張春，雷紅飛，邢士勇，張蛟，王歌，趙斌

(1.西北機(jī)電工程研究所，陜西 咸陽 712099；2.中國兵器科學(xué)研究院，北京 100000；3.63961部隊(duì)，北京 100012)

防空高炮武器系統(tǒng)主要對付低空、超低空的敵武裝直升機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、殲轟機(jī)(含隱身飛機(jī))、巡航導(dǎo)彈及戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)等空中目標(biāo)。用于對我軍機(jī)械化部隊(duì)遂行跟進(jìn)防空掩護(hù)，保障部隊(duì)集結(jié)、開進(jìn)、展開和進(jìn)攻作戰(zhàn)的防空安全，也可承擔(dān)其他重要目標(biāo)的對空掩護(hù)任務(wù)[1]。

從裝備需求的角度看，防空高炮武器系統(tǒng)在役年限通常為30～50年，而在此漫長的時間內(nèi)，空襲模式和空襲兵器均會發(fā)生時代性的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)作戰(zhàn)使用的能力需求，現(xiàn)役主戰(zhàn)高炮武器系統(tǒng)應(yīng)及時融入現(xiàn)代化技術(shù)手段，不斷提升防空高炮武器系統(tǒng)技術(shù)性能，時刻保持作戰(zhàn)能力的有效性。

裝備發(fā)展的基本途徑包括改造和新研。改造是采用新的技術(shù)成果和方案，提升技術(shù)性能，拓展、改變使用功能，延長使用壽命，使其具備新的用途，甚至達(dá)到與新列裝裝備相同的作戰(zhàn)能力[2]。現(xiàn)役裝備的升級改造已經(jīng)成為國內(nèi)外武器裝備的常態(tài)化發(fā)展方式，并融入到裝備研制、使用的全過程。

1 升級改造的意義

1.1 可快速應(yīng)用新技術(shù)、新成果

近年來，國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展迅猛，自動化、數(shù)字化、信息化、新材料、新工藝等技術(shù)突飛猛進(jìn)，在新研、預(yù)研高炮領(lǐng)域一批成果快速涌現(xiàn)，武器裝備的升級改造可及時將新技術(shù)、新成果應(yīng)用于現(xiàn)役裝備的能力提升，可穩(wěn)妥、快速地提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。

1.2 可靈活適應(yīng)不斷變化的作戰(zhàn)需求

現(xiàn)役高炮武器系統(tǒng)的研制是以特定時期內(nèi)可以預(yù)見的軍事需求為依據(jù)，隨著作戰(zhàn)對象和使用環(huán)境的變化，原先的設(shè)計理念可能已經(jīng)無法適應(yīng)新時代軍事斗爭的需求。高炮武器系統(tǒng)的升級改造可在一定程度上調(diào)整、完善其作戰(zhàn)使命和任務(wù)，可靈活適應(yīng)作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)能力的新需求，防空高炮武器系統(tǒng)升級改造是其全壽命周期中的一種必然選擇。

1.3 及時彌補(bǔ)部隊(duì)訓(xùn)練使用中發(fā)現(xiàn)的不足

高炮武器系統(tǒng)完成定型并配備到部隊(duì)后，在部隊(duì)復(fù)雜的作戰(zhàn)、使用、訓(xùn)練環(huán)境中，會發(fā)現(xiàn)研制過程和定型過程中的各種考慮不周、設(shè)計不細(xì)、生產(chǎn)不嚴(yán)、考核不到、質(zhì)量不足等問題，這些問題將不同程度地影響高炮武器系統(tǒng)在部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的全面生成與發(fā)揮。通過設(shè)計-生產(chǎn)-使用-反饋-改進(jìn)-再使用的閉環(huán)升級改造流程，可及時彌補(bǔ)裝備的不足。

