认识反导体系战斗力生成的三个角度

李 奇，秦大国，柴 华

（1.航天工程大学，北京101416；2.中国人民解放军63611部队，新疆库尔勒841001）

0 引言

弹道导弹技术的迅猛发展和快速扩散，对全球安全格局产生了重大影响。各类弹道导弹的大量使用，令导弹防御应对的各类场景更加复杂。反导体系是一个要求其构成要素高强度协调运行的快速交战系统，在体系总体和构成要素之间，既要能高度集中，又要能深度融合。反导作战具有协同复杂、时效性强、信息流量大等特点，使得作战对抗性强、决策准备时间短、决策难度大[1]。传感器系统、拦截武器系统、指控系统作战的交互关系复杂、行动步骤环环相扣，后续行动环节的实施以前一行动环节的顺利完成为前提，而且，行动过程中的这些环节受到威胁目标飞行时空特性限制，具有很强的时限性，一旦某个环节出现延迟或错误，不仅后续环节的行动无法正常开展，而且整个作战行动都将失败。所以反导体系能力是反导体系在完成使命任务的对抗过程中通过组分系统间的动态交互涌现出来的新的整体能力，不是各组分系统能力的简单相加，必须从整体性出发。文献[2]指出：体系能力的评估不能用简单系统静态、局部、分解可加的方式来进行，而必须是整体、动态、对抗三者缺一不可的方式进行。文献[3]对反导体系作战指挥系统内信息交互进行了详细分析，并展开了基于复杂网络的反导体系作战指挥系统网络结构效能评估分析，提出了一些对构建反导体系作战指挥系统有益的对策建议。

反导体系是复杂系统，具有混沌性，难以形象具体地理解其战斗力的生成机理，因此需要拓宽思路、另辟蹊径，尝试从不同角度加以认知。从作战进程看，反导作战符合观察-定位-决策-行动OODA作战理论，与铰链一环扣一环的连接方式相似，不断接续延长，一旦一环断开，则铰链中断，作战进程失控；从体系结构看，各个系统在反导装备体系中的发展水平参差不齐，体系能力像木桶盛水一样受各条木板的影响，最显著的就是最短的木板，存在明显的木桶效应；从装备发展看，反导体系战斗力的生成既依赖颠覆性技术的突破也需要常规装备数量的增长，而金字塔的堆砌过程中体现为纵向提升和横向延展，使金字塔在整体抬高的同时也使重心保持较低位置，借鉴这种模式可以使

体系一直处于能力提升且基础稳定的良性发展中。三个角度从复杂体系的三个侧面形象化地描述了反导体系表现出的特征，通过铰链、木桶、金字塔三个物化的模型，可以更加深刻地理解这个复杂体系，为进一步加速战斗力生成提供参考。

1 铰链结构

1.1 反导作战流程OODA环

美国军事理论家Boyd在20世纪70年代提出OODA环理论，基于作战的逻辑顺序将作战过程抽象为观察（observe）-定位（orient）-决策（decide）-行动（act）四种行为不断循环，如图1所示。反导作战的流程也可以参考甘特图[4]表示，如图2所示。反导体系平时处于战备值班状态，当敌方导弹发射时，天基红外预警系统需要第一时间发现敌情，上报指控中心，提供目标指示信息和发落点预报，指控中心根据来袭方向等情况调用高精度雷达实施精密跟踪探测，同时，令拦截武器系统进入待发射状态。在跟踪目标一定时间后，雷达给出更加精确的预测弹道，拦截武器连续接收目标指示信息并计算诸元，自动发射拦截弹。在导弹飞行过程中还要持续与导弹通信，传输目标的位置信息、RCS信息和红外特性等，帮助导引头识别诱饵和干扰，直到拦截器捕获目标，进入末制导，命中目标。如果中段反导失败，则转入末段高层和末段低层反导，进入下一轮的OODA循环。作战时有多个OODA环快速循环交错进行，一个回合的OODA环周期为T=T1+T2+T3+T4+T5，流程进行到T6便意味着进行打击效果的评估，亦可视为下一个OODA环的“观察”。

