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第四代预警(jǐng)机发展研究(jiū)
摘 要:第四(sì)代预警机在服(fú)从各类(lèi)武器装备共(gòng)同具有(yǒu)的无人化、智能化与网络化协同(tóng)运用等普遍性特点的同时(shí),具备机(jī)身与电(diàn)子深度融合(hé)、有人平台与无人平台协同运用(yòng)、微波(bō)与(yǔ)光学探(tàn)测互(hù)为补充、集中式单(dān)平台与分(fèn)布式多平台(tái)共同发展等四类趋(qū)势,并在(zài)总体技术架构上(shàng)具备“蒙皮化传感器(qì)+网络化运行(háng)环境+智能化应用服务”的典型特征。此外,文(wén)中给出了第四代预(yù)警机(jī)的体系贡献度(dù)评价指(zhǐ)标与实施方法,以及未来装备发展的相关建议。
关键词(cí): 网络信息体系;预警机;智能蒙(méng)皮;体系贡献度(dù);指挥控制
引 言
预警机自1945年首(shǒu)次服役以来,迄今(jīn)历(lì)经75年发展(zhǎn),可以分为三(sān)代[1]。
第一代预警机定位为空中(zhōng)雷达站(zhàn),主要用于低空(kōng)补盲,技术上雷达采(cǎi)用普通脉冲体制,雷达(dá)情(qíng)报通过摩尔斯电码和话(huà)音下传至舰载(zǎi)或地(dì)面指挥所,发(fā)展时期为20世纪40年代至20世纪70年代;
第二(èr)代预警(jǐng)机定(dìng)位为空(kōng)中指挥(huī)所,技术上(shàng)雷达采用脉(mò)冲多普勒和有源(yuán)相控(kòng)阵体制,并基于多(duō)传(chuán)感器配(pèi)置(zhì)与(yǔ)数据融合形成高质量(liàng)情报后,通过数据链与(yǔ)其他作战单元进行协同,发(fā)展时期为20世纪70年代至21世纪(jì)初;
第三代预警机(jī)定(dìng)位(wèi)为空中战场管理(lǐ)中心[2],是作(zuò)战体系中的核心与枢(shū)纽(niǔ)性节点,在各型作战平台管理、平台传(chuán)感器管理和信息火力协同等方面(miàn)发挥更多(duō)作用(yòng),技(jì)术上具有网络化、一体化(huà)、软件化和智(zhì)能化等特点,发展时(shí)期为21世纪初至今。
第四代预警机将在(zài)网络信息体系中设(shè)计(jì)与运用,同时服从(cóng)各类武(wǔ)器装备(bèi)发展具有的无人化(huà)、智能(néng)化与网络化协(xié)同等普遍性趋(qū)势。但与前三代预(yù)警机发展过程中世界各军(jun1)事强国均有比较明(míng)确的规划布局(jú)相比,目前(qián)对2030年后预警机(jī)装备并没有给出全面展望、系统规(guī)划与(yǔ)清晰定义,总体认识(shí)失之片面与零星。以美军为例:
- 一是在(zài)2017年“多疆域指挥控(kòng)制”计划[3]中提出,“E-3预警机(jī)(AWACS)任务可能(néng)会分解,这意味着该任(rèn)务将由数量(liàng)更多(duō)、尺寸更小的平台执行,但可能仍将会(huì)有(yǒu)某种空中的中心节点,协(xié)调(diào)有人驾(jià)驶飞机和无(wú)人驾驶飞机的功能”;
- 二是在2018年在“先进(jìn)战场(chǎng)管理系(xì)统(ABMS)”计划[4]中提出,“将ABMS作(zuò)为E-8C的后续项(xiàng)目,无人机、预警机、F-35等ISR/指控/打击平台被连接成簇,利(lì)用多(duō)平台形(xíng)成(chéng)的‘面’侦(zhēn)察指挥网络替(tì)代(dài)E-8C的‘点’侦察指挥系统,并(bìng)将各传感器节点(diǎn)信(xìn)息绘制(zhì)成统一的(de)战场(chǎng)图景”;
