



第四代预警机发展研究
摘 要:第四代(dài)预警机(jī)在服从各类(lèi)武器装备共同具有的(de)无人化、智(zhì)能化与(yǔ)网络化协同运(yùn)用(yòng)等普遍性特点的同时,具备机身与电子(zǐ)深度融(róng)合、有人平台(tái)与无人平台协同运用、微波与(yǔ)光学探测互为补充、集中式单平台与(yǔ)分布式多(duō)平台(tái)共同发展(zhǎn)等四类趋(qū)势,并在总体技术架(jià)构上具备(bèi)“蒙皮化传感器+网络化运(yùn)行(háng)环境(jìng)+智能化应用服务(wù)”的典型特(tè)征。此外,文中给出(chū)了第四(sì)代预警机的体系贡献度评价指标与实(shí)施(shī)方法,以及未来(lái)装备发展的相关(guān)建议。
关键词: 网络信(xìn)息体系;预(yù)警机;智能蒙皮;体系(xì)贡献度(dù);指挥(huī)控制(zhì)
引(yǐn) 言
预警机自1945年(nián)首次服役以来,迄今(jīn)历经75年(nián)发展,可以分(fèn)为三代[1]。
第一代预警机定位为空中雷达站,主要用于低空补盲,技术上雷达(dá)采用普通(tōng)脉(mò)冲体制(zhì),雷达(dá)情报通过摩尔斯电码和话音下传至舰载或地面指挥所,发展时期为20世纪40年代(dài)至20世纪70年代(dài);
第二代预警机定位为空中指挥所,技术上雷达采用脉冲多普(pǔ)勒和有源相控阵体制,并基(jī)于多传(chuán)感器配置与数据融(róng)合形成高质(zhì)量情报(bào)后,通过数据链与其他作战单(dān)元进行协同,发展时期为20世纪70年代至21世纪初(chū);
第三代预(yù)警机定位为空中战场管理中(zhōng)心[2],是作战体系中的核(hé)心与枢纽性(xìng)节点(diǎn),在各(gè)型作战平台(tái)管理、平台传感器管(guǎn)理和信(xìn)息火(huǒ)力协(xié)同等方(fāng)面发挥更多作用,技术(shù)上具(jù)有网络化、一体化、软件(jiàn)化和(hé)智能化等特点,发(fā)展(zhǎn)时期为21世纪(jì)初至今。
第四(sì)代预警机将在网(wǎng)络信息体系中(zhōng)设计与运(yùn)用,同(tóng)时服从各类武(wǔ)器装备发(fā)展具有的无人化、智能化与网络(luò)化(huà)协(xié)同等普遍性趋势。但与(yǔ)前三代预(yù)警(jǐng)机(jī)发展过程中世(shì)界各军事强国均有比较明确的规划布局相比,目前对2030年后预警机装备并没有给出全面展望、系(xì)统规划与清晰定义,总体(tǐ)认识失之(zhī)片面与零星(xīng)。以美军为例:
- 一是在2017年“多疆域(yù)指挥控(kòng)制”计划[3]中提(tí)出,“E-3预(yù)警机(AWACS)任务可能会分解,这意(yì)味着该(gāi)任务将由数量更多、尺寸(cùn)更小的平台执行,但可能仍将会有某种空(kōng)中的中心节点,协调(diào)有人驾(jià)驶飞机和无(wú)人(rén)驾驶飞机的功能”;
- 二(èr)是在2018年在“先进战场管(guǎn)理系统(ABMS)”计(jì)划[4]中(zhōng)提出,“将(jiāng)ABMS作为E-8C的后续项目(mù),无人机、预警机、F-35等ISR/指(zhǐ)控/打(dǎ)击平台被连接成(chéng)簇,利用多平台形成的‘面’侦(zhēn)察指挥网(wǎng)络替代(dài)E-8C的‘点’侦察(chá)指挥系统(tǒng),并将(jiāng)各传感(gǎn)器(qì)节点(diǎn)信息绘(huì)制成统一的战场图景”;