1.4 延長武器裝備的使用壽命

任何一種高炮武器系統(tǒng)都有其設(shè)計使用壽命，但是當(dāng)武器裝備達(dá)到其服役壽命極限，可能由于經(jīng)費(fèi)預(yù)算不足而無法全面退役時，或者新研裝備未按計劃及時配屬到位時，為確保不出現(xiàn)作戰(zhàn)體系的裝備空白和能力缺失，需要對高炮武器系統(tǒng)升級改造，使其適應(yīng)作戰(zhàn)體系的新需求而超期服役。

1.5 降低武器裝備建設(shè)費(fèi)用

有些防空高炮系統(tǒng)在設(shè)計之初就留有較大的升級改造空間，通過后續(xù)較少經(jīng)費(fèi)投入的升級改造，可大幅提升武器系統(tǒng)作戰(zhàn)能力，相對于全新研制、全新采購新型防空系統(tǒng)，具有投入少、周期短、見效快等特點(diǎn)，并可在原部隊(duì)快速形成新型戰(zhàn)斗力。在一定時期內(nèi)看，升級改造裝備的性價比、戰(zhàn)斗力生成速度遠(yuǎn)高于新研裝備。

1.6 滿足軍貿(mào)市場需求

作為負(fù)責(zé)任的國際性大國，我國需要維護(hù)世界的和平和穩(wěn)定，同時從保持軍工科研和生產(chǎn)能力需求出發(fā)，需要大力搶占國際軍貿(mào)市場。為保持軍貿(mào)市場的競爭力，在現(xiàn)役高炮武器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國外用戶的特殊需求，對現(xiàn)役裝備進(jìn)行針對性升級改造，是重要的軍貿(mào)裝備研制方式，并可形成系列化出口產(chǎn)品搶占國際軍貿(mào)市場。

2 升級改造的方向

2.1 信息化作戰(zhàn)能力

高技術(shù)條件下，信息化技術(shù)是作戰(zhàn)力量的基礎(chǔ)，也是武器裝備戰(zhàn)斗力生成的倍增器。信息化技術(shù)是近年來國內(nèi)防空武器系統(tǒng)高速發(fā)展的一項(xiàng)核心技術(shù)，在防空高炮武器系統(tǒng)升級改造中應(yīng)利用防空領(lǐng)域成熟的信息獲取、信息傳遞、信息處理、信息使用、信息防護(hù)和信息管理技術(shù)，確保作戰(zhàn)過程中防空力量的有效釋放。

防空高炮武器系統(tǒng)信息化改造主要涉及信息獲取系統(tǒng)或設(shè)備的能力升級，信息快速和可靠的有線或無線傳輸，信息的融合、分析、整理和提取。利用信息處理結(jié)果分配作戰(zhàn)資源、擬定作戰(zhàn)計劃、確定防空行動，同時也要防止敵方獲取和利用我方防空系統(tǒng)的信息。通過對防空信息系統(tǒng)的有效管理，充分發(fā)揮各種信息作戰(zhàn)手段和信息對抗方式的效能[3]。

在防空高炮武器系統(tǒng)信息化升級改造的工作中，重點(diǎn)是豐富外部信息手段、提升內(nèi)部信息利用能力。通過共享近年來防空體系的建設(shè)成果，有效接收上級空情預(yù)警和目標(biāo)分配信息，融入防空反導(dǎo)網(wǎng)并成為其中節(jié)點(diǎn)；通過寬帶通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝備間信息高速共享；通過總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)裝備內(nèi)信息實(shí)時傳遞；通過數(shù)字化處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息挖掘和利用。

2.2 搜索與跟蹤能力

隨著戰(zhàn)場上“低、慢、小”目標(biāo)全天候打擊能力的出現(xiàn)，對防空高炮武器搜索與跟蹤系統(tǒng)的手段、威力和精度提出了更高的要求。在防空高炮武器系統(tǒng)升級改造中，需要防空高炮武器系統(tǒng)具備主、被動和全天候探測能力，完善探測手段是必然方向；空襲目標(biāo)的RCS和紅外輻射特性呈現(xiàn)量級的減小，搜索與跟蹤系統(tǒng)在滿足防空高炮武器系統(tǒng)作戰(zhàn)反應(yīng)時間的同時，其搜索與跟蹤威力的要求成倍增長；另外，隨著目標(biāo)結(jié)構(gòu)外形的縮小，其被彈面積大幅減小，為確保對新型空襲目標(biāo)的高概率打擊，提升跟蹤精度是升級改造的必然選擇。

