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第四代预警机(jī)发展研(yán)究
摘 要:第四代预警机在(zài)服(fú)从各(gè)类(lèi)武器装备共同具(jù)有的无人(rén)化、智能化(huà)与网络(luò)化协(xié)同运用等普遍性(xìng)特点的同时(shí),具备(bèi)机身与电子深度融合、有人平台(tái)与无(wú)人平台协(xié)同运用、微波与光学(xué)探测互为补充、集中式单平台与分布式多平台共(gòng)同(tóng)发展等(děng)四类(lèi)趋势,并在总体(tǐ)技术架构上(shàng)具备“蒙皮化传感(gǎn)器+网络化运行环(huán)境(jìng)+智能化应用服(fú)务”的典型特征(zhēng)。此外,文中给出了第四(sì)代预警机的体系(xì)贡献度(dù)评价指标与实施方法,以及未来装(zhuāng)备发展的(de)相关建(jiàn)议。
关键词: 网(wǎng)络信息体系;预警机;智能蒙皮;体系贡献度(dù);指挥(huī)控制
引 言
预警机自1945年首次服役以来,迄今历经75年发展,可以分为三(sān)代(dài)[1]。
第一代预警机定位为空中雷达站,主要(yào)用于低空补盲,技术上雷达采用普通(tōng)脉冲体制,雷达情报通过摩尔斯电码和话音下传至(zhì)舰载或地(dì)面指挥所,发(fā)展(zhǎn)时期为20世纪40年(nián)代至20世纪70年代(dài);
第二代预警机定位(wèi)为空中指(zhǐ)挥所,技术上雷(léi)达采用脉冲多普勒和有源相(xiàng)控阵体(tǐ)制(zhì),并基于(yú)多传感器配置与数据融(róng)合形成高质量情报(bào)后,通(tōng)过数(shù)据链与其(qí)他作战单元(yuán)进行(háng)协(xié)同,发(fā)展时期为20世(shì)纪70年代至21世(shì)纪初;
第三代预警机定位为空中战场管理(lǐ)中(zhōng)心[2],是作战(zhàn)体系中的(de)核心与枢纽性节点(diǎn),在各型作(zuò)战平台管理(lǐ)、平(píng)台传感器管理和信(xìn)息火力(lì)协同等(děng)方面发挥更多作(zuò)用,技(jì)术上具有网络化、一体化、软件化和智能化等特点,发展时期(qī)为21世(shì)纪初至(zhì)今。
第(dì)四(sì)代(dài)预(yù)警机将在网络信息体系中设计(jì)与运(yùn)用,同时服从各类(lèi)武器装(zhuāng)备发展具有的无人化、智(zhì)能化与网络化协(xié)同等普遍性(xìng)趋势。但与(yǔ)前三代预警机发展过程中世界(jiè)各军(jun1)事(shì)强国均有比(bǐ)较明确的规(guī)划布(bù)局相比,目前对2030年后(hòu)预警机装备并没有给出全面展(zhǎn)望、系统(tǒng)规(guī)划与清晰定义,总体认识失之片面与零星。以美军为例:
- 一是在2017年“多疆域指挥控制”计划[3]中(zhōng)提出,“E-3预警(jǐng)机(AWACS)任务可能会分(fèn)解,这意味着该任务将由数量(liàng)更多、尺(chǐ)寸更小的(de)平台执行,但可能仍(réng)将会有某种空中的中(zhōng)心节点(diǎn),协调有人驾驶飞机和无人(rén)驾驶飞(fēi)机的(de)功(gōng)能”;
- 二是在2018年在“先进(jìn)战场管理系统(ABMS)”计划[4]中提出,“将ABMS作为E-8C的后续项目(mù),无人(rén)机、预警机、F-35等ISR/指控/打击平(píng)台被(bèi)连接成簇,利用多(duō)平台形(xíng)成的‘面’侦察指挥网络替代E-8C的‘点’侦(zhēn)察指挥系统,并将各传感器节点信息绘制成统(tǒng)一的战场图景”;