- 三是(shì)在2019年《大国竞争时(shí)代的美国空军》[5]及2019年《2030飞机清册》[5]中设想将现有“预警机和E-8C等ISR和BMC2大型平台的(de)功(gōng)能广泛分布于多个平台和(hé)武(wǔ)器系统(tǒng)上(shàng),取而代之的是数量(liàng)更多的小型ISR和(hé)BMC2平台,其中还(hái)有一些是无人机,可以执行分布(bù)式网络化作战”,并提出发展穿透式(shì)情报监视侦(zhēn)察飞机(jī)(P-ISR),如表(biǎo)1所(suǒ)示,但此型(xíng)飞(fēi)机的定(dìng)位与主要能力描述不多。再以俄罗斯为例(lì),其报(bào)道比(bǐ)较多的、正在(zài)努(nǔ)力发(fā)展(zhǎn)的(de)A-100预(yù)警机[6],于2017年底首飞,可以归为第三代(dài),对其未来(lái)设想(xiǎng)则知之(zhī)甚少(shǎo)。
表1《2030年飞机清(qīng)册》提(tí)出的(de)部(bù)分机型发展清单[5]
有鉴于(yú)此,可以认(rèn)为现阶段各(gè)军事强国对预(yù)警机装备的未来(lái)装备发展尚在探索(suǒ)之中,从(cóng)一定程(chéng)度上(shàng)看(kàn),也可以认为我国在预警机装备发展(zhǎn)上正(zhèng)在失去强国参照,需(xū)要更加(jiā)自主地定义未来。本文(wén)以网络信(xìn)息体系条(tiáo)件(jiàn)下空中作战装备具备的普(pǔ)遍性[7]为基础,系统分析(xī)第(dì)四(sì)代预警机的装备定位(wèi)与(yǔ)技术(shù)特征,希望为(wéi)国内开展前瞻性技(jì)术布(bù)局、装备改进与研制(zhì)提供参(cān)考。
1 装备定位
在回答第四代(dài)预警机(jī)装(zhuāng)备定位之前,应该首先回答预警机装(zhuāng)备为什么能够持续存在。其(qí)理由在于“侦(zhēn)、控、打、评”打击链的永恒性,以及预警(jǐng)机自诞生以来的三个优势在未来战争(zhēng)中(zhōng)仍然能够保持。
1)空基优势。只要探测感知与指挥控制平台(tái)以电磁(cí)波为主要手段,绝大部分频段的电(diàn)磁波仅能(néng)在(zài)视距内进行传输的问题就(jiù)必须克服。空基平(píng)台所拥(yōng)有(yǒu)的大视(shì)距特点,即使是在(zài)未来战场上,也仍将使得它相对于地基(jī)平台在低空目标(biāo)探测上具有优势(shì)。
2)运(yùn)动优势。预警(jǐng)机相对于(yú)固定(dìng)式探测感知平台,可以利用机动性扩大覆盖范围和生存力;在网络信息条件下,机(jī)动性也将为分布式(shì)和网络化协同运用提(tí)供支持(chí),例(lì)如机(jī)载(zǎi)雷达的(de)多基地应(yīng)用(yòng)或电子侦察系统的(de)多基协同与运(yùn)动定位(wèi)中,机动性可以优(yōu)化阵位和拓展工作模式(shì),从而提高探测距离和精度。
3)集成优势。早期的(de)预警机仅在飞机上(shàng)集成雷达和简单通信(xìn)系统,此后随着功能拓展和技(jì)术水平提升(shēng),雷达(dá)、电(diàn)子侦察、通(tōng)信侦察等多类传感器以及短波、超短波(bō)、卫星通信等各类数据链系(xì)统均在(zài)飞机上集成(chéng),使得预警机既(jì)能执行(háng)多(duō)种作战(zhàn)任务(比如侦察、预警(jǐng)、指挥等),也能够链接体系内多种作战要素,从而(ér)构成体系作战(zhàn)能力的重要依托(tuō)。