2.3 火力打擊能力

高概率命中和有效毀殲?zāi)繕?biāo)是防空高炮武器系統(tǒng)火力打擊能力提升的重要方向，具體實(shí)施中，借鑒國外的成熟經(jīng)驗(yàn)，主要升級改造包括實(shí)現(xiàn)武器系統(tǒng)彈炮結(jié)合，提升防空系統(tǒng)的作戰(zhàn)空域，發(fā)揮高炮和導(dǎo)彈作戰(zhàn)使用的各自特點(diǎn)、彌補(bǔ)相應(yīng)不足，拓展打擊目標(biāo)的手段，提升綜合作戰(zhàn)效能；改進(jìn)和新研高炮彈藥系統(tǒng)也是防空高炮武器系統(tǒng)火力打擊能力提升的重要內(nèi)容，主要包括：發(fā)展炮控彈藥、新研制導(dǎo)彈藥、采用彈幕攔截機(jī)理、應(yīng)用含能破片技術(shù)，通過上述措施增加高炮彈藥毀傷模式、提升高炮彈藥毀傷能力等。

2.4 偽裝隱身能力

隱身和反隱身作戰(zhàn)已成為未來作戰(zhàn)的重要方式，在某些特殊的作戰(zhàn)環(huán)境中，需要防空高炮武器系統(tǒng)在升級改造中發(fā)展出偽裝隱身能力。偽裝隱身能力根據(jù)作戰(zhàn)環(huán)境和對抗雙方的作戰(zhàn)樣式，需要具備晝間可見光環(huán)境下的偽裝能力，紅外和雷達(dá)探索下的全天候隱身能力。具體設(shè)計中需要改變防空高炮武器系統(tǒng)的電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)特性，通常采用涂料、迷彩、遮障、煙霧、示假、被動探測、熱源隱蔽、熱源管理、結(jié)構(gòu)外形、表面材料、有源對消等手段[4]，使敵方難以探測、識別和跟蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)先敵發(fā)現(xiàn)、先敵開火、先敵毀殲。

2.5 “六性”和“三化”

在防空高炮武器系統(tǒng)升級改造中，針對可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性和環(huán)境適應(yīng)性“六性”要求以及通用化、系列化和組合化“三化”標(biāo)準(zhǔn)開展工作，也是升級改造的重要內(nèi)容。防空高炮武器系統(tǒng)利用新成果、新技術(shù)升級改造后，其組成將進(jìn)一步復(fù)雜，指標(biāo)和使用要求中“六性”相關(guān)內(nèi)容的保持與提升是裝備戰(zhàn)斗力提升的重要體現(xiàn)，以數(shù)字化、自動化、信息化為手段，全面貫徹和落實(shí)“三化”的標(biāo)準(zhǔn)和要求開展工作，是滿足“六性”要求的重要方法。

