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美航母打击群信息系统现状及发展趋势分析

2021-03-07董亚卓王成飞吴鑫辉

网络安全技术与应用 2021年9期
关键词:编队航母信息系统

◆董亚卓 王成飞 吴鑫辉

美航母打击群信息系统现状及发展趋势分析

◆董亚卓 王成飞 吴鑫辉

(91977部队 北京 100000)

对美航母打击群基本概念和现状,以及美航母打击群典型信息系统现状和发展趋势进行了分析,总结了对我海上编队信息系统装备发展的启示。

航母打击群;信息系统

1 美航母编队概述

美航母打击群是以航母为核心,通过运用海军航空兵、水面舰艇和潜艇等力量,具备空中、水面和水下联合作战能力的海空一体化机动作战力量。航母打击群是美国海军主力舰队的重要作战编成形式,其主要攻击手段是搭载于航母的固定翼舰载机。

美航母打击群主要用于执行保护经济及军事航运、保护两栖作战力量投送及作战、确保海上军事存在及维护国家利益等战略任务,具体包括:针对“严密(sophisticated)”空防体系,开展全天候、涵盖战略、战役、战术层级的对陆力量投射;获取并维持制海权,包括海岸、海峡、开放水域等;保护商业和军事航运;在两栖行动中掩护海军陆战队;人道主义协助/灾难救援(HA/DR);情报收集,包括海上、水下、空中、陆上等;对美军和盟国部队进行指挥控制;在指定地区建立制空权;参与战区弹道导弹防御(TBMD);和平时期的“力量存在”行动等。

美航母打击群作战形式主要包括军事威慑、海空打击和对陆打击三类。其中,“军事威慑”是指航母打击群在平时轮流部署在“高威胁区”,显示实力,对弱小国家实施威慑。在发生危机时,航母打击群利用快速机动部署能力、强大的对空、对海和对陆综合作战能力,在危机发生的第一时间做出反应,快速部署到危机地区,实施海空封锁、控制危机和战争规模。“海空打击”是指利用打击群实施海上进攻作战,消灭来自空中、水面和水下的敌方威胁,歼灭敌海空有生力量,夺取制空权和制海权,这对于保护己方海上兵力行动的安全、维护海上交通具有重要意义。“对陆打击”是利用对陆攻击的舰载机,巡洋舰、驱逐舰和潜艇对敌陆上重要纵深目标实施远程精确打击,主要包括“外科手术”式精确打击、大规模空中打击和两栖作战支援行动三种方式。

2 美航母打击群信息系统现状

美航母打击群信息系统是支撑航母编队履行作战任务的相关信息装备的集合,美航母打击群信息系统遵循“网络中心战”顶层规划,开展了系列建设,主要包括海军联合作战指挥信息系统、海上情报信息系统、对空方面战相关系统、水下方面战相关系统、海军航空兵筹划系统等。

(1)海军联合作战指挥信息系统

当前,美军海上作战力量主要装备GCCS-M、MTC2两种海上作战指挥信息系统,MTC2是GCCS-M的后继型号,提升了任务数据关联、历史数据分析等能力。

海上全球指挥控制系统(GCCS-M)是美国海军战略和战区级指挥控制系统,也是美国国防部GCCS系统族的海军部分。GCCS-M支持各指挥阶层的决策制定,具有多源信息管理、显示、分发、多源数据融合、分析决策工具和部队协同等功能。GCCS-M 近实时运作,完成海军的所有任务(如战略威慑、海上控制、兵力投送等),同时不断更新部队位置及其他态势感知数据,为岸基和海基指挥员提供共用作战图(COP)。

2013财年,海军将GCCS-M增量2海上战术指挥控制能力的研发工作过渡到MTC2项目,MTC2旨在为海军人员和装备提供一套海上应用,作为“应用商店”概念的一部分,提升海军指挥结构的态势感知,改进任务需求规划、执行、监控及评估能力,填补海军战术和作战规划、决策与执行的能力缺口。