预警机装备的三个(gè)基本优势,将使其在网络体系条件下继(jì)续生存与发展。与其他空中作战装备类似,其作用将以无人化、智能(néng)化、网络化和分布式形(xíng)态实现,此处不再(zài)对此展开论述。但第三(sān)代预警机(jī)所拥有的战场管理能力,在第(dì)四代预警机上(shàng)将与探测(cè)感知分离(lí),从而(ér)使得第四代预警机主要执行探(tàn)测感知任务。而(ér)之所以存在(zài)这种分离,主要因(yīn)为第三代预(yù)警机具(jù)备的战场管理能力是在有人条(tiáo)件下实现的,而未来网(wǎng)络信息(xī)体系(xì)条件下,分布式与网络化作战要求管理(lǐ)的作战平台类型、数量和作战任务越来越丰富,对战场管理的能力要(yào)求进一(yī)步(bù)提升;但由于无(wú)人化与(yǔ)智能化发展速度的不平衡,无人化在一定(dìng)程度上领先(xiān)于(yú)智(zhì)能化(huà),基于(yú)人的战场管(guǎn)理能力在一段时间内难(nán)以通(tōng)过智能(néng)化技术在无人平(píng)台(tái)上与探测感知同步(bù)实施(shī),因(yīn)此网络体系条(tiáo)件下,第四代预(yù)警机的(de)战场管理能力和(hé)探测感知(zhī)能(néng)力(lì)在(zài)无人化的单平(píng)台上难(nán)以同时(shí)满足。随着人工智能技术的进(jìn)一(yī)步发展(zhǎn),也许(xǔ)在(zài)第五(wǔ)代预警机(jī)上重新实现两者的结合更为现实。
在第(dì)四(sì)代预警机将战场管(guǎn)理任(rèn)务从自身中剥离(lí)的(de)同(tóng)时,探(tàn)测感知任务也将在(zài)分布(bù)式节(jiē)点之间进(jìn)一步分离。这种分离(lí)有(yǒu)两种含义:1)原来集中在一个大平台上实现的(de)探测感知任务将分散到各个不同平(píng)台(tái)上(shàng)实现;2)探测感知任(rèn)务内(nèi)部的细分,例如发现、跟踪和识别,也可能由不同平台来完成。
网络信息体系条件下分离必然导致共享,正是通过共享(xiǎng),才(cái)能(néng)使各个分(fèn)离的平台(tái)与(yǔ)任务能(néng)够整(zhěng)体发挥作用,从而构(gòu)成(chéng)“侦、控、打(dǎ)、评”杀伤(shāng)链(liàn)的(de)一环以(yǐ)及杀(shā)伤网(wǎng)[8]的功能节点,即(jí)“能力涌(yǒng)现”;另一方面,通过(guò)共享,每一(yī)个(gè)节点被赋予超出自身之外的(de)能力,自身(shēn)在网(wǎng)络中找到定位并实现价值提升,即“体系赋能”。因此,分离(lí)与(yǔ)共享构成网络信息条件(jiàn)下第四代预警机(jī)装备定位的主题。
2 主要特征
虽然从装备定(dìng)位上(shàng)看,预警机将作为网络信息体系中执行(háng)探测感知任务的空中主(zhǔ)要节点存在,似乎与第一代(dài)预警机类似(sì),但正如“否定之(zhī)否定”规律所(suǒ)揭示的,第四代不是向第一代简单地(dì)回归(guī)与重复,而是(shì)随着作战样式的演进与技术的发展,呈(chéng)现出有(yǒu)时代特色的(de)四个总体特征。而这四个(gè)方面的(de)总体特征,又应(yīng)该服务于(yú)解决预警机对(duì)新型作战样式、新型目标威胁(xié)、复(fù)杂对抗环境和轻小平台(tái)安装(zhuāng)等几类基本需(xū)求的适应性问题;因这些需求性问题对于空(kōng)中(zhōng)作战(zhàn)装(zhuāng)备具备普遍性,限于篇幅,本文仅针对第四代预(yù)警机的总体特征进行论述(shù)。
2.1 机(体)、电(子)融(róng)合