- 三是在2019年《大国竞争时代的美国空军》[5]及2019年《2030飞机清册》[5]中设(shè)想将现(xiàn)有“预(yù)警机和(hé)E-8C等ISR和BMC2大型平台的功能广泛分布(bù)于多个平台和武器(qì)系(xì)统上(shàng),取而代之(zhī)的(de)是数量更(gèng)多(duō)的小型ISR和BMC2平台,其中还有一些是无(wú)人机,可(kě)以执(zhí)行分布式(shì)网络化作战”,并提出(chū)发展穿透式情报(bào)监视侦察飞机(P-ISR),如表1所示(shì),但(dàn)此型飞(fēi)机的定(dìng)位与主要(yào)能力描述不多。再以(yǐ)俄罗斯为(wéi)例,其(qí)报道比较多(duō)的、正(zhèng)在努力发展(zhǎn)的A-100预警机[6],于2017年底首(shǒu)飞,可以归为(wéi)第(dì)三代,对(duì)其未来设想则知之甚少(shǎo)。
表1《2030年飞机清(qīng)册》提出的部分机型(xíng)发展清单(dān)[5]
有鉴于此(cǐ),可以认为现阶(jiē)段(duàn)各军事强国对预警机装备的(de)未(wèi)来装备发展尚在探索之中,从一定程度上看,也可(kě)以认为我国在预警机装备发展上正在(zài)失去强(qiáng)国参照,需要更加自主地定义未来。本文以(yǐ)网络(luò)信息体系条(tiáo)件下空中作战装(zhuāng)备具备的普遍性[7]为基(jī)础,系统(tǒng)分析第四代预警机的装备定位(wèi)与技术特征,希望(wàng)为(wéi)国内开展前瞻性技术布局、装备改进与研制提供参考。
1 装备(bèi)定位
在回答第四代预警机装备定位(wèi)之前,应该首先回(huí)答预警机装(zhuāng)备为什么能够持续存在。其理由在于“侦、控(kòng)、打、评”打击链的永恒性,以及预警机自诞生(shēng)以来的(de)三个优势在(zài)未来战争中仍然能够保持。
1)空(kōng)基优势。只要探测感知与(yǔ)指挥控(kòng)制平台以电(diàn)磁波为主要手段,绝大(dà)部分频段的电磁波仅能在视距内进行传输的问题就(jiù)必须克服(fú)。空基平(píng)台所拥有的(de)大视距特点,即使是在(zài)未来(lái)战场上,也仍将使(shǐ)得它相(xiàng)对于地基平台(tái)在低空目标探测上具有(yǒu)优(yōu)势(shì)。
2)运(yùn)动优势。预(yù)警机相对于固定式探测感知平台,可以利用机(jī)动性扩大覆盖范围和生存力;在网络信(xìn)息条(tiáo)件下(xià),机(jī)动性(xìng)也将为分布式(shì)和(hé)网络化协(xié)同运用(yòng)提供支持,例如机(jī)载(zǎi)雷达的多基地应用(yòng)或电子侦(zhēn)察系统的多基协同与运动(dòng)定位中,机动性可以(yǐ)优(yōu)化阵位和(hé)拓(tuò)展工作模式(shì),从而提高探测(cè)距离和精度。
3)集成优势(shì)。早期的(de)预警机仅在飞机上(shàng)集成雷达和简单通信系统,此后(hòu)随着功能拓展和技术水平提升,雷达、电(diàn)子侦察、通信侦察等多(duō)类传(chuán)感器以及短(duǎn)波、超短波、卫(wèi)星通信(xìn)等各类数(shù)据链系统均在飞(fēi)机上集成,使(shǐ)得预警(jǐng)机既能(néng)执行多种(zhǒng)作战任(rèn)务(比如侦察、预警、指(zhǐ)挥(huī)等),也能够链接体系(xì)内多种(zhǒng)作(zuò)战要素(sù),从而构(gòu)成体(tǐ)系作(zuò)战能力的重(chóng)要依托。
