李 奇，秦大國，柴 華

（1.航天工程大學(xué)，北京101416；2.中國人民解放軍63611部隊，新疆庫爾勒841001）

0 引言

彈道導(dǎo)彈技術(shù)的迅猛發(fā)展和快速擴(kuò)散，對全球安全格局產(chǎn)生了重大影響。各類彈道導(dǎo)彈的大量使用，令導(dǎo)彈防御應(yīng)對的各類場景更加復(fù)雜。反導(dǎo)體系是一個要求其構(gòu)成要素高強(qiáng)度協(xié)調(diào)運行的快速交戰(zhàn)系統(tǒng)，在體系總體和構(gòu)成要素之間，既要能高度集中，又要能深度融合。反導(dǎo)作戰(zhàn)具有協(xié)同復(fù)雜、時效性強(qiáng)、信息流量大等特點，使得作戰(zhàn)對抗性強(qiáng)、決策準(zhǔn)備時間短、決策難度大[1]。傳感器系統(tǒng)、攔截武器系統(tǒng)、指控系統(tǒng)作戰(zhàn)的交互關(guān)系復(fù)雜、行動步驟環(huán)環(huán)相扣，后續(xù)行動環(huán)節(jié)的實施以前一行動環(huán)節(jié)的順利完成為前提，而且，行動過程中的這些環(huán)節(jié)受到威脅目標(biāo)飛行時空特性限制，具有很強(qiáng)的時限性，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)延遲或錯誤，不僅后續(xù)環(huán)節(jié)的行動無法正常開展，而且整個作戰(zhàn)行動都將失敗。所以反導(dǎo)體系能力是反導(dǎo)體系在完成使命任務(wù)的對抗過程中通過組分系統(tǒng)間的動態(tài)交互涌現(xiàn)出來的新的整體能力，不是各組分系統(tǒng)能力的簡單相加，必須從整體性出發(fā)。文獻(xiàn)[2]指出：體系能力的評估不能用簡單系統(tǒng)靜態(tài)、局部、分解可加的方式來進(jìn)行，而必須是整體、動態(tài)、對抗三者缺一不可的方式進(jìn)行。文獻(xiàn)[3]對反導(dǎo)體系作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)內(nèi)信息交互進(jìn)行了詳細(xì)分析，并展開了基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的反導(dǎo)體系作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效能評估分析，提出了一些對構(gòu)建反導(dǎo)體系作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)有益的對策建議。

反導(dǎo)體系是復(fù)雜系統(tǒng)，具有混沌性，難以形象具體地理解其戰(zhàn)斗力的生成機(jī)理，因此需要拓寬思路、另辟蹊徑，嘗試從不同角度加以認(rèn)知。從作戰(zhàn)進(jìn)程看，反導(dǎo)作戰(zhàn)符合觀察-定位-決策-行動OODA作戰(zhàn)理論，與鉸鏈一環(huán)扣一環(huán)的連接方式相似，不斷接續(xù)延長，一旦一環(huán)斷開，則鉸鏈中斷，作戰(zhàn)進(jìn)程失控；從體系結(jié)構(gòu)看，各個系統(tǒng)在反導(dǎo)裝備體系中的發(fā)展水平參差不齊，體系能力像木桶盛水一樣受各條木板的影響，最顯著的就是最短的木板，存在明顯的木桶效應(yīng)；從裝備發(fā)展看，反導(dǎo)體系戰(zhàn)斗力的生成既依賴顛覆性技術(shù)的突破也需要常規(guī)裝備數(shù)量的增長，而金字塔的堆砌過程中體現(xiàn)為縱向提升和橫向延展，使金字塔在整體抬高的同時也使重心保持較低位置，借鑒這種模式可以使

體系一直處于能力提升且基礎(chǔ)穩(wěn)定的良性發(fā)展中。三個角度從復(fù)雜體系的三個側(cè)面形象化地描述了反導(dǎo)體系表現(xiàn)出的特征，通過鉸鏈、木桶、金字塔三個物化的模型，可以更加深刻地理解這個復(fù)雜體系，為進(jìn)一步加速戰(zhàn)斗力生成提供參考。

