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    第四代(dài)预警机发展研究
    来源:新闻中心
    发(fā)布(bù)时间:2021年02月24日 编辑:中国电子科(kē)学研究院(yuàn)专家曹晨

    第四代预警(jǐng)机发展研究

            摘 要:第四代预(yù)警机在(zài)服从各类武器装备共同具有(yǒu)的无人(rén)化(huà)、智能(néng)化(huà)与网络化协同运用等(děng)普遍(biàn)性特点的同时,具备机身与(yǔ)电子深度(dù)融合、有人平台与无人平台协(xié)同运用、微波与光学探测互为补充、集中式单平台与分布式(shì)多平台共同发展等四类趋势(shì),并在总(zǒng)体技(jì)术架构上具备“蒙皮化传感(gǎn)器(qì)+网(wǎng)络化运行环境+智能化应用服务”的典型特征。此外,文中给出了第四(sì)代预警机的体(tǐ)系贡献(xiàn)度评价(jià)指标与(yǔ)实(shí)施方法,以及未(wèi)来装(zhuāng)备发展的相(xiàng)关建议。

      关键词: 网络信息体系;预警机;智能蒙皮;体系贡献度;指挥控制

      

    引 言

      预警机自1945年首次(cì)服役以来,迄今历经75年发展,可以分为三代(dài)[1]。

      第(dì)一(yī)代预警机定位(wèi)为空中雷达站,主要(yào)用(yòng)于低空补盲,技术(shù)上雷达采(cǎi)用普通脉冲(chōng)体(tǐ)制(zhì),雷达情报(bào)通过(guò)摩尔斯电码(mǎ)和话音下传至舰(jiàn)载或(huò)地面指(zhǐ)挥所,发(fā)展时期为20世纪40年(nián)代(dài)至20世纪70年代;

      第二代预警(jǐng)机定位为空(kōng)中指挥所,技术上(shàng)雷(léi)达采用脉冲多(duō)普勒和有源相控阵体(tǐ)制,并基于多传感器配置与数(shù)据融合形成高质(zhì)量(liàng)情报后,通过数(shù)据链(liàn)与其他作战(zhàn)单元进(jìn)行(háng)协同,发展时期(qī)为20世纪70年(nián)代至21世纪初;

      第三代预警机定位为空中战场管理中心[2],是(shì)作战体系(xì)中的核(hé)心与枢(shū)纽性节点,在各型作战(zhàn)平(píng)台管理、平台(tái)传感(gǎn)器管理和信息火(huǒ)力协同(tóng)等(děng)方(fāng)面发挥更多作用,技术(shù)上(shàng)具(jù)有网络化、一(yī)体化、软件化和智能化等特点,发展时(shí)期为21世纪初至今。

      第(dì)四代预警机将在网络信息体系中设计与(yǔ)运(yùn)用,同时服(fú)从各类武器装备发(fā)展具有的无人化、智(zhì)能化与(yǔ)网络化协同等普遍性趋势。但与前三代预警机发展(zhǎn)过程中世界各军事强国均有比较明确的(de)规划布(bù)局(jú)相比,目前(qián)对2030年(nián)后预警机装备并没有给(gěi)出全面展(zhǎn)望、系统规(guī)划与(yǔ)清晰定(dìng)义,总体认识失之片面与零(líng)星(xīng)。以美军(jun1)为例:

    • 一(yī)是在2017年“多疆域指挥(huī)控制”计划[3]中提出,“E-3预警机(AWACS)任务(wù)可能会分解,这意味着该任务将由数量更多(duō)、尺(chǐ)寸更小的平台执行,但可能仍将会有某(mǒu)种空中的中心节点,协调有人(rén)驾驶飞机和无人驾驶飞(fēi)机(jī)的功能”;
    • 二是在(zài)2018年在(zài)“先(xiān)进战场(chǎng)管理(lǐ)系统(ABMS)”计划[4]中提出,“将ABMS作为(wéi)E-8C的(de)后续项(xiàng)目,无人(rén)机、预警(jǐng)机、F-35等ISR/指控/打击平(píng)台被连接成(chéng)簇(cù),利(lì)用多(duō)平(píng)台形成的‘面(miàn)’侦(zhēn)察指挥网(wǎng)络替代E-8C的‘点(diǎn)’侦察指挥系统,并将各(gè)传感器节点信息(xī)绘制成统一的战(zhàn)场图景”;
    • 三(sān)是在(zài)2019年《大国竞争时代的(de)美国空军》[5]及2019年《2030飞(fēi)机清册》[5]中设想将现有“预警(jǐng)机和E-8C等ISR和BMC2大(dà)型(xíng)平台的功能广(guǎng)泛分布于多个平(píng)台和武器(qì)系统上,取而代之的是(shì)数(shù)量更多(duō)的小型ISR和BMC2平台,其中还(hái)有一些是无人机,可以执行分布式网络化作战”,并提出发(fā)展穿透式情报监视侦察(chá)飞机(P-ISR),如(rú)表1所示,但(dàn)此型飞机的定位(wèi)与主(zhǔ)要能(néng)力描述(shù)不多。再以俄罗斯为例,其报道比(bǐ)较多的(de)、正在努力发展的A-100预警机[6],于2017年底首飞,可以归为第三代,对(duì)其未来设想则知之甚(shèn)少。

