美“海军一体化火力控制——制空”能力发展现状与启示

石 静，邓建辉，谌 剑，2

（1.海军装备研究院，北京 100161；2.解放军91868部队，海南三亚 572016）

美“海军一体化火力控制
——制空”能力发展现状与启示

石 静1，邓建辉1，谌 剑1，2

（1.海军装备研究院，北京 100161；2.解放军91868部队，海南三亚 572016）

美“海军一体化火力控制-制空”（NIFC-CA）是美军海上盾牌防御体系概念的重要组成部分。该体系经过多年的发展已初见成效。首先，对美“海军一体化火力控制——制空”的基本概念及内涵进行了阐述，对其主要组成CEC、E-2D预警机、宙斯盾系统及标准-6舰空导弹在防御体系中的功能进行了分析；然后，介绍了美NIFC-CA的6种主要指挥控制模式，并对其协同指挥决策模式进行了分析，得出了指挥决策分布处理的特点；最后，总结了美NIFC-CA发展对我海军海上防御力量发展建设的启示。

海军一体化火力控制-制空；指挥控制模式；协同指挥决策模式；指挥决策分布处理

2002年，美国海军作战部部长、海军上将冯.克拉克（Vem Clark）在一个会议上作了题为“21世纪海上力量”（Sea Power 21）的演讲。2002年10月，《美国海军学会会刊》公开发表了“21世纪海上力量”，提出了21世纪海上力量由8个要素组成，即：海上打击、海上盾牌、海上基地、部队网、全球作战概念、海上试验、海上士兵、海上企业。其中，海上盾牌旨在改变传统的防御概念，承担战区防御乃至战略防御的使命，使其成为联合作战战区和国家的一面“盾牌”［1］。在海上盾牌中，美军提出了“海军一体化火力控制——制空”（NIFC⁃CA）的发展构想，后续付诸实施，十四年过去了，目前已经初见成效。

1 NIFC⁃CA的概念内涵及发展情况

1.1 NIFC⁃CA的概念内涵

美“海军一体化火力控制⁃制空（NIFC⁃CA）”，是将新的传感器、先进数据网络、中远程防空反导武器集成为一体，提供基于先进网络的、分布式远程防御性火力，实施超视距防空反导作战，使美军具备对飞机和巡航导弹的内陆纵深防御能力，实现战区级的对空防御。其实现的功能包括：传感器组网、复合跟踪与识别、自动化决策、分布式资源管理、协同作战规划与动态重规划、分散作战资源的协同运用等。支持的作战样式为：精确目标捕获提示、远程数据交战、前传交战、远程开火、首选射手决策［2⁃4］。

1.2 NIFC⁃CA的组成

美“海军一体化火力控制——制空（NIFC⁃CA）”以CEC为骨干，其主要组成是：E⁃2D预警机、“宙斯盾”巡洋舰和驱逐舰、航母、标准⁃6舰空导弹、F⁃35C舰载机等。根据2006年美国国会研究机构在CRS（RS20557）报告，美NIFC⁃CA的核心组成是：CEC、E⁃2D、宙斯盾系统、标准⁃6舰空导弹，将这些要素联合起来，使得海军的网络化防空能力扩展到SM⁃6导弹的最大射程，能够抗击超视距敌方巡航导弹和飞机，后扩展到航空网络。《2014-2025年美国航空兵构想》中提出，将F⁃35C、EA⁃18G、无人机等前出战斗节点纳入，与水面舰艇协同、集成后，形成航母编队的一体化火控⁃制空能力，并最终形成海军一体化火控⁃制空能力。目前NIFC⁃CA已经部署于“罗斯福”航母战斗群，F⁃35C与“宙斯盾”的配合试验也将进行，与美陆军JLENS浮空器系统、与空军飞机的集成工作也在进行，未来将扩展构建美军的IFC⁃CA能力和体系［4⁃5］。

