陳 辛, 張俊寶

(1.中國空空導(dǎo)彈研究院，河南 洛陽 471009; 2.航空制導(dǎo)武器航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽 471009)

0 引 言

OODA 決策循環(huán)是美國空軍飛行員約翰·博伊德憑借其戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的經(jīng)驗(yàn)和對能量機(jī)動(dòng)性的研究總結(jié)出的作戰(zhàn)方法和規(guī)律，能較為清晰地描述整個(gè)作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)全過程：“觀察(O)-定位(O)-決策(D)-行動(dòng)(A)”。OODA決策循環(huán)的基本觀點(diǎn)是：武裝沖突可以看作是敵對雙方互相較量誰能更快更好地完成“觀察-判斷-決策-行動(dòng)”的循環(huán)程序。雙方都從觀察開始，觀察自己、觀察環(huán)境、觀察敵人?；谟^察，獲取相關(guān)的外部信息，根據(jù)感知的外部威脅，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)，做出相應(yīng)對策，并采用相應(yīng)行動(dòng)。博伊德認(rèn)為，敵我的這一決策循環(huán)過程的速度顯然有快慢之分。己方的目標(biāo)應(yīng)該是率先完成一個(gè)OODA 循環(huán)，同時(shí)通過迅速采取行動(dòng)以干擾、延長、打斷敵人的OODA循環(huán)。

本文將博伊德的單機(jī)空戰(zhàn)OODA循環(huán)應(yīng)用到空戰(zhàn)模式演變與發(fā)展的研究中，將空戰(zhàn)體系中OODA循環(huán)進(jìn)行定義，第一個(gè)“O”代表Observe(觀察)就是運(yùn)用傳感設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行情報(bào)收集，包括預(yù)警探測的信息、目標(biāo)位置信息、目標(biāo)狀態(tài)信息等； 第二個(gè)“O”代表Orient(定位)就是對收集到的情報(bào)進(jìn)行分析，對目標(biāo)進(jìn)行更定位和確認(rèn)； “D”代表Decide(決策)即基于情況判斷定下決心； “A”代表Action(行動(dòng))即根據(jù)做出的決策，采用相應(yīng)的武器發(fā)起攻擊。

1 空戰(zhàn)模式演變與發(fā)展

1.1 第一階段(1910s～1950s)

人類都將最新的技術(shù)首先應(yīng)用于戰(zhàn)爭，1903年12月17日，美國的萊特兄弟駕駛“飛行者1號(hào)”完成首次空中飛行。1913年，墨西哥革命中，飛行員Phil Rader和Dean Ivan Lamb駕駛飛機(jī)，分別使用左輪手槍向?qū)Ψ缴鋼簦m然雙方都未能擊中對方，但世界上第一次空戰(zhàn)就在手槍聲中拉開了序幕。在隨后幾個(gè)月爆發(fā)的第一次世界大戰(zhàn)中，飛機(jī)之間的空戰(zhàn)成為常態(tài)。1914年8月25日，法國飛行員Roland Garros和Lt.de Bernis駕駛Morane Parasol飛機(jī)，成功擊落一架德國飛機(jī)，機(jī)上兩人有一人被擊傷，成為有記載的第一次取得戰(zhàn)果的空戰(zhàn)。

第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后不久，工程師們便將大量的武器搬上飛機(jī)，機(jī)槍作為重要的武器在空戰(zhàn)中開始廣泛使用，開創(chuàng)了空戰(zhàn)的槍炮時(shí)代，空戰(zhàn)雙方使用槍炮進(jìn)行對抗。1915年4月1日，法國飛行員用固定在機(jī)頭上的機(jī)槍擊中了德國一架觀察飛機(jī)，開創(chuàng)了飛機(jī)對飛機(jī)空戰(zhàn)的先例，標(biāo)志著槍炮時(shí)代空戰(zhàn)的開始。

用OODA循環(huán)來分析單機(jī)對抗下的空戰(zhàn)過程，“O”—“觀察”是通過飛行員肉眼實(shí)現(xiàn)，即飛行員通過對空觀察發(fā)現(xiàn)敵機(jī)。根據(jù)科學(xué)研究，在沒有引導(dǎo)信息的條件下，飛行員肉眼發(fā)現(xiàn)目標(biāo)最大距離一般在5 km左右?！癘”—“定位”也是通過飛行員用肉眼實(shí)現(xiàn)的，即飛行員死死盯住要攻擊的目標(biāo)不動(dòng)?！癉”—“決策”是通過飛行員大腦實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)飛行員駕駛飛機(jī)距離目標(biāo)一定距離時(shí)決定是否要開火。“A”—“行動(dòng)”是通過機(jī)炮實(shí)現(xiàn)的，即飛行員按壓扳機(jī)發(fā)射炮彈，炮彈攻擊目標(biāo)。

