水下网络中心战对潜艇作战系统的能力需求研究

高天孚，孔 军，黄田力，黄珊琳

(中国舰船研究院，北京 100192)

0 引 言

“网络中心战”（Network Centric Warfare，NCW）的概念最早由美海军作战部长杰伊·约翰逊上将提出，是利用计算机信息网，把地理上分散部署在陆、海、空、天的各种传感器、指挥控制系统和武器打击系统有机地联接起来，形成态势共享、快速反应、统一高效的作战体系[1–3]。在“网络中心战”基础上，美海军把这一概念扩展到水下战领域，进一步提出了“水下网络中心战”（Under Water Network Centric Warfare，UWNCW）的概念。

美海军认为，UWNCW将使海军可以快速和有效地执行各种水下作战任务，使海军一进入作战地区即成为水下联合部队的一部分，并决定性地影响水面和岸基作战，而且它将极大地加强海军和联合部队的能力，以感知环境，威慑敌人，且在威慑失败后所进行的战斗中取得胜利[4]。

在UWNCW中，随着技术的进步，水下战场的透明度越来越高，潜艇执行任务中面临的挑战越来越大。一方面，潜艇要面临对手通过卫星、飞机、水面舰艇、潜艇和水下传感器网络等构建的立体反潜体系，其隐蔽性的优势面临极大挑战，独立完成任务的风险越来越大[5]；另一方面，潜艇要承担局部战场态势感知、航母编队警戒护航、水下协同作战指挥、对陆对海目标远程精确打击、特种作战力量投送等多样化的作战任务，要加强与我方陆、海、空、天和水下其他兵力的协同，融入我水下作战体系，充分发挥体系作战优势，这就需要潜艇不断优化自身平台，在提高自身隐蔽性基础上，进一步提高潜艇作战系统能力，以适应新的战争形态。

1 水下网络中心战对潜艇作战系统能力需求

潜艇作战系统是指潜艇平台上用于执行警戒、跟踪、目标识别、信息处理、威胁估计及控制武器完成

对敌独立或协同作战的各要素及人员的综合体，主要由声呐系统、光电设备、雷达/电子侦察设备、导航系统、通信系统、指挥控制系统、鱼水雷系统、导弹系统、水声对抗系统、雷弹发射装置等分系统和设备组成。为了适应水下网络中心战要求，潜艇作战系统作为潜艇作战能力提升的核心系统装备，在环境感知、信息处理、信息保障、隐蔽通信、协同作战指挥、辅助决策、交战控制和任务重构等方面提出更高的能力需求。

1.1 战场环境感知能力

潜艇对战场环境感知能力主要是指潜艇能够利用实时获取和历史积累的海洋水文气象环境信息、海洋水声环境信息、海底地形环境信息和濒海地理环境信息等信息并对其进行分析处理，进行战场环境参数预报、传感器探测性能分析、潜艇隐蔽机动参数计算、卫星过顶探潜预报、海底地形匹配导航等，为潜艇的传感器使用、隐蔽出行、战术机动、辅助决策、导弹航路规划、武器使用效能评估等提供支撑。

1.2 目标警戒探测能力

目标警戒探测能力指的是潜艇能够综合利用艇载声呐、光电、雷达、电子侦察等多种探测手段，对空中、水面、水下各类目标进行警戒、搜索、侦察、定位和跟踪，获取目标的噪声信号、声呐脉冲信号、雷达信号、通信信号、光学图像等各类信息；利用通信设备隐蔽接收外平台发送到目标情报信息。

1.3 信息处理能力

信息处理能力主要包括目标信息的融合处理能力、目标身份分类识别能力、目标运动分析能力和战场态势综合能力。

目标信息的融合处理可分为4种情况：1）对来自本艇各声呐探测的目标信息进行融合处理；2）对本艇雷达、电子侦察、潜望镜/光电桅杆等非声传感器的探测的目标信息进行融合处理；3）对本艇声传感器和非声传感器的探测的目标信息进行融合处理；4）对本艇传感器探测的目标信息和通过通信系统接收的外部目标信息进行融合处理。潜艇作战系统对目标信息融合处理后，将提供统一的目标批号。