    表1《2030年飞机清册》提(tí)出的部分机(jī)型发展清单[5]

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      有(yǒu)鉴于此(cǐ),可以认为现阶段各军事强国对预警机装备的未来装备发展(zhǎn)尚在探索(suǒ)之中,从(cóng)一定(dìng)程度上看(kàn),也(yě)可(kě)以认为我国(guó)在预警(jǐng)机(jī)装备发展上(shàng)正(zhèng)在(zài)失去强国参照,需要更(gèng)加自主地定义未来。本文以网络信息体系条件下空中作战装备(bèi)具备的普(pǔ)遍性[7]为基础,系统分析第四代预(yù)警机的装备定(dìng)位与(yǔ)技术特(tè)征,希望为国内开展前瞻性技术布局、装备改进与研制提供(gòng)参考。

    1 装备(bèi)定(dìng)位(wèi)

      在回答第四代预(yù)警(jǐng)机装备定(dìng)位之(zhī)前,应该首先回答预警机装(zhuāng)备(bèi)为什么能够持续存在。其理(lǐ)由在于“侦、控(kòng)、打(dǎ)、评”打击链的永恒性,以及预警机自诞生(shēng)以来(lái)的三个优势(shì)在未来战(zhàn)争中仍然能够(gòu)保持。

            1)空基优势。只要探测感知与指挥(huī)控制(zhì)平(píng)台以电磁波为主要手段,绝大部分频(pín)段的电磁波仅能(néng)在视距内(nèi)进行传输的问题(tí)就必须(xū)克服。空基(jī)平台所拥有的大视(shì)距特点,即(jí)使是在未来战场上,也仍将使得它相对(duì)于地基平台在(zài)低空目标探测上(shàng)具有优势。

            2)运(yùn)动(dòng)优势(shì)。预警(jǐng)机相对于固定式探测感知平台,可(kě)以利(lì)用机动性扩大覆盖范围和生存(cún)力;在网络(luò)信息(xī)条件(jiàn)下,机动性也将为(wéi)分布式(shì)和网络化协同运用提供支(zhī)持,例(lì)如机(jī)载雷达的多基地应(yīng)用或电子侦察系统的多(duō)基协同(tóng)与运(yùn)动(dòng)定位中,机动性可(kě)以优(yōu)化(huà)阵位和拓展工作模式,从而提高探测距(jù)离和精度。

            3)集成优(yōu)势。早(zǎo)期的预警机仅在(zài)飞机上集成雷达和简单通信系统,此后随着功能拓展和技(jì)术水平(píng)提升,雷达、电子侦察、通信侦察等多类传感器以及短波、超短波、卫(wèi)星通信等各类数据链系统均(jun1)在(zài)飞机上集成,使得预警机既(jì)能执行多(duō)种(zhǒng)作(zuò)战任(rèn)务(比如侦察、预警、指挥等),也能够链接体系内(nèi)多种作战要素,从而构成体系作(zuò)战(zhàn)能(néng)力的重要依托。