1 鉸鏈結(jié)構(gòu)

1.1 反導(dǎo)作戰(zhàn)流程OODA環(huán)

美國軍事理論家Boyd在20世紀(jì)70年代提出OODA環(huán)理論，基于作戰(zhàn)的邏輯順序?qū)⒆鲬?zhàn)過程抽象為觀察（observe）-定位（orient）-決策（decide）-行動（act）四種行為不斷循環(huán)，如圖1所示。反導(dǎo)作戰(zhàn)的流程也可以參考甘特圖[4]表示，如圖2所示。反導(dǎo)體系平時處于戰(zhàn)備值班狀態(tài)，當(dāng)敵方導(dǎo)彈發(fā)射時，天基紅外預(yù)警系統(tǒng)需要第一時間發(fā)現(xiàn)敵情，上報指控中心，提供目標(biāo)指示信息和發(fā)落點預(yù)報，指控中心根據(jù)來襲方向等情況調(diào)用高精度雷達(dá)實施精密跟蹤探測，同時，令攔截武器系統(tǒng)進(jìn)入待發(fā)射狀態(tài)。在跟蹤目標(biāo)一定時間后，雷達(dá)給出更加精確的預(yù)測彈道，攔截武器連續(xù)接收目標(biāo)指示信息并計算諸元，自動發(fā)射攔截彈。在導(dǎo)彈飛行過程中還要持續(xù)與導(dǎo)彈通信，傳輸目標(biāo)的位置信息、RCS信息和紅外特性等，幫助導(dǎo)引頭識別誘餌和干擾，直到攔截器捕獲目標(biāo)，進(jìn)入末制導(dǎo)，命中目標(biāo)。如果中段反導(dǎo)失敗，則轉(zhuǎn)入末段高層和末段低層反導(dǎo)，進(jìn)入下一輪的OODA循環(huán)。作戰(zhàn)時有多個OODA環(huán)快速循環(huán)交錯進(jìn)行，一個回合的OODA環(huán)周期為T=T1+T2+T3+T4+T5，流程進(jìn)行到T6便意味著進(jìn)行打擊效果的評估，亦可視為下一個OODA環(huán)的“觀察”。

圖1 OODA環(huán)

圖2 反導(dǎo)作戰(zhàn)流程圖

1.2 側(cè)重鉸鏈關(guān)節(jié)加強(qiáng)體系韌性

系統(tǒng)之間在作戰(zhàn)時序上存在精度鏈上的交接傳遞過程，每個系統(tǒng)的能力都存在極限和底線，作為前后交接班的參考指標(biāo)。從誤差收斂過程看，從預(yù)警衛(wèi)星與預(yù)警雷達(dá)交接，到預(yù)警雷達(dá)與制導(dǎo)雷達(dá)交接，到最后制導(dǎo)雷達(dá)與彈上導(dǎo)引頭的中末制導(dǎo)交接，特別是在對抗條件下，每一次交接都足夠健壯，作戰(zhàn)才能形成回路。整個作戰(zhàn)過程中，目標(biāo)指示系統(tǒng)要與預(yù)警探測系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)有無與穩(wěn)定跟蹤的交接班，在預(yù)警探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)至超出其范圍的時段內(nèi)，目標(biāo)指示系統(tǒng)要實現(xiàn)目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤，逐步接管制導(dǎo)任務(wù)，這個重疊的時段T2就是鉸鏈的韌性。彈道穩(wěn)定收斂到達(dá)發(fā)射諸元的要求后導(dǎo)彈發(fā)射，攔截彈釋放攔截器后，目標(biāo)指示系統(tǒng)還要將識別的威脅傳遞給攔截彈的導(dǎo)引頭，進(jìn)行中末制導(dǎo)交班，由導(dǎo)引頭接管制導(dǎo)任務(wù)，這重疊的時段T4也是鉸鏈的韌性。交接過程是兩個系統(tǒng)之間握手傳遞的過程，涉及任務(wù)性質(zhì)和責(zé)任的切分，往往是體系的脆弱性節(jié)點。美國進(jìn)行的攔截飛行試驗在中末制導(dǎo)交班時經(jīng)常失敗，充分說明體系韌性不足會極大影響整體作戰(zhàn)能力，因此對關(guān)節(jié)處的韌性加強(qiáng)是提升體系能力的關(guān)鍵。要加速OODA環(huán)的循環(huán)就意味著減少周期T的時長，為實現(xiàn)這個目標(biāo)，在提升各系統(tǒng)能力的基礎(chǔ)上就需要對每個系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分配，通過縮短T1、T3、T5，強(qiáng)化T2、T4，在縮短 OODA環(huán)周期的同時加強(qiáng)這種交接班的韌性，使反導(dǎo)體系及早發(fā)現(xiàn)威脅、及早定位目標(biāo)、及早部署決策、及早攔截打擊。