预警机装备的(de)三(sān)个基本优(yōu)势,将使其(qí)在网络体系条(tiáo)件(jiàn)下继续生存与(yǔ)发展(zhǎn)。与其他空中作战装备类似(sì),其作用将以无人(rén)化(huà)、智能化、网络化和分布式形(xíng)态实(shí)现,此处不再(zài)对此展开论述。但第三代预警机所拥有的战场管理能力(lì),在(zài)第四代预警(jǐng)机上将与探(tàn)测感知分离,从而(ér)使得(dé)第四代(dài)预警机主要执行探测感知任务(wù)。而(ér)之所以存(cún)在这种分离,主要因为第三代预警(jǐng)机具备的战场管理能(néng)力是在有人条件下实现的,而未来网络信息(xī)体系(xì)条(tiáo)件(jiàn)下,分布(bù)式与网络化作战要求(qiú)管理的作战平台类型(xíng)、数(shù)量和作战任务越来越丰富,对(duì)战(zhàn)场管理的能力要(yào)求(qiú)进一步提升;但(dàn)由于无人化与智(zhì)能化发展速度的不平衡(héng),无(wú)人化在一(yī)定(dìng)程度上领先于智能化,基于人的战场管理能力在一段时间内(nèi)难以通过智能(néng)化技术在无(wú)人平台(tái)上与探测感(gǎn)知同步(bù)实(shí)施,因此网络体系条件(jiàn)下,第四代预警机(jī)的战场管理能力和(hé)探测感(gǎn)知能力(lì)在(zài)无人化的单平台上难(nán)以同(tóng)时满足(zú)。随着人工智能(néng)技术的进一步发展,也许在第五代预警机上重新实现两(liǎng)者的结合更为现实。
在第四(sì)代(dài)预警机将(jiāng)战场(chǎng)管理任务从自身中剥离的同(tóng)时(shí),探测感知任务也将在分布式节点之间进一步分离。这种分离有两(liǎng)种含义(yì):1)原来集中在(zài)一个(gè)大平(píng)台上(shàng)实现(xiàn)的探测感知任务(wù)将分散(sàn)到各个不同平台上实(shí)现;2)探测感知任务内部的细分,例如(rú)发现、跟踪和识别(bié),也可能由不同平台来完(wán)成。
网络信息体系条件下(xià)分离必然导致共享,正是通过共享,才能使各个分离的平台与任务(wù)能够整体发挥作用,从而构成“侦、控、打、评”杀伤(shāng)链的一环以及杀伤(shāng)网[8]的功能节点,即“能力涌(yǒng)现”;另一方面,通过共(gòng)享,每一个节点(diǎn)被(bèi)赋予(yǔ)超出自身之外的(de)能力(lì),自身在网络中找到(dào)定位并实现价值提升,即“体系赋能”。因(yīn)此,分(fèn)离(lí)与(yǔ)共享(xiǎng)构成网络信息条(tiáo)件下(xià)第四代预警机装(zhuāng)备定位的主(zhǔ)题。
2 主要(yào)特征
虽然从(cóng)装(zhuāng)备定位上看(kàn),预警机将作为网络信息体(tǐ)系中(zhōng)执(zhí)行探测感知任务的(de)空中主要节点存在,似乎与第(dì)一代预(yù)警机类似,但正如“否定之否定”规律(lǜ)所(suǒ)揭示的(de),第四代不是(shì)向第一代简(jiǎn)单(dān)地回归(guī)与重复,而是随着作战样式的演进与(yǔ)技术(shù)的发展,呈现出有时代(dài)特色的四个(gè)总体特征。而这四个(gè)方(fāng)面的总体特征,又应该服务于解决(jué)预警(jǐng)机对新型作战样式(shì)、新型目(mù)标威胁(xié)、复杂(zá)对抗(kàng)环境和轻小平台安装等几(jǐ)类基本(běn)需求的(de)适应性问(wèn)题;因这些(xiē)需(xū)求性问题对于空中(zhōng)作战装备具备(bèi)普遍性(xìng),限于篇幅(fú),本文仅针对(duì)第(dì)四代预(yù)警机的总(zǒng)体(tǐ)特征(zhēng)进行论述。
2.1 机(体)、电(子)融(róng)合(hé)