      预警机装备的三个基本优势,将使其在网络体系条件下继续(xù)生存与发(fā)展。与其他(tā)空中作战装备类似,其(qí)作(zuò)用将以(yǐ)无人(rén)化(huà)、智(zhì)能化、网络化和分布式形态实现,此处不(bú)再(zài)对此展开论述。但(dàn)第三代(dài)预警机(jī)所拥有的(de)战场管理能力,在第四代预警机上将与探(tàn)测感知分离(lí),从而使得(dé)第四代(dài)预警机主要执行探测感知任务。而之所以存在(zài)这种分离,主(zhǔ)要因为第三代(dài)预(yù)警机具备(bèi)的战场管理能力是(shì)在有人条件下实现的,而(ér)未(wèi)来网络信(xìn)息体系条(tiáo)件下,分布式与网(wǎng)络化作战要求管理的作战平台类型、数量和作战任务越(yuè)来越丰(fēng)富(fù),对战场管理的能力要求进(jìn)一(yī)步提升(shēng);但由于无人化与(yǔ)智能(néng)化发展速度的不平衡,无(wú)人化在(zài)一定程度上领先于智能化,基(jī)于人(rén)的战(zhàn)场(chǎng)管理能力(lì)在一段(duàn)时间内难以通过智(zhì)能化技术在无(wú)人平台上与(yǔ)探测感知(zhī)同步实施(shī),因此网(wǎng)络体系条(tiáo)件(jiàn)下,第四代预警机的战场管理能力和探测感(gǎn)知能(néng)力在无人化的单平台上难以(yǐ)同(tóng)时满足(zú)。随着人工智能技(jì)术(shù)的(de)进一步发展,也许在第五代预警机上重新(xīn)实现两者的结合更(gèng)为现(xiàn)实(shí)。

      在第四代预(yù)警机将战场管理任(rèn)务(wù)从自身中剥离的(de)同时,探测感(gǎn)知任务也将(jiāng)在分布式节点之间进一步分离。这种(zhǒng)分(fèn)离有两种含义(yì):1)原来集中在一个大平台上实现的探测感知任务将分散到各个不(bú)同平台上(shàng)实现;2)探测感知任(rèn)务内(nèi)部的(de)细分,例(lì)如发现、跟踪和识别,也可能由(yóu)不同平台来完成。

      网络信息体系条件下分(fèn)离必然导致共(gòng)享(xiǎng),正是(shì)通过共享,才能(néng)使(shǐ)各个分离的平台与(yǔ)任务能够整体发(fā)挥作用(yòng),从(cóng)而构成“侦、控、打、评”杀伤链的一环以及杀伤网[8]的功能节(jiē)点,即(jí)“能力涌现”;另(lìng)一方面,通过(guò)共享,每一个节点被赋予超出自身之外的能力,自(zì)身在网(wǎng)络中找到定位(wèi)并实现价(jià)值提升,即“体(tǐ)系赋能”。因此,分离与共(gòng)享(xiǎng)构成网络(luò)信息条件下第四代预(yù)警机(jī)装备定位的主题。

    2 主要特征(zhēng)

      虽然从装备(bèi)定(dìng)位上(shàng)看,预警机将作为网络(luò)信息体系中执行探测(cè)感知任务的(de)空中(zhōng)主要节点(diǎn)存在(zài),似乎与第一代预警机类似,但(dàn)正如(rú)“否定之否(fǒu)定”规律所揭示的,第四代不是(shì)向第(dì)一代(dài)简单地回归与重复,而是随着作战样式(shì)的演进(jìn)与技(jì)术的发展,呈现出有时代特色的四个总体特征。而这四个方面(miàn)的总体特(tè)征,又(yòu)应该服务于解决预(yù)警机对新型作(zuò)战样(yàng)式、新型目标威胁(xié)、复杂对抗(kàng)环(huán)境(jìng)和轻(qīng)小平台安(ān)装等几类基(jī)本需求的适应性问题;因这些(xiē)需求(qiú)性问题对于空中作战装备具备普遍性,限于(yú)篇幅,本文(wén)仅针对第四(sì)代预(yù)警机的总体(tǐ)特征进行论述。

            2.1 机(体)、电(子(zǐ))融合

      机体与任务电子系统的深度融合(hé)是第(dì)四代预警机的主(zhǔ)要技术特点之一。在第三代预警(jǐng)机任务(wù)载荷与平台一体化设计的基(jī)础上,以微波(bō)雷(léi)达为(wéi)主的任(rèn)务载荷将与机(jī)体蒙皮(pí)实现从一体(tǐ)化集成向深度融(róng)合的(de)跨(kuà)越,而执行不同任务的(de)任务(wù)电(diàn)子系(xì)统自身也(yě)更(gèng)加作(zuò)为一个(gè)整(zhěng)体(tǐ),一(yī)体化和多功能程度(dù)持续提升。

      这种深度融合的系统我(wǒ)们(men)可(kě)以称(chēng)为“智能蒙皮”[9],不仅是(shì)共形化的辐射单元,更(gèng)是多功(gōng)能集成系统。虽然这个概念(niàn)早在20世纪80年代即(jí)由美国(guó)空军提出,且(qiě)多年来已经取得若(ruò)干进(jìn)展[10],但在其与预警机应用的结合中,应(yīng)该有新的内涵。它以一体化为基础,以智能化(huà)为核心(xīn),其具体含义有四(sì)点。