目标身份分类识别是利用艇载声呐、雷达、电子侦察、光电设备获取的多源目标信息和接收到外平台发送的目标情报信息，在目标识别数据库的支持下，从传感器、指控等多个层面、多个尺度对目标进行分类识别。潜艇作战系统可根据实际获取信息的详细程度和目标识别数据库支持程度，实现从目标属性判断、目标种类区分、目标类型识别、最终到目标型号/个体确认等由模糊到精确的识别。

表1 潜艇目标身份分类识别示例表Tab.1 Example of object recognition

目标运动分析是对跟踪的目标进行目标运动分析，对攻击目标进行目标运动要素自动解算或人工修正解算，对远程目标指示信息的进行接收、处理和运动要素解算。

战场态势综合是对本艇探测的目标信息、海洋环境信息、本艇导航信息及外部平台发送到目标情报信息等进行信息融合和综合处理，建立统一的战场态势，向潜艇指挥员提供全景式的战场态势分析评估和显示，并面向不同战位需求进行态势分发和一致性管理。

1.4 信息保障能力

为了提高潜艇的作战能力，发挥潜艇作战系统的效能，要充分利用各种作战信息。

1）外部信息。外部信息指的是外平台发送到各类情报信息、远程目指信息及上级系统发送到指挥控制信息等。

2）各类艇载数据库。根据作战需要，潜艇应配备各类数据库，为潜艇的隐蔽机动、传感器使用、目标识别、作战指挥、辅助决策、武器打击、综合防御和航行保障等提供支持。具体可包括海洋水文气象环境数据库、海洋水声环境数据库、海底地形环境数据库、濒海地理环境数据库、目标特征数据库、辅助决策数据库和历史航线数据库等。

3）平台动力系统信息。为作战系统提供平台系统和动力系统的相关系统和设备状态信息，便于艇长对相关系统设备的有效监控，为艇长的作战指挥决策提供参考。具体包括平台自噪声信息、操艇相关的航向、深度和姿态信息，航行过程中的航向、深度机动等信息、损管信息、全艇水汽油电等保障信息、动力系统工作状态信息、生命保障系统状态信息等。

1.5 隐蔽通信能力

水下网络中心战要求潜艇能够与其他陆、海、空、天及水下等平台无缝连接，通过信息交互及时掌握战场的态势信息，实现潜艇与其他作战平台的协同。具体表现为潜艇要能够接收外平台发送情报信息、指控指令和远程目指信息等，向其他作战平台发送搜集到的情报信息、指挥控制信息（潜艇作为水下作战协同指挥节点）等。这需要潜艇要具备多种通信手段，实现与外平台的双向、隐蔽、可靠、远距离、大深度、高速率的信息连通[6]。

1.6 协同作战能力

潜艇协同作战的模式主要包括以下几种类型：

1）为航母编队警戒护航。攻击型核潜艇可在航母编队远程警戒区域与反潜巡逻机配合执行搜索警戒和反潜等任务，执行航母编队下达的作战任务。

2）多艇协同作战。在指挥艇的统一指挥下，水下多艇可协同完成目标的搜索、引导、攻击和防御等任务。

3）与UUV协同作战。潜艇利用UUV进行警戒探测，扩展水下探测范围；利用UUV作为通信中继，提高水下通信能力；利用UUV进行海洋环境和海底地理信息探测，保障水下航行安全；潜艇还可与UUV协同完成反水雷和反潜等作战任务[7]。

4）与潜射无人机的协同作战[8]。潜艇利用潜射无人机进行战场情报搜集、目标侦察与监视；利用潜射无人机实施引导，实现对敌方岸上重要目标、远程海上机动舰艇、空中反潜直升机/巡逻机和水下潜艇进行攻击，全方位提高潜艇综合作战能力；利用潜射无人机进行通信中继，提高潜艇通信能力；利用潜射无人机实施信息干扰，提高潜艇电子战能力；利用潜射无人机融入战场信息网络，实现与水面舰艇、航空兵以及潜艇兵力之间的战术协同，提高潜艇作战效能。