图1 OODA环

图2 反导作战流程图

1.2 侧重铰链关节加强体系韧性

系统之间在作战时序上存在精度链上的交接传递过程，每个系统的能力都存在极限和底线，作为前后交接班的参考指标。从误差收敛过程看，从预警卫星与预警雷达交接，到预警雷达与制导雷达交接，到最后制导雷达与弹上导引头的中末制导交接，特别是在对抗条件下，每一次交接都足够健壮，作战才能形成回路。整个作战过程中，目标指示系统要与预警探测系统进行目标有无与稳定跟踪的交接班，在预警探测系统发现目标至超出其范围的时段内，目标指示系统要实现目标的稳定跟踪，逐步接管制导任务，这个重叠的时段T2就是铰链的韧性。弹道稳定收敛到达发射诸元的要求后导弹发射，拦截弹释放拦截器后，目标指示系统还要将识别的威胁传递给拦截弹的导引头，进行中末制导交班，由导引头接管制导任务，这重叠的时段T4也是铰链的韧性。交接过程是两个系统之间握手传递的过程，涉及任务性质和责任的切分，往往是体系的脆弱性节点。美国进行的拦截飞行试验在中末制导交班时经常失败，充分说明体系韧性不足会极大影响整体作战能力，因此对关节处的韧性加强是提升体系能力的关键。要加速OODA环的循环就意味着减少周期T的时长，为实现这个目标，在提升各系统能力的基础上就需要对每个系统进行科学分配，通过缩短T1、T3、T5，强化T2、T4，在缩短 OODA环周期的同时加强这种交接班的韧性，使反导体系及早发现威胁、及早定位目标、及早部署决策、及早拦截打击。

2 木桶原理

2.1 反导装备体系中的木桶原理

著名的“木桶原理”认为，木桶的盛水量取决于最短的那块木板。反导体系中的预警探测系统、目标指示系统、火力打击系统、指挥控制系统等均可看作组成木桶中竖立的木板，其底板由通信系统作为支撑，整体战斗力的体现就是木桶的盛水量，如图3所示，盛水量的多少取决于最弱的系统。预警探测系统包括预警卫星和预警雷达系统，是反导作战闭环的起点，要第一时间发现发射活动并发出告警信号，核心要求是赢得时间，确定有无。目标指示系统负责稳定地跟踪并外推导弹弹道，并要能够从诱饵、碎片及其它干扰中区分出弹体和弹头，核心要求是精确识别，精准导引。拦截武器的核心能力是长时间待机，快速发射，在制导雷达的指令下实现对目标的捕获跟踪，进而实施拦截。指挥控制系统负责作战中的情报收集分发、作战任务分配，核心要求是高效灵活、统筹优化。各个系统在通信系统的结联下，共同支撑战斗力的生成。但是由于工业基础和技术发展阶段不同，各个系统性能往往难以均衡，造成有的系统性能过剩，而有的系统性能不足的现状，所以在针对军事需求进行反导体系设计时，各系统的指标的合理组合分配便成为当务之急。

图3 木桶理论

2.2 优化木桶组合提升体系能力

“新木桶理论”（如图4所示）认为，木桶的盛水量与其放置位置有关，只要将木桶倾斜放置，就能装更多的水。在此基础上，如果将木桶的长板与短板的组合方式进行调整，让长板与长板尽量靠近，短板与短板尽量靠拢，然后将新的木桶倾斜放置，木桶的盛水量又会增加[5]。反导作战是一种光电信息高度密集的信息化作战，离开了高精度探测、精确制导与控制，就无法实现直接杀伤[6]。拦截问题的核心在于减少甚至零化最终的脱靶量，而零脱靶量由弹道初始误差和拦截器的修正能力共同决定[7]。美国GMD系统的EKV和宙斯盾系统的KKV拦截器均是通过自动寻的末制导直接碰撞实现杀伤，“萨德”制导精度范围是0.15～0.40 m[8]，而核心元器件的能力不足长期限制着俄罗斯导引头的发展，俄罗斯S-500拦截弹的末制导段最大脱靶量仅能保证小于3 m，相比美国反导装备，俄罗斯的导引头能力存在明显短板，单纯通过S-500的导引头控制精度难以使拦截弹直接碰撞摧毁目标。但S-500系统拥有强大的目标指示系统，RCS=0.12 m2的目标的探测距离可达1300 km[9]，同时其具有先进的发动机技术和破片杀伤技术，在该系统导弹中配置了定向破片杀伤战斗部和小型核战斗部，将弹头对弹头拦截转变为杀伤场对弹头的杀伤。依赖大推力速燃助推技术快速投送拦截器、强大的目标指示系统提前锁定来袭目标，在导弹靠近威胁时引爆战斗部实施杀伤[10]。俄罗斯扬长避短，通过雷达精度（长板）支撑导弹制导进入一定误差范围内、高速推进系统（长板）争取时间、破片体杀伤（长板）扩大杀伤范围，共同降低对导引头制导和控制能力（短板）的要求，合理调整木桶中木板的组合调整并倾斜木桶的角度，满足木桶的容积需求。