            1)更宽频带,对于机体更(gèng)大(dà)的新型隐(yǐn)身目标,可能需要进一步(bù)降低频段(duàn);而(ér)出于抗干扰等需要,需要增(zēng)加多种频段,因此第四代预警机探(tàn)测频段(duàn)可能空前增加(jiā),而无人平台可以定制,即贯彻“传感器飞(fēi)机”[11]理念,可以(yǐ)满足更大孔径和更(gèng)多重量的(de)需求。

             2)更(gèng)优密度,为提高探测性能和适装性,需(xū)要进(jìn)一步提高单位蒙皮面积的功率(lǜ)密度,并降低重(chóng)量密度(dù)。

             3)更多功(gōng)能,基于(yú)更宽频段,集成化实现雷(léi)达、通信、侦察(chá)和干扰等多种功能,并(bìng)自(zì)适(shì)应感知(zhī)外界电磁(cí)环境。但需要注意的是,预(yù)警机智能蒙皮首先要解决的应该是(shì)雷(léi)达多频段(duàn)探测问题(tí),而不是多(duō)功能集成问题,这正是预(yù)警机(jī)智能(néng)蒙皮与(yǔ)其它平(píng)台(tái)的不同(tóng)之处。

             4)更小截面(miàn),在蒙皮具备适度隐身性能的(de)同时,基(jī)于对辐(fú)射能(néng)量(liàng)的更精确管控,降低截获概率,支撑(chēng)实现穿透式(shì)情报监(jiān)视侦察(chá)。第四代预警(jǐng)机基于(yú)智能(néng)蒙皮(pí)解(jiě)决硬件(jiàn)的(de)集(jí)成问题,以此为(wéi)基础,通过网络化基础环境提(tí)供下层硬件与上层应用系统之间(jiān)的接(jiē)口(kǒu)。

      与第(dì)三代预警机的操作系统运行环境和中间(jiān)件(jiàn)主要(yào)为基于本平台局域网的各种异(yì)构平台(tái)运行(háng)提供支持相比,第四代预警(jǐng)机(jī)的网(wǎng)络化运行环境需(xū)要更多地为基(jī)于(yú)跨平台无线网络的各种异(yì)构平台运行(háng)提供支(zhī)持,在借鉴民用基于互联(lián)网环境的网(wǎng)络操作(zuò)系统概念的基础上,将支撑网络信息体系条件下多链组网管理、空中(zhōng)协同节点资源(yuán)虚拟化管理和分布(bù)式服务等(děng)能力的软件系统集(jí)成为预警机专用和面向(xiàng)云的网络(luò)操作环境(图1),是(shì)第四代(dài)预警机的重要技术(shù)特点。在此基础上,应用程序(xù)在实现彼此间解耦(ǒu)及与下(xià)层硬件解耦的同时,可(kě)以(yǐ)统一调(diào)度网络内的各类资源,并智能(néng)化完(wán)成各类(lèi)功(gōng)能。因此,第四(sì)代预警机总(zǒng)体上将(jiāng)呈现出“蒙皮化传感器 + 网络化基础环境 + 智能化系统(tǒng)应用”的技术特(tè)征。

     

    图(tú)1 第四代预警机网络(luò)化基础(chǔ)环境概念

            2.2 单(体)、(集)群并(bìng)重

      第四代预警机(jī)的单(dān)体和(hé)集群形式(shì)同时存在于(yú)网络信息体系(xì),是其产品(pǐn)形(xíng)态(tài)的(de)重要特点。从(cóng)平台形式来看,第四代预警机将以(yǐ)无人为(wéi)主;但(dàn)在其演进过(guò)程中,传感器集中在单(dān)个平台上运(yùn)用(yòng)的单体预警机形式和(hé)分(fèn)散(sàn)在(zài)多(duō)个平(píng)台上运用的分布式(shì)或(huò)集群预警(jǐng)机形(xíng)式将并行存在,反映(yìng)了第四代预(yù)警机(jī)发展过(guò)程中其产(chǎn)品形态的多(duō)样性。