机体与任务电子系统的深度融合是(shì)第四代预警机(jī)的主要技术(shù)特点之一。在第三代预警机(jī)任务载(zǎi)荷与平台(tái)一体化(huà)设计(jì)的基础上,以微波雷达为主的任务载荷将与(yǔ)机体蒙皮实现从一体化集成向深度融合的跨越,而执行(háng)不同(tóng)任务的任务电子系统(tǒng)自身也更加作为(wéi)一个整体,一(yī)体化(huà)和多功能程度持续提(tí)升。
这种深度融合的系(xì)统(tǒng)我们可(kě)以称为(wéi)“智能(néng)蒙皮”[9],不仅(jǐn)是共形化(huà)的辐射单(dān)元(yuán),更是多(duō)功(gōng)能(néng)集(jí)成(chéng)系统。虽(suī)然这个概(gài)念早在20世纪80年(nián)代即由(yóu)美(měi)国(guó)空军提出,且多年来已经取得若干进展[10],但在其与预警机应用(yòng)的(de)结合中,应该有新的内(nèi)涵。它以一体化为基础,以智能(néng)化为核(hé)心,其具(jù)体含义有四点。
1)更宽频带,对于机体更(gèng)大的(de)新型隐身目(mù)标(biāo),可能需要进一步降低频段;而出于(yú)抗干(gàn)扰等需要,需要增加多种频段,因此第(dì)四代预警(jǐng)机探测频(pín)段(duàn)可能空前增加,而无人平(píng)台可以定制,即贯(guàn)彻“传感器飞机”[11]理念,可以满足(zú)更大孔(kǒng)径和更多(duō)重量的需求。
2)更优(yōu)密度,为(wéi)提(tí)高探(tàn)测性能和适装性,需要进一步提高单位(wèi)蒙皮面积的功率(lǜ)密度(dù),并降低重量密度(dù)。
3)更多功(gōng)能,基于更宽频段(duàn),集成化实现雷达、通信、侦察和干(gàn)扰(rǎo)等多种功(gōng)能,并(bìng)自适(shì)应感知外界(jiè)电(diàn)磁环境。但需要(yào)注意的是,预警机智能蒙(méng)皮首先要(yào)解决(jué)的应(yīng)该是雷达多频段探测问题,而不是多(duō)功能集成问题,这正是预警机智能蒙皮(pí)与其它平台的(de)不同之处。
4)更小截面,在(zài)蒙皮具备(bèi)适度(dù)隐身性(xìng)能的同时,基(jī)于对辐射能量的(de)更精(jīng)确管控,降低截(jié)获概率,支撑实现穿透(tòu)式情报监视侦察。第四代预警机基于智能蒙皮解决硬件的集成问(wèn)题,以此为基础,通过网络化基础(chǔ)环境提供下(xià)层硬件与上(shàng)层(céng)应用系(xì)统之间(jiān)的接口(kǒu)。
与第三(sān)代预警机的操(cāo)作(zuò)系统运行环境和(hé)中间件主要为基于本平台局域(yù)网的各种(zhǒng)异构平台(tái)运(yùn)行提供(gòng)支持相比,第(dì)四代预警(jǐng)机的(de)网络化运(yùn)行环境需要更多地为基于跨平台无线(xiàn)网络的各种异构平台运(yùn)行(háng)提供支(zhī)持,在借鉴民用基于互联网环境的网络操作系(xì)统概念的基础上,将支撑(chēng)网(wǎng)络信(xìn)息体系条(tiáo)件下多链(liàn)组(zǔ)网(wǎng)管理、空中协同(tóng)节点资源虚拟化管理和分布式服务等能力的软件系统集成为(wéi)预警机(jī)专(zhuān)用和面(miàn)向云的网络操作环境(图1),是第四代预(yù)警机的重要技术特点(diǎn)。在此基础上(shàng),应用(yòng)程序在实现彼此间解耦及与下层硬件(jiàn)解耦(ǒu)的同时,可以统一调度网络内(nèi)的各类资源,并(bìng)智(zhì)能化完成各(gè)类功能。因(yīn)此(cǐ),第四代预警机总体上将呈(chéng)现出“蒙(méng)皮化传感器 + 网络化(huà)基础环境 + 智能化系统应用”的技术特征。
图1 第四代预警机网络(luò)化基础环境概念(niàn)
