李卿瑩

（中國飛行試驗(yàn)研究院，陜西 西安710089）

1 引言

20 世紀(jì)末期以來，信息技術(shù)的發(fā)展推動了軍事變革。從作戰(zhàn)樣式的角度來講，傳統(tǒng)的各平臺運(yùn)用自身傳感器和武器系統(tǒng)對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤、打擊的作戰(zhàn)樣式已不能滿足數(shù)字化戰(zhàn)爭的需求。美國海軍上將杰伊·約翰遜最先提出網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)（Network Centric Warfare，NCW）[1]的理念，即將地理位置上分散的各種傳感器、指揮和控制系統(tǒng)、武器系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)成一個信息化的網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場信息互聯(lián)共享，實(shí)時感知戰(zhàn)場態(tài)勢，提高作戰(zhàn)效率和對敵打擊能力。以網(wǎng)絡(luò)為中心的作戰(zhàn)樣式已逐步演變成未來數(shù)字化戰(zhàn)爭的主要模式[2]。

多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)[3]作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的一種具體表現(xiàn)形式，將成為未來空戰(zhàn)的主要模式。另外，空中戰(zhàn)場環(huán)境越來越復(fù)雜，空空導(dǎo)彈攻擊距離不斷增大，載機(jī)在發(fā)射完導(dǎo)彈之后若遇到干擾或威脅，很難繼續(xù)控制導(dǎo)彈對目標(biāo)實(shí)施精確打擊，在未來空戰(zhàn)中實(shí)施接力制導(dǎo)可以較大程度地提升戰(zhàn)機(jī)的生存能力和空空導(dǎo)彈的打擊精度。

本文將介紹網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)、接力制導(dǎo)技術(shù)的概念與內(nèi)涵，分析總結(jié)國內(nèi)外協(xié)同空戰(zhàn)以及協(xié)同制導(dǎo)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并以網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)為背景，提出一種新型的多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)模式。

2 概念及內(nèi)涵

2.1 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)指通過全球信息柵格，將分散配置的作戰(zhàn)要素集成為網(wǎng)絡(luò)化的作戰(zhàn)指揮體系、作戰(zhàn)力量體系和作戰(zhàn)保障體系，實(shí)現(xiàn)各作戰(zhàn)要素間的戰(zhàn)場態(tài)勢感知共享，最大限度地將信息優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為決策優(yōu)勢和行動優(yōu)勢，充分發(fā)揮整體作戰(zhàn)效能。

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)是美國軍方推行的全新戰(zhàn)爭理念，與傳統(tǒng)消耗型的戰(zhàn)爭方式有著本質(zhì)的區(qū)別。以網(wǎng)絡(luò)為中心的聯(lián)合作戰(zhàn)方式在信息時代的戰(zhàn)爭中具備很大優(yōu)勢，它使地理上分散的各作戰(zhàn)單元具備集中火力攻擊目標(biāo)的能力，通過持續(xù)完備感知戰(zhàn)場態(tài)勢，提高對戰(zhàn)場的控制能力和作戰(zhàn)指揮速率。

2.2 多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)

多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)是由兩架或者兩架以上的作戰(zhàn)飛機(jī)互相配合、相互協(xié)作，完成對空作戰(zhàn)任務(wù)的一種戰(zhàn)爭方式，是現(xiàn)代海、陸、空、天、電一體化作戰(zhàn)模式在多機(jī)空戰(zhàn)中的具體體現(xiàn)[4]。

多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)是由預(yù)警指揮機(jī)、殲擊機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)和空中加油機(jī)等多種類型飛機(jī)混合編隊(duì)，在地面指揮中心或空中預(yù)警指揮機(jī)的統(tǒng)一控制下，通過戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡(luò)和制導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)互相配合、相互協(xié)作完成對空打擊任務(wù)的作戰(zhàn)方式[5]。航空電子系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈[6]的飛速發(fā)展為多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)提供了先決條件，編隊(duì)內(nèi)各飛機(jī)通過機(jī)載戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場數(shù)據(jù)和情報(bào)信息的交互與共享。多傳感器協(xié)同以及信息融合技術(shù)對戰(zhàn)場資源進(jìn)行統(tǒng)一管理、信息整合，以更高的效率對戰(zhàn)場態(tài)勢進(jìn)行感知，保證多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)效能。