1.2 第二階段(1950s～1980s)

1.2.1 地面雷達(dá)的誕生和運(yùn)用對空戰(zhàn)的影響

體系是指由多個(gè)系統(tǒng)組成在一起，通過協(xié)同合作完成某項(xiàng)功能或任務(wù)。第一階段的空戰(zhàn)，是飛機(jī)(飛行員)這個(gè)單一系統(tǒng)之間的對抗，不能稱之為體系對抗。真正意義上的大規(guī)模體系化空戰(zhàn)，發(fā)生在1940年第二次世界大戰(zhàn)期間英德之間的大不列顛空戰(zhàn)，英國首次將地面雷達(dá)系統(tǒng)引入了空戰(zhàn)。

早在1936 年，英國人在本國東南海岸修建了5 部“沃森·瓦特”雷達(dá)，每部發(fā)射天線高120 m，接收天線高80 m，雷達(dá)探測距離達(dá)到120 km，至此，被稱為“本土鏈”的雷達(dá)警戒鏈雛形已成，如圖1所示。在大不列顛空戰(zhàn)期間，英國利用“本土鏈”對整個(gè)英國東部空域進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)德國飛機(jī)后，立即通報(bào)地面指揮所，指揮戰(zhàn)斗機(jī)起飛，并引導(dǎo)其對德軍飛機(jī)進(jìn)行攔截。

圖1 “本土鏈”米波預(yù)警雷達(dá)Fig.1 “Home chain” metric wave early warning radar

實(shí)戰(zhàn)證明，這種“本土鏈”引導(dǎo)戰(zhàn)斗機(jī)截?fù)舻膽?zhàn)法成功率達(dá)到90%以上，極大減少了英國空軍盲目起飛升空待戰(zhàn)所帶來的燃料和飛行員體力上的巨大消耗。經(jīng)過不斷的改進(jìn)，“本土鏈”指示的目標(biāo)位置精度已經(jīng)可以達(dá)到3 km以內(nèi)?？茖W(xué)研究表明，飛行員在無引導(dǎo)條件下，肉眼搜索可以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的距離最大在5 km左右； 在受到引導(dǎo)信息下，對空中目標(biāo)觀測距離最大可以達(dá)到20 km，相對于漫無目的地搜索提高了4倍。“本土鏈”提高了英國飛行員在遭遇時(shí)先敵發(fā)現(xiàn)的概率，在很大程度上彌補(bǔ)了飛機(jī)和飛行員數(shù)量不足的劣勢，使納粹德國轟炸機(jī)的戰(zhàn)損率則從1940 年12 月的0.5%暴漲到1941 年5 月的7%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了德軍的可承受范圍。

1.2.2 第二階段空戰(zhàn)體系的OODA循環(huán)分析

從整個(gè)作戰(zhàn)過程來看，地面雷達(dá)的引入使得OODA循環(huán)中“O”—“觀察”環(huán)節(jié)大幅度提升目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的距離，將觀察范圍由人眼幾千米提高到上百千米，并且引導(dǎo)飛行員肉眼在更遠(yuǎn)的距離上鎖定目標(biāo)，促使“O”—“定位”的距離更遠(yuǎn)，使己方在空戰(zhàn)中更具優(yōu)勢。這一時(shí)期的“D”—“決策”還是依靠飛行員，“A”—“行動(dòng)”還是采用機(jī)炮。

正如文章之前所述，攻防雙方都會(huì)采用各種手段去遲滯對手的OODA循環(huán)過程。伴隨著雷達(dá)的出現(xiàn)，圍繞雷達(dá)的干擾和抗干擾就應(yīng)允而生。1939年，納粹德國為查明英國的雷達(dá)部署情況和電磁頻譜特征，派出一架攜帶高靈敏度測量設(shè)備的飛艇，飛往英國海岸對英國雷達(dá)進(jìn)行空中電磁偵察。1940 年9 月，德國在法國加來附近的庫普爾山上建立了一座地面雷達(dá)干擾站，發(fā)射功率達(dá)1 000 kW，企圖干擾“本土鏈”的雷達(dá)回波。

1.3 第三階段(1980s～20世紀(jì)初)

1.3.1 預(yù)警機(jī)的出現(xiàn)使“O”—“觀察”更遠(yuǎn)、更廣

把雷達(dá)“搬到”空中，這樣就可以對整個(gè)空戰(zhàn)戰(zhàn)區(qū)進(jìn)行監(jiān)視，解決了地面雷達(dá)對低空/超低空飛行目標(biāo)的探測問題，為空中的進(jìn)攻部隊(duì)提供情報(bào)和信息支持。這一想法促使了一種新型飛機(jī)——預(yù)警機(jī)的出現(xiàn)。1944年，美國海軍研制出世界上第一款艦載預(yù)警機(jī)TBM-3W，如圖2所示，受時(shí)代限制，該機(jī)沒有指揮管制能力，只能算是空中雷達(dá)警戒機(jī)。

