反舰导弹协同作战智能化发展趋势*

王文亮 张效义

(海军驻南昌地区航空军事代表室1) 南昌 330024)(中航工业洪都集团公司2) 南昌 330024)

1 引言

随着当前军事领域信息化步伐越来越快,未来海上对抗将朝着越来越智能化的趋势发展。信息化条件下的智能作战系统将拥有一体化信息支持能力、信息化火力打击能力、多层次信息对抗能力及全方位综合防护能力等先进作战能力和特点,以美国航母编队为代表的海上综合信息作战平台拥有先进的信息化指挥攻击和信息化防护能力,战场对抗环境下的多层次综合协同作战能力优势显著。基于此,在未来信息化战场环境下,如何有效突破敌多层次信息化防御系统,取得平台对抗和战场打击的优势地位,已成为各国竞相研究的重点项目。

未来战争中,为取得战场对抗主动权,必须对未来反舰导弹信息化、智能化作战能力进行研究和规划,具有信息化协同作战能力的新型智能反舰导弹必将成为突破敌信息化全方位综合防护系统的有效手段。本文将结合未来新型智能反舰导弹的发展趋势,针对协同作战、快速信息化规划、智能攻击等未来反舰导弹发展的关键性技术展开论述,以期切实提高未来反舰导弹武器系统在高信息平台对抗环境下的作战能力。

2 水面舰艇信息化战场防御系统浅析[1～2]

目前,以美国航母编队为代表的水面舰艇信息化战场防御系统已具备了全方位、多层次的情报收集、战场拦截及主动干扰能力,可以实现针对来自水下、水面、陆地、空中各方位的攻击的早期预警,并且可以对其在远程、中程和近程分别实施拦截。由于配备有先进的信息化探测、预警设备,在距离很远处就能够发现来袭目标,对目标精确锁定后实施拦截。防御系统的快速、机动灵活性,保证了在第一次拦截失败的情况下,还有充足的时间对目标进行第二、三次拦截。先进的指挥系统能同时指挥多枚导弹协同发射,实现对多个目标的快速拦截,同时还可配合主动干扰,拦截作战效率极高。信息化战场环境的高透明度,使得防御区域内的来袭导弹几乎无处藏身,突防难度越来越大。下面以水面舰艇战场防御系统的雷达探测体系为主,对水面舰艇信息化战场防御系统作简要分析。

1)情报保障系统

现代战争,信息已经成为构成战斗力要素的重要环节。在高信息条件下的局部战争中,由严密、高效的探测网所提供的及时、准确、连续的预警情报,是正确实施战略战役决策和战场作战指挥的必要条件,是夺取制空权、制海权与掌握战场主动权的前提。

因此,现代水面舰艇信息化战场防御系统基本都以相控阵雷达或三坐标雷达为核心,由远程对空警戒雷达、中近程对空对海搜索雷达、对海超视距雷达等构成了对空、对海警戒网。其中对空警戒雷达主要用于远程早期预警;对空对海搜索雷达主要用于探测海上及中低空中近程目标,并给舰载武器控制系统提供目标指示数据。现代情报保障系统还辅以高空预警机及电子战飞行,作为战场情报控制和收集的有效手段。

2)对空防御作战系统

现代海战中,为了对付来自空中和海上的“饱和攻击”,一般采取分层防御的战术。大致可分为三层:第一层为外防区,或称纵深防御,控制范围达200km～600km左右,主要由舰载飞机或岸基飞机对来袭目标实施截击作战;第二层为中防区,或称区域防御,控制范围为150km左右,该层防御主要是使用中远程舰空导弹,拦截突破第一道防线的敌机或导弹;第三层为内防区,又称点防端防御。主要由舰载点防御武器(导弹或火炮等密集阵系统),拦截10km低空或超低空突防目标。

(1)外防区作战保障雷达

外防区主要由舰载预警机或岸基预警机担负空中警戒、指挥和引导任务。预警机在离舰艇编队200km～300km处进行巡逻时,机上的雷达作用距离为300km～400km,则可使舰艇编队的探测距离延伸到600km以外,确保己机执行多次拦截任务的完成。在没有预警机支援的情况下,主要靠舰上的对空警戒雷达和三坐标雷达配合,完成对己机引导作战任务,此时控制范围缩小到150km～300km左右。