机体与任务电子系统的(de)深度融合是第四代(dài)预警(jǐng)机的主要技术特点之(zhī)一(yī)。在第三代预警(jǐng)机任务载荷与平台一(yī)体化(huà)设计的基础(chǔ)上(shàng),以微波雷达为主的任务载荷将与机体(tǐ)蒙皮实现从一(yī)体化(huà)集成向深度融合(hé)的跨越(yuè),而执行不同任务(wù)的(de)任务电子系统自(zì)身也更加作(zuò)为一个整体,一体化和多功能程度持(chí)续提升。
这种深度(dù)融(róng)合的系统我们可(kě)以称为“智能蒙皮”[9],不(bú)仅是共形化的辐射(shè)单(dān)元(yuán),更是多功(gōng)能集成系(xì)统。虽然这个(gè)概念(niàn)早在(zài)20世纪80年代即由美(měi)国空军提(tí)出(chū),且(qiě)多年来已经取得(dé)若(ruò)干进(jìn)展(zhǎn)[10],但在其(qí)与预警机应(yīng)用(yòng)的结合(hé)中,应(yīng)该(gāi)有新的内涵。它以(yǐ)一体(tǐ)化(huà)为基础,以智(zhì)能(néng)化为(wéi)核心,其具体含义有四点。
1)更宽频(pín)带,对(duì)于机(jī)体更大的新型隐身目标,可(kě)能需要(yào)进(jìn)一步降低频段;而出于抗(kàng)干扰(rǎo)等(děng)需要,需要增加多种(zhǒng)频段,因此第四代(dài)预警机探测(cè)频段可能空(kōng)前(qián)增加,而无人平台可以定制,即贯彻“传感(gǎn)器飞(fēi)机”[11]理念,可以满足更(gèng)大孔径和更多重量(liàng)的需求。
2)更优密度,为提高探(tàn)测性能和适装性,需(xū)要进一步提高单位蒙皮(pí)面(miàn)积的功率(lǜ)密度,并降低重量密度。
3)更多功能,基于更宽频段,集成化实(shí)现(xiàn)雷达、通信(xìn)、侦察和干(gàn)扰(rǎo)等多种功能,并自适应感(gǎn)知外界电磁(cí)环(huán)境。但需要注意的是,预警(jǐng)机智能蒙皮首先要解(jiě)决的应(yīng)该是(shì)雷达(dá)多频段探测问题,而不是(shì)多功能集成问题,这正是预(yù)警机智能蒙皮与其它平台的不同之处。
4)更(gèng)小截面,在蒙皮具备(bèi)适度隐身性能的同时,基于对辐射能量的更精确管控,降低截(jié)获概率,支撑实现穿透(tòu)式情报监(jiān)视侦察。第四代预警机基于智能蒙皮(pí)解决硬件的集成问题,以此(cǐ)为基础,通过(guò)网络化基础环境提供(gòng)下层硬件与上层(céng)应用系(xì)统之间的接口。
与第三代预(yù)警机的操作(zuò)系统运行环境和中间件(jiàn)主要为基于本平(píng)台(tái)局域网(wǎng)的各(gè)种异(yì)构(gòu)平台(tái)运行提供支(zhī)持(chí)相(xiàng)比,第四代预(yù)警机的网络化运行环境(jìng)需(xū)要更多地为基于跨平台无线(xiàn)网络的各种异构(gòu)平台(tái)运行提供(gòng)支持,在借鉴民用(yòng)基于互联网环(huán)境的网络操作系(xì)统概念的(de)基础上,将支(zhī)撑网络信息体系条(tiáo)件(jiàn)下多链(liàn)组网管理、空中协同节点资源虚拟化管理和分布式(shì)服务(wù)等(děng)能(néng)力的软件系统集成为预警机专(zhuān)用和(hé)面向云的网络操作环境(图(tú)1),是第四代预警(jǐng)机的重要(yào)技术特点。在此基础上,应用程序在实现彼此(cǐ)间(jiān)解耦及与下层硬件解耦的同(tóng)时,可以统一调度网络内的各类资源,并智能化(huà)完(wán)成各类(lèi)功能。因此,第(dì)四代(dài)预警机总体(tǐ)上(shàng)将(jiāng)呈现(xiàn)出“蒙皮化传感器 + 网络(luò)化基(jī)础(chǔ)环境 + 智(zhì)能化系统应用”的技术特(tè)征。
