李紅輝,夏 鴻,婁 寧

(1.四川九洲電器集團有限責任公司，四川 綿陽 621000； 2.軍事科學院系統(tǒng)工程研究院，北京 100191)

0 引 言

20世紀以來，為奪取陸空聯(lián)合作戰(zhàn)的主動權(quán)，以高制低、以快捷見長、以大密度制勝的近距空中支援成為合力制敵的有效途徑[1]。近距空中支援是由固定翼或者旋轉(zhuǎn)翼作戰(zhàn)飛機臨空打擊與友軍距離較近的敵方目標來支援地面戰(zhàn)術(shù)單元的作戰(zhàn)行動[2-3]。經(jīng)統(tǒng)計，海灣戰(zhàn)爭中美軍誤傷率17%，致死比例24%，大概1/3誤傷事件涉及空對地攻擊[4]；伊拉克戰(zhàn)爭中誤傷致死比例為美軍18%、英軍15%[5]，大多數(shù)死亡來自空地誤傷。即使美軍擁有先進的武器裝備，空地誤傷問題始終未得到有效解決。

1 空地誤傷主要因素分析

通過對空地誤傷事件的分析，總體看，空地誤傷主要影響因素為戰(zhàn)場環(huán)境和操作使用。

戰(zhàn)場環(huán)境影響。從空地支援作戰(zhàn)誤傷事件分析，戰(zhàn)場環(huán)境影響主要包括三個方面。一是氣象環(huán)境限制，晝夜、雨雪、沙塵等條件等限制視覺觀察目標特征準確性，造成誤傷，如1991年2月17日海灣戰(zhàn)爭中“阿帕奇”誤傷已方裝甲車輛；二是地理環(huán)境限制，城市、密林等遮擋效應造成通信欠佳，話音、數(shù)據(jù)傳輸受限，缺乏空地直接識別手段，造成誤傷，如2003年3月23日伊拉克戰(zhàn)爭中A-10攻擊已方兩棲突擊車；三是電磁干擾限制，系統(tǒng)內(nèi)部干擾造成敵我識別系統(tǒng)失效，引發(fā)誤傷，如1982年6月5日馬島戰(zhàn)爭中“卡迪夫”號誤擊已方“小羚羊”直升機。

操作使用影響。作戰(zhàn)是一個高度緊張的環(huán)境，所有軍事裝備的設計都是給疲憊、害怕、憤怒和興奮的個人使用，這種作戰(zhàn)環(huán)境的士兵幾乎很難處于最好的狀態(tài)。即使目標和戰(zhàn)場態(tài)勢信息是準確而及時的，操作員吸收消化信息的能力也是非常有限的，如2006年12月5日阿富汗戰(zhàn)爭中美軍F/A-18C誤擊英海軍陸戰(zhàn)隊事件。據(jù)美軍經(jīng)驗表明，面對復雜巨系統(tǒng)，環(huán)節(jié)越多、流程越雜、處理越繁，越容易出現(xiàn)錯誤[6]，復雜系統(tǒng)本身就有內(nèi)在的不可避免的危險。因此，監(jiān)視識別目標簡單、武器操作便捷就非常重要。

由于協(xié)作式詢問-應答敵我識別系統(tǒng)技術(shù)更能適應戰(zhàn)場上氣象、地理、電磁環(huán)境，操作上更易于應用，美軍經(jīng)實戰(zhàn)檢驗最終將敵我識別器作為空地支援作戰(zhàn)的必備條件；同時，為抑制操作者心理因素副作用影響，通過戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和規(guī)程(TTP)與交戰(zhàn)規(guī)則(ROE)來約束目標識別操作規(guī)程。

2 空地誤傷避免主要技術(shù)及其特點分析

技術(shù)上看，美軍近年來研發(fā)運用的減少空地誤傷系統(tǒng)與設備種類繁多，既有視覺識別、熱標識、紅外標識等被動無源識別手段，也有基于詢問-應答的射頻標簽、戰(zhàn)場敵我識別、雷達敵我識別系統(tǒng)。

2.1 視覺識別

視覺識別是最基本用于減少誤傷的手段，但在空地支援作戰(zhàn)中，已經(jīng)被反復證明不可靠，其準確度受到視覺傳感器性能、天氣情況、人為判斷等多種因素限制。

對于固定翼飛機空地支援作戰(zhàn)，美軍試驗數(shù)據(jù)表明，當飛行高度超過2000英尺(610m)時，機上觀察員發(fā)現(xiàn)并識別目標能力會顯著降低，其正確識別一輛坦克概率僅為50%；而當飛行高度為3000英尺(915 m)時，這一概率則降至20%；足以證明視覺識別在空地識別中的局限性。

對于旋翼飛機空地支援作戰(zhàn)，雖然其飛行速度易于視覺觀察，但其加裝的前視紅外系統(tǒng)性能無法與機載武器最大射程匹配，對美軍AH-64 “阿帕奇”直升機和AH-1W“超級眼鏡蛇”直升機敵我識別操作流程分析得知，飛行員須機動接近目標以對其進行視覺識別，導致作戰(zhàn)效能降低。

