空战体系的演变及发展趋势观点

樊会涛，闫俊

1. 西北工业大学 航天学院，西安 710072 2. 中国空空导弹研究院，洛阳 471009 3. 航空制导武器航空科技重点实验室，洛阳 471009

从飞机发明那刻起，人类战争就注定着要由地面逐渐走向空中，从平面走向立体[1]。现代战争很大程度上是空中实力的较量，空中战场已成为影响战争进程、决定战争胜负的一个重要战场。谁掌握了制空权，谁就掌握了战争的主动权[2]。

空战的强对抗性使得高新技术往往优先在航空装备中得到应用。空空导弹的出现，颠覆了使用机炮进行贴身缠斗的空战旧貌，支撑了中远距拦射、大离轴格斗等现代空战形貌；机载雷达和机弹数据链的出现，为超视距空战提供了可能[3]；预警机的出现，将空战交战距离扩展到了600 km；隐身飞机的出现，再次强化了空战的不确定性；智能协同技术的发展，使得空战体系各要素的内在联系更为紧密。

空战的高危险性使得先进作战理论得以快速发展并指导实战。“保存自己、消灭敌人”是一切军事行动的基本指导原则，空战的制胜机理是先于对手完成攻击并使对手无法完成攻击。依据这一机理，前人结合当时空战体系形貌特征，总结凝练实际空战对抗经验，发展出了多个空战准则[4]。今天，机动与抗机动、干扰与抗干扰、隐身与反隐身已成为现代空战博弈的三大主题。

理技融合、战技结合指导着颠覆性技术、新质装备和新型战术的螺旋发展。颠覆性技术催生新质装备，新质装备颠覆旧有的游戏规则，带来1+1≫2的效果。与此同时，又会快速促进反制技术和反制装备的发展[5]。时至今日，谁拥有了胜人一筹的态势感知能力，谁拥有先进的战斗机和高性能空空导弹，就拥有了决定空战胜负的重要力量，进而可能影响整个战争过程。

本文综合论述了空战制胜机理和空战准则，全面介绍了空战体系的基本构成，系统回顾了空战体系70年来的演变过程，凝练总结了体系构成、体系特征和标志性事件，展望了未来空战体系的发展趋势，指出了面临的基础科学和前沿技术问题。

1 空战制胜机理和空战准则

1.1 空战制胜机理

20世纪人类社会进入了飞机时代，也逐渐进入了空战时代。从1903年莱特兄弟发明飞机算起大概有120年了，而1921年朱里奥·杜黑发表《制空权》一书也已经整整100年了，从1945年世界上第一型空空导弹X-4出现也已经70多年了。飞机和空空导弹用于战争彻底改变了近现代战争的面貌，空中战场已成为现代高科技战争的一个关键战场。

回顾百年空战史，空战理论不断推陈出新，武器装备和关键技术不断升级换代。展望未来发展，事关空战“变”与“不变”的一些本源性问题值得深入思考，这就是空战的制胜机理是什么？一百年来，空战始终围绕着如何先于对手完成攻击，而又使对手无法完成攻击，形成空战双方攻击闭环的时间差，这成为空战获胜的基本准则，这一制胜机理至今未变。不同时代的空战装备不同，形成了角度准则、能量准则、体系准则等不同的空战准则。

1.2 角度准则

角度准则是最早出现的空战准则，起源于机炮战时代，并延续到空空导弹战时代，当前依然适用。雏形是波尔克空战守则(Dicta Boelcke)，由德国飞行员奥斯瓦尔德·波尔克(Oswald Boelcke，1891—1916)提出，后来不断发展完善[6]。

角度准则认为制胜关键是取得更有利的空间占位，主要通过滞后追逐、纯追逐、领先追逐3种追逐模式(见图1)实现。受武器能力限制，获得尾追占位的一方(图1中我方)能够使用机炮或是空空导弹实施攻击，被咬尾的另一方(图1中敌方)基本无法使用武器进行反击。

实战中，持续保持尾追占位较困难。在需求牵引和技术进步的推动下，空空导弹从早期仅能在目标尾后小角度攻击，发展到尾后大角度攻击，进而可迎头攻击目标，乃至如今可全向攻击目标。

1.3 能量准则

能量准则(Energy Maneuverability，EM)由美国飞行员约翰·伯伊德于1962年提出，主要适用于近距空战。

能量准则将战斗机空战看作一个动能和势能相互转换的飞行过程，使用“剩余功率”表征一架飞机的空战性能[7]，即

剩余功率(SEP)=(推力-阻力)×速度/重量

(1)

能量准则认为制胜关键是战斗机拥有能量优势，主要表现为更高的飞行速度、更好的机动性能和加速能力。拥有能量优势的一方，由于发射初速更高，导弹能够先敌命中；由于飞机的优良机动性，在受到导弹攻击时，能够通过机动摆脱或加速逃逸消耗导弹能量，降低被导弹命中的概率甚至甩掉导弹的攻击。

1.4 体系准则

体系准则也是由约翰·伯伊德提出，核心是OODA循环。

OODA关注空中作战全过程，具体组成见图2。第1个“O”为Observe(观察)，重点是态势感知；第2个“O”为Orient(定位)，重点是对战场态势的分析研判；“D”为Decide(决策)，重点是确定作战目标；“A”为Action(行动)，重点是武器攻击。从机炮时代到空空导弹时代，OODA的外在表现形貌随时代发生着变迁，但内在本质并没有改变[8]。