图1 第四代预警机网络化基础环(huán)境概念
2.2 单(体)、(集(jí))群并重
第四(sì)代(dài)预警机的单体(tǐ)和集群形式同时(shí)存在于网络信息(xī)体系,是其产品形态(tài)的(de)重要特点。从平(píng)台形式来(lái)看,第四(sì)代预警机将以无(wú)人为主;但在其演(yǎn)进过程中(zhōng),传感器集中在单个平台上运用的单体预警机(jī)形式(shì)和分散在多个平(píng)台上运用的分布式或集群(qún)预警机形式将并行(háng)存(cún)在,反映(yìng)了第四代预警(jǐng)机发展过程中其(qí)产品形(xíng)态的多(duō)样(yàng)性(xìng)。
两(liǎng)者将以(yǐ)智能蒙皮(pí)为共同技(jì)术基础,但在(zài)平台规模(mó)上有较大差异,不能偏废。其中,单体形式规模比较灵活,其最(zuì)大(dà)起飞重量从(cóng)数十吨左右一直可以减少到十吨以内,利用无人平台的通用(yòng)性优势,如低成本、高(gāo)升(shēng)限和长航(háng)时(shí)等(děng)特点,执行常(cháng)态化警戒任务,是第四代预警(jǐng)机发展早期的主要形态;集群形式则由于其平台规模相(xiàng)比集中式平台显著减小,其载(zǎi)荷(hé)在重量、体积和功耗等方(fāng)面的要求相对较高,其普及速度将取决于微(wēi)系统技术的充分发展;同时由(yóu)于单个(gè)平台上载荷能力有(yǒu)限,分布(bù)式(shì)协同运用将成为(wéi)其拓展(zhǎn)能(néng)力(lì)的主要手段(duàn)。
2.3 微(波)、光(电)互补(bǔ)
第四代预警机(jī)在载荷形(xíng)式上的另一个重要特点可能是,在以微(wēi)波(及米波)为(wéi)主的同时,采用光电手段(最为典型的波段为红外,本文(wén)特指(zhǐ)红外波段光电探测系(xì)统)执行对隐身空气动力目标(biāo)的探测(cè)任务[12]。相对于传统的红(hóng)外(wài)光电探(tàn)测(cè)系统,其(qí)在任务(wù)能力上可以对低热(rè)辐射目标(biāo)进行(háng)全方位搜索,在信号(hào)处理(lǐ)上将传统的高(gāo)信噪比(bǐ)成(chéng)像转变为低信噪(zào)比检测。
微波(bō)与(yǔ)光电(diàn)互补的必要性(xìng)在于,光电系(xì)统由(yóu)于无(wú)源工作,相(xiàng)比(bǐ)于有源微波系统,其对低/零功(gōng)率作战适(shì)应(yīng)性更好,作用距离更远,抗干扰能力也更优;相比(bǐ)微波无源系统,其方(fāng)位分辨能力和精度(dù)更好,便于区分密集(jí)目标,并改善目(mù)标识别性能。此(cǐ)外(wài),由于其载荷对(duì)平台(tái)的安装要求低,相比(bǐ)微波系(xì)统而言(yán),在平(píng)台适应(yīng)性方面更具优势。光电探测用于(yú)预警机,将(jiāng)是第四代预警机在产品形态多样化上的重要(yào)体现,也是对“单、群并重”特点的重要(yào)支撑。
光电预警探测系统用于机载条件下的预警探测,已初步具备工程(chéng)应用条件,其主要技术(shù)途径包括:研制(zhì)预警探测专用器(qì)件,通过扩大探测器谱(pǔ)宽(kuān)和加大单元能量接(jiē)收(shōu)面积(jī),提高(gāo)能量利用效率;在进一步加大(dà)孔径的同时,引入(rù)自由曲面设计技术和离轴多反光(guāng)学系(xì)统(tǒng),或在低成本平台上采用非制冷技术降低装机代价;借鉴相(xiàng)控(kòng)阵(zhèn)微波雷达工作模式设计,加大时间积累来换取更多(duō)能量;采(cǎi)用恒虚警、检测前跟踪、多波(bō)段协(xié)同(tóng)和模式识别(bié)等先(xiān)进算法,降低检测信噪比(图2)。