- 三是在2019年《大国竞争时代的美国空军》[5]及2019年《2030飞机(jī)清册》[5]中设想(xiǎng)将现有“预警机和E-8C等ISR和BMC2大型平台的功能(néng)广泛(fàn)分布于多个平台(tái)和武器系(xì)统上,取(qǔ)而代之的(de)是(shì)数量(liàng)更多的小型ISR和BMC2平台,其中还有一些是无人机,可(kě)以执行分布式网(wǎng)络化作战(zhàn)”,并(bìng)提(tí)出(chū)发展穿透式(shì)情报(bào)监(jiān)视侦察飞机(P-ISR),如(rú)表1所示,但此型飞机(jī)的定位(wèi)与主要能(néng)力描述不多(duō)。再(zài)以俄(é)罗斯为(wéi)例,其报道比较多(duō)的、正在努力发展的A-100预警机[6],于2017年底首飞(fēi),可以归为第三代(dài),对其未来设想则(zé)知之甚少。
表1《2030年飞机清册》提出的部(bù)分机型发展清单[5]
有鉴于此,可以认为(wéi)现阶段各(gè)军事强国(guó)对预(yù)警机(jī)装备的未(wèi)来装备发展尚在探索之中,从一(yī)定程(chéng)度上(shàng)看,也可以认为我国在预(yù)警机(jī)装备发展(zhǎn)上正在(zài)失(shī)去强国参照,需要更加自主(zhǔ)地定义未来。本文以网络信息体系(xì)条件(jiàn)下空中作(zuò)战装备具备的(de)普遍性[7]为基础,系(xì)统分析第四代(dài)预(yù)警机的装备定位与技(jì)术特征,希(xī)望(wàng)为国内(nèi)开展前瞻性技术布(bù)局、装备改进与研制提供(gòng)参考。
1 装备(bèi)定(dìng)位
在(zài)回答第四代预警机装备定位之前,应该首先回答(dá)预警机装备为什么(me)能够持续存(cún)在。其理由在于“侦、控、打(dǎ)、评(píng)”打击链(liàn)的(de)永恒性,以及预(yù)警机自诞生以来的三个优势在未来战争(zhēng)中仍然能够(gòu)保持。
1)空基(jī)优势(shì)。只要探测(cè)感知与指挥控制平台以电磁波为主要手段(duàn),绝大(dà)部分(fèn)频段的电磁波仅能在视距内进行传输(shū)的问题(tí)就(jiù)必须克服。空基平台所拥有的大视距(jù)特(tè)点,即使是在未来战场上(shàng),也仍将使得它相(xiàng)对于地(dì)基平台在低(dī)空(kōng)目标探测上具(jù)有优势。
2)运动优势。预警机相(xiàng)对于固定式探测感(gǎn)知平台,可以(yǐ)利用机动性扩(kuò)大覆盖范围和生存力;在网络信息条(tiáo)件下,机动性也将为分布(bù)式(shì)和(hé)网络化协(xié)同运用提供支持,例如(rú)机(jī)载雷达(dá)的多基地应用(yòng)或电子侦察系统的多基协同与运动定位中,机动性可(kě)以优化阵(zhèn)位和拓展工作模式,从(cóng)而提高(gāo)探测距离和精度(dù)。
3)集成优势。早期的预警机仅在(zài)飞机上集成雷达和简单通信系统,此后随着功能拓展和(hé)技术水平(píng)提升,雷达、电子侦察、通信侦察等多类传(chuán)感器以及短波、超短波、卫星通(tōng)信等各类数据链系统均在飞(fēi)机上(shàng)集成,使得预警机既(jì)能执行多种作战任务(比如侦察、预警、指挥(huī)等),也能够链接体系内多种(zhǒng)作战要素,从而构成体系作(zuò)战能力的重要依托(tuō)。
预(yù)警机(jī)装备的(de)三(sān)个基(jī)本优势,将(jiāng)使其(qí)在网络体系条(tiáo)件(jiàn)下继续生存与发展。与其他空中作(zuò)战装备类似,其作用将(jiāng)以无(wú)人化、智能化、网络(luò)化和(hé)分布式形态实现,此处(chù)不再对此展(zhǎn)开论述。但第三代预警(jǐng)机所拥有的战(zhàn)场管(guǎn)理能力,在第(dì)四代预警机上将与探测(cè)感知分离,从而使得第四代预警机主要执行探测感知任务。