      两者将以智能蒙皮为共同(tóng)技术基础,但(dàn)在(zài)平台规(guī)模(mó)上有较大差异,不能偏废。其中,单体形式规(guī)模比(bǐ)较(jiào)灵(líng)活(huó),其(qí)最大起飞重量从数十吨左(zuǒ)右一直可以减少到(dào)十吨以内,利用无人平台的通用性优势,如低成(chéng)本、高升限和长航时等特点,执行(háng)常态(tài)化(huà)警戒任务,是第四代预(yù)警机发展早期的主要形态;集群形式则由于其平台规(guī)模相(xiàng)比集中式平台显著(zhe)减(jiǎn)小(xiǎo),其载荷在重量、体积和功耗等方面的要求相对较(jiào)高(gāo),其(qí)普及(jí)速度将取决于微系统技术的(de)充(chōng)分发(fā)展;同时由于单个(gè)平(píng)台(tái)上载荷(hé)能力有限,分布式(shì)协同运(yùn)用将成为(wéi)其拓展能力(lì)的主要手段。

            2.3 微(波)、光(电(diàn))互补(bǔ)

      第四代预警(jǐng)机在载荷(hé)形式上的另(lìng)一个重要特点可能是,在以(yǐ)微波(及米波(bō))为主的同时,采用光电手段(最为典型的波(bō)段为红外,本(běn)文特指(zhǐ)红外波段光电探测系(xì)统)执行对隐身(shēn)空(kōng)气动力目标的探(tàn)测任务[12]。相(xiàng)对(duì)于(yú)传统的红外(wài)光电探(tàn)测系统(tǒng),其(qí)在(zài)任务能(néng)力上(shàng)可以(yǐ)对低热辐射目标(biāo)进行(háng)全方位搜索,在信号处(chù)理上将传统的高信噪比成像转变为低(dī)信噪比检测。

      微波与光电互补(bǔ)的必(bì)要性在于(yú),光电系统由于(yú)无源工作,相比于有源微波系统,其对低(dī)/零功率作战适应(yīng)性更好,作用距离(lí)更远,抗干扰能(néng)力也更(gèng)优;相比微波无源(yuán)系(xì)统,其方(fāng)位分辨能力和(hé)精度更好(hǎo),便于区分密集目(mù)标,并改善目标(biāo)识别性能。此外,由于其载荷对平(píng)台的安装要(yào)求(qiú)低,相比微波系统而言,在平台适(shì)应性方面更具优势。光电探测用于预(yù)警机,将是第四(sì)代预(yù)警机在产品(pǐn)形态多样化(huà)上的重要体现(xiàn),也是对“单、群并重(chóng)”特点(diǎn)的(de)重要支撑。

      光(guāng)电预(yù)警探测系统用于机载条件下的预警探测,已初步具(jù)备工程应用条(tiáo)件,其(qí)主要技术途径包括:研制预警(jǐng)探测专用(yòng)器件(jiàn),通过扩大探测器谱宽和加大单元(yuán)能(néng)量接收面积,提高能(néng)量利用效率;在进一步加大孔径的同时(shí),引入(rù)自由曲面设计技术和离轴多反光(guāng)学系统,或(huò)在低成(chéng)本平台上采(cǎi)用非(fēi)制冷技术(shù)降低装机代价;借鉴相控阵微(wēi)波雷达工作模式设(shè)计(jì),加大时间积累来换(huàn)取更多能量;采(cǎi)用恒虚警、检(jiǎn)测前(qián)跟踪、多波段协同和模式识别等先(xiān)进算法,降(jiàng)低检测信噪(zào)比(图2)。

     

    图2 光电系统用于预警探测的(de)主(zhǔ)要技术(shù)途径

      光电预警探(tàn)测系统存在的突出问题有四类。

            1)相比传统的(de)光电成像(xiàng)与搜索(suǒ)跟踪系(xì)统,由(yóu)于其探测距离更远(yuǎn),且预警机要求下(xià)视(shì),因此(cǐ)受背景影(yǐng)响更为严重,传播(bō)路径损失更大,反(fǎn)杂波问题需要进一步研(yán)究解决。

            2)为提高情报与信(xìn)息质量,希望(wàng)光电预警探测系统提供距离信息,真正实现被动光电系统(tǒng)的“三坐标”能(néng)力(lì),为此(cǐ)需要开展(zhǎn)多基(jī)地协同测距、多波段协同测距与激光协同测距(jù)等研究。

            3)为适应更小的(de)无人(rén)平(píng)台,需(xū)要(yào)载荷进一步轻(qīng)小型(xíng)化(huà)。

            4)相比于(yú)微(wēi)波系统(tǒng)在(zài)目标特性方面(miàn)的认知(zhī),光学(xué)系统还处(chù)在起步阶段,需要充分开展基础研(yán)究。2.4 有(人)、无(人)协同