可靠性提升是防空高炮武器系統(tǒng)升級改造的重要內(nèi)容，在具體實(shí)施中，通常采取以下技術(shù)措施：繼承性設(shè)計，在武器系統(tǒng)方案及技術(shù)設(shè)計過程中，盡量繼承原系統(tǒng)成熟、可靠的部件及技術(shù)，只對關(guān)鍵性能提升或?qū)煽啃员∪醐h(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，新研或改進(jìn)部分也基本采用成熟技術(shù)或經(jīng)過其他項(xiàng)目實(shí)踐驗(yàn)證的技術(shù)；簡單性設(shè)計，在滿足功能和預(yù)期使用的前提下，盡可能將裝備設(shè)計成最簡單的結(jié)構(gòu)和外形，采用大規(guī)模集成電路替代分立元器件和小規(guī)模集成電路，通過軟件方式實(shí)現(xiàn)硬件功能，簡化硬件結(jié)構(gòu)；環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計，分析自然環(huán)境、火炮行軍和射擊狀態(tài)下的振動、沖擊和燒蝕等主要惡劣環(huán)境部位，通過散熱、通風(fēng)、加熱、密封、加固、選材、減震、緩沖等措施，提高復(fù)雜環(huán)境下的可靠性；冗余設(shè)計，對承力結(jié)構(gòu)件提供足夠的冗余，重要的操縱系統(tǒng)提供雙重操縱途徑，冗余部分不能有共因故障；降額設(shè)計，降低負(fù)荷設(shè)計額定值，提高安全儲備，減少應(yīng)力峰值與變化，重要電氣、電子元器件統(tǒng)一規(guī)定降額百分比[5]；預(yù)防性維修設(shè)計，預(yù)估裝備關(guān)鍵部位的預(yù)防性維修策略，并在升級改造和在役期間不斷完善預(yù)防性維修準(zhǔn)則，將故障防范于未然。

2.6 電磁兼容性和復(fù)雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境適應(yīng)性

隨著戰(zhàn)爭模式向多域空間拓展，網(wǎng)絡(luò)電磁域內(nèi)的戰(zhàn)爭已成為一種常態(tài)，因此，與電磁相關(guān)的各項(xiàng)軍用標(biāo)準(zhǔn)和要求也在頻繁更新與升級。在現(xiàn)役裝備的升級改造工作中，按照不斷更新的相關(guān)電磁軍用標(biāo)準(zhǔn)和要求開展技術(shù)設(shè)計和測試驗(yàn)證是防空高炮武器系統(tǒng)升級改造的重要內(nèi)容，特別是按照新標(biāo)準(zhǔn)和新要求審視，現(xiàn)役防空高炮在電磁兼容性方面均不同程度地存在技術(shù)設(shè)計缺陷。因此，在防空高炮武器系統(tǒng)升級改造中需要系統(tǒng)性地開展電磁兼容性設(shè)計，主要通過空域防護(hù)控制、頻域防護(hù)控制、時域防空控制、能域防空控制、搭接設(shè)計、系統(tǒng)地線設(shè)計[6]，以屏蔽、濾波和接地為手段，全面提升防空高炮武器系統(tǒng)電磁兼容性和復(fù)雜戰(zhàn)場電磁環(huán)境適應(yīng)性。

2.7 實(shí)戰(zhàn)化模擬訓(xùn)練水平

貼近實(shí)戰(zhàn)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是基于模擬訓(xùn)練技術(shù)、航跡和彈道模擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)和人工智能技術(shù)研發(fā)[7]，是和平環(huán)境下提升部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的有效手段，是部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力生成模式的重要一環(huán)，也是國外裝備技術(shù)發(fā)展的重要研究內(nèi)容之一；防空高炮武器系統(tǒng)實(shí)裝使用、維護(hù)和訓(xùn)練成本高昂，提升實(shí)戰(zhàn)化模擬訓(xùn)練水平是新時代防空高炮武器系統(tǒng)升級改造的重要內(nèi)容。在開展模擬訓(xùn)練系統(tǒng)升級改造工作中，需要通過基于實(shí)戰(zhàn)背景、人機(jī)對抗和自主學(xué)習(xí)能力的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，設(shè)定各種典型作戰(zhàn)模式和典型目標(biāo)航跡和彈道特性，有針對性地訓(xùn)練指揮員組織作戰(zhàn)指揮的能力，訓(xùn)練操作手在對抗壓力環(huán)境下對裝備各項(xiàng)功能操作應(yīng)用的能力，提升人-裝結(jié)合后在激烈對抗環(huán)境下部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。