圖2 艦載預(yù)警機(jī)TBM-3WFig.2 Carrier-based early warning aircraft TBM-3W

真正意義上的現(xiàn)代預(yù)警機(jī)的典型代表是美國E-2系列預(yù)警機(jī)和E-3預(yù)警機(jī)，如圖3所示，這類飛機(jī)不僅具有警戒監(jiān)視作用，還具備空中部署、調(diào)度、協(xié)同等綜合指揮控制作用。

圖3 E-2預(yù)警機(jī)(左)和E-3預(yù)警機(jī)(右)Fig.3 E-2 early warning aircraft (left) and E-3 early warning aircraft (right)

地面雷達(dá)探測距離和范圍受地球曲率限制，而預(yù)警機(jī)飛行高度高，探測距離和范圍相對于地面雷達(dá)更遠(yuǎn)更廣。以俄羅斯A-50U預(yù)警機(jī)為例，如圖4所示，其對空中目標(biāo)的探測距離最大可以達(dá)到600 km以上，是典型地面雷達(dá)探測距離的1.5倍，并且可以對超低飛行目標(biāo)進(jìn)行有效探測。地面雷達(dá)生存力較差，容易被敵方偵察和打擊。預(yù)警機(jī)可以看作是可移動(dòng)的空中雷達(dá)，可隨戰(zhàn)斗機(jī)一起行動(dòng)，更適合進(jìn)攻性制空作戰(zhàn)。

圖4 預(yù)警機(jī)和地面雷達(dá)探測范圍對比Fig.4 Comparison of detection range between early warning aircraft and ground radar

1.3.2 機(jī)載雷達(dá)使“O”—“定位”距離更遠(yuǎn)

對空探測的機(jī)載雷達(dá)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間。1941年，英國皇家空軍在Bristol Beaufighter 156型重型戰(zhàn)斗機(jī)上裝備了MK.IV雷達(dá)，主要用于阻擊德國夜間轟炸機(jī)，其探測距離在120 ～5 500 m，如圖5所示。

圖5 Bristol Beaufighter戰(zhàn)斗機(jī)和 AI MK.IV機(jī)載截?fù)衾走_(dá)Fig.5 Bristol Beaufighter fighter and AI MK.IV airborne interceptor radar

20世紀(jì)50年代中期至60年代，隨著半導(dǎo)體器件的廣泛應(yīng)用和雷達(dá)理論的深入研究，采用了單脈沖跟蹤、合成孔徑、脈沖壓縮和頻率捷變等技術(shù)，使雷達(dá)的抗干擾能力、作用距離、分辨力和測量精度有了顯著提高，應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大。如當(dāng)時(shí)F-5戰(zhàn)斗機(jī)裝備的APQ-153雷達(dá)的探測距離已經(jīng)可以達(dá)到20 km，如圖6所示。該雷達(dá)的改進(jìn)型APQ-159型雷達(dá)的探測距離已經(jīng)可以達(dá)到37 km，信息精度達(dá)到火控級(jí)水平。

圖6 APQ-153機(jī)載雷達(dá)Fig.6 APQ-153 airborne radar

20世紀(jì)70年代，行波管發(fā)射機(jī)、固態(tài)發(fā)射機(jī)相繼問世，微電子器件的出現(xiàn)和數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，大大促進(jìn)了機(jī)載雷達(dá)技術(shù)的進(jìn)步，為機(jī)載雷達(dá)小型化起了重要作用。由于微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路的發(fā)展，數(shù)字電子計(jì)算機(jī)、微處理機(jī)載機(jī)載雷達(dá)中的應(yīng)用，提高了雷達(dá)的信息處理和自適應(yīng)能力，出現(xiàn)了多功能、多目標(biāo)雷達(dá)。這個(gè)時(shí)代最為經(jīng)典的機(jī)載雷達(dá)代表就是APG-66雷達(dá)，該雷達(dá)服役于1978年，裝備在F-16A/B飛機(jī)上，探測距離可以達(dá)到150 km。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)獲得初步成功，直至20世紀(jì)90年代中期相控陣?yán)走_(dá)開始在戰(zhàn)斗機(jī)上裝備。F-22 飛機(jī)裝備的APG-77型雷達(dá)是這類裝備的典型代表，APG-77雷達(dá)對空中目標(biāo)探測距離可達(dá)到190～240 km。APG-66和APG-77機(jī)載雷達(dá)，如圖7所示。

圖7 APG-66機(jī)載雷達(dá)(左)和APG-77機(jī)載雷達(dá)(右)Fig.7 APG-66 airborne radar (left) and APG-77 airborne radar (right)