(2)海上情报信息系统

分布式通用地面站-海军型(DCGS-N)系统是美军包括航母编队在内海上作战力量的主要情报处理和分析系统,该系统整合了海军联合军种图像处理系统(JNIPS)、联合火力网(JFN)等8个海军原有情报信息系统,形成以网络为中心的联合互操作体系,提高情报、监视、侦察与目标定位数据可视化程度,便于访问和理解数据。DCGS-N遵循“部队网”体系结构开发,为海上舰艇提供情报获取、识别、处理等能力。

(3)对空方面战相关系统

协同作战能力(CEC)系统,利用专用数据传输手段,实现亚秒级宽带高速抗干扰数据传输;通过复合跟踪与识别、捕获提示、协同控制,针对标准系列导弹,形成利用远程数据交战、制导接力的对空协同作战能力,实现超视距防空、反导;针对“海麻雀”舰空导弹武器实现跨平台对空目标指示;有效扩大了航母战斗群的防空范围。美海军研制的协同作战能力系统显著提高了航母战斗群的协同防空反导能力。

1996年美国海军根据网络中心战思想,在协同交战能力系统(CEC)、E-2D预警机、“宙斯盾”系统以及“标准VI”导弹等现役和在研阶段技术与装备基础上,为实现远程交战和超地平线防空拦截能力,提出“海上一体化防空火控体系”(NIFC-CA)。

(4)水下方面战相关系统

水下战决策支持系统(USW-DSS)为航母打击群提供一体化、近实时、网络中心化的反潜战作战支持能力。它缩短了多平台决策到交战的指挥控制决策过程,是美海军反潜战的指挥和控制系统,安装在航母打击群平台(航母、巡洋舰、驱逐舰)、拖曳阵列监视传感器系统、驱逐舰舰载中队参谋部,以及部分岸基节点,包括海军海洋处理设施和战区水下战作战中心,确保舰艇编队能够基于网络互连,实现对潜协同作战能力。

(5)海军航空兵筹划系统

美海军航空兵筹划分为两级:第一级主要依托战区作战管理核心系统,生成海上任务指令,主要用户为舰载机联队、中队指挥官;第二级主要依托联合任务规划(JMPS)系统,在ATO的基础上开展任务、火力级的规划,用户为飞行员。

战区管理核心系统是海军空中行动指挥控制系统的核心组成部分,后者集成了战区管理核心系统、空天指挥控制套件和指挥控制信息服务等多种子系统,是美海军航空兵的主要规划系统,可生成联合空中任务指令和空域管制指令,为航母打击群和海上作战中心指挥官提供战区空中作战和日常空中行动的自动计划、分发、监控和管理能力,同时可以配合开展联合空中行动。

联合任务规划系统于1998年开始研制,是在海军任务规划系统、空军任务支持系统以及特种部队行动计划和预演系统基础上开发的三军联合战术级任务规划系统,具有自动化工具、决策辅助、武器系统运用规划和行动后分析等功能,可以向武器、飞机等加载精确引导、数据链配置等规划数据,目前已支持AH-1W、F/A-18 A-F、E-2C/D、EP-3E、EA-6B、V-22、EA-18G等近30种平台,为固定翼飞机、旋翼飞机、无人机、制导武器提供标准化、即插即用、用户友好的通用联合任务规划能力。

3 美航母打击群信息系统发展趋势分析

(1)向分布式系统、开放式架构方向发展

目前,美军正在大力研究如何更大可能地采用分布式、开放式体系架构来改进和发展航母打击群信息系统,以降低系统研发成本,加快技术更新迭代。美国海军将各级别信息系统对开放式架构的需求和适用程度分为五类,并划分为9个作战系统域对各种装备进行分析,从而在保证不同舰艇的独特要求得到满足的情况下,最大可能地找到这些舰艇之间的通用计算环境要求和通用功能要求,推动装备向分布式、开放式架构方向发展。