5）与海上其他兵力协同作战。当潜艇是海上联合机动编队或两栖编队的组成兵力时，可与其他水面战斗舰艇、空中兵力遂行协同作战任务，与空中兵力遂行对海、对岸协同火力打击任务。

基于以上作战模式，潜艇作战系统应具备以下协同作战能力：具体包括多平台协同信息处理、协同作战计划生成、协同作战指挥、协同侦察、协同搜索跟踪和定位、武器协同使用等。

1.7 辅助决策能力

在水下网络中心战条件下，潜艇基于协同作战要求，潜艇作战系统应具备如下辅助指挥决策能力：

1）作战方案制定。根据反潜、反舰、侦察、突防等不同作战任务，辅助制定不同协同作战方案，具体包括协同作战方案、隐蔽航渡计划、协同侦察巡逻方案、协同搜索跟踪定位方案、协同攻防方案等。

2）战术态势分析。实时计算潜艇作战能力，基于战场态势变化实时对协同作战区域进行威胁分析判断，利用分析结果支撑作战决策。

3）协同作战决策。在战术态势分析基础上，并根据协同作战规则进行实时协同作战决策，主要包括协同作战战术水声决策、协同作战战术机动方案计算、协同对陆攻击决策、协同对海攻击决策、协同对潜攻击决策和综合防御决策等。

4）作战效果预估。可针对作战任务对多种协同作战方案进行仿真推演，并对各作战方案实施效果进行预估。

1.8 交战控制能力

潜艇作为水下作战核心装备，要配备多种作战和防御武器来满足多样化的作战任务需求。潜艇可配备作战和防御武器装备包括对陆攻击巡航导弹、远程反舰巡航导弹、远程巡航鱼雷、远程巡航水雷、UUV（攻击型）、潜射无人机（攻击型）、水声对抗器材等装备，作战系统并应具备对相应武器装备的控制能力。

1.9 任务重构能力

潜艇长期服役期间，所承担作战任务会随着国家战略变化进行调整，新技术和新装备也会不断得到应用。潜艇作战系统要能够适应任务、技术和装备的调整变化，在整个作战系统基础设施不做重大改变的前提下，实现作战系统功能软件化，系统应具备能够根据任务调整而进行功能重构的能力，有效降低潜艇服役期间的全寿期升级改造和维护成本。

2 未来潜艇作战系统发展思路

1）积极开展潜艇水下作战模式研究

在水下网络中心战中，潜艇作为重要的水下作战平台，只有融入水下作战体系，才能发挥最大的作战效能。潜艇要融入水下作战体系，无论潜艇作为水下作战指挥、侦察探测、通信中继还是精确打击节点，都必须与其他作战平台进行交互协同，因此要积极开展潜艇与其他作战平台协同作战模式研究，进一步明确对潜艇作战系统发展能力目标。

2）提升潜艇作战系统总体设计能力

以潜艇作战系统发展能力目标为牵引，加强作战系统在体系架构、系统集成、装备研制、技术体制、寿期保障等方面的顶层规划设计，提升作战系统总体设计能力，促进潜艇融入作战体系，在水下发挥最优作战效能。

3）加强潜艇作战系统关键技术攻关

在作战系统总体设计基础上，梳理制约潜艇融入水下作战体系的关键技术，尤其是加强潜艇在水下协同作战指挥、隐蔽安全通信、精确导航定位、远程警戒探测、目标综合识别、系统任务重构等方面的关键技术的攻关，制定相应的技术发展路线图，开展相关关键技术的预研、科研等工作，为相应装备研制建设提供支撑。

3 结 语

在水下网络中心战中，潜艇是重要的作战指挥节点。本文从战场环境感知、目标警戒探测、信息处理、信息保障、隐蔽通信、协同作战指挥、辅助决策、交战控制和任务重构等几个方面分析了水下网络中心战对潜艇作战系统的需求，最后总结分析了潜艇作战系统的发展思路。可为未来潜艇作战系统顶层设计，更好地融入水下作战体系提供一定的借鉴参考。