(2)中防区作战保障雷达

在中防区中对付多目标、多批次、多方向“饱和攻击”的最有效办法是采用垂直发射的舰空导弹系统,则相应需配备舰载多功相控阵雷达。如美国的“提康德罗加”级和“伯克”级等舰艇,装备了垂直发射的“宙斯盾”区域防空导弹系统。核心是一部SPY-1多功能相控阵雷达,主要兵力包括舰载战斗攻击机及编队携带的舰空导弹。

(3)内防区作战保障雷达

来袭飞机或精确制导反舰导弹若突破以上防御系统,则面临最后一层防御,即近程防御。此时,目标距离较近、飞行高度低、飞行速度快,则要求近程防御系统必须具备快速反应能力,以便立即予以反击并击毁目标。因此,任何一种近程点防御系统,都必须配备一部具有良好低空探测能力、高数据率(天线转速30r/min或60r/min)、为武器系统提供足够反应时间的搜索雷达和一部低仰角跟踪性能好、精度高的能进行校射的火控雷达。两者紧密配合确保点防御任务的完成。如美国的“密集阵”近程火炮反导系统和法国的“海响尾蛇”近程导弹系统均是这样组成。

为了对付反舰导弹的攻击,美国等军事发达国家加速了反导弹系统的研制。雷声公司将原海麻雀舰空导弹,在 RIM 7M的基础上应急改型成RIM 7R(ESSM)系统,将原来的单脉冲雷达导引头改成雷达/红外双模复合导引头,进一步提高其低空性能,以适应对付掠海飞行的反舰导弹。

为了从根本上解决反舰导弹对舰艇的饱和攻击,美德丹联合研制了发射后不管的RAM导弹,采用被动微波/红外双模复合导引头和群箱弹倾斜的发射系统,使它可以拦截超音速和亚音速的反舰导弹对舰艇的饱和攻击,同时还可对付多个目标。

因此,随着RAM反舰导弹的研制成功和装备舰艇,以及美国的海麻雀(ESSM)、法国的海响尾蛇、英国的海狼、俄罗斯的SAN 6等舰空导弹低空性能的改进,未来海战中反舰导弹突防难度越来越大,它对舰艇的威胁也将被减弱。反舰导弹必须从智能化发展、提高作战使用效能等途径着手,改进性能、提高突防能力,才能在未来海战中保持对舰艇的威胁优势。

3 反舰导弹协同作战智能化发展趋势[3]

为有效突破敌方信息化战场全方位、多层次防御系统,反舰导弹总体设计技术朝协同作战、智能化方向发展已成为趋势。智能反舰导弹武器系统以信息化战场为依托,以战场认知系统、信息系统、指挥控制系统、打击系统、支援保障系统等五大系统为重要构成,成为信息化海上战场的重要支撑力量,为赢得信息化战争主动权提供重要保证。

图1 反舰导弹协同作战示意图

智能反舰导弹协同攻击是一种新的作战观念和方法,通过实现导弹与信息平台之间、导弹与导弹之间的信息共享,从而提高了反舰导弹的综合突防能力和作战效能。反舰导弹协同攻击系统是一个十分复杂的系统,其每个组成部分都是一个融合高新技术的复杂子系统。这些子系统无论在逻辑上还是在物理上都是既相互独立又相互依赖的,它们协同工作共同完成反舰作战的总体任务。反舰导弹协同作战智能化发展除实现发射后不管及目标识别能力外,还主要体现如下发展趋势和技术需求:

1)智能反舰导弹协同作战以信息支援系统为依托,通过高空长航时无人侦察机、各类通信/侦察卫星、海基/岸基传感器等信息探测手段组成战场信息网络,并获得后方指挥控制中心的技术支持,实现对重点目标的无源探测定位和快速任务规划。

2)根据打击任务,将多枚智能反舰导弹组成一个协同攻击编队,编队里由1～2枚导弹担任领弹(MasterMissile),负责整个编队里各从弹(Slave Missile)作战任务的协调和分配。编队在舰载/空基/岸基控制站的统一指挥下,完成指挥控制中心下达的作战任务。