而之(zhī)所以存在(zài)这种分离(lí),主要因为第三代预警机具备的战场管理(lǐ)能力是在有(yǒu)人(rén)条件下实现的,而未(wèi)来网络(luò)信息体系条件下(xià),分布式(shì)与网络化作战要求管理的(de)作战平台类型、数量(liàng)和作战任务越(yuè)来(lái)越丰富,对(duì)战场管理的能力(lì)要求进(jìn)一步提(tí)升;但由于无人化与(yǔ)智能化发展(zhǎn)速度的不平衡,无人化在一定程度上领先于智(zhì)能化,基于(yú)人的战场管理能力在一段时间内难以通过智能化技术(shù)在无(wú)人平台上与探测感知同步实(shí)施,因此网络体(tǐ)系条件下,第四代(dài)预警机(jī)的战场管理能力和探测感知能力在无人化的单(dān)平(píng)台(tái)上难(nán)以同时满(mǎn)足。随着人工智能技术的进一(yī)步发展(zhǎn),也许(xǔ)在第五代预(yù)警机上重新实现两者的结合更为现实。
在第四代预警机将战场管理任务从自身中剥离(lí)的同时,探测(cè)感知任务(wù)也(yě)将在(zài)分布式节点之间进一步分离。这(zhè)种分离有两种含义:1)原来(lái)集(jí)中在一个大平台上实现的探测感(gǎn)知任务将分散到各个不(bú)同平台上实现;2)探(tàn)测感知任务内部的细分,例如发(fā)现、跟踪和识别(bié),也可能由不同平台来完成。
网(wǎng)络信息体系(xì)条件下分离必然(rán)导致(zhì)共享,正是通过(guò)共(gòng)享,才能使各(gè)个分(fèn)离的平台与任务能(néng)够整(zhěng)体(tǐ)发挥作用,从而构成“侦、控、打、评(píng)”杀(shā)伤链的一环以及杀伤(shāng)网[8]的功能(néng)节点,即“能(néng)力涌现(xiàn)”;另一方面,通过(guò)共享,每一个节点被(bèi)赋予超(chāo)出(chū)自身之外的能力,自身在网络中找到定位并实(shí)现价值(zhí)提升,即“体系赋能(néng)”。因此,分离与共享构成网(wǎng)络信息条(tiáo)件下第四(sì)代预警机装备定(dìng)位的主题。
2 主要特征
虽然从装备定位(wèi)上(shàng)看,预警机(jī)将(jiāng)作为网络信(xìn)息体系中执行(háng)探测(cè)感知(zhī)任务的空中主要节点存在,似乎与第一代预(yù)警机类似,但正如“否定之(zhī)否定”规律所揭示的(de),第四代(dài)不(bú)是向第一代简单地回归与重复,而是随着作战样式的(de)演进与(yǔ)技术的(de)发展,呈现出有时代(dài)特色的四个总体特(tè)征。而(ér)这四个方面的总体(tǐ)特征,又应该服务(wù)于解决预警机对新型(xíng)作战样式、新(xīn)型目(mù)标威胁、复杂对抗环(huán)境和(hé)轻小平台(tái)安装(zhuāng)等几类基本需求的适应性问题;因这些需求(qiú)性问题对于空中作战(zhàn)装备具备普(pǔ)遍性,限于篇幅,本文仅针对第四代预警机(jī)的总(zǒng)体特(tè)征(zhēng)进行论述(shù)。
2.1 机(jī)(体)、电(子)融合
机体与任(rèn)务电子系统的(de)深度融合是第四代预警机的(de)主要技术特点之一(yī)。在第三代预警机任务载荷与平台一体化设(shè)计的基础上,以微(wēi)波(bō)雷达(dá)为主的任务(wù)载荷将与(yǔ)机体蒙皮实现(xiàn)从一体化集(jí)成向深(shēn)度融合的跨越(yuè),而执行(háng)不同(tóng)任务的任务电子系统自(zì)身也更加作(zuò)为一(yī)个整体,一体化和(hé)多功能(néng)程(chéng)度持续提(tí)升。
这种深度融合的系统我(wǒ)们可以称为“智(zhì)能蒙皮”[9],不仅是共形化的辐射单(dān)元,更是(shì)多功能(néng)集成系统。虽然这个概念早在20世纪80年代即由美国空军(jun1)提(tí)出,且多年来已经取得若干(gàn)进(jìn)展[10],但在其与预警机应用的结合中,应该有新(xīn)的内涵。它以一体化(huà)为基础,以智(zhì)能(néng)化为(wéi)核心,其(qí)具体(tǐ)含义(yì)有四点。
1)更宽频带,对于机体更大的新型隐身目标(biāo),可能需要进一步降(jiàng)低频段;而出于抗(kàng)干扰等需要,需要增加多种频段(duàn),因此第四代预警机(jī)探测频段可能空前增加,而无人(rén)平台可以定(dìng)制,即贯彻“传感器飞(fēi)机”[11]理(lǐ)念,可以满足更大孔径和更多重量的需求。