图2 光电(diàn)系统用于预警探测的主要技术途径
光电预警探(tàn)测系统存(cún)在的突出(chū)问(wèn)题有四类。
1)相比传统的(de)光(guāng)电成像与搜索(suǒ)跟踪(zōng)系统,由于其探测距离更远,且预警机要求下视,因此受背(bèi)景影(yǐng)响更为严重(chóng),传播路径损失更大(dà),反杂(zá)波问(wèn)题需要进一步研(yán)究解决(jué)。
2)为(wéi)提高情报与信息质量,希望光电预(yù)警探测系统提供距(jù)离信息,真正实(shí)现被动光(guāng)电(diàn)系统的“三坐标”能力,为此需要开展多(duō)基(jī)地协同测(cè)距、多波段协同测距与激(jī)光协同测距(jù)等(děng)研究。
3)为适应更(gèng)小的无(wú)人(rén)平台,需要载荷进(jìn)一步轻(qīng)小型(xíng)化。
4)相(xiàng)比于微波系统(tǒng)在目标特(tè)性(xìng)方面的(de)认知,光学系(xì)统还处在起步阶段,需(xū)要充分开展基础研究。2.4 有(人)、无(人)协同
有人无人协同是(shì)第四代预警机(jī)在作战(zhàn)运用上的(de)重要特征(zhēng)。未(wèi)来的预警(jǐng)机(jī)必须是编队作战(zhàn)的,编队协同是网络信息体系条(tiáo)件下实现装备体系赋能和能力涌现(xiàn)的重要(yào)途径。
从协同效(xiào)能上看,有人无人协同可以实(shí)现(xiàn)探测增(zēng)程、识别增准、决策(cè)增速,创新作战样式(shì)和提升作战(zhàn)能力。
从(cóng)装备体系构建角度看,有人(rén)预警机通常是(shì)领先建设的,是装备存量;无人预警机是后(hòu)发研制的,是装(zhuāng)备增量,通过(guò)有人预(yù)警机(jī)与无(wú)人预警机协同工作,也是实现(xiàn)现(xiàn)有装备效(xiào)能最大化(huà)的(de)必然需求。
从协同样式上(shàng)看(kàn),可以(yǐ)分为三类:1)有人预(yù)警机(jī)与无人预(yù)警机的(de)协同[13];2)无人(rén)预警机之间(jiān)的协同;3)有人预(yù)警机之间的协同。与前两类协同方式相比,有人预警机(jī)之(zhī)间的协(xié)同(tóng)容易(yì)被忽视,而从实现协同的技(jì)术途径上看,有(yǒu)人(rén)预警机之间的(de)协(xié)同(tóng)相对来说(shuō)更(gèng)容易实(shí)现,可以为(wéi)有人-无人协(xié)同积累(lèi)技术(shù)与经验,同时也是用好存量的重要措施(shī)。通过(guò)有人预警机之间的协同,可以充分(fèn)发挥人(rén)在回路优势,创(chuàng)新实(shí)现(xiàn)战场频谱统一管控、能量与时间(jiān)统一调(diào)度(dù)、不同(tóng)颗粒度(dù)情(qíng)报共(gòng)享、分(fèn)布式指挥(huī)控制与射手选择(zé)等装备功能,让装备(bèi)在体(tǐ)系中(zhōng)发挥最大(dà)效用。
3 体(tǐ)系贡献度(dù)评价方法
网(wǎng)络(luò)信息体(tǐ)系条件下评(píng)价预(yù)警机装(zhuāng)备的体系贡献度(dù),大致可(kě)以分为涌现度、时效(xiào)性、生存性(xìng)和集约性(xìng)四类指(zhǐ)标[6]。