1.3.3 超視距空空導(dǎo)彈使“A”—“行動(dòng)”距離更遠(yuǎn)

1943年6月，由德國Kramer博士主持開展世界第1型空空導(dǎo)彈X-4的研發(fā)工作，如圖8所示。X-4導(dǎo)彈有效攻擊距離達(dá)到1 500～4 000 m，遠(yuǎn)超過機(jī)炮攻擊距離(約300 m)，使戰(zhàn)斗機(jī)可以在轟炸機(jī)的機(jī)炮范圍以外對其進(jìn)行攻擊，并提高攻擊的精準(zhǔn)度。X-4導(dǎo)彈并沒有投入實(shí)戰(zhàn)。

圖8 世界第1型空空導(dǎo)彈X-4Fig.8 The world’s first air-to-air missile X-4

位于加利福尼亞州因約肯鎮(zhèn)的美國海軍軍械試驗(yàn)站(Naval Ordnance Test Station, NOTS)自1946年開始，在威廉·布爾戴特·麥克萊恩博士的領(lǐng)導(dǎo)下，開始研究可對付機(jī)動(dòng)目標(biāo)的紅外制導(dǎo)空空導(dǎo)彈，即AIM-9“響尾蛇”空空導(dǎo)彈，如圖9所示?！绊懳采摺睂?dǎo)彈于1953年11月首次對空中無人靶機(jī)進(jìn)行射擊，在1954～1955年間完成了51次實(shí)彈測試，之后完成驗(yàn)收和開始批生產(chǎn)。首款A(yù)IM-9B導(dǎo)彈于1956年進(jìn)入美國空軍服役。AIM-9B導(dǎo)彈的射程為2 km左右，大大超出了機(jī)炮的殺傷區(qū)，擴(kuò)展了戰(zhàn)斗機(jī)的攻擊范圍，使得在空戰(zhàn)中被“咬尾”的一方，處于危險(xiǎn)的境地。

圖9 “響尾蛇之父”威廉·布爾戴特·麥克萊恩博士和AIM-9B導(dǎo)彈Fig.9 “Father of Sidewinder” Dr. William Bourdette BMcClain and AIM-9B missile

1958年9月24日，在中國溫州灣爆發(fā)的一次空戰(zhàn)中，一架F-86戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射AIM-9B“響尾蛇”空空導(dǎo)彈，擊落一架米格-17戰(zhàn)斗機(jī)，取得空空導(dǎo)彈歷史上的首個(gè)實(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)果。這次戰(zhàn)果表明空空導(dǎo)彈正式登上了空戰(zhàn)歷史舞臺(tái)。

進(jìn)一步擴(kuò)展空空導(dǎo)彈的射程一直是工程人員努力的目標(biāo)，在空空導(dǎo)彈大發(fā)展時(shí)代就出現(xiàn)了很多射程超出視距的空空導(dǎo)彈，但受限于當(dāng)時(shí)制導(dǎo)方式和機(jī)載雷達(dá)的局限，且人們對超視距空戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)有限，超視距空空導(dǎo)彈并沒有成為當(dāng)時(shí)的主流。

隨著機(jī)載雷達(dá)的快速發(fā)展，利用機(jī)載雷達(dá)測量的信息對導(dǎo)彈進(jìn)行制導(dǎo)，為超視距空空導(dǎo)彈開創(chuàng)了新的發(fā)展思路。如圖10所示, 最早的超視距空空導(dǎo)彈是美軍的 AIM-7“麻雀”系列導(dǎo)彈，通過半主動(dòng)制導(dǎo)方式進(jìn)行制導(dǎo)飛行，最終實(shí)現(xiàn)了空空導(dǎo)彈的超視距攻擊能力，最大射程達(dá)到30 km。此后，美軍又發(fā)展了裝有主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭，并具有發(fā)射后不管能力的新一代超視距空空導(dǎo)彈AIM-120。AIM-120導(dǎo)彈是具備全天候、全向攻擊的主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈，導(dǎo)彈外形和AIM-7麻雀導(dǎo)彈相似，但翼展更小，重量是麻雀導(dǎo)彈的2/3，早期的型號(hào)最大射程達(dá)到70 km以上。從入役以來，AIM-120導(dǎo)彈實(shí)戰(zhàn)發(fā)射數(shù)超過10次，命中率達(dá)到60%以上。

圖10 AIM-7導(dǎo)彈(左)和AIM-120導(dǎo)彈(右)Fig.10 AIM-7 missile (left) and AIM-120 missile (right)