体系准则认为制胜关键是形成双方OODA闭环的时间差，率先完成的一方将获取空战优势，主要表现为先敌发现、先敌发射、先敌命中和先敌脱离[9]。

体系准则对现代空战体系和装备发展影响深远。围绕O、O、D、A这4个环节，能够加快已方OODA闭环的预警机、机载雷达、空空导弹等进攻性装备得到长足发展，同时能够迟滞对手OODA闭环的机动、干扰、隐身等反制性手段不断涌现，推动着空战体系在体系特征、装备形态、核心能力等方面的深刻变革和演进。

2 空战体系的基本构成

现代空战体系主要由态势感知、作战飞机、空空导弹和飞行员构成。

2.1 态势感知

态势感知是一切常规作战行动的基础，直接影响和制约着作战飞机和空空导弹性能的发挥，只有“看见”目标才能“发射”导弹。信息优势与火力优势相匹配才能充分发挥体系效能。

空战体系的态势感知主要依靠地面雷达、预警机和天基预警/侦查卫星等，载机的态势感知主要依靠机载雷达、敌我识别和导弹来袭告警等，走过了从目视到雷达、从地面到空中、从机械扫描雷达到相控阵雷达、从信息单一来源到多源信息融合的发展历程。

2.2 作战飞机

作战飞机是空战的骨干力量，主要包括战斗机、无人作战飞机和武装直升机等。

作战飞机的性能直接影响空空导弹实战效能。由于空战“动打动”的特点，空空导弹在载机不同攻击态势下的发射距离存在较大差异。比如F-22A飞机以马赫数1.5发射AIM-120空空导弹，可使导弹的最大发射距离相比亚音速发射提高约50%。

作战飞机作为空空导弹的挂载和发射平台，走过了从弱机动到强机动、从传统飞机到隐身飞机、从武器外挂到武器内埋、从有人机编队到有人/无人协同的发展历程[10]。

2.3 空空导弹

空空导弹是空战的“拳头”，作为空战体系的最后一棒，起到杀伤目标的作用。空战体系的所有成员都在为空空导弹有效杀伤目标创造了有利条件。

空空导弹的性能高低直接影响着空战的胜负。目前，空空导弹已经发展了四代，正在预研第五代，形成了红外和雷达2种制导体系互补、远中近距结合的装备体系，走过了从定轴发射到离轴发射、从尾后攻击到全向攻击、从近距格斗到中远距拦射、从简单战场环境到复杂战场环境的发展历程。

2.4 飞行员

飞行员是空战的决策主体，是空战一切行为的操作者和主导者[11]。

空战是人、机、弹的紧密配合，知装善用是成为一名优秀飞行员的基本要求。空战就是飞行员不断发掘己方装备优点，同时捕捉对手装备弱点的博弈过程。

空战对飞行员的战术素养要求较高。通过空战实践，飞行员发明了高举高打、逆光占位、飞向太阳、贴地突防、跃升攻击等多样化空战战术，找到了半滚倒转、L机动、锯齿机动等规避导弹攻击的有效机动样式，创造了R50偏置制导、协同探测、接力制导、目标重置等适用中远距攻击的灵活战法。特别是干扰和机动的结合运用，进一步为飞行员空战攻防战术的发明创造提供了广阔的舞台。

3 空战体系的演变过程

在空战使用需求、高新技术应用和空战理论发展等共同推动下，70年来空战体系不断演进，体系构成、体系特征、主干装备等方面都发生着重大变化。空战体系是重点围绕如何“用好导弹”来发展；而导弹是重点围绕如何“好用”来发展。空战体系已从机械化时代发展到了信息化时代，即将向智能化时代加速迈进，具体演变历程见图3。

3.1 早期空战

空战最早出现在一战。早期空战还没有空战体系的概念，主干装备是第一代战斗机+机枪/机炮。空战形态主要依赖飞行员孤胆英雄式的单打独斗。早期空战的OODA形态见图4。

这一时期，飞行员通过目视接敌，双方抵近到几百米范围内追逐缠斗，谁能获得更有利的空间占位谁就能够取得空战的胜利。

3.2 空战体系1.0

空战体系1.0从20世纪50年代开始逐渐构建，标志性事件是空空导弹出现并在1958年首次用于实战。主干装备是地面雷达+一代/二代战斗机+一代/二代空空导弹，三者协同促使了空战体系初步形成，空战进入机械化时代，空战体系1.0组成见图5。

空战体系1.0的特征表现为：① 以战斗机平台为中心；② 地面雷达融入空战体系；③ 空战以近距格斗为主。

这一时期，空空导弹得到快速发展，确立了红外和雷达2种制导体制，但受技术水平限制攻击距离一般在10 km以内，只能尾后攻击小机动的目标[12]。

战斗机迎来机动为王的时代，当受到空空导弹攻击时，尽力大机动和加速逃逸成为飞行员摆脱空空导弹的主要选择和有效战术。

同时，针对空空导弹当时技术弱点，利用自然背景干扰成为规避导弹攻击的另一种有