2.2 单(体)、(集)群并重
第四代预警机(jī)的(de)单体(tǐ)和集(jí)群形(xíng)式同(tóng)时存在于(yú)网(wǎng)络信(xìn)息体(tǐ)系(xì),是其产品形态的(de)重要(yào)特点。从平台形式来看,第四代(dài)预警(jǐng)机将以(yǐ)无人为主;但在其演进过程中,传感器集中(zhōng)在(zài)单个平台上运用的单体预警机形式和分(fèn)散在(zài)多(duō)个(gè)平台上运用的分(fèn)布式(shì)或集群预警(jǐng)机形式将并行(háng)存在,反映了第(dì)四代(dài)预警机发展过(guò)程中其产品形态的多样性。
两(liǎng)者将以智能蒙皮为共同(tóng)技术基础,但(dàn)在平台规模上有较大差异,不能偏废。其中(zhōng),单体(tǐ)形式规模比较(jiào)灵活,其最大(dà)起飞重量从数十吨左右(yòu)一(yī)直可以减少(shǎo)到十吨以(yǐ)内,利用(yòng)无(wú)人平(píng)台的通用性优势,如低成本(běn)、高升限和(hé)长(zhǎng)航时等特点,执行常态化警戒(jiè)任务,是第四代预警机发展早期的主要形态;集群形式(shì)则由于其平(píng)台(tái)规模(mó)相比集中式平台显著减小(xiǎo),其载荷在重(chóng)量、体积和功耗等(děng)方面的(de)要求相对(duì)较高(gāo),其普(pǔ)及速度将取(qǔ)决于微系统技术的充分发(fā)展;同时由于单个平台上载荷能力有(yǒu)限,分布式协同(tóng)运用将成为其拓展能(néng)力(lì)的主要手段(duàn)。
2.3 微(波)、光(电)互(hù)补
第(dì)四(sì)代(dài)预警机(jī)在载荷形(xíng)式上(shàng)的另一个(gè)重要特点可(kě)能是,在(zài)以微波(及米波)为主的同时,采用光(guāng)电手(shǒu)段(duàn)(最为典型的波段为红外,本文(wén)特指红外(wài)波段(duàn)光电探(tàn)测(cè)系统)执(zhí)行对隐身空(kōng)气动力目标的探测任务[12]。相对(duì)于传统的红外光电探测系统,其在任务能力上可以(yǐ)对低(dī)热辐射目标进(jìn)行全(quán)方位(wèi)搜索,在信号处理(lǐ)上(shàng)将传统的高信噪比成像(xiàng)转(zhuǎn)变(biàn)为低信(xìn)噪比检(jiǎn)测。
微(wēi)波(bō)与光电互补的必要(yào)性在于,光(guāng)电系统由(yóu)于无源工作,相比于有源微波(bō)系统,其(qí)对低/零功率作(zuò)战(zhàn)适应(yīng)性更好,作用距离更(gèng)远,抗(kàng)干扰(rǎo)能力(lì)也更优;相比微波无(wú)源(yuán)系统,其(qí)方位(wèi)分(fèn)辨(biàn)能(néng)力和精度更(gèng)好(hǎo),便于区分密集目标,并改(gǎi)善目标识别性能(néng)。此外(wài),由(yóu)于其载荷对平(píng)台的(de)安装要(yào)求低,相比微(wēi)波(bō)系统(tǒng)而言,在平台(tái)适应性方(fāng)面更具(jù)优势。光电(diàn)探测用(yòng)于预警机,将(jiāng)是第四(sì)代预警机(jī)在产品形态多(duō)样化上的重(chóng)要体(tǐ)现,也是对“单、群并重”特点的重要支(zhī)撑。