1.3.4 第三階段空戰(zhàn)體系的OODA循環(huán)分析

從這一階段空戰(zhàn)體系的變化來看，預(yù)警機(jī)、機(jī)載雷達(dá)和超視距空空導(dǎo)彈的發(fā)展、裝備和成熟應(yīng)用，各種傳感器大幅延伸了人類感官距離，導(dǎo)彈武器不斷延伸能量投送距離，使得空戰(zhàn)體系的OODA循環(huán)發(fā)生了顛覆性變化。在空戰(zhàn)體系中OODA循環(huán)中，“O”—“觀察”環(huán)節(jié)，預(yù)警機(jī)的探測距離和范圍相對于地面雷達(dá)有了大幅度提升和擴(kuò)展； 戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載雷達(dá)的應(yīng)用，促使“O”—“定位”，即鎖定和瞄準(zhǔn)目標(biāo)的距離從人眼的5 km提高到200 km以上； 空空導(dǎo)彈，特別是超視距空空導(dǎo)彈的應(yīng)用，使得“A”—“攻擊”的距離得到大幅度提高，從槍炮時(shí)代的300 m提高到100 km以上。

體系支持下的超視距空戰(zhàn)的出現(xiàn)，使得空戰(zhàn)的信息化出現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是信息獲取的方式更加豐富，除了通過飛行員的觀察以外，大量的信息是通過機(jī)器和設(shè)備來完成的，并成為空戰(zhàn)中獲取信息的主體。二是以高速數(shù)據(jù)鏈為代表的信息化鏈路將傳感器與傳感器、系統(tǒng)與系統(tǒng)、系統(tǒng)與武器精密的聯(lián)系在一起，構(gòu)成了一個(gè)完備的信息化空戰(zhàn)體系，將空戰(zhàn)帶入了一個(gè)全新時(shí)代。

無論是預(yù)警機(jī)、機(jī)載雷達(dá)、超視距空空導(dǎo)彈等，采用了雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程探測，雷達(dá)容易受到電子干擾，這一階段阻滯甚至阻斷OODA循環(huán)的手段主要是電子戰(zhàn)，通過電子干擾、欺騙、阻塞等方式方法，實(shí)現(xiàn)對各類傳感器的有效干擾。

1.4 第四階段(20世紀(jì)初至今)

隱身飛機(jī)的出現(xiàn)打破了以預(yù)警機(jī)為核心的空戰(zhàn)體系平衡。隱形戰(zhàn)斗機(jī)是指雷達(dá)一般探測不到的戰(zhàn)斗機(jī)，其原理是指戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身通過結(jié)構(gòu)或者涂料的技術(shù)使得雷達(dá)反射面積盡量變小。世界上第1型隱身飛機(jī)是F-117“夜鷹”戰(zhàn)斗轟炸機(jī)。2005年12月，美國空軍宣布其第1款隱身空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)F-22達(dá)到了初步作戰(zhàn)能力，標(biāo)志著空戰(zhàn)進(jìn)入了隱身時(shí)代，如圖11所示。

圖11 F-117戰(zhàn)斗轟炸機(jī)(左)和F-22戰(zhàn)斗機(jī)(右)Fig.11 F-117 fighter-bomber (left) and F-22 Fighter (right)

對于以預(yù)警機(jī)為核心的現(xiàn)代空戰(zhàn)體系而言，這一體系是一個(gè)優(yōu)勢突出、薄弱點(diǎn)也突出的體系，“O”—“觀察”一般由一架預(yù)警機(jī)完成，預(yù)警機(jī)成為整個(gè)體系的薄弱環(huán)節(jié)，當(dāng)預(yù)警機(jī)受到攻擊或干擾喪失能力時(shí)，整個(gè)體系面臨崩潰的局面。

隱身戰(zhàn)斗機(jī)的出現(xiàn)打破了現(xiàn)有以預(yù)警機(jī)為主體的空戰(zhàn)體系平衡。預(yù)警機(jī)對非隱身的第三代戰(zhàn)斗機(jī)探測距離一般在400～500 km，而對F-22隱身戰(zhàn)斗機(jī)的探測距離減少到200 km以內(nèi)。這意味著預(yù)警機(jī)已經(jīng)暴露在隱身戰(zhàn)斗機(jī)的超視距空空導(dǎo)彈打擊范圍以內(nèi)，以預(yù)警機(jī)為核心的空戰(zhàn)體系平衡被打破。隱身技術(shù)還使機(jī)載雷達(dá)和空空導(dǎo)彈導(dǎo)引頭作用距離都大幅降低，使得整個(gè)作戰(zhàn)體系全面失能。