2)更优密度,为提高探测性能和适(shì)装性,需要进一步提高单位(wèi)蒙皮(pí)面(miàn)积的功率密度(dù),并降(jiàng)低重量密度(dù)。
3)更(gèng)多功能,基于更宽(kuān)频(pín)段,集成化(huà)实(shí)现雷达、通信(xìn)、侦察和干(gàn)扰等多种功能,并自适应感知(zhī)外界电磁环境。但(dàn)需(xū)要注(zhù)意的是,预(yù)警(jǐng)机智能蒙皮首先要解决的应该是雷达多频段探测(cè)问题,而(ér)不是(shì)多功能集(jí)成问题,这正是预警机智能(néng)蒙皮与(yǔ)其它平台的不同(tóng)之处(chù)。
4)更小截面,在蒙皮具备(bèi)适度隐身性能的同时,基于对辐射(shè)能量的更精确管控(kòng),降低截获(huò)概率(lǜ),支撑实现穿透式情报监视侦察(chá)。第(dì)四(sì)代预警机基于智能蒙皮(pí)解决硬件的集(jí)成问题,以此为(wéi)基(jī)础,通过网络化基础环境提供下层硬(yìng)件与上层应用系统(tǒng)之间的接口。
与第三代预警机的操作系统(tǒng)运行环(huán)境(jìng)和中间件主要为基于本平台局(jú)域(yù)网的各种(zhǒng)异构平台运行提供支持相比(bǐ),第四(sì)代(dài)预警机的网络化运(yùn)行环境需要更多地为基于跨平(píng)台无线网络的各(gè)种异(yì)构平台运行提供支持,在借鉴民用(yòng)基于互(hù)联网(wǎng)环境的网络(luò)操作系(xì)统概念(niàn)的(de)基础(chǔ)上,将支撑网(wǎng)络信息体系(xì)条件下多链组网管理、空中(zhōng)协同节点资源虚拟化管理和分布式服务(wù)等(děng)能力的软件系统集成为预警机(jī)专用(yòng)和面向云的网络操作环境(jìng)(图1),是第四代(dài)预警机的(de)重(chóng)要技术特点(diǎn)。在此基础(chǔ)上,应用(yòng)程序在实现彼此(cǐ)间解耦及与下层硬件解耦的同时,可以统一调度网络(luò)内的各(gè)类资(zī)源(yuán),并(bìng)智能(néng)化(huà)完成各类功(gōng)能。因此,第四代预警机总体上(shàng)将呈现出“蒙(méng)皮化传感器 + 网络(luò)化基础(chǔ)环(huán)境 + 智(zhì)能化系统应(yīng)用”的(de)技(jì)术特征。
图(tú)1 第四代预警机网(wǎng)络化基础环(huán)境概念
2.2 单(体)、(集)群(qún)并重
第四代预警机的单体和(hé)集群形式同(tóng)时存在于网络信息体系,是其产(chǎn)品形态的重要特点。从平台形式(shì)来看,第四代预警机将以无人(rén)为主;但(dàn)在其(qí)演进过程中(zhōng),传感器集中在单(dān)个(gè)平台(tái)上(shàng)运用(yòng)的单体(tǐ)预警机形式和(hé)分散在多(duō)个平台上运用的分(fèn)布式或集(jí)群(qún)预警机形(xíng)式将并行存(cún)在,反(fǎn)映(yìng)了第(dì)四代预警(jǐng)机发展过程中其产品形态(tài)的多样性。
两者将以智能蒙(méng)皮为共同(tóng)技(jì)术基础,但在平台规(guī)模上有较大(dà)差异,不能偏废。其中,单体形式规模比较灵活,其(qí)最大起飞重(chóng)量从数十吨(dūn)左右一直(zhí)可以减(jiǎn)少到(dào)十(shí)吨以内,利用无(wú)人(rén)平台的通用性(xìng)优势,如低成本、高升限和长(zhǎng)航时等特点,执行(háng)常态化(huà)警戒任务(wù),是(shì)第四(sì)代预警机发(fā)展早期的主要形态;集群形式则由于其平台(tái)规模相比(bǐ)集中式平台显著减小,其(qí)载荷(hé)在重(chóng)量、体积和功耗等方(fāng)面的要求相对较高,其普及速度将取(qǔ)决于微(wēi)系统技术的充分发展;同时由于单个平台上载荷能力(lì)有限(xiàn),分布式协同运用将成(chéng)为其拓展能(néng)力的主要手段(duàn)。