光电(diàn)预警(jǐng)探测系统用于机载条(tiáo)件下的预警探(tàn)测,已初步(bù)具备(bèi)工程应用条件,其主(zhǔ)要技术途(tú)径包括:研制预警探测专(zhuān)用器件,通过(guò)扩(kuò)大探测(cè)器(qì)谱宽和加大单元能量接收面积,提高能量(liàng)利(lì)用效率;在进一步(bù)加(jiā)大孔径的(de)同时,引入(rù)自(zì)由曲面设计技(jì)术和离(lí)轴多反光学系(xì)统,或在(zài)低成本平台上(shàng)采用非(fēi)制(zhì)冷技术降(jiàng)低装机代价;借鉴相控阵微波雷(léi)达工(gōng)作模式(shì)设计,加大时间(jiān)积累来(lái)换取更多(duō)能量;采用恒虚警、检测前跟(gēn)踪(zōng)、多波段协同和模式(shì)识别等先进算法(fǎ),降低检(jiǎn)测信噪(zào)比(图2)。
图2 光电系统用于预警(jǐng)探(tàn)测的主要技(jì)术途径
光(guāng)电预警探测系统存在的突(tū)出问题有四类。
1)相比传统的(de)光电成像与搜索跟(gēn)踪系统,由于(yú)其探测距离更远,且预警机(jī)要求下视,因(yīn)此受背景影响更为严重,传播路(lù)径损失(shī)更大,反杂波问题需要进一步研究解决。
2)为提(tí)高情报与(yǔ)信息质量,希望光电预警探测系(xì)统提供距离信(xìn)息,真正实(shí)现被(bèi)动光(guāng)电系统的“三坐标”能力(lì),为此需要开展多基地协同测距、多(duō)波段协同测(cè)距与激(jī)光协同(tóng)测距等研究。
3)为适应(yīng)更小的无人(rén)平台(tái),需(xū)要载荷进(jìn)一步轻小(xiǎo)型化。
4)相比于微波系统在目标特性方面(miàn)的认知,光学系统还(hái)处(chù)在(zài)起步阶段,需要(yào)充分开展基础研究。2.4 有(人(rén))、无(人(rén))协(xié)同(tóng)
有(yǒu)人(rén)无人协同是(shì)第四代预警机在作战(zhàn)运(yùn)用(yòng)上的重要特征。未来(lái)的预(yù)警机必须是编队作战的,编队协同是网络信(xìn)息体(tǐ)系条件下实(shí)现装备体系赋(fù)能和能力涌现(xiàn)的(de)重(chóng)要(yào)途径。
从(cóng)协同效能上看(kàn),有人无人(rén)协同可(kě)以实现探测增程、识(shí)别增准、决策增速,创新作战样式(shì)和提升作战能力。
从装备(bèi)体系构建角度(dù)看(kàn),有(yǒu)人(rén)预警机(jī)通(tōng)常是领先(xiān)建设的,是装备存量;无人预(yù)警(jǐng)机是(shì)后发研制的,是装备增量,通过有人(rén)预警机与无人预(yù)警机(jī)协同工作,也是实(shí)现现有装备效能最大(dà)化的必然需(xū)求(qiú)。
从协同样式上看,可以分(fèn)为三类:1)有人(rén)预警机与(yǔ)无人预警机的(de)协同[13];2)无人预警机之间的(de)协同(tóng);3)有人预警机之间的协同。与(yǔ)前两类协(xié)同方式相比,有人预警机之(zhī)间的协同容易被忽视,而(ér)从(cóng)实现协同的技术途径(jìng)上看,有人预警机之间的协同(tóng)相对来(lái)说更容易实现,可以(yǐ)为(wéi)有(yǒu)人-无人协同积累技(jì)术与经验,同(tóng)时也是用好存(cún)量的重要措施。通(tōng)过有人预警(jǐng)机之间的(de)协同,可以(yǐ)充(chōng)分发挥人在回路(lù)优势,创新实现战(zhàn)场(chǎng)频谱统一管控、能(néng)量与时间统(tǒng)一调度、不同(tóng)颗(kē)粒度(dù)情报共享、分布(bù)式指挥控制与射(shè)手选择等装备功能(néng),让装备在(zài)体系中发挥最大(dà)效用。
3 体系贡(gòng)献度(dù)评价方法
网络信息体系条件下(xià)评价(jià)预警机装备的体系贡献(xiàn)度,大(dà)致可以分(fèn)为涌现(xiàn)度、时效性(xìng)、生存性和(hé)集约性(xìng)四类指标[6]。