涌现度衡量单件装(zhuāng)备能力对(duì)杀伤(shāng)链(liàn)(或杀伤网)各相关环节(jiē)或要(yào)素的影(yǐng)响,其评价(jià)基础是单件装备的基本功能(néng)性能评价指标。第四代预警机以探测与识(shí)别为基本功能,虽然处(chù)于(yú)杀伤链的前端环节(jiē)(“侦(zhēn)”),但考察其贡献度,应该从它对(duì)控、打和评的作用来衡(héng)量,且具体评价(jià)可能与工作模式和产(chǎn)品形态有关。
例(lì)如(rú),对于单体工作的预警(jǐng)机而(ér)言,其基本功能的评价指标在于探测威力(lì)、精度(dù)、分辨力(lì)、可识别目标类型以及(jí)识别概率等(děng)等。那么,这些基本功能指标一方面将杀伤链中的(de)特定环节(例如,对于“侦”的环节,它(tā)自身也是网络化组织的,由(yóu)很多网络要素构(gòu)成)能力提升了(le)哪(nǎ)些是需要(yào)考察的(de),另一方(fāng)面这些基本功能指标通过网络化组织后对后(hòu)端环节又会产生何种影响(如提高了(le)决(jué)策(cè)准确性、加快(kuài)了决策时间(jiān)、延伸(shēn)了武器系统的发射(shè)距离等等),也是需要考察的,这就构成了涌现度(dù)评(píng)价矩阵,这(zhè)个矩阵的一维是基(jī)本(běn)功能(néng)性能对“侦”自身环节整(zhěng)体上的能力提升,另一维是对(duì)打(dǎ)击(jī)链后端各(gè)环节效能的影响。而对于(yú)无人集群运用或(huò)有人-无人协同运用时,除(chú)了按(àn)照前(qián)述评价方法将(jiāng)集群或协同(tóng)运用的各(gè)类(lèi)单(dān)体作为一个(gè)整体开展评价外,也要评价这个“整体”内部的(de)各个单元,其单件能(néng)力在通过集群(qún)或协同(tóng)运用后所能达(dá)到的能力。
时效性评价(jià)可以(yǐ)从两个方面(miàn)来理解。一是站在涌现度的角度(dù),衡(héng)量第(dì)四(sì)代预警机在体系中(zhōng)带给“侦、控、打、评”各环节的能力增量,只不过这个能(néng)力增量除了从(cóng)各个环节分别开展评价外(wài),对杀伤链作为一个整体的(de)效(xiào)能贡献,也要(yào)做出评价,这(zhè)种整体效能贡献最(zuì)主(zhǔ)要的即(jí)是杀(shā)伤链闭环时间。在这个意义(yì)上,时效(xiào)性评价可以放在第一类指标(biāo)“涌现度”中。除了涌现度(dù)外,时效性还可以指第(dì)四代预警机在自(zì)身(shēn)所处的(de)环节(即“侦”)完成闭环的速度衡量,可以(yǐ)理解为杀(shā)伤链作为一个整体(tǐ)(大闭环)对(duì)特定环节(小闭环)的(de)时效性要求。从这个指标出发,需要强化小闭环的概念,因为在复杂(zá)对抗(kàng)环境(jìng)下,并不一定是预警机开始启动工作就可以形成后(hòu)端可(kě)用的情报,绝大部分情况下需要调度传感器的能量和时间等资源,在一定的(de)时间约束(shù)下直到(dào)形(xíng)成(chéng)后端(duān)可用信息为止。
