本文從反艦導彈所面臨的未來信息化戰(zhàn)場環(huán)境出發(fā),指出了反艦導彈智能化、協(xié)同作戰(zhàn)的技術(shù)發(fā)展趨勢和需求。反艦導彈的智能化、協(xié)同作戰(zhàn)是未來戰(zhàn)場突破敵方防御系統(tǒng)的有效手段,因此,必須從未來戰(zhàn)爭生存和發(fā)展的角度來研究反艦導彈的智能化及協(xié)同作戰(zhàn)方式。該類型導彈在未來信息化戰(zhàn)場上必將發(fā)揮重要作用,對提高未來我國精確打擊能力具有重要意義。

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