此外，視覺識別易受到外部因素制約，包括晝夜、氣象、地形、偽裝等。

(2)黑粉主要組成為FeCO3、Fe3 S4、FeS，還含有少量S、SiO2、Fe3 O4等，遠離輸氣首站，F(xiàn)e的硫化物減少。

2.2 熱標識裝置

美陸軍在曾海灣、伊拉克戰(zhàn)爭中使用熱識別板來輔助裝備有前視紅外系統(tǒng)車輛進行視覺識別。該裝置采用低發(fā)射性熱材料，易于在前視紅外系統(tǒng)顯示器上形成冷點以區(qū)別敵我，安裝于車輛頂部，便于空地識別。但若遇惡劣沙塵天氣、地面機動中標識板被弄臟覆蓋，識別板有效性會大打折扣。

圖1 熱識別板(TIP)

理論上分析，熱標識裝置可在6～8 km距離外發(fā)現(xiàn)識別，但實戰(zhàn)距離遠小于理論值。在伊拉克戰(zhàn)爭中，“阿帕奇”直升機只能在3 km處識別，遠遠小于其打擊距離。

2.3 紅外標識裝置

紅外標識裝置主要包括紅外閃光燈和近紅外激光指示器兩類。

紅外閃光燈是地面部隊用于防止夜間空地誤傷的基本配置。利用紅外閃光燈閃爍(可以固定頻率閃爍，也可以對閃爍光進行現(xiàn)場編程)發(fā)射信號，配備夜視鏡的空中部隊能在4 km左右距離發(fā)現(xiàn)紅外閃光燈發(fā)出的閃光。該手段有助于提高機組人員使用夜視裝置發(fā)現(xiàn)友軍部隊的概率，但其缺陷也相當明顯，無法在晝間提供保護。

近紅外激光指示器與紅外閃光燈相同的光譜區(qū)，通過夜視裝置才能發(fā)現(xiàn)。指示器能在夜間指示友軍和敵軍的位置，便于空中飛機辨識。地面引導人員可用激光能照射目標，從而對激光制導武器實施引導或者協(xié)助具有激光跟蹤功能的飛機進行目標捕獲。

2.4 射頻標簽

射頻標簽旨在使裝備雷達的飛機能夠識別配備射頻標簽的友軍，為空地支援作戰(zhàn)飛機提供更遠的目標識別能力與及時的態(tài)勢更新能力。射頻標簽使用原始信號的調(diào)制版本應答空地雷達的激勵信號，并雷達顯示屏上顯示友軍的位置，降低空地友軍誤傷概率。射頻標簽具備實時性好、雷達探測與識別同時完成、識別過程自動完成、成本低及全天候工作等優(yōu)點，但在開發(fā)射頻標簽方面仍然有許多迫切需要解決的技術(shù)問題，如在多體制雷達適應性、多雜波環(huán)境標簽信號檢測、多雷達干擾環(huán)境標簽信號準確獲取等。

2.5 戰(zhàn)場目標識別系統(tǒng)(BTID)

戰(zhàn)場目標識別系統(tǒng)雖起源于地地識別需求，但實際已運用部署于旋翼飛機上，通過空地協(xié)同識別方式，有效避免低空、超低空機動平臺對地面裝甲的誤傷。目前，該系統(tǒng)已得到美軍部署及演示運用。

2.6 雷達敵我識別系統(tǒng)(Mark XIIA)

Mark XII A雷達敵我識別系統(tǒng)是美軍最新研制并正在大面積換裝的系統(tǒng)，核心是在原Mark XII系統(tǒng)上新增模式5能力。模式5設計上除采用現(xiàn)代編譯碼算法、新型調(diào)制擴頻技術(shù)以提升系統(tǒng)抗干擾、抗欺騙能力外，更為重要的是新增空地識別方式。

模式5仍采用1030/1090 MHz作為詢問-應答頻率，理論上空地識別威力達到視距。模式5的空地識別方式有兩種，一是空對地一般態(tài)勢識別，機載平臺1030 MHz頻率詢問發(fā)射，不指定精確殺傷區(qū)，地面以1090 MHz頻段應答自身的經(jīng)緯度坐標，由機載平臺判斷目標是否在殺傷區(qū)；二是空對地精確識別，機載平臺以1090 MHz頻段發(fā)射精確的攻擊區(qū)域，地面平臺接收并計算是否處于殺傷區(qū)，若處于則以1030 MHz上報短信息代碼，縮短響應時間[7]。

2.7 其他技術(shù)

空地誤傷避免的主要技術(shù)手段，其特點及適應性如表1所示。

表1 空地誤傷避免敵我識別技術(shù)