涌现(xiàn)度衡量单件装备能力对杀(shā)伤链(或杀伤(shāng)网)各相关环节或要素的影响(xiǎng),其(qí)评价(jià)基础是(shì)单件装备(bèi)的基(jī)本功能(néng)性能评价指标。第(dì)四(sì)代预警机以探测(cè)与识别为基本功能,虽然处(chù)于杀伤链的前端环节(“侦”),但考察其(qí)贡献(xiàn)度(dù),应该(gāi)从它对控、打和评的作用来衡量,且(qiě)具(jù)体评价可能与工作模(mó)式和产品(pǐn)形(xíng)态有(yǒu)关。
例如(rú),对于单(dān)体工作的预警机而言(yán),其基本功能的评价(jià)指(zhǐ)标在于探测威力、精度、分辨力、可(kě)识别目标(biāo)类型以(yǐ)及识别(bié)概率等(děng)等。那么,这些基本(běn)功(gōng)能指标一方面将杀(shā)伤(shāng)链中的(de)特定(dìng)环节(例如,对于“侦”的环(huán)节,它自身也是(shì)网络化组织的,由很多网络要素(sù)构成)能力提升了哪些是需(xū)要考察(chá)的,另一方面这些基本功能(néng)指标通过网(wǎng)络化组织(zhī)后对后(hòu)端(duān)环(huán)节又会产生何种影响(如提高了决策(cè)准确性、加(jiā)快了决策时间(jiān)、延伸了武器系统的发射(shè)距离等等),也是需要考察的,这就构(gòu)成(chéng)了涌现度评价矩阵,这个矩阵的一维是基(jī)本功能性能(néng)对“侦”自身环节整体上的能力提升,另一维是对打(dǎ)击(jī)链后端各环节效(xiào)能的影响。而对于无人集(jí)群(qún)运用或(huò)有(yǒu)人-无人协(xié)同运用(yòng)时,除了按照前述(shù)评价(jià)方法将集群或协同运用的各类单体(tǐ)作为一个整体开展评价(jià)外,也(yě)要评价这个“整体”内部的各个(gè)单元(yuán),其单件能力在通过(guò)集群或协(xié)同运用后所能达到的能力。
时效性(xìng)评价可以从(cóng)两个方面来(lái)理解。一是站在涌现度的角度,衡量(liàng)第四代预警(jǐng)机在(zài)体系中带(dài)给(gěi)“侦、控、打、评(píng)”各环节(jiē)的能力增量,只不过这个能(néng)力增量除了从各个环节分别开展评价外,对杀(shā)伤链作(zuò)为一个整体的效能贡献,也要做出评(píng)价,这种整(zhěng)体效能贡(gòng)献最主要的(de)即是杀伤(shāng)链闭环时间。在这(zhè)个意(yì)义(yì)上,时效性(xìng)评价可(kě)以(yǐ)放在第一类指标“涌现(xiàn)度”中。除了涌(yǒng)现度外,时效性还可以指第四代预警机在自身(shēn)所处的环节(即“侦”)完成闭环的速度衡量,可以理(lǐ)解为杀伤链作为一个整(zhěng)体(tǐ)(大闭(bì)环)对特定环节(小(xiǎo)闭环)的时(shí)效(xiào)性要求(qiú)。从这(zhè)个(gè)指标出发,需(xū)要强化(huà)小(xiǎo)闭环的概念,因为在(zài)复杂(zá)对抗环(huán)境下,并不一定是预警机开始启动工作就可(kě)以形成后端可用的情报,绝大(dà)部分情况下需要调度传(chuán)感器的能量和时间等(děng)资(zī)源,在一定的时(shí)间(jiān)约束下直(zhí)到形成后端可用信息为止。