2 木桶原理

2.1 反導(dǎo)裝備體系中的木桶原理

著名的“木桶原理”認(rèn)為，木桶的盛水量取決于最短的那塊木板。反導(dǎo)體系中的預(yù)警探測系統(tǒng)、目標(biāo)指示系統(tǒng)、火力打擊系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)等均可看作組成木桶中豎立的木板，其底板由通信系統(tǒng)作為支撐，整體戰(zhàn)斗力的體現(xiàn)就是木桶的盛水量，如圖3所示，盛水量的多少取決于最弱的系統(tǒng)。預(yù)警探測系統(tǒng)包括預(yù)警衛(wèi)星和預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，是反導(dǎo)作戰(zhàn)閉環(huán)的起點，要第一時間發(fā)現(xiàn)發(fā)射活動并發(fā)出告警信號，核心要求是贏得時間，確定有無。目標(biāo)指示系統(tǒng)負(fù)責(zé)穩(wěn)定地跟蹤并外推導(dǎo)彈彈道，并要能夠從誘餌、碎片及其它干擾中區(qū)分出彈體和彈頭，核心要求是精確識別，精準(zhǔn)導(dǎo)引。攔截武器的核心能力是長時間待機(jī)，快速發(fā)射，在制導(dǎo)雷達(dá)的指令下實現(xiàn)對目標(biāo)的捕獲跟蹤，進(jìn)而實施攔截。指揮控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)作戰(zhàn)中的情報收集分發(fā)、作戰(zhàn)任務(wù)分配，核心要求是高效靈活、統(tǒng)籌優(yōu)化。各個系統(tǒng)在通信系統(tǒng)的結(jié)聯(lián)下，共同支撐戰(zhàn)斗力的生成。但是由于工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)發(fā)展階段不同，各個系統(tǒng)性能往往難以均衡，造成有的系統(tǒng)性能過剩，而有的系統(tǒng)性能不足的現(xiàn)狀，所以在針對軍事需求進(jìn)行反導(dǎo)體系設(shè)計時，各系統(tǒng)的指標(biāo)的合理組合分配便成為當(dāng)務(wù)之急。