      有人无(wú)人协同是(shì)第四代预警机在作战(zhàn)运用上的重要特征(zhēng)。未来的预警机必须(xū)是编队(duì)作战(zhàn)的,编队协同是网络信(xìn)息体系(xì)条件下(xià)实现装(zhuāng)备体系赋能和能(néng)力涌现的重要途(tú)径。

    •   从协(xié)同效能上看,有人无人协同(tóng)可以实现探测增程、识别增准、决策增速,创新作战样式和提(tí)升作战能力。

    •   从装备体系(xì)构建角度看,有人预警机通常是领先建设的,是装(zhuāng)备存量;无人预警机是后发(fā)研制的,是(shì)装(zhuāng)备(bèi)增量,通过有人预警(jǐng)机与无人预警机协同(tóng)工作,也是实现现有装备效能最大化的必然(rán)需求。

    •   从协(xié)同样(yàng)式上(shàng)看,可以分为三类:1)有人预警机(jī)与无人(rén)预警机的协同[13];2)无人(rén)预警(jǐng)机(jī)之(zhī)间的协同;3)有人预(yù)警机之间的协同。与前(qián)两类(lèi)协同(tóng)方式相比,有人预警机之间的协(xié)同(tóng)容易(yì)被忽(hū)视,而从实现(xiàn)协同的(de)技术(shù)途径上看,有(yǒu)人预警(jǐng)机之间的协(xié)同相对来说更容易实现,可以为有人(rén)-无人协同(tóng)积累技(jì)术与(yǔ)经(jīng)验(yàn),同时也是用好存量的重要措施。通过(guò)有人预警机之(zhī)间的(de)协同,可以(yǐ)充分发挥人(rén)在回路优(yōu)势,创(chuàng)新(xīn)实现战(zhàn)场频谱统一管(guǎn)控、能量与时间统一调度(dù)、不同颗粒度情报共享、分布式指挥控制(zhì)与射手选(xuǎn)择等装备功(gōng)能,让装(zhuāng)备在体(tǐ)系中发挥最大(dà)效用。

     3 体系贡献度评价方(fāng)法(fǎ)

      网络信息体系(xì)条(tiáo)件下评价预警(jǐng)机装备的体系贡献(xiàn)度(dù),大致可以分为(wéi)涌现度、时效(xiào)性、生存(cún)性和集约性(xìng)四类指标(biāo)[6]。

    涌现(xiàn)度衡量单件装备能力对杀伤链(或杀伤网)各相关环节或要素的(de)影响,其评价基(jī)础(chǔ)是(shì)单件装(zhuāng)备的基本功能性(xìng)能(néng)评价指标。第四(sì)代(dài)预警机以探(tàn)测与识别为基本功能,虽然处于杀伤链的前(qián)端(duān)环节(jiē)(“侦”),但考察其贡献度,应该(gāi)从(cóng)它对控、打和评的作(zuò)用来衡量,且具体评价(jià)可能与工作模式和产品形态有关(guān)。

      例如,对于(yú)单(dān)体工作的预警机而(ér)言,其基(jī)本(běn)功能的评价指标在于探测威力(lì)、精度、分辨力、可(kě)识别目标类型以及识别概率等(děng)等。那么,这些基本功能(néng)指(zhǐ)标(biāo)一方(fāng)面将杀伤链中的特定环节(例如,对于“侦”的环节,它自身也是网(wǎng)络化组织的,由很多网络要(yào)素构(gòu)成(chéng))能(néng)力提(tí)升了哪些是需(xū)要考察的,另一方面这(zhè)些基本功能指标通过网络(luò)化(huà)组织(zhī)后对后端环节又会产生(shēng)何(hé)种影响(如提高了决策(cè)准确(què)性、加快了(le)决策时(shí)间(jiān)、延伸了武器(qì)系统的发射距离等(děng)等),也(yě)是(shì)需要考察的,这就(jiù)构成了涌现度评价矩阵,这个矩阵(zhèn)的一维(wéi)是基本功能性能对“侦”自身环节整体上的能力提升,另一维是对打击链后端各环节效能的影响。而对于无人集群运用或有人-无(wú)人协同运用时,除了按照前述评价方法将集(jí)群或协同运用的各类(lèi)单体(tǐ)作为一个(gè)整(zhěng)体(tǐ)开展评(píng)价外(wài),也要评(píng)价这个(gè)“整体”内部的各个单元,其单件能力在(zài)通过集群或协(xié)同运(yùn)用后所能达到的能力。