雖然第四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)沒有空戰(zhàn)實(shí)戰(zhàn)記錄，但從美軍紅旗軍演中能夠看出其地位和作用。2019年，美軍“紅旗19-1”空戰(zhàn)對抗中，扮演藍(lán)軍的F-35隱身戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)中共擊落145架紅軍非隱身戰(zhàn)機(jī)，己方僅有7架F-35被擊落，戰(zhàn)損比為20∶1，戰(zhàn)績震驚全球。通過總結(jié)紅旗軍演經(jīng)驗(yàn)，美軍認(rèn)為相比三代機(jī)，四代機(jī)不僅隱身，而且信息感知與融合能力也是最顯著的優(yōu)勢之一，F(xiàn)-35戰(zhàn)斗機(jī)在未來的空中作戰(zhàn)中可以同時(shí)扮演偵察機(jī)、預(yù)警指揮機(jī)、攻擊機(jī)的角色。出色的信息感知與融合能力使得F-35戰(zhàn)斗機(jī)這樣的四代機(jī)，不再僅僅是一個(gè)具備空戰(zhàn)能力的獨(dú)立作戰(zhàn)單元，還是可充分發(fā)揮信息優(yōu)勢的作戰(zhàn)綜合體。

2 隱身時(shí)代的空戰(zhàn)形態(tài)及分析

2.1 隱身時(shí)代的空戰(zhàn)形態(tài)

21世紀(jì)初，以F-22為代表的隱身戰(zhàn)斗機(jī)出現(xiàn)，標(biāo)志著空戰(zhàn)進(jìn)入了隱身時(shí)代。隱身戰(zhàn)斗機(jī)的出現(xiàn)打破了以預(yù)警機(jī)為核心的空戰(zhàn)體系平衡。在以預(yù)警機(jī)為核心的空戰(zhàn)體系中，OODA循環(huán)各環(huán)節(jié)的基本形態(tài)為預(yù)警機(jī)+戰(zhàn)斗機(jī)+飛行員+第四代空空導(dǎo)彈?！癘”—“觀察”由預(yù)警機(jī)完成，隱身戰(zhàn)斗機(jī)的出現(xiàn)將預(yù)警機(jī)的探測距離減少約50%，到200 km以內(nèi)，如圖12所示。

圖12 預(yù)警機(jī)對隱身和非隱身目標(biāo)探測距離對比Fig.12 Comparison of detection distance of stealth and non-stealth targets by early warning aircraft

針對隱身空戰(zhàn)時(shí)代的到來，空戰(zhàn)體系形態(tài)也產(chǎn)生了重要變革。隱身空戰(zhàn)中，OODA各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出分布式的特點(diǎn)，平臺(tái)將是體系功能的分散外化的表現(xiàn)，每一種功能將是組成體系的基本單元，某一個(gè)平臺(tái)的失能，不會(huì)造成整個(gè)體系失能。為完成一種任務(wù)，會(huì)有很多種可能的OODA循環(huán)，在充沛算力的支持下，計(jì)算機(jī)可以實(shí)時(shí)給出所有可能的OODA循環(huán)，并推薦若干個(gè)供飛行員選擇。在整個(gè)循環(huán)運(yùn)行過程中，由于平臺(tái)的損毀或被干擾，OODA循環(huán)可快速重新構(gòu)建，大幅增強(qiáng)了循環(huán)過程的魯棒性，如圖13所示。

圖13 兩種不同的空戰(zhàn)體系OODA對比Fig.13 Comparison of two different air combat systems OODA

隱身空戰(zhàn)中，以平臺(tái)速度和靈活性為王的日子正在逐步消失, 在戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)中, 電磁域和賽博域成為主導(dǎo)未來空戰(zhàn)的關(guān)鍵, 未來贏得優(yōu)勢的關(guān)鍵是要比對手更快地獲得優(yōu)質(zhì)信息，并且能夠以比對手更快的速度運(yùn)用這些信息。

2.2 隱身空戰(zhàn)形態(tài)的分析

2.2.1 無人機(jī)是解決隱身化時(shí)代高風(fēng)險(xiǎn)空戰(zhàn)的重要平臺(tái)

未來空戰(zhàn)是以隱身平臺(tái)為主體的空戰(zhàn)，在反隱身探測技術(shù)沒有顛覆性突破的前提下，隱身作戰(zhàn)意味著將對抗雙方拉回到幾十千米甚至十幾千米的距離以內(nèi)。從現(xiàn)代化空空導(dǎo)彈的攻擊范圍和速度來看，這個(gè)距離對于飛行員而言無疑是致命的，因此無人機(jī)將是解決未來隱身化時(shí)代高風(fēng)險(xiǎn)空戰(zhàn)的重要方法，具體途徑是將無人機(jī)部署在有人機(jī)之前，讓無人機(jī)進(jìn)入空戰(zhàn)的高危險(xiǎn)區(qū)域作戰(zhàn)，有人機(jī)在無人機(jī)后方進(jìn)行指揮和控制，這是未來隱身化時(shí)代空戰(zhàn)的基本形態(tài)。