3)在攻击目标过程中,具有根据任务数据变更,自主进行航迹规划、重新选择目标及待机(或巡逻)攻击的能力,具有智能抗干扰和电子对抗能力。

4)具有领弹与从弹之间,弹群与弹群之间协同作战,系统快速任务分配及战场监视、敌我识别的能力。

5)具有较先进的单枚导弹独立攻击、末端突防、精确打击、毁伤效果评估能力。

由以上智能反舰导弹技术发展趋势及作战使用需求,为了提高新型智能反舰导弹的作战有效性、灵活型和实时性,新型智能反舰导弹用于高信息化战场环境作战,则必须具备五种基本信息化作战能力:

1)飞行中重新瞄准能力

一旦侦察平台(卫星、预警机、无人机或其它探测平台)发现突然出现的时间敏感目标(如导弹快艇、敌支援舰队等),通过数据链将侦察数据迅速传送给导弹指挥控制中心,导弹指挥控制中心接收到侦察数据后进行快速态势感知和快速指挥决策,形成最新战场态势图,迅速识别并确认有关重要目标和时间敏感目标。操作员通过数据链将新的目标数据传给巡逻待机的导弹,由其自主进行在线航迹规划并攻击目标,也可以通过卫星数据链或中继数据链令飞行途中的导弹停止执行攻击预定目标的任务,转向攻击新的时间敏感目标。

2)空中巡逻待机能力

智能导弹可以根据导弹指挥控制中心指令飞至目标区域上空后,发动机减速并进入巡逻待机模式。在攻击预定目标的途中发现预定攻击目标已经被摧毁,也可以转入巡逻待机模式,用于攻击时间敏感目标,燃料即将耗尽时,从预选目标中选择重要目标进行攻击。

3)飞行中状态报告能力

飞行中的导弹可向发射平台或指挥中心报告导弹的飞行状态,一旦导弹在飞行中出现故障,不能完成任务,发射平台可再次发射导弹。

4)一定的实时作战评估能力

利用弹上成像导引系统,可以通过数据链将目标区域的战场图像反馈给作战指挥控制中心,指挥人员通过分析导弹接近目标和碰撞前发出的最后一帧图像,确定导弹是否命中目标,并进行毁伤效果评估。指挥人员亦可以发送命令控制导弹对先前导弹的攻击效果进行评估。从而指挥人员可以根据图像信息和毁伤评估效果决定是否再次攻击该目标或者转向攻击其它目标。

5)弹群协同攻击能力

导弹指挥控制中心任务规划系统根据作战任务形成多弹协同作战所需的导弹编队组成、目标分配、资源配置和路径生成等方面的数据,使导弹按照时间和次序要求达到指定航路点和目标点。

所有导弹都装有双向数据自动传输装置,成为整个作战网络中的节点,具有在飞行中从其它平台和传感器接收数据信息或向其他平台和传感器发送数据信息的能力。

在导弹飞至预定目标的途中可以将其获取的战场信息发送给导弹指挥控制中心,并与同一组导弹共享信息,如果在攻击目标过程中发现多个目标,可以引导其它无作战任务的巡逻待机导弹对目标进行攻击。

图2 智能化反舰导弹系统作战逻辑结构图

4 反舰导弹协同作战智能化实现途径

现代高技术局部战争是高度信息化的战争,导弹与目标之间的对抗就集中在电子和信息领域,尽管采取了很多精确制导、抗干扰、超低空、隐身、变轨等先进设计技术,但仅靠一枚导弹的能力也很难保证有效命中并击毁一个处于高度信息化群体中的某一目标,而平台对抗时会增加平台的风险。因此,采用协同作战技术就势在必行。

未来信息化战场反舰导弹应是具有智能化协同攻击、飞行中重新瞄准、巡逻待机和毁伤效果评估等能力的新型智能导弹,将会在未来信息化战场上发挥重要作用。该类型导弹的研究涉及众多复杂问题,如作战模式、智能网络结构、数据链技术和快速任务规划对准技术等等,但要实现智能化协同作战,则必须有针对性的开展智能化能力、协同作战的方式论证及关键技术研究[4]。