(2)向综合一体化设计方向发展

美海军利用舰艇共用计算环境(或称为全舰计算环境),将航母打击群信息系统基础设施融合为一体化的网络。舰艇共用计算环境是一种革新性的概念,它利用商业共用计算环境的概念与技术,将舰艇上所有资源利用商业共用计算环境综合集成起来,并向岸上延伸,将远程维修、后勤、训练等功能也纳入其中,实施分布或集中管理。舰艇共用计算环境为编队信息系统提供了开放的信息基础设施,它能够兼容未来各种新的装备、系统和硬软件,能根据舰上装备、系统、功能、任务等的变化对舰上网络与系统进行调整与重构。

(3)融入海上联合作战体系

美海上作战力量通过C4I系统实现融入联合,因此,C4I系统的发展规划与国防信息系统体系规划一脉相承,舰载C4I系统的技术体制也与整个国防信息系统体系相一致,并形成了横跨联合、海军以及其他军种的信息共享环境。海军联合作战指挥信息系统、海上情报信息系统、对空方面战相关系统、水下方面战相关系统、海军航空兵筹划系统等都是美军信息系统族的一部分,能够支撑联合作战指挥机构,其他军种指挥机构间的联合指挥控制、联合情报处理等作战活动。

4 主要启示

(1)统一顶层技术体制要求

在技术体制、体系架构、能力要求、技术特征、业务架构、技术架构、系统架构和发展策略等方面统一顶层技术要求,牵引编队内各型平台信息系统的发展,在此基础上,用体系思维和视角重新审视作战体系,聚焦信息系统对作战体系的重塑、对海上力量整合和对编队体系作战的支撑作用,按照“贯通、融合、提高”的思路,促进信息系统深度融入作战体系全要素,推进航母编队体系作战能力演进升级。

(2)向装备要素级协同方向发展

未来作战是体系与体系对抗,要求网络信息体系必须纵览敌、我、环境全要素,横跨陆、海、空、天、电以及信息、能量全域,要求作战系统必须具备全要素、全系统、全流程综合管控能力。立足编队作战体系视角对各平台的作战要素进行解构并作为资源进行虚拟化设计,实现在编队内的共享;通过面向作战的组织运用对跨平台要素级协同模式和信息流程进行设计,实现要素在编队体系中的匹配和协同共用,提升要素的体系贡献率,最大程度保障武器作战效能的发挥。

(3)智能化、自主性、自适应是重点发展方向

未来战争呈现出分布式、无人化、智能化特征。导弹、无人机、无人艇、潜航器等装备逐步成为战争主角,集群作战成为主要样式,“制智权”将登上战争舞台,作战系统必须具备智能化、自主性、自适应能力。量子力学、区块链、人工智能等新技术赋予“云计算、物联网、大数据”新的形态和能力,为作战系统的发展提供了技术支撑。

5 结束语

以航空母舰为核心的航母编队拥有强大的制空、制海、反潜和对陆打击的综合作战能力,其特有的战略威慑作用、危机快速反应和机动灵活的部署能力,对于有效维护国家主权、安全和发展利益具有不可替代的重要作用。本文通过对美航母打击群基本概念和现状,以及美航母打击群典型信息系统现状和发展趋势的分析,总结了对我海上编队信息系统装备发展的启示,可为未来海上信息装备发展提供参考。

[1]王海彦,王平,凌晓辉.美航母编队信息防御体系研究,舰船电子工程,2014(12).

[2]张润国,兰汉平,高伟明.美航母打击群电子防空体系浅探,飞航导弹,2012(6).

[3]张润国,兰汉平,林永进.美航母编队电子防空体系研究,舰船电子对抗,2012(2).

[4]邓力源,杨萍,刘卫东.美军航母战斗群CEC系统发展现状及其攻击才策略,飞航导弹,2020(2).

[5]翔宇.美航母战斗群实力变化[J].兵器知识,2010(10).

[6]胡向春.美海军航母战斗群作战系统的改进[J].防务视点,2016(3).

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