图4 新木桶理论

3 金字塔模型

3.1 反导装备体系的金字塔形式

装备的贡献率模式有多种，可分为关键作用模式、线性模式、非线性模式等，体系涌现性效能也可分为同质涌现性效能和异质涌现性效能[2]，反导体系战斗力的生成如金字塔的搭建一样，越向顶端越需要各个侧面都达到相应高度。装备的作用可以是纵向升高也可以是横向加固，均对体系能力产生影响，但是必须明确装备发展在整个体系内所处的位置，对此从金字塔的高度和重心两个方面来考虑。其整体战斗力可用金字塔的高度H表示，其体系的重心可用金字塔的重心高度h表示，其装备性能所属的层宽由L表示，如图5所示。体系优化的方向是提高H，降低h，L的长度会决定金子塔的形状，重心h和高度H呈正相关关系，但h的变化速度远低于H，说明体系重心的巩固更加任重道远，更能体现对抗条件下体系的能力。

图5 金子塔的高度H、重心高度h和层宽L

3.2 降低重心加强体系抗毁性

优化反导装备体系的目的是缩小武器装备体系能力与使命任务之间的差距，使体系兼具强健和抗毁的特性。装备体系建设的过程如同金字塔的构筑，需要大小不同的砖块一步一步堆叠，尖端装备相比普通装备可以视为更大的砖块，可以加速堆叠的效率，但使用更大体积的砖块也意味着堆叠过程面对更大难度，即技术突破难、生产成本高、维护保养贵等问题。在装备体系的发展中，不仅财政上要能长期负担，且能适应威胁的变化，更加注重多用性和跨域性，保持体系能力的延伸拓展的同时也夯实体系的稳定性。从现实情况看，装备的发展存在一定的阶段性，在性能指标没有显著提升的情况下，通过增加数量可以在一定程度上提升整体的效能，通过横向“堆积”逐步提升，实现“量变引起质变”，属于先横再竖、螺旋上升的路子，如通过增加雷达的部署数量进而扩大对威胁的感知范围、提高对威胁的感知精度，如图6中的1所示；而关键装备的突破提升如同得到体积更大的砖块，使建设能力跳跃式发展，属于纵向提升、横向夯实的方式，如图6中的2所示，比如美国突破导引头技术，直接带动起相关装备谱系的能力跃升，在THAAD、SM-3和GBI上均得到应用，实现了对多种来袭目标的直接撞击拦截。美俄都在大力推行武器装备体系模块化发展，以提升金字塔的整体高度且保持或降低重心为目标，在提升砖块体积的同时增加砖块之间的粘合力，增加体系的抗毁性，确保各模块之间能够相互支撑、灵活重组，以火力系统的发展为例。美国的爱国者PAC-3同时具备反导和反飞机能力，萨德THAAD可以完成40～150 km弹道导弹的拦截，跨越稀薄大气层和空间两个领域，SM-3在海基多次成功试验后正论证陆基部署，同时继续研发“宙斯盾”基线系统，力图打通SM-3和THAAD的互操作性，使其具备“远程发射”和“远程拦截”的能力[11]。俄罗斯S-500更是集防空反导反卫于一体，同时“向下兼容”，可以指挥和控制S-400、S300P系统地空导弹，与A-235和S-400组成远中近程有效衔接的防空反导体系。这些装备的共同特点是在作战区域上各有重点也有重叠，在新上装备的同时注重升级老旧装备，提升互联互通互操作能力，不但降低装备更新换代的成本，增加体系的火力密度，还可以防止对抗条件下单型装备受损造成防区空白。

图6 金子塔模型下装备体系能力的两种提升路径

4 结束语

“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”。反导体系中装备多型多样、耦合关系复杂，属于典型的复杂系统，必须面向整个体系加以认识。铰链结构从反导作战流程中逻辑顺序交接班入手，侧重对韧性的重视；木桶理论侧重反导装备体系建设的合理指标分配，进而提升整体能力；金字塔模型更强调在对抗条件下降低反导体系的作战重心，从而提升抗毁性。从这三个角度切入可以更好地理解体系中交互、演化和涌现的行为，形象直观地认识体系的作战流程和装备发展，促进反导体系能力稳步提升。