1)快速规划技术及目标重新瞄准

当智能导弹在飞向预定目标的途中,指挥控制中心发现预定目标已被别的武器击毁、或者预定目标的位置信息有误时,可通过数据链向飞行中的智能导弹发送新的打击目标数据信息。为了对新的打击目标进行攻击,需要重新进行航路规划,即飞行中在线航路规划。通过分析,可以有两种方法进行飞行中在线航路规划:一种是智能导弹自身根据新的攻击任务,依靠弹载计算机在线进行航路规划,飞向新的目标。另一种方法是依靠指挥控制中心的专用航路规划设备进行动态航路规划,规划结束后再向飞行中的智能导弹发送关键航路点的数据。

在协同作战中,领弹负责与控制站的通讯,并负责为从弹进行总体规划。从弹根据领弹分配的任务、战场环境和自身性能进行任务规划。在这个系统中,每枚导弹上都应该有一个自主规划器。这个自主规划器具有重新规划和智能分析能力。它能根据分配到的任务目标进行规划、数据收集和数据分析。之所以称这个系统为自主规划系统,是因为在系统开始运行之后,任务控制站除了给每枚导弹一个初始规划以外,其余的只是监视系统的运行,保留随时干预这个系统的权利,但一般并不会去影响系统的决策。

图3 具有快速规划及目标重新瞄准能力的美国新一代战术战斧导弹

2)目标毁伤评估能力

导弹武器系统利用战场信息的有效共享,通过数据链将本枚导弹是否命中目标以及先期攻击导弹对目标毁伤效果的信息传给指挥中心和后续导弹;指挥中心和后续弹根据前弹传来的信息来决定是否还要对该目标继续实施打击。对于目标群,已经发射的导弹可以根据指挥中心或先期攻击导弹传来的对目标的毁伤效果,来判断是否对预先要攻击的目标进行攻击。若不需要,则导弹可利用任务规划系统自动选择其它航迹或重新规划航迹,转向攻击其它目标。这样既可以保证完成战斗任务,又可以避免不必要的导弹浪费,从而提高导弹武器系统的效费比。

3)基于Agent技术的弹间引导作战智能指挥控制系统

Agent技术源于分布式人工智能技术,它的最大特点是自主性与协作性,将Agent技术用于弹间引导协同作战系统,能满足系统的自主性、信息分布性和响应实时性的要求,实现导弹控制系统的高度智能化。

图4 智能指挥控制系统的结构

弹间引导协同攻击是未来信息化条件下反舰导弹协同智能化作战的主要技术特点,实现弹间引导协同攻击将使反舰导弹占据明显的对抗优势地位。

图5 弹间引导协同攻击示意图

◦可以实现导弹协同攻击,隐蔽接敌,目标的精确定位由领弹及其它探测系统完成,攻击弹群超低空突防,并由引弹完成任务分配及弹间引导,实现对待攻击目标的“隐蔽接敌”和突然攻击。

◦可以提高反舰导弹战区电子对抗能力,集群作战过程中,弹群中的大部分导弹的搜索雷达可始终处于关机静默状态,这样不易被敌方有源干扰设备所干扰,大大提高了电子对抗能力和突防能力。

◦可以提高导弹对运动目标的搜捕能力,扩大了战斗空间。

◦可以提高导弹的综合作战效能,导弹的有效协同,可以提高电子对抗能力、对目标的捕捉能力和突防能力,协同作战的最终结果是不仅提高了单枚导弹的作战效能,更重要的是提高了参战导弹的综合作战效能。

5 结语

现代战争是高技术条件下的信息攻防对抗,为满足反舰导弹突防的需要,导弹武器系统必定要向智能化、多极化方向发展,使之能具备功能多样、技术体制先进的总体作战性能,满足突防作战的实际使用要求。本文从反舰导弹所面临的未来信息化战场环境出发,指出了反舰导弹智能化、协同作战的技术发展趋势和需求。反舰导弹的智能化、协同作战是未来战场突破敌方防御系统的有效手段,因此,必须从未来战争生存和发展的角度来研究反舰导弹的智能化及协同作战方式。该类型导弹在未来信息化战场上必将发挥重要作用,对提高未来我国精确打击能力具有重要意义。

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