3 升級改造的步驟

3.1 提出升級改造軍事需求

防空高炮武器系統(tǒng)升級改造通常由裝備的使用部隊(duì)或軍貿(mào)用戶提出問題、裝備的軍事需求、改進(jìn)方向和關(guān)鍵能力[8]，結(jié)合待改造裝備的使用年限、技術(shù)狀態(tài)、裝備數(shù)量等實(shí)際情況，梳理準(zhǔn)確、合理的改造需求。

3.2 開展升級改造方案論證

由軍方論證單位或工業(yè)部門論證升級改造的必要性、指導(dǎo)思想、總體思路、主要指標(biāo)和使用要求、初步技術(shù)方案、改造經(jīng)費(fèi)和時間進(jìn)度要求；在此基礎(chǔ)上，工業(yè)部門提出詳細(xì)的技術(shù)方案，通過對多種可行的技術(shù)方案的性能優(yōu)勢和能力不足的對比分析，結(jié)合工業(yè)能力、技術(shù)基礎(chǔ)、經(jīng)費(fèi)投入和進(jìn)度需求，明確最終的裝備升級改造方案。

防空高炮系統(tǒng)升級改造方案論證和新研方案論證的最大不同，是要綜合考慮改造前原裝備的承力結(jié)構(gòu)和電氣架構(gòu)特點(diǎn)[9]，在一定約束條件下，以改造指導(dǎo)思想為依據(jù)，損失部分或局部性能最優(yōu)而換取綜合改造效果和綜合作戰(zhàn)性能的最優(yōu)化。

3.3 實(shí)施改造技術(shù)方案

升級改造方案經(jīng)論證部門、部隊(duì)或軍貿(mào)用戶確認(rèn)后，在用戶技術(shù)代表的監(jiān)督下，由工業(yè)部門組織實(shí)施樣機(jī)的技術(shù)升級改造。在實(shí)施過程中，對前期預(yù)料不足或考慮不周而出現(xiàn)的問題，及時開展技術(shù)溝通，必要時可調(diào)整局部技術(shù)方案，當(dāng)出現(xiàn)重大技術(shù)問題時，可能會對升級改造的系統(tǒng)技術(shù)方案推倒重來，確保技術(shù)方案的可實(shí)施性。

3.4 考核驗(yàn)證升級改造效果

待樣機(jī)完成改造后，需對樣機(jī)達(dá)到的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行貼近實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下的考核并確認(rèn)各項(xiàng)性能指標(biāo)和使用要求滿足方案論證需求，對技術(shù)改造過程中形成的技術(shù)文件進(jìn)行正確性驗(yàn)證和合理性評價，對升級改造后的綜合作戰(zhàn)能力、系統(tǒng)保障能力和體系化融入能力進(jìn)行評估。待各方面的升級改造效果達(dá)到用戶需求后，可完全固化裝備的技術(shù)狀態(tài)。

3.5 升級改造現(xiàn)役裝備

對現(xiàn)役裝備按照確定的升級改造技術(shù)狀態(tài)和改造實(shí)施方案進(jìn)行現(xiàn)場或返廠改造升級，安裝驗(yàn)收規(guī)范進(jìn)行狀態(tài)驗(yàn)收，確保防空高炮武器系統(tǒng)、裝備、分系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到所需的技術(shù)指標(biāo)和作戰(zhàn)能力。

4 結(jié)束語

防空高炮武器系統(tǒng)的升級改造是防空裝備發(fā)展的重要內(nèi)容，貫徹于防空高炮武器系統(tǒng)的全壽命周期[10]，因此，在新立項(xiàng)研制防空高炮武器系統(tǒng)時，就需要充分為未來裝備升級改造預(yù)留余量和空間，采用開放式體系結(jié)構(gòu)，從技術(shù)上保障防空高炮武器系統(tǒng)持續(xù)升級改造的潛力；貫徹模塊化和通用化要求，從設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)上滿足持續(xù)升級改造的要求；從計劃上有序推進(jìn)，促進(jìn)防空高炮武器系統(tǒng)升級改造有計劃地組織實(shí)施。