2.3 微(波)、光(电)互补
第四代预警(jǐng)机在载荷形式上的另一个重要特点可能是(shì),在以微波(bō)(及米波)为(wéi)主的(de)同时,采用光电手段(最(zuì)为典型的(de)波(bō)段为红外,本文(wén)特指红外波段光电(diàn)探测系(xì)统(tǒng))执行(háng)对(duì)隐身空气动力目标的探测任务[12]。相对(duì)于(yú)传统的(de)红外(wài)光电探测系统,其在任务能力上可以对(duì)低热辐射目(mù)标进行(háng)全方位搜索,在信号处理上将(jiāng)传统的高(gāo)信噪比成像(xiàng)转变为低信噪比检测(cè)。
微波与(yǔ)光电互(hù)补的必要性(xìng)在于,光电系统由(yóu)于无(wú)源工作,相比于有源微波系统,其对低/零功率作战适应性更好(hǎo),作用距离更远,抗干扰能力也更优(yōu);相比微波无(wú)源系(xì)统,其方位分辨能力和精度(dù)更好,便于区分密集(jí)目标(biāo),并改善目标识别(bié)性能。此外,由(yóu)于其载荷对平台的安装要求低,相比(bǐ)微波(bō)系统而言,在(zài)平台适应性方(fāng)面更具优势。光电探测用于预警机,将是第四代预警机(jī)在产品形态多样(yàng)化上的重要体现,也是对“单、群并(bìng)重”特(tè)点(diǎn)的(de)重要支撑。
光电预警探测系(xì)统用于机载条(tiáo)件下的预警探测(cè),已(yǐ)初步具备工程应用条件,其主(zhǔ)要(yào)技术途(tú)径包括:研制预警探测专用器件,通过扩大探测器谱宽和加(jiā)大(dà)单元(yuán)能量接收面积,提高能量利用效率;在进一步加大孔径(jìng)的同(tóng)时,引(yǐn)入自由曲(qǔ)面设计技术和离轴多反光学系统,或在低成本平台上采用非制冷技术降低装机代价(jià);借鉴相控阵微波雷达工作模式(shì)设计,加(jiā)大时间(jiān)积(jī)累(lèi)来换取更(gèng)多能量;采用(yòng)恒虚警、检测前跟踪、多波段协同和(hé)模式识别等(děng)先进算法,降低(dī)检测信(xìn)噪比(图2)。
图2 光电系统用于预警探(tàn)测的主(zhǔ)要技术途径
光电预警(jǐng)探测系统(tǒng)存(cún)在的突出问题有四类。
1)相比(bǐ)传统的光电成像与(yǔ)搜(sōu)索跟踪系统(tǒng),由于其探测距离更远,且预警(jǐng)机要求下视,因此受背(bèi)景影响更为严重(chóng),传播路(lù)径(jìng)损失更大(dà),反杂波问题需要(yào)进一步研究(jiū)解决(jué)。
2)为提(tí)高情报与信息(xī)质(zhì)量,希(xī)望光电预警探测系统(tǒng)提(tí)供距离(lí)信(xìn)息,真正(zhèng)实现被动光电系统的(de)“三坐标”能(néng)力,为此需要开(kāi)展(zhǎn)多基地协同测距、多波段协(xié)同测(cè)距与激(jī)光协同测(cè)距(jù)等研究。
3)为适(shì)应更小(xiǎo)的无人平台,需要载荷进一步轻小型化(huà)。
4)相比于(yú)微波系统(tǒng)在目标特性方面的认知,光学系(xì)统还(hái)处在起(qǐ)步阶段,需要(yào)充分开展基础研究。2.4 有(yǒu)(人(rén))、无(人)协同(tóng)
有(yǒu)人无人协同是第四代预警机在作战运(yùn)用上(shàng)的重要(yào)特征。未来(lái)的(de)预(yù)警机(jī)必(bì)须是编队作(zuò)战的,编队协同是网(wǎng)络信息体(tǐ)系条件(jiàn)下(xià)实现装备(bèi)体系赋能和能(néng)力涌现的(de)重要(yào)途径(jìng)。