第四代(dài)预警机的(de)生存力评(píng)价(jià)将与第三(sān)代预警机显著不同。第(dì)三代预警机是典型的集中式高价(jià)值平台,平台自身自卫手段较少(shǎo),主要基于对威胁的及早发(fā)现(xiàn)、任务阵(zhèn)位选择与(yǔ)战斗机护航来(lái)保障自身(shēn)安全。对于第四代预警机的两种基(jī)本形态而言,集中式无人单平台的生存力评价可以沿用现(xiàn)有的“被击中概率”方法,但对(duì)于(yú)分布式(shì)无人平台或(huò)集群,其生存概(gài)率的计算应与前(qián)者不同(tóng),不能仅仅评价集群中个体的生存概率,更应(yīng)该衡量每一个体的全部或(huò)部分(fèn)功能可以向集群中其他个体甚(shèn)至是集群之外的(de)同类功能平(píng)台转(zhuǎn)移的能力(lì),也就是说(shuō),可以(yǐ)考虑在补充(chōng)引入类似转移效率等概念(niàn)的基础上衡(héng)量集群整(zhěng)体的(de)被击中概率以(yǐ)及战场可存(cún)续时间等指标;因为无人集(jí)群(qún)相比集中式(shì)平台更加允许个体的消(xiāo)失,个体消失后集群功(gōng)能整体上并不(bú)一定消失(shī),而集中(zhōng)式平台(tái)个体消失后(hòu),整体功能随(suí)即消失。这正是作战样式变革对装备生存力评(píng)价带来的(de)质变。
第四代预警机的集约性评价可以从两个方面(miàn)开(kāi)展(zhǎn)。1)适(shì)装(zhuāng)集约性,主要用来衡量(liàng)任(rèn)务能力对平(píng)台(tái)资源的利(lì)用效率,适应于(yú)集中式单平(píng)台和集群平台两种产品形态。例如,将预警机探测能力综合(hé)成功率孔径积来度量(或者选用用户(hù)最关心的(de)指标,如探(tàn)测距离),将平台资源指标选用(yòng)最(zuì)大起飞(fēi)重(chóng)量这个最主要的指标(biāo),二者的比值就是每(měi)单位重量所能达到的(de)能力;若需(xū)要考察子系统的集约性,还可以进一步细分,例(lì)如智能蒙皮的功率(lǜ)密度、重量密度比等。2)节点集约性,主(zhǔ)要应用于集群平(píng)台,用以在体系范围内衡量节点是否(fǒu)以最小数量融入体系使(shǐ)得既能贡献(xiàn)足够能力(lì),又能(néng)维持必(bì)要冗余以保障(zhàng)体系生(shēng)存能力。
结 语(yǔ)
第四代预警机(jī)为适应新的作战样式(shì)、新的目标(biāo)威胁、复杂(zá)作战环境(jìng)和多(duō)样化安装平(píng)台(tái),将以机(jī)身与载荷(hé)深度(dù)融合、微波与光学互相补充为主要技(jì)术形(xíng)态,以单体和集群并行发展(zhǎn)、有人无人协同运用(yòng)为主要(yào)使用方式。预警机的发(fā)展也(yě)必(bì)将对技术的(de)进步产生强大的(de)牵引作(zuò)用,为此建议:
1)加强(qiáng)应用(yòng)于预警机的智能蒙皮(pí)概念、形态与关键技术研(yán)究,针对其宽频带、多功能和(hé)高性能等特性,集中开展已有科研成(chéng)果梳理、集成并做好后续布局;
2)加强(qiáng)光电预(yù)警(jǐng)探测技术(shù)攻关,特别是针对载荷轻小(xiǎo)型化、反杂波、三(sān)坐标(biāo)、“时间频率相位三(sān)同步”等工程问题(tí)以及全(quán)面建立光(guāng)学目标特性(xìng)与识(shí)别基(jī)础(chǔ)库等基础问题(tí),集全国(guó)之力(lì),进一步推进光电系统跨(kuà)领域(yù)发展;
3)系统性加强有人预警机编队协同、有人-无人协同以及(jí)无人平台分布式运用(yòng)等研究,并重点(diǎn)解决(jué)好具有预警机(jī)特色的基(jī)础性(xìng)运行环境(操作(zuò)系(xì)统)与协同通信网络等问题,为全面(miàn)提升预(yù)警机装(zhuāng)备体系能力打下基础(chǔ)。
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