      时(shí)效(xiào)性评价可以从两个方面来理解。一(yī)是站在涌现(xiàn)度的(de)角度,衡量第四代预警机在体系中(zhōng)带给“侦(zhēn)、控、打、评(píng)”各环(huán)节(jiē)的能(néng)力增量,只不过这(zhè)个能力增量(liàng)除了从各个(gè)环节(jiē)分别开展评价(jià)外,对杀伤链作为一个整体的(de)效能贡献,也(yě)要做出评价(jià),这种整(zhěng)体效能贡献最主要的(de)即(jí)是杀伤链闭环时间。在这个意义(yì)上,时(shí)效性(xìng)评价可以放在第(dì)一类指标“涌现(xiàn)度”中。除了涌(yǒng)现度外,时效性还可以指第(dì)四代预警机(jī)在自(zì)身所处的(de)环节(jiē)(即“侦”)完成闭环的(de)速度衡量,可以(yǐ)理解为杀伤链作为一个(gè)整体(tǐ)(大(dà)闭环)对(duì)特定环(huán)节(jiē)(小(xiǎo)闭环)的时(shí)效性要求。从(cóng)这(zhè)个指标出发,需(xū)要强化小闭环的概念,因为在复杂对抗环境下(xià),并不一定是预警机(jī)开始启动工作就(jiù)可(kě)以形成后端可(kě)用的情报,绝大部分情(qíng)况下需要调度传感器的能量和时间等(děng)资源,在一(yī)定的时间约束下(xià)直(zhí)到形成后端可(kě)用信(xìn)息(xī)为止。

      第四代(dài)预警机的生存力评价将与(yǔ)第三代预警机显著不同。第(dì)三代预警机是典型(xíng)的集中(zhōng)式高价值平台,平(píng)台自身自卫手段较少,主要基于对威(wēi)胁(xié)的及早发现、任(rèn)务(wù)阵位选择与战斗(dòu)机(jī)护航来保障自身(shēn)安全(quán)。对(duì)于第(dì)四代预警机的两(liǎng)种基本(běn)形(xíng)态而言,集(jí)中(zhōng)式无人单平(píng)台的生存力评价可(kě)以沿用现(xiàn)有的“被击中概(gài)率”方(fāng)法,但对于分布式无人平台或集群,其生存(cún)概(gài)率的计算应与前者不同,不能仅仅评(píng)价集(jí)群中个体的生存(cún)概(gài)率,更(gèng)应该衡量每一(yī)个体(tǐ)的全部或部分功能可以向集群中其他个(gè)体甚至是集(jí)群之外的(de)同类功能平台(tái)转移的能(néng)力,也就是说,可以考(kǎo)虑在补充引入类似转移(yí)效(xiào)率(lǜ)等概念(niàn)的基础上(shàng)衡量集(jí)群整(zhěng)体的被击中概率以(yǐ)及战场可存续(xù)时间等(děng)指标;因为无人集群相(xiàng)比集中式平台更加(jiā)允许个体的(de)消失,个体消失(shī)后集群(qún)功(gōng)能整体上并不(bú)一定消失(shī),而集中式平台(tái)个体消(xiāo)失后,整体功(gōng)能随即消失。这正是作战样式变(biàn)革对装备生存力评价(jià)带来的质变。

      第四(sì)代预警机(jī)的集约性评价可以(yǐ)从两个方面开展。1)适装集约性,主要用来(lái)衡量任务能力(lì)对(duì)平台资源的(de)利用效率,适(shì)应于集中式单平(píng)台和集群平台两种(zhǒng)产(chǎn)品形态。例如,将预警机探测能力综(zōng)合成功率孔径积(jī)来度量(或者选用用户(hù)最关(guān)心的指(zhǐ)标,如探测距离),将平台资源指标选用最大起(qǐ)飞重量这(zhè)个最主(zhǔ)要的指标,二者的比值就是每(měi)单位(wèi)重量所能达到的能力;若需(xū)要(yào)考(kǎo)察子系统的集(jí)约性,还(hái)可以进(jìn)一(yī)步细分,例如(rú)智能蒙皮的功(gōng)率(lǜ)密度、重量(liàng)密度(dù)比等(děng)。2)节点集(jí)约性,主要应用(yòng)于(yú)集群平台(tái),用以在体系范围内衡量节(jiē)点是否(fǒu)以最小数量融(róng)入体系使得既能贡献足够能(néng)力,又能维持必要冗(rǒng)余(yú)以保(bǎo)障体系生存能力。