第四代(dài)预(yù)警(jǐng)机的生存(cún)力评价将与第三代预警机显著不同。第三代(dài)预警机是典型的集中式高价值平台,平台自身自卫(wèi)手(shǒu)段较少,主要基于对(duì)威(wēi)胁的及(jí)早发现、任务阵位选择与战斗机护航来保障自身安(ān)全。对于第四代预警机的两种(zhǒng)基本形态而(ér)言,集中式无人单(dān)平台的生存力评价可(kě)以沿用现(xiàn)有的(de)“被击中(zhōng)概率”方法,但对于分布式无人平台或集群,其(qí)生存概(gài)率的计算应(yīng)与前者不(bú)同,不能仅仅评价集群中(zhōng)个体的(de)生存概(gài)率,更应该衡量每一个体的全部或部分功能可以向(xiàng)集群中其他个体甚至是(shì)集群之(zhī)外的同类功能(néng)平台(tái)转移的能力,也(yě)就(jiù)是(shì)说,可以考虑在补充引(yǐn)入类似转移(yí)效率等概(gài)念的基础上衡量集群整体(tǐ)的被击中概(gài)率以及战场可存续时间等指标(biāo);因为无人集群相比(bǐ)集(jí)中式平台更(gèng)加(jiā)允许个体的消失,个体消失(shī)后(hòu)集(jí)群(qún)功能整体上并不一定消失,而集中(zhōng)式(shì)平(píng)台个体消失后,整体功能随即消失。这正是作战样(yàng)式变革对装备(bèi)生存(cún)力评价带(dài)来的质变。
第四代预警(jǐng)机的集约性评价可以(yǐ)从(cóng)两个方面开(kāi)展。1)适装集约性,主要用(yòng)来衡量任务能力对平台资源(yuán)的利用效率,适应(yīng)于集(jí)中式单平(píng)台和集群平台两种(zhǒng)产品形(xíng)态。例(lì)如,将预警机探测能力综合成功率孔(kǒng)径积来度量(liàng)(或者选用用户最(zuì)关心(xīn)的指标(biāo),如探测(cè)距离),将平台资源(yuán)指标选用最大起(qǐ)飞重量这个(gè)最(zuì)主要的(de)指标(biāo),二者的比(bǐ)值就是每单位重量所能达到的能力(lì);若需要(yào)考察子系统的集约(yuē)性,还(hái)可(kě)以进一步细分,例如(rú)智(zhì)能蒙皮(pí)的功(gōng)率密度、重量密度比等(děng)。2)节点集约性,主要应用于集群平台,用(yòng)以在体系范围内衡量节(jiē)点是否(fǒu)以最小数(shù)量融入体(tǐ)系使得既(jì)能(néng)贡献足够能力,又能维持(chí)必要冗余(yú)以保障体系生存能力。
结 语
第四代预警机为适应新的作(zuò)战样式、新的目标威胁、复(fù)杂作(zuò)战环(huán)境和多样化安装平台,将以机(jī)身与(yǔ)载(zǎi)荷(hé)深度(dù)融(róng)合、微波与光学互(hù)相补充为主要技(jì)术形态,以单体(tǐ)和集群并行(háng)发展、有人无人(rén)协同运用为(wéi)主要(yào)使用方式。预警机的发展也必将对技(jì)术(shù)的进(jìn)步(bù)产生强(qiáng)大的(de)牵引(yǐn)作用,为(wéi)此建议:
1)加强应用于预警(jǐng)机的智能蒙皮概念、形态与关键技术研究,针(zhēn)对其(qí)宽(kuān)频(pín)带、多功能(néng)和高性(xìng)能等特性,集(jí)中开展已有科研成果梳(shū)理、集成并做好后续(xù)布局(jú);
2)加强光电预(yù)警探(tàn)测(cè)技(jì)术攻关,特别是针对载荷轻小型(xíng)化、反杂波、三坐标、“时间频率相位三(sān)同步”等工程问题以及全面建(jiàn)立光学目标特性与识别基础库等基础问题,集全(quán)国之力,进一步推进光电系(xì)统跨领域(yù)发展;
3)系统性加(jiā)强有人预(yù)警机(jī)编队协(xié)同、有人(rén)-无人协同(tóng)以及无(wú)人平台分(fèn)布式运(yùn)用(yòng)等研究,并重点解决好(hǎo)具有(yǒu)预警机特色的基础(chǔ)性运行环境(操作系统)与协(xié)同通信网络等问题,为全(quán)面(miàn)提升预警机(jī)装备体系能力打下基础。
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