从协(xié)同效能上看,有人无人协(xié)同可以实现(xiàn)探测增程、识别增准、决策(cè)增速,创新作战样式和提升作战(zhàn)能(néng)力。
从装备体系构建角度看(kàn),有人(rén)预警机通常是领(lǐng)先(xiān)建设的,是(shì)装备存量;无人预警机是(shì)后(hòu)发研制的,是(shì)装备增量,通过有人预警机与无人预(yù)警机协同工(gōng)作,也(yě)是实现现有装备效能(néng)最(zuì)大化(huà)的必然需求。
从协(xié)同样式上看,可以分为(wéi)三类:1)有人预(yù)警机与无人预警机的协同[13];2)无人预警机之间的协(xié)同;3)有人预警机之间的协(xié)同。与前两(liǎng)类协同方式相(xiàng)比,有(yǒu)人(rén)预警机之间的协(xié)同容易被忽视(shì),而从实现协同的(de)技术途径上看(kàn),有人预警机之间的协同相(xiàng)对来说更容易实(shí)现(xiàn),可以为(wéi)有(yǒu)人-无人协同积累技术与经验,同(tóng)时也是用(yòng)好(hǎo)存(cún)量的重要措施。通过(guò)有人预警机(jī)之间的协同,可以充分发挥人(rén)在(zài)回路优(yōu)势,创新实现战场频谱(pǔ)统一管(guǎn)控、能量(liàng)与时间统一调度、不同颗粒度(dù)情报共(gòng)享、分布式指(zhǐ)挥控制(zhì)与射手选择(zé)等装备(bèi)功能,让装备在体系中发挥最大效用(yòng)。
3 体(tǐ)系(xì)贡(gòng)献度评价方法(fǎ)
网络信息体系条(tiáo)件下(xià)评价(jià)预警(jǐng)机装备的体系贡献度,大致可以分为涌现度、时效性、生存(cún)性和集约性四类指标[6]。
涌(yǒng)现度衡(héng)量单件装备(bèi)能力对杀伤(shāng)链(或杀伤网)各相关环节或要(yào)素的影响,其评价基础是单(dān)件装(zhuāng)备的基(jī)本(běn)功能(néng)性能评价指标。第四代预(yù)警机以探测与识别为基本功能,虽然处于杀伤链的前端环节(“侦”),但考察其(qí)贡(gòng)献(xiàn)度,应(yīng)该(gāi)从它(tā)对控、打(dǎ)和评的作用(yòng)来衡(héng)量,且具体评(píng)价(jià)可能与(yǔ)工作模式和产品形态有(yǒu)关。
例(lì)如,对于单(dān)体工(gōng)作的预警(jǐng)机(jī)而言,其基本功能(néng)的(de)评价指(zhǐ)标在于探(tàn)测威力、精度、分辨力、可识别(bié)目标(biāo)类型以及识别概(gài)率等(děng)等。那么,这些基本功能指标一(yī)方面将杀伤链中的特定环节(例如,对(duì)于“侦”的(de)环节(jiē),它自身也是网络化组织的,由很多网络要素构成(chéng))能(néng)力提(tí)升了哪(nǎ)些是需要考(kǎo)察的,另(lìng)一方面这些基本(běn)功能指标通过网络(luò)化组织(zhī)后对后(hòu)端环(huán)节又会产生何种(zhǒng)影响(如提高了决策准确性、加快了决策时间、延伸了武器系统的(de)发射距离等等(děng)),也是需要考察的,这就构(gòu)成了涌现度评价矩(jǔ)阵,这个(gè)矩阵(zhèn)的一维是基本功能(néng)性能对“侦”自身环节整体上(shàng)的能力(lì)提升,另一维是对打击链后端各环节效能的影响。而对(duì)于无人集群运用(yòng)或有人-无人协同运用时,除了按照前述评价方法将集群或协同运用的各类(lèi)单体作为一个(gè)整(zhěng)体开展评价外,也(yě)要评(píng)价这个“整体(tǐ)”内部的各个单元,其单件能力在(zài)通过集群(qún)或协(xié)同运用后(hòu)所能(néng)达到的(de)能力。