    结 语

      第四代预警机为适应新的作战样式、新的目(mù)标威(wēi)胁(xié)、复杂作战环境和多样化安装平台(tái),将以机(jī)身(shēn)与载(zǎi)荷深度融合、微(wēi)波与光学互相补充为主要技术(shù)形态,以单体(tǐ)和集(jí)群并行发展、有人(rén)无(wú)人协同运用为(wéi)主要使用方式。预(yù)警(jǐng)机的发展也必将对技术的进(jìn)步产(chǎn)生强大的牵引作用(yòng),为此(cǐ)建(jiàn)议:

            1)加强应用于预警机(jī)的智能蒙皮概念、形态与关键技术研究,针(zhēn)对其宽(kuān)频带、多功能和高性能等特性(xìng),集中开展已有科研成果梳理、集成并做好后续布局;

            2)加强(qiáng)光电预警探测技(jì)术攻(gōng)关,特别(bié)是(shì)针对(duì)载荷轻小型化、反杂波、三坐标(biāo)、“时间(jiān)频(pín)率(lǜ)相位三(sān)同步”等工程(chéng)问题以及全面建立(lì)光学目标特性与识别基础库等(děng)基础问题,集全(quán)国(guó)之力,进(jìn)一步推(tuī)进光电系统跨领域发展;

            3)系统性加强有人预警机编队协同(tóng)、有人(rén)-无人协(xié)同以及无人平台分布式运用(yòng)等研究,并重点解决好具有(yǒu)预警机(jī)特色的(de)基础性运行(háng)环境(jìng)(操作系统(tǒng))与协同(tóng)通信网(wǎng)络(luò)等问题,为全面提(tí)升预警机装(zhuāng)备体系(xì)能力打下基础。

      

      【参考文献】

             1. 陆军,郦能敬(jìng),曹(cáo)晨,等. 预警机系统(tǒng)导论[M]. 2版(bǎn). 北京(jīng):国防工业(yè)出版社(shè),2011.

             2. 曹晨. 预(yù)警机发展七十年(nián)[J]. 中(zhōng)国电子科学研(yán)究院学报(bào),2015, 10(2): 113-118.

             3. 张洋. 多疆(jiāng)域指挥与控(kòng)制——美空军研究(jiū)2035年(nián)的(de)空中(zhōng)预警与控制系统需求[R/OL]. (2017-03-06). 空(kōng)天防务观察(微信公众号(hào)).

             4. 海小鹰. 从E-8C替换项目取消时间看美空军C4ISR装备的未来发展[R/OL]. (2019-07-02). 海鹰咨询(xún)(微(wēi)信公众号).

             5. CSBA. An air force for an era of great power competition[R/OL]. (2019-03-29).https://csbaonline.org

             6. 北桑,杨(yáng)政卫. 俄军A-100预警机搞双(shuāng)波段拼反隐身,咱跟不(bú)跟?[R/OL]. (2018-08-20).北国(guó)防(fáng)务(微信公众号).

             7. 曹晨. 基于网(wǎng)络信息体系的(de)空中作战装备发展(zhǎn)研究(jiū)[J]. 中(zhōng)国电子科学研究院(yuàn)学报,2020, 15(8): 703-708.

             8. 张春磊. 如是(shì)观——AI时代的“网信观(guān)”[C]// 2019年(nián)网络(luò)信息(xī)体系与未来战争研讨会(huì)论文集(jí). 北京:中国电科发(fā)展战略研究中心,2019: 12-27.

             9. Josefsson L. Smart skins for the future[C]// Proceedings of Adaptive Antennas in Spatial TDMA Multi-hop Packet Radio Networks. Karlskrona: IEEE Press, 1999: 682-685.

             10. 何庆强,王秉中,何海丹. 智能蒙皮(pí)天线的体系构架与(yǔ)关键技(jì)术[J]. 电讯技术,2014,54(8): 1039-1045;

             11. 刘焕松. 传感器飞机—美国空军的新型空中无人隐身侦察系(xì)统(tǒng)[J]. 航空档(dàng)案,2005(3): 45-47.

             12. 曹晨(chén),李江勇,冯博,等(děng). 机载远程红(hóng)外预警探测系统(tǒng)[M]. 北京:国防工业出版社,2017.

             13. 方学立(lì),孙(sūn)培林. 一种机载(zǎi)反隐身预警(jǐng)探测(cè)系统构想[J]. 现代雷达,2018, 40(3): 1-4.

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