有人機(jī)飛行員無法去遠(yuǎn)程駕駛或操控?zé)o人機(jī)，而是將任務(wù)級(jí)指令發(fā)送給無人機(jī)，無人機(jī)根據(jù)指令自主完成任務(wù)。因此，除隱身性能以外，自主性的高低是衡量評(píng)價(jià)未來有人/無人協(xié)同空戰(zhàn)能力的重要表現(xiàn)。

2.2.2 多中心、自組網(wǎng)成為未來空戰(zhàn)體系的主要架構(gòu)形式

隨著無人機(jī)被引入空戰(zhàn)體系，有人機(jī)對無人機(jī)必須通過自組織網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)，為保證體系的魯棒性，空戰(zhàn)體系將擺脫以往單一中心的不足，向“以少量有人平臺(tái)為中心+大量分散化功能的無人平臺(tái)”的架構(gòu)形式發(fā)展。

未來的中心節(jié)點(diǎn)平臺(tái)應(yīng)具有較強(qiáng)的探測、偵察、指揮、電子戰(zhàn)等綜合能力，這種平臺(tái)相對復(fù)雜、價(jià)值高，一般在戰(zhàn)場后方，需要人對信息進(jìn)行綜合性分析，因此以有人平臺(tái)為主。無人平臺(tái)成本低、數(shù)量多，承擔(dān)著體系OODA循環(huán)中的某一種或兩種功能，當(dāng)無人機(jī)只具備空戰(zhàn)的某一種功能時(shí)，如某型無人機(jī)只承擔(dān)火力投送功能，其設(shè)計(jì)復(fù)雜程度將大幅度降低，再采用模塊化技術(shù)，可以使得平臺(tái)研制周期和經(jīng)費(fèi)大幅度降低，成本也大幅度降低。

2.2.3 低成本化帶來的規(guī)模效應(yīng)，人工智能解決飛行員的決策困境

無人機(jī)成本的降低和現(xiàn)代發(fā)達(dá)的制造業(yè)，勢必使組成體系的平臺(tái)越來越多，未來大國之間的空戰(zhàn)可能是數(shù)以百計(jì)的飛機(jī)在空中進(jìn)行作戰(zhàn)。大量的信息在網(wǎng)絡(luò)中高速傳輸，加之隱身化時(shí)代空戰(zhàn)時(shí)間短、節(jié)奏快的特點(diǎn)，在30 km發(fā)起攻擊，OODA循環(huán)僅大約20～30 s，如何在大量的目標(biāo)中選擇和瞄準(zhǔn)最具威脅的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)，造成了飛行員在“D”—“決策”環(huán)節(jié)上出現(xiàn)困境。短時(shí)間、海量信息條件下的“決策”成為整個(gè)OODA循環(huán)的關(guān)鍵之一。隨著人工智能的快速發(fā)展，給復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的快速?zèng)Q策提供了可能性。計(jì)算機(jī)未來或?qū)轱w行員提供若干個(gè)OODA循環(huán)的解決方案，飛行員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對選擇其中的一個(gè)，即通過人工智能輔助飛行員進(jìn)行決策。

3 空戰(zhàn)形態(tài)變革對國內(nèi)航空軍事裝備和技術(shù)發(fā)展啟示

3.1 加強(qiáng)面向未來全隱身空戰(zhàn)體系的頂層設(shè)計(jì)和需求牽引

未來全隱身時(shí)代“以少量有人平臺(tái)為中心+大量分散化功能的無人平臺(tái)”的多中心、自組網(wǎng)空戰(zhàn)體系，將會(huì)有大量不同功能的無人平臺(tái)出現(xiàn)，如信息互聯(lián)、火力投送、探測偵察等，體系的復(fù)雜性成幾何級(jí)數(shù)級(jí)增加。傳統(tǒng)先有平臺(tái)、后有體系，以飛機(jī)平臺(tái)為中心、網(wǎng)絡(luò)為輔助的搭建方式已無法滿足未來網(wǎng)絡(luò)中心、功能分散的復(fù)雜空戰(zhàn)體系設(shè)計(jì)需求，需要一個(gè)規(guī)劃團(tuán)隊(duì)從體系頂層出發(fā)，統(tǒng)籌安排、合理規(guī)劃，形成面向未來空戰(zhàn)的體系需求，并充分考慮將已有平臺(tái)和武器納入到未來空戰(zhàn)體系中，最終形成對平臺(tái)、武器、網(wǎng)絡(luò)的合理化需求，以滿足未來空戰(zhàn)體系的需求。

3.2 持續(xù)完善現(xiàn)有空戰(zhàn)體系的信息化建設(shè)和確保網(wǎng)絡(luò)安全

信息化是體系發(fā)展永恒的主題和體系的基礎(chǔ)，從最早期的一代、二代機(jī)之間的無線電語音通信，到三代機(jī)全向高速數(shù)據(jù)鏈的指控信息傳輸，再到隱身戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)間的低截獲數(shù)據(jù)鏈的火控信息傳輸。