1.2.1 E⁃2D预警机

E⁃2D预警机是NIFC⁃CA的中心节点，承担对空探测跟踪与识别、数据中继任务、为海空作战平台提供目指信息。其雷达采用机械扫描和电扫复合方式，工作在300MHz⁃3GHz频段，作用距离比E⁃2C雷达提高50%，精度更高。E⁃2D可将本机AN／APY⁃9雷达系统获得的高精度目标要素传递给“宙斯盾”舰艇，经CEC系统复合跟踪处理，为“宙斯盾”舰艇上装备的“标准6”导弹提供火控精度数据，供其进行火控解算、装订诸元、发射导弹、提供中段指令修正制导，使“宙斯盾”舰艇能在自身雷达未发现目标的情况下发射“标准6”导弹，实施超视距防空作战，如图1所示。

图1 NIFC⁃CA超视距作战示意图

1.2.2 “宙斯盾”舰艇作战系统

“宙斯盾”舰艇作战系统是NIFC⁃CA的核心节点，承担对空探测跟踪、复合跟踪与识别、协同打击指挥与控制、“标准”系列导弹发射与制导等任务，目前已经升级到基线9，集成到NIFC⁃CA能力中。基线9将在三个关键领域为舰队带来巨大的能力提升：海军一体化火力控制——制空（NIFC⁃CA）、综合防空和增强型弹道导弹防御。一是可以在防空反导作战中，使“宙斯盾”作战系统能够利用平台外传感器（例如增强型E⁃2D鹰眼预警机）经过CEC网络传来的数据和其他信息对标准6等标准系列防空导弹提供超视距目标指示、中段指令修正，极大地扩展了水面舰艇超视距防空范围；二是综合空中防御（IAMD）为舰队提供了更加综合的能力，以同时调配舰艇自防御、区域防空和弹道导弹防御任务，通过集成多任务信号处理器（MMSP multi⁃mission signal processer），取代“宙斯盾”系统SPY⁃1D雷达中的信号处理器，将防空与弹道导弹防御两种能力合为一体，使宙斯盾舰艇能够优化舰载雷达资源而不是强制它一次只能投入到一项任务中；三是随基线9的开放体系结构出现的增强型弹道导弹防御系统（BMD）能够为宙斯盾系统提供远程发射和远程打击的能力，即利用远程的、平台外（岸、海、空、天）传感器的跟踪数据进行发射导弹并摧毁导弹威胁。基线9的开放架构将兼容宙斯盾BMD 5.1系统的软件升级可以在飞行的末段为拦截导弹提供综合的航迹信息，从而实现比远程发射更加先进的远程打击能力，其将在网状的传感器架构下为标准导弹提供更为强大的能力，有潜力使BMD能够担当编队甚至本土防御的任务，并且更容易把盟军和搭档的新型武器系统和传感器整合到“宙斯盾”作战系统。

1.2.3 标准6导弹

标准6导弹是NIFC⁃CA的主要武器，具有较强的超视距防空反导能力，射程可达370km-400 km，制导方式为：惯性+中段无线电指令修正+末段主动雷达寻的，用于拦截来袭的飞机、直升机、无人机、巡航导弹。其可利用E⁃2D预警机传送的目标信息、经CEC处理后，实施火控解算、中段指令修正。

1.2.4 F⁃35C战斗机

F⁃35C战斗机是NIFC⁃CA的重要作战平台，装备了传感器APG⁃81有源电扫相控阵雷达（AESA）、光电瞄准系统（EOTS）、光电分布式孔径系统（EODAS）等。美海军拟运用F⁃35C取代E⁃2D作为中继节点和传感器平台的部分功能，成为具备优异隐身性能的侦测和传感器节点，使NIFC⁃CA体系的感知范围向敌方前沿拓展，是NIFC⁃CA扩展到航空网络作战的重要途径。

2 美NIFC⁃CA的指挥控制模式

美NIFC⁃CA实现的功能：传感器组网、复合跟踪与识别、自动交战决策、分布式资源管理、协同作战规划与动态重规划、分散的作战资源协同运用、共享交战控制等。其支持的协同模式：精确目标捕获提示、远程合成数据交战、前传交战、远程发射交战、首选射手决策。其决策的模式是分布式（或分散式）决策，即将自动化的智能传感器管理、武器管理和链路管理相结合，采用通用的算法和共享的战术数据，在每个分散的作战单元上同时产生相同的防空决策。