圖3 木桶理論

2.2 優(yōu)化木桶組合提升體系能力

“新木桶理論”（如圖4所示）認(rèn)為，木桶的盛水量與其放置位置有關(guān)，只要將木桶傾斜放置，就能裝更多的水。在此基礎(chǔ)上，如果將木桶的長板與短板的組合方式進(jìn)行調(diào)整，讓長板與長板盡量靠近，短板與短板盡量靠攏，然后將新的木桶傾斜放置，木桶的盛水量又會增加[5]。反導(dǎo)作戰(zhàn)是一種光電信息高度密集的信息化作戰(zhàn)，離開了高精度探測、精確制導(dǎo)與控制，就無法實現(xiàn)直接殺傷[6]。攔截問題的核心在于減少甚至零化最終的脫靶量，而零脫靶量由彈道初始誤差和攔截器的修正能力共同決定[7]。美國GMD系統(tǒng)的EKV和宙斯盾系統(tǒng)的KKV攔截器均是通過自動尋的末制導(dǎo)直接碰撞實現(xiàn)殺傷，“薩德”制導(dǎo)精度范圍是0.15～0.40 m[8]，而核心元器件的能力不足長期限制著俄羅斯導(dǎo)引頭的發(fā)展，俄羅斯S-500攔截彈的末制導(dǎo)段最大脫靶量僅能保證小于3 m，相比美國反導(dǎo)裝備，俄羅斯的導(dǎo)引頭能力存在明顯短板，單純通過S-500的導(dǎo)引頭控制精度難以使攔截彈直接碰撞摧毀目標(biāo)。但S-500系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的目標(biāo)指示系統(tǒng)，RCS=0.12 m2的目標(biāo)的探測距離可達(dá)1300 km[9]，同時其具有先進(jìn)的發(fā)動機(jī)技術(shù)和破片殺傷技術(shù)，在該系統(tǒng)導(dǎo)彈中配置了定向破片殺傷戰(zhàn)斗部和小型核戰(zhàn)斗部，將彈頭對彈頭攔截轉(zhuǎn)變?yōu)闅麍鰧楊^的殺傷。依賴大推力速燃助推技術(shù)快速投送攔截器、強(qiáng)大的目標(biāo)指示系統(tǒng)提前鎖定來襲目標(biāo)，在導(dǎo)彈靠近威脅時引爆戰(zhàn)斗部實施殺傷[10]。俄羅斯揚長避短，通過雷達(dá)精度（長板）支撐導(dǎo)彈制導(dǎo)進(jìn)入一定誤差范圍內(nèi)、高速推進(jìn)系統(tǒng)（長板）爭取時間、破片體殺傷（長板）擴(kuò)大殺傷范圍，共同降低對導(dǎo)引頭制導(dǎo)和控制能力（短板）的要求，合理調(diào)整木桶中木板的組合調(diào)整并傾斜木桶的角度，滿足木桶的容積需求。

圖4 新木桶理論

3 金字塔模型

3.1 反導(dǎo)裝備體系的金字塔形式

裝備的貢獻(xiàn)率模式有多種，可分為關(guān)鍵作用模式、線性模式、非線性模式等，體系涌現(xiàn)性效能也可分為同質(zhì)涌現(xiàn)性效能和異質(zhì)涌現(xiàn)性效能[2]，反導(dǎo)體系戰(zhàn)斗力的生成如金字塔的搭建一樣，越向頂端越需要各個側(cè)面都達(dá)到相應(yīng)高度。裝備的作用可以是縱向升高也可以是橫向加固，均對體系能力產(chǎn)生影響，但是必須明確裝備發(fā)展在整個體系內(nèi)所處的位置，對此從金字塔的高度和重心兩個方面來考慮。其整體戰(zhàn)斗力可用金字塔的高度H表示，其體系的重心可用金字塔的重心高度h表示，其裝備性能所屬的層寬由L表示，如圖5所示。體系優(yōu)化的方向是提高H，降低h，L的長度會決定金子塔的形狀，重心h和高度H呈正相關(guān)關(guān)系，但h的變化速度遠(yuǎn)低于H，說明體系重心的鞏固更加任重道遠(yuǎn)，更能體現(xiàn)對抗條件下體系的能力。