时效(xiào)性评价可(kě)以从两个方面来理解。一是站在涌现度的(de)角度(dù),衡量第(dì)四代预(yù)警机在体系中(zhōng)带给“侦、控、打、评”各环节的能力增量,只不过这个能力增(zēng)量除了(le)从各个环节分(fèn)别开展评价外,对杀伤(shāng)链作为(wéi)一个整体(tǐ)的效(xiào)能贡(gòng)献,也(yě)要做出评价,这种整体(tǐ)效能贡(gòng)献最主要的即是杀伤链(liàn)闭环时间。在这个意义上,时效性评价可以(yǐ)放在第(dì)一类指标“涌现度”中。除了涌现度外,时效性还可(kě)以指第(dì)四代预警机在自身所处的环节(jiē)(即“侦”)完(wán)成(chéng)闭环的速度(dù)衡量,可以(yǐ)理解为杀伤链作为一个整体(tǐ)(大闭环)对特定(dìng)环节(小(xiǎo)闭(bì)环(huán))的时效性(xìng)要求。从这个指标出(chū)发,需要强化小闭环的概念(niàn),因为在复杂(zá)对抗环境(jìng)下,并不一(yī)定是(shì)预警机开始启动工作就可以形成后端可用(yòng)的情报(bào),绝大(dà)部分情(qíng)况下需要调度传感器(qì)的能量和(hé)时间(jiān)等资(zī)源,在一定的时间约(yuē)束下(xià)直(zhí)到形成(chéng)后端可用信息为止。
第四(sì)代预警机的生存力评价将与第三代预警机显著不同。第三代预警机是典型(xíng)的集中式高价(jià)值平台(tái),平(píng)台自身自卫手段较(jiào)少,主要基于对威胁的及早发现、任务阵位选择与战斗机(jī)护(hù)航(háng)来保(bǎo)障(zhàng)自身(shēn)安(ān)全。对于第四(sì)代预警机的两种(zhǒng)基(jī)本形(xíng)态而言,集中式无人单平台的生存(cún)力评价可以沿用现有的“被击中概(gài)率”方法,但对于分布式(shì)无(wú)人平台或集群(qún),其生(shēng)存概率的计算应与前者不同,不能仅仅评价集(jí)群中个(gè)体的生存概率,更应该衡量每一个体的全部(bù)或部分功能可以向(xiàng)集群(qún)中其他个体甚至是集(jí)群之外的(de)同类(lèi)功能平(píng)台(tái)转移的能力,也就是说,可以考虑在补充引入类似转移(yí)效(xiào)率等概念的(de)基础上衡量集群整体的被击中概率(lǜ)以及(jí)战场可(kě)存续时间等指标;因为无(wú)人(rén)集群相(xiàng)比集中式平台更加(jiā)允许个体的消失,个体消失后(hòu)集群功能整体上(shàng)并不(bú)一定消(xiāo)失,而集中式平(píng)台(tái)个体消(xiāo)失后(hòu),整体(tǐ)功(gōng)能随即消(xiāo)失。这正是作战(zhàn)样式变革对(duì)装备生存力评价带(dài)来的质变。
第四代(dài)预警机的集约性评价可以从两个方(fāng)面开(kāi)展。1)适装(zhuāng)集约性,主(zhǔ)要用来衡(héng)量任(rèn)务(wù)能力对平(píng)台资源的利用效率,适应于集(jí)中式单(dān)平台和集群平台两种产品(pǐn)形态(tài)。例如(rú),将预警机探测能力综合(hé)成功率孔(kǒng)径积来度量(或者(zhě)选(xuǎn)用用户最关心的指标,如探测距离(lí)),将平台资(zī)源指标(biāo)选用最大起飞重量这(zhè)个最(zuì)主要的指标(biāo),二者的比(bǐ)值就是每(měi)单(dān)位重量(liàng)所能达到的能力;若需要考察子系统的集约性(xìng),还可以(yǐ)进一步细(xì)分,例如智(zhì)能蒙皮的功率密(mì)度、重量密度(dù)比等。2)节点集约(yuē)性,主要应用于集群平台,用(yòng)以在体(tǐ)系范围内衡量节点是(shì)否以最小数量融入体系使得既能贡献足够能力,又能维持必要冗余以保障体(tǐ)系生存能力(lì)。
结 语(yǔ)
第四代预警机为适应新的作战样式、新的目标威胁、复杂作战环境和(hé)多样化安装平(píng)台,将以机身(shēn)与载荷深度融合、微波与光学互(hù)相补(bǔ)充为主要技(jì)术(shù)形态,以(yǐ)单体和集群并行发展、有人无(wú)人(rén)协同运用(yòng)为主要使(shǐ)用方(fāng)式。预警机(jī)的发展(zhǎn)也必将对技术的进(jìn)步产(chǎn)生强大(dà)的牵引作用,为此建议:
1)加(jiā)强应用于预警(jǐng)机的(de)智能蒙皮概念、形态(tài)与关键技术研究(jiū),针对其宽频带、多功能和高(gāo)性能等特性,集中开展已有(yǒu)科研成果梳理、集成并(bìng)做好(hǎo)后续布局;
2)加强光电预警探(tàn)测技术攻关,特别是针对(duì)载荷轻小型化、反杂波、三坐标、“时间频率(lǜ)相位三同步”等工程问(wèn)题以及全面建立光(guāng)学目标特性与识别基础库等基础问题,集全国之(zhī)力,进(jìn)一步推进(jìn)光电系统跨(kuà)领域发展;
3)系统性加强有人预(yù)警机(jī)编队协同、有人-无人协(xié)同以及无人平台分(fèn)布式运用等研究(jiū),并重点解决好具(jù)有预(yù)警机特色的基(jī)础性(xìng)运行环境(操作系统)与(yǔ)协同通信网络等(děng)问(wèn)题,为全面提升预警机装备(bèi)体系能力打下基础。
【参考文献】
1. 陆军,郦能敬,曹晨,等. 预(yù)警(jǐng)机系统导论[M]. 2版. 北京:国防工业出版社,2011.
2. 曹晨(chén). 预警机(jī)发展七十年[J]. 中国电子科学研(yán)究院学报,2015, 10(2): 113-118.
3. 张洋. 多(duō)疆域指挥与控制——美空军研究2035年的空(kōng)中预警与控制系统需(xū)求[R/OL]. (2017-03-06). 空天防务观察(微信公众号(hào)).
4. 海(hǎi)小鹰. 从E-8C替换项目取消(xiāo)时间看美空军C4ISR装备的未(wèi)来发展[R/OL]. (2019-07-02). 海鹰咨询(xún)(微(wēi)信公(gōng)众号(hào)).
5. CSBA. An air force for an era of great power competition[R/OL]. (2019-03-29).https://csbaonline.org
6. 北(běi)桑,杨(yáng)政卫. 俄(é)军A-100预警机(jī)搞双波段(duàn)拼反隐身,咱跟不跟?[R/OL]. (2018-08-20).北国防务(wù)(微(wēi)信公众号).
7. 曹晨. 基于网络信息体系的空中作战装(zhuāng)备发(fā)展研(yán)究[J]. 中国电子科(kē)学研究院学报,2020, 15(8): 703-708.
8. 张(zhāng)春磊. 如是观——AI时(shí)代的(de)“网信观”[C]// 2019年(nián)网络信息体系与未来战争研讨(tǎo)会论(lùn)文集. 北京:中(zhōng)国(guó)电科发展战(zhàn)略研(yán)究中心,2019: 12-27.
9. Josefsson L. Smart skins for the future[C]// Proceedings of Adaptive Antennas in Spatial TDMA Multi-hop Packet Radio Networks. Karlskrona: IEEE Press, 1999: 682-685.
10. 何(hé)庆强,王(wáng)秉中,何海(hǎi)丹. 智能蒙皮天线(xiàn)的体系构架与关键技(jì)术[J]. 电讯技术(shù),2014,54(8): 1039-1045;
11. 刘焕松. 传感器飞机(jī)—美(měi)国空(kōng)军的新型空中无人隐身(shēn)侦察系统[J]. 航空档案(àn),2005(3): 45-47.
12. 曹晨,李江勇(yǒng),冯博,等. 机(jī)载远程红(hóng)外预警探测系统[M]. 北京:国(guó)防工业出(chū)版社,2017.
13. 方学立,孙培林(lín). 一种机载反隐身预警(jǐng)探(tàn)测系统构想[J]. 现代(dài)雷达,2018, 40(3): 1-4.