除上述技術(shù)之外，美軍為解決空地誤傷問題，采用冗余互補方式研發(fā)多種技術(shù)手段，如基于無線電的戰(zhàn)斗識別系統(tǒng)、藍軍跟蹤系統(tǒng)(BFT)、聯(lián)合藍軍態(tài)勢感知系統(tǒng)(JBFSA)等態(tài)勢感知系統(tǒng)。究其本質(zhì)，均為通過數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡統(tǒng)一空地情報、縮短態(tài)勢數(shù)據(jù)獲取時間，是為解決設備形態(tài)各異、數(shù)據(jù)交互困難、裝備數(shù)量過多等煙囪問題，如伊拉克戰(zhàn)爭中BFT系統(tǒng)數(shù)量達9種、信息不可共享、延遲大于快速機動部隊速度(自己刷新10～15 s，友軍刷新數(shù)分鐘)等問題[8]。態(tài)勢感知系統(tǒng)和所有的敵我識別系統(tǒng)之間的關(guān)鍵差別是信息的遲滯性[9]，在解決空地誤傷問題上，敵我識別系統(tǒng)仍是基礎手段。

3 空地誤傷避免技術(shù)發(fā)展趨勢

總體上看，美軍為解決空地誤傷問題，筆者認為可歸納為兩個方面開展研究。一是適應戰(zhàn)場環(huán)境的誤傷避免技術(shù)研究及應用，二是為減少人為副作用影響而開展的操作規(guī)程研究。

3.1 空地誤傷避免技術(shù)研究及應用

(1) 新型敵我識別系統(tǒng)加裝應用。美軍繼續(xù)深入研究測試及加裝詢問-應答方式的新型敵我識別系統(tǒng)，以Mark XIIA模式5與BTID的空地識別為核心，其他標識裝備技術(shù)手段為輔助，冗余應用共同降低空地誤傷概率，可從美軍及其盟軍對敵我識別系統(tǒng)加裝及演習中得出結(jié)論。

(2) 綜合識別技術(shù)研究。綜合識別技術(shù)是解決協(xié)作式詢問-應答技術(shù)僅提供“友”與“非我”二元屬性，增強對“敵”判決的有效途徑，美軍不斷迭代開發(fā)綜合識別技術(shù)。2018年1月，美空軍發(fā)布“精確實時作戰(zhàn)識別傳感開發(fā)”(PRECISE)項目，旨在解決遠距離、對抗條件下目標識別新問題，包括多種協(xié)作與非協(xié)作敵我識別技術(shù)研究、目標檢測技術(shù)研究、多傳感器數(shù)據(jù)融合精確識別定位技術(shù)研究。

(3) 態(tài)勢信息共享技術(shù)研究。為減少空地支援作戰(zhàn)協(xié)同響應時間，增強態(tài)勢感知能力，2015年，DARPA演示的持久近距空中支援項目(PCAS)，解決飛機數(shù)據(jù)鏈數(shù)量過多以及報文格式不統(tǒng)一的問題，將發(fā)出請求到實施攻擊的時間由現(xiàn)在的30～60 min縮短至6 min，避免時間長態(tài)勢變化引發(fā)誤傷。

3.2 空地誤傷避免操作規(guī)程研究

(1) 明確空地目標識別技術(shù)應用?？盏刂г鲬?zhàn)時，美軍明確區(qū)分“敵”與“友”的多種技術(shù)手段。對“敵”判定包括視覺識別、電子偵察信息、雷達探測圖像、保密地空通信等；對“友”判定包括視覺識別、標識裝置識別、MarkXII雷達敵我識別系統(tǒng)、BTID戰(zhàn)場目標識別系統(tǒng)、態(tài)勢系統(tǒng)等。美軍依托體系力量，多冗余技術(shù)手段協(xié)同判決，避免誤傷。

(2) 美軍規(guī)范聯(lián)合作戰(zhàn)殺傷盒。殺傷盒是一個三維區(qū)域空間，采用網(wǎng)格化定義空間，包括高度、經(jīng)緯度、時間等信息，主要用于加強火力協(xié)調(diào)支援措施，促進空對地快速打擊。2014年，美軍聯(lián)合火力支援作戰(zhàn)條令(JP 3-09)中迭代殺傷盒的建立、取消、標識、協(xié)調(diào)規(guī)程，避免多軍種聯(lián)合作戰(zhàn)時空地操作沖突而引發(fā)誤傷。

(3)建立火力打擊安全距離矩陣?；鹆Υ驌舭踩嚯x是美軍為避免彈藥打擊誤傷，根據(jù)彈藥量、打擊方式、毀傷概率等確定的差異化安全距離，其操作性和針對性較強，采用0.1%失能概率(PI)描述。美軍建立了不同的空地支援飛機、不同彈藥、不同飛行高度的0.1%失能概率矩陣，并不斷迭代安全距離數(shù)據(jù)，便于地面指揮官評估風險距離。

4 結(jié) 語

美軍的實戰(zhàn)經(jīng)驗表明，深入敵后作戰(zhàn)唯一能夠依靠的火力支援來自空中[11]。隨著軍隊信息化程度的不斷提升，近距空中支援的指揮層級也延伸至更低層級，聯(lián)合作戰(zhàn)不可控因素將增加更多；高價值平臺和高毀傷彈藥的不斷列裝，誤傷威脅將更為嚴重；迫切需要空地目標識別技術(shù)的應用。美軍采用的多種空地誤傷避免敵我識別技術(shù)及實戰(zhàn)操作規(guī)程，對未來裝備的發(fā)展和聯(lián)合作戰(zhàn)運用有極大的參考和借鑒意義。