在探測目標(biāo)階段，協(xié)同作戰(zhàn)體系內(nèi)的飛機(jī)按照一定的幾何形狀編隊(duì)飛行，相互之間信息共享，達(dá)到探測范圍最大化；在識別跟蹤目標(biāo)及任務(wù)分配階段，編隊(duì)內(nèi)各戰(zhàn)機(jī)分工明確，整體配置最優(yōu)化；在戰(zhàn)術(shù)決策階段，協(xié)同作戰(zhàn)飛機(jī)互相支持，互為犄角，集中火力殲擊敵人。

2.3 接力制導(dǎo)

接力制導(dǎo)，又稱多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)，是由多架作戰(zhàn)飛機(jī)切換式接力向?qū)棸l(fā)送中制導(dǎo)指令的一種制導(dǎo)方式。

現(xiàn)代空戰(zhàn)中，作戰(zhàn)飛機(jī)通常以編隊(duì)飛行協(xié)同完成作戰(zhàn)任務(wù)，飛機(jī)上掛載的中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈在攻擊過程中主要采用“程控導(dǎo)引初制導(dǎo)+指令修正中制導(dǎo)+雷達(dá)主動尋的末制導(dǎo)”的復(fù)合制導(dǎo)模式。隨著空空導(dǎo)彈攻擊距離不斷增加，特別是適用于超視距作戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈出現(xiàn)以來，導(dǎo)彈飛行時間增加，其中中制導(dǎo)過程所占的時間比例最大，該過程需要機(jī)載火控雷達(dá)照射目標(biāo)，并將無線電修正指令周期性地發(fā)送給導(dǎo)彈。

未來空戰(zhàn)會面臨更加復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，除傳統(tǒng)的自然環(huán)境外，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和電磁環(huán)境已躍升為戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜化的主導(dǎo)因素，其中隱形電磁空間的形成對戰(zhàn)場環(huán)境的影響最為顯著。在這樣一個由電磁波構(gòu)成的無形環(huán)境下，在有限的空域、時域、頻域以及能量域上，各種電磁信號錯綜復(fù)雜、相互交疊、瞬息萬變，妨礙著各種機(jī)載電子設(shè)備的正常工作和作戰(zhàn)使用效能。

面對未來空中復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境，僅依靠導(dǎo)彈發(fā)射平臺可能無法順利完成空空導(dǎo)彈的中制導(dǎo)過程。因?yàn)閼?zhàn)場情況不斷變化，載機(jī)發(fā)射完導(dǎo)彈后可能需要去執(zhí)行其他作戰(zhàn)任務(wù)或是在制導(dǎo)過程中受到敵方威脅需要機(jī)動飛行規(guī)避危險(xiǎn)；且戰(zhàn)場電磁環(huán)境復(fù)雜，火控雷達(dá)照射目標(biāo)時受到電磁干擾或者通信受敵電磁波干擾。因此，在載機(jī)不得不放棄導(dǎo)彈制導(dǎo)權(quán)時，需要將中制導(dǎo)權(quán)移交給編隊(duì)內(nèi)其他飛機(jī)，由該友機(jī)作為新的制導(dǎo)平臺繼續(xù)向空空導(dǎo)彈發(fā)送制導(dǎo)指令，這就是接力制導(dǎo)。

3 國內(nèi)外研究概況

3.1 協(xié)同空戰(zhàn)研究現(xiàn)狀

面對現(xiàn)代戰(zhàn)爭中日趨復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，單一戰(zhàn)機(jī)因?yàn)樘綔y、跟蹤和攻擊目標(biāo)的能力十分有限，沒有辦法獨(dú)立完成指定的對空作戰(zhàn)任務(wù)，所以必須多架戰(zhàn)機(jī)參戰(zhàn)。世界各國越來越關(guān)注和重視著眼于機(jī)群整體作戰(zhàn)效能提高的協(xié)同空戰(zhàn)，美國、俄羅斯、西歐等國在協(xié)同空戰(zhàn)方面已經(jīng)開展了多年的研究[7]，國內(nèi)有關(guān)專家學(xué)者也在積極進(jìn)行多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)的研究工作[8]。此外，近年來無人機(jī)的出現(xiàn)和無人機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得國內(nèi)外學(xué)者們越來越關(guān)注和重視有無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)和多無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)方向的研究，將無人機(jī)應(yīng)用于未來超視距協(xié)同空戰(zhàn)是必然趨勢。