圖5 金子塔的高度H、重心高度h和層寬L

3.2 降低重心加強(qiáng)體系抗毀性

優(yōu)化反導(dǎo)裝備體系的目的是縮小武器裝備體系能力與使命任務(wù)之間的差距，使體系兼具強(qiáng)健和抗毀的特性。裝備體系建設(shè)的過程如同金字塔的構(gòu)筑，需要大小不同的磚塊一步一步堆疊，尖端裝備相比普通裝備可以視為更大的磚塊，可以加速堆疊的效率，但使用更大體積的磚塊也意味著堆疊過程面對更大難度，即技術(shù)突破難、生產(chǎn)成本高、維護(hù)保養(yǎng)貴等問題。在裝備體系的發(fā)展中，不僅財政上要能長期負(fù)擔(dān)，且能適應(yīng)威脅的變化，更加注重多用性和跨域性，保持體系能力的延伸拓展的同時也夯實體系的穩(wěn)定性。從現(xiàn)實情況看，裝備的發(fā)展存在一定的階段性，在性能指標(biāo)沒有顯著提升的情況下，通過增加數(shù)量可以在一定程度上提升整體的效能，通過橫向“堆積”逐步提升，實現(xiàn)“量變引起質(zhì)變”，屬于先橫再豎、螺旋上升的路子，如通過增加雷達(dá)的部署數(shù)量進(jìn)而擴(kuò)大對威脅的感知范圍、提高對威脅的感知精度，如圖6中的1所示；而關(guān)鍵裝備的突破提升如同得到體積更大的磚塊，使建設(shè)能力跳躍式發(fā)展，屬于縱向提升、橫向夯實的方式，如圖6中的2所示，比如美國突破導(dǎo)引頭技術(shù)，直接帶動起相關(guān)裝備譜系的能力躍升，在THAAD、SM-3和GBI上均得到應(yīng)用，實現(xiàn)了對多種來襲目標(biāo)的直接撞擊攔截。美俄都在大力推行武器裝備體系模塊化發(fā)展，以提升金字塔的整體高度且保持或降低重心為目標(biāo)，在提升磚塊體積的同時增加磚塊之間的粘合力，增加體系的抗毀性，確保各模塊之間能夠相互支撐、靈活重組，以火力系統(tǒng)的發(fā)展為例。美國的愛國者PAC-3同時具備反導(dǎo)和反飛機(jī)能力，薩德THAAD可以完成40～150 km彈道導(dǎo)彈的攔截，跨越稀薄大氣層和空間兩個領(lǐng)域，SM-3在海基多次成功試驗后正論證陸基部署，同時繼續(xù)研發(fā)“宙斯盾”基線系統(tǒng)，力圖打通SM-3和THAAD的互操作性，使其具備“遠(yuǎn)程發(fā)射”和“遠(yuǎn)程攔截”的能力[11]。俄羅斯S-500更是集防空反導(dǎo)反衛(wèi)于一體，同時“向下兼容”，可以指揮和控制S-400、S300P系統(tǒng)地空導(dǎo)彈，與A-235和S-400組成遠(yuǎn)中近程有效銜接的防空反導(dǎo)體系。這些裝備的共同特點是在作戰(zhàn)區(qū)域上各有重點也有重疊，在新上裝備的同時注重升級老舊裝備，提升互聯(lián)互通互操作能力，不但降低裝備更新?lián)Q代的成本，增加體系的火力密度，還可以防止對抗條件下單型裝備受損造成防區(qū)空白。

圖6 金子塔模型下裝備體系能力的兩種提升路徑

4 結(jié)束語

“橫看成嶺側(cè)成峰，遠(yuǎn)近高低各不同”。反導(dǎo)體系中裝備多型多樣、耦合關(guān)系復(fù)雜，屬于典型的復(fù)雜系統(tǒng)，必須面向整個體系加以認(rèn)識。鉸鏈結(jié)構(gòu)從反導(dǎo)作戰(zhàn)流程中邏輯順序交接班入手，側(cè)重對韌性的重視；木桶理論側(cè)重反導(dǎo)裝備體系建設(shè)的合理指標(biāo)分配，進(jìn)而提升整體能力；金字塔模型更強(qiáng)調(diào)在對抗條件下降低反導(dǎo)體系的作戰(zhàn)重心，從而提升抗毀性。從這三個角度切入可以更好地理解體系中交互、演化和涌現(xiàn)的行為，形象直觀地認(rèn)識體系的作戰(zhàn)流程和裝備發(fā)展，促進(jìn)反導(dǎo)體系能力穩(wěn)步提升。