面向未來全隱身時(shí)代的空戰(zhàn)體系，平臺(tái)數(shù)量成倍增加，信息傳輸量更大，時(shí)敏性要求更高，需要有更高速的信息鏈路將平臺(tái)與平臺(tái)連接起來。隨著無人機(jī)的快速發(fā)展，未來將不斷有新型平臺(tái)需要融入到體系中，這就要求未來信息網(wǎng)絡(luò)具有開放式架構(gòu)，能夠快速將新平臺(tái)納入到體系中。雖然空戰(zhàn)體系變化，但現(xiàn)役的飛機(jī)和武器還將服役相當(dāng)長的一段時(shí)間，未來的信息化網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)F(xiàn)役裝備也納入到未來體系中，這就要解決跨代平臺(tái)之間的高速互聯(lián)互通問題。

網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用，促使賽博域成為未來實(shí)體域?qū)挂酝獾男聭?zhàn)場，甚至是決勝戰(zhàn)場。雖然未來空戰(zhàn)體系已經(jīng)沒有完全意義上的實(shí)體中心，但從某種意義上來說，信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為體系“中心”，一旦信息網(wǎng)絡(luò)被攻破，體系將徹底瓦解。因此，加強(qiáng)空戰(zhàn)體系網(wǎng)絡(luò)安全，提高網(wǎng)絡(luò)的抗擾、抗損、抗毀和防入侵能力，成為未來空戰(zhàn)的關(guān)鍵。探索和研究適合空戰(zhàn)賽博域作戰(zhàn)方式和方法，增強(qiáng)跨域聯(lián)合作戰(zhàn)優(yōu)勢和顛覆性能力。

3.3 推進(jìn)隱身有人平臺(tái)持續(xù)發(fā)展和非隱身平臺(tái)的隱身化發(fā)展

未來全隱身時(shí)代是“以少量有人平臺(tái)為中心”，但這并不意味著有人平臺(tái)會(huì)逐步退出空戰(zhàn)舞臺(tái)，反之有人平臺(tái)將成為未來空戰(zhàn)體系局部的指揮控制中心。隱身有人平臺(tái)主要承擔(dān)OODA循環(huán)中的“決策”環(huán)節(jié)，大量的先進(jìn)探測技術(shù)、信息綜合與處理技術(shù)、人工智能輔助決策技術(shù)等都將在有人平臺(tái)上廣泛應(yīng)用，有人平臺(tái)的綜合性能將進(jìn)一步得到提升。

3.4 促進(jìn)國內(nèi)大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)向國防航空行業(yè)的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用

對海量信息快速高效處理并形成行動(dòng)方案，是未來空戰(zhàn)體系的關(guān)鍵能力之一，需要加快推動(dòng)民用大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)向國防航空行業(yè)應(yīng)用，推動(dòng)人工智能技術(shù)進(jìn)座艙，在多源信息融合處理和高效綜合利用方面發(fā)揮積極作用，研究能夠根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢，形成行動(dòng)方案，成為輔助飛行員進(jìn)行決策的智能助手。此外，還要推動(dòng)智能技術(shù)向無人機(jī)自主飛行和任務(wù)執(zhí)行方向發(fā)展，使其能夠更好地自主完成飛行員分配的任務(wù)。

3.5 持續(xù)推動(dòng)電子戰(zhàn)技術(shù)和裝備發(fā)展，研究新型干擾機(jī)理和方法

通過對OODA循環(huán)分析不難看出，無論空戰(zhàn)體系如何發(fā)展，對抗雙方都會(huì)針對循環(huán)的每一個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施干擾、欺騙等遲滯OODA循環(huán)的方法。從發(fā)展來看，無論是現(xiàn)代和未來電子戰(zhàn)技術(shù)和裝備都是空戰(zhàn)裝備的關(guān)鍵。在雙方大量空中平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)時(shí)，局部干擾已經(jīng)無法使體系失能，反而干擾源可能會(huì)被不同方位無人機(jī)協(xié)同定位，而成為被攻擊的對象。面向未來的體系化空戰(zhàn)，空戰(zhàn)電子干擾裝備應(yīng)實(shí)現(xiàn)對特定方位、特定頻點(diǎn)的精準(zhǔn)干擾，避免暴露自身位置和其他信息。

另一方面，雷達(dá)作為主流探測系統(tǒng)具有看得遠(yuǎn)的優(yōu)勢，但在全隱身空戰(zhàn)體系下，雷達(dá)作用被大幅降低，且主動(dòng)輻射更容易暴露自己。因此，光電探測系統(tǒng)由于其良好的被動(dòng)探測特寫，或?qū)⒊蔀槲磥砣[身空戰(zhàn)時(shí)期重要的發(fā)展方向。