現(xiàn)將目前國內(nèi)外對于多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)領(lǐng)域的研究概括為以下幾個方面：①多機(jī)協(xié)同多目標(biāo)攻擊中的效能評估、威脅評估、態(tài)勢評估、目標(biāo)任務(wù)分配等戰(zhàn)術(shù)決策問題，這方面的研究起步早，理論成果比較成熟。②無人機(jī)協(xié)同和多無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)研究。這是無人機(jī)技術(shù)興起后比較熱門的研究方向之一，也是未來復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下協(xié)同空戰(zhàn)的一個發(fā)展趨勢。③多機(jī)協(xié)同中的信息協(xié)同技術(shù)研究。即研究多機(jī)多傳感器協(xié)同目標(biāo)探測、跟蹤及數(shù)據(jù)融合技術(shù)，這是信息戰(zhàn)、電子戰(zhàn)環(huán)境下的重點(diǎn)研究方向之一，但國內(nèi)在這方面起步晚，相關(guān)技術(shù)比較落后，理論研究尚不成熟。④多機(jī)協(xié)同戰(zhàn)術(shù)研究。這是近些年比較熱門的研究方向，主要包括多架戰(zhàn)斗機(jī)在預(yù)警機(jī)指揮下的協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的多機(jī)協(xié)同靜默攻擊技術(shù)、空空導(dǎo)彈多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)技術(shù)等。面對未來空戰(zhàn)的復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境，其研究有重大意義。目前國外公開的相關(guān)方面文獻(xiàn)較少，中國對多機(jī)協(xié)同戰(zhàn)術(shù)的研究也尚在起步階段。

3.2 協(xié)同制導(dǎo)研究現(xiàn)狀

在對中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈的多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)過程中，多架戰(zhàn)機(jī)采用戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行信息共享，載機(jī)在發(fā)射完導(dǎo)彈后如受到敵方威脅或干擾，需要將空空導(dǎo)彈的中制導(dǎo)權(quán)移交給敵威脅或干擾范圍以外的友機(jī)，交接完成后載機(jī)快速機(jī)動規(guī)避，由友機(jī)繼續(xù)對導(dǎo)彈實(shí)施中制導(dǎo)。研究多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)對于現(xiàn)代超視距空戰(zhàn)的戰(zhàn)法創(chuàng)新意義重大，在實(shí)戰(zhàn)中也有著較高的應(yīng)用價值。

目前，國外關(guān)于協(xié)同制導(dǎo)的公開文獻(xiàn)主要都是針對防空反導(dǎo)背景下協(xié)同制導(dǎo)律的研究和設(shè)計(jì)，并未涉及到導(dǎo)彈制導(dǎo)權(quán)的切換技術(shù)。國內(nèi)對于協(xié)同制導(dǎo)的研究工作主要從以下三個方面展開：有關(guān)艦空導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)的理論和技術(shù)研究[9]，空地導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)的相關(guān)技術(shù)研究[10]，對空空導(dǎo)彈協(xié)同制導(dǎo)問題的研究。國內(nèi)對于多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)的研究由于起步較晚，相關(guān)理論不夠完善也尚不成熟[11]。

4 一種基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)模式

4.1 空空導(dǎo)彈傳統(tǒng)作戰(zhàn)流程

主動雷達(dá)制導(dǎo)中遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈一般采用復(fù)合制導(dǎo)方式。所謂復(fù)合制導(dǎo)就是在初制導(dǎo)階段采用程控導(dǎo)引，中制導(dǎo)過程為慣性導(dǎo)航加無線電指令修正，當(dāng)導(dǎo)彈導(dǎo)引頭截獲目標(biāo)并順利完成中、末制導(dǎo)交接后，雷達(dá)主動尋地。在導(dǎo)彈中制導(dǎo)階段，需要載機(jī)將探測到的目標(biāo)位置和速度等信息經(jīng)過編碼形成無線電指令，通過數(shù)據(jù)鏈發(fā)送給導(dǎo)彈微處理機(jī)和慣性基準(zhǔn)裝置，導(dǎo)彈根據(jù)指令修正目標(biāo)位置信息進(jìn)行制導(dǎo)，這樣有助于提高導(dǎo)彈導(dǎo)引頭截獲目標(biāo)概率。

超視距空戰(zhàn)中的中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈在時間軸上的傳統(tǒng)作戰(zhàn)流程如圖1 所示。

圖1 主動雷達(dá)制導(dǎo)中遠(yuǎn)程空空導(dǎo)彈在時間軸上的傳統(tǒng)作戰(zhàn)流程

傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程整個攻擊過程基本由單機(jī)獨(dú)立完成，且在這一過程中主要使用機(jī)載火控雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行探測和跟蹤，同時在導(dǎo)彈中制導(dǎo)過程中也是由發(fā)射載機(jī)根據(jù)探測到的目標(biāo)信息為其發(fā)送無線電修正指令。

4.2 基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程

在現(xiàn)代一體化的超視距空戰(zhàn)環(huán)境下，單一戰(zhàn)機(jī)的作戰(zhàn)能力受到很大限制，比如隨著作戰(zhàn)范圍的擴(kuò)大，單機(jī)對戰(zhàn)場綜合態(tài)勢的感知能力不夠；隨著信息戰(zhàn)、電子戰(zhàn)的出現(xiàn)，戰(zhàn)機(jī)機(jī)載火控雷達(dá)的使用受到限制，長期開機(jī)照射很容易暴露自身位置，受到敵方攻擊，生存能力大大降低；戰(zhàn)場環(huán)境的復(fù)雜多變使得作戰(zhàn)飛機(jī)在攻擊過程中很容易受到干擾或威脅，而無法繼續(xù)實(shí)施空空導(dǎo)彈的控制權(quán)，影響攻擊效果，降低作戰(zhàn)效能?？梢?，傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)模式已無法適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的需求。

根據(jù)上述問題，在傳統(tǒng)空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程的基礎(chǔ)上引入網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的思想、多傳感器協(xié)同探測的方法、多機(jī)協(xié)同制導(dǎo)的方式，提出新型的基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)模式?；诰W(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)時間流程如圖2 所示。

圖2 基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)時間流程

由圖2 可以看出，基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程與傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈作戰(zhàn)流程的主要區(qū)別在于2、3、6 階段，另外1 階段的遠(yuǎn)程雷達(dá)偵察預(yù)警含義也有所不同。以下將對上述4 個階段做具體說明。

1 階段：遠(yuǎn)程雷達(dá)偵察預(yù)警。在網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)體系結(jié)構(gòu)下，本階段是空中預(yù)警指揮機(jī)機(jī)載雷達(dá)、地基預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)以及分散在作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)多個傳感器，組成信息網(wǎng)絡(luò)綜合感知戰(zhàn)場態(tài)勢，對敵情進(jìn)行偵察預(yù)警，并遠(yuǎn)距引導(dǎo)作戰(zhàn)飛機(jī)編隊(duì)進(jìn)入作戰(zhàn)空域。

2 階段：多傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)同搜索探測。在多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)中，編隊(duì)內(nèi)的每架飛機(jī)分別利用自身機(jī)載傳感器協(xié)同對目標(biāo)進(jìn)行探測，并通過戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行信息共享，如此形成一個探測目標(biāo)信息的傳感器網(wǎng)絡(luò)，對多機(jī)多傳感器信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合就可為實(shí)施發(fā)射導(dǎo)彈任務(wù)的載機(jī)提供目標(biāo)探測信息。

3 階段：機(jī)載多傳感器協(xié)同跟蹤。相比機(jī)載火控雷達(dá)探測目標(biāo)信息的完整性，無源傳感器跟蹤目標(biāo)精度相對較低，但其不會向外輻射電磁波，因此為了在保證目標(biāo)跟蹤精度的同時提高飛機(jī)自身的隱身性能，采用機(jī)載多傳感器協(xié)同對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。

6 階段：網(wǎng)絡(luò)化多機(jī)協(xié)同中制導(dǎo)。傳統(tǒng)的空空導(dǎo)彈中制導(dǎo)過程僅由導(dǎo)彈發(fā)射載機(jī)完成，在網(wǎng)絡(luò)化的作戰(zhàn)環(huán)境下，由網(wǎng)絡(luò)化體系結(jié)構(gòu)內(nèi)的多架作戰(zhàn)飛機(jī)協(xié)同對導(dǎo)彈實(shí)施中制導(dǎo)。

5 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)是由信息技術(shù)的飛速發(fā)展引發(fā)的一場巨大的軍事變革，多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)是基于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)理念的一種具體作戰(zhàn)形式，協(xié)同制導(dǎo)是多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。面對愈加復(fù)雜的空中作戰(zhàn)環(huán)境，在新型多機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)模式中，引入網(wǎng)絡(luò)化的作戰(zhàn)理念以及協(xié)同接力制導(dǎo)技術(shù)，能夠使得作戰(zhàn)飛機(jī)在空中戰(zhàn)場上機(jī)動性更強(qiáng)，更加靈活，對整體空戰(zhàn)效能的提升具有重要意義。