2.1 协同模式

2.1.1 精确提示交战

系统接收来自远程信息源的一个提示，引导本舰自主发射和制导导弹进行交战，如图2所示。

图2 精确提示交战示意图

1）远程传感器探测威胁目标；

2）本舰接收目标提示；

3）本舰指示本舰雷达跟踪目标、目标指示；

4）本舰发射和制导导弹进行交战。

2.1.2 远程发射交战

远程传感器数据用于启动导弹发射，如图3所示。

图3 远程发射交战示意图

1）远程传感器探测威胁目标，提供火控质量威胁目标数据；

2）开火舰艇基于远程威胁数据发射导弹；

3）开火舰艇指派本地传感器提供火控质量威胁数据用于发射后交战周期剩余部分的跟踪、制导。

2.1.3 远程数据交战

系统由一个或多个远程传感器提供数据，进行交战和制导，如图4所示。

1）远程单元提供满足火控解算要求的威胁目标数据；

2）发射平台基于该远程数据发射导弹；

3）远程单元继续基于远程数据控制交战（计算并提供拦截器制导等）。

图4 远程数据交战示意图

2.1.4 前传交战

飞行中的导弹的控制被移交（或向前传递）给另一个作战单元完成拦截任务，如图5所示。

图5 前传交战示意图

1）发射单元发射导弹或传递交战控制给远程单元；

2）远程单元接管交战控制——跟踪威胁目标，制导飞行中的导弹，必要时对威胁目标进行照射。

2.1.5 远程开火交战

发射决策由一个远程单元做出，交战控制可以是本地或者远程，如图6所示。

图6 远程开火交战示意图

1）远程单元做出开火舰艇发射的决策；

2）开火舰艇发射导弹；

3）远程单元控制交战（威胁目标跟踪、导弹制导等）。

2.1.6 首选射手确定

从一群作战单元中选择最佳武器拦截威胁目标，如图7所示。

图7 协同首选射手示意图

基于最佳交战几何关系和交战能力计算选择最佳射手。该模式可以和其它任意协同模式一起执行。首选射手确定实际上是以平台为单位的武器目标配对。

2.2 协同指挥决策模式

2.2.1 指挥控制决策模式特点

指挥控制决策模式主要体现在以下两点：

1）采用网络中心模式，与自动化的智能传感器管理、武器管理和链路管理相结合，克服单个系统的局限，实现协同交战；

2）提供自动交战决策，采用通用的算法和共享的战术数据，以便在每个分散的单元上同时生成相同的交战建议。

其特点在于：动态更新交战原则、分布式结构、同步信息、交战原则、决策辅助。

2.2.2 分布式系统的特点

图8为分布式系统结构图，其特点主要体现为：

1）每个作战单元运行共同处理算法，完成协同交战功能；

2）一个同辈节点定义为集成了一个单元作战资源的C2节点；

3）分布式节点“系统”，通过在对等（P2P）网络中共享信息，相互配合或协作。

图8 分布式系统示意图

2.2.3 通用处理的基本原理

通用处理的基本原理就是拥有相同数据与信息输入的共同处理算法会产生相同图像、评价及决策结果，然后将通用决策和先进数据融合算法装备每个协同单元，当提供相同航迹图（或数据集合）时，可以使每个协同单元生成相同的资源任务分配建议，如图9、10所示。

3 美NIFC⁃CA对海军装备发展建设的启示

1）始终按照既定的方针战略进行装备的有序发展

美海军从2002年开始提出NIFC⁃CA至今已经十几年，一直按照既定的方针战略稳步推进“海军一体化火力控制⁃制空”，从E⁃2D的成功研制、到标准⁃6的生产和装备、纳入NIFC⁃CA、“宙斯盾”作战系统基线9的实施，还有后来F⁃35C等航空网的扩展，都是按照批准的规划稳步发展的结果［5］。海军装备建设应加强对规划计划顶层设计的重视，以作战需求为牵引，不仅提出构想和概念，而且自顶向下指导和约束各行业和领域规划的制定和实施，并落实到后续的具体项目中和经费投入中，确保海军的能力发展和建设形成合力。

2）按照基线进行舰艇作战系统升级换代，克服电子产品的升级换代与平台升级换代进度不匹配问题

美“宙斯盾”作战系统为解决舰艇建造进度和服役时间长、电子及武器装备升级换代周期短的矛盾，创造了“宙斯盾”作战系统基线升级项目，引进升级工程包的方法进行升级，其升级周期为2-4年，从基线0开始，目前已经升级到基线9［5］。此类矛盾在舰艇建造过程中普遍存在，可借鉴美海军“宙斯盾”作战系统按照基线升级的方式予以解决。

图9 共享一致态势

图10 相同的评价与交战建议

3）采用开放式体系结构，便于升级改造及新平台和新系统的纳入

NIFC⁃CA包含的系统及平台不断扩展，因此它采用了开放式的体系结构，便于新平台和新系统的纳入。其核心节点——“宙斯盾”作战系统从基线7开始全面采用商用计算机等商用成熟产品，到基线9的开放体系计算架构，便于软件升级、维护和重用，以及将盟军和其它军种的新武器和传感器整合到“宙斯盾”作战系统中。我们也应学习美海军经验，加快体系结构升级，采用开放式、构件化结构进行软件架构的顶层设计与落实，提高升级换代等能力。

4）注重作战规则的开发与研制，促进协同作战的实现

实现基于网络的协同作战，离不开作战规则的支持。美海军非常重视作战规则的开发，在早期的“宙斯盾”系统中已经开发了实现防空作战规则的软件；后续随着基线的升级、新系统的纳入，作战规则也在升级完善，以便支持协同作战。我们应学习美海军经验，加强基于规则以及自动化决策的研究，提高自动化决策能力。

5）打破行业割据，加快我海军的一体化火力控制⁃制空功能的整合

要实现一体化火力控制⁃制空作战，需借鉴美海军的经验，在搞好顶层设计与筹划的同时，又要做到以下两点：1）在装备研制层面，打破行业割据，成立联合攻关国家队，开展海军的一体化火力控制⁃制空能力的联合研制与建设；2）在管理层面进行创新，实现对项目的一体化管控。

参考文献：

［1］ 崔羽.美军打造“21世纪海上力量”［J］.国防科技，2003（10）：47⁃49.

［2］ 姜伟，王航宇，石章松，等.基于CEC的舰空导弹协同制导仿真研究［J］.指挥控制与仿真，2011，33（6）：77⁃79.

［3］ 胡志强.优势来自联合——关于海上联合作战及其系统实现的思考［M］.北京：海洋出版社，2012.

［4］ Bonnie Young.Future integrated fire control［M］.Senior System Architect，Northrop Grumman Corporation，2005.

［5］ 石静，孙欣.美军CEC的发展及启示［J］.论证与研究，2014，30（5）：75⁃79.

Capacity Development of“The US Navy Integrated Fire Control⁃air Control”and its Implications

SHI Jing1，DENG Jian⁃hui1，SHEN Jian1，2
（1.Naval Academy of Armament，Beijing 100161；2.the Unit 91868 of PLA，Sanya 572016，China）

＂The US Navy Integrated Fire Control⁃air control＂is an important part of American maritime shield defense sys⁃tem concept，and the system has been effectively developed during these 13 years.Firstly，the basic concept and connotation of the＂Navy Integrated Fire Control⁃air control＂has been elaborately performed as well as its major component of CEC，E⁃2D AEW，the Aegis system and standard function⁃6 air missile defense systems.Then，six kinds of NIFC⁃CA command and control modes have been introduced，collaborative command and decision⁃making model and characteristics of distributed processing command decision have been analyzed.Finally，the paper sums up the US NIFC⁃CA Implications for the develop⁃ment of maritime defense force building in China.

navy integrated fire control⁃air control；command and control mode；collaborative command and decision⁃mak⁃ing model；distributed processing command decision

E926.4

A

10.3969／j.issn.1673⁃3819.2016.06.027

1673⁃3819（2016）06⁃0129⁃06

2016⁃11⁃01

2016⁃11⁃06

石 静（1963⁃），女，河南淅川人，硕士，高级工程师，研究方向为编队信息系统、舰艇作战系统。

邓建辉（1966⁃），男，硕士，高级工程师。

谌 剑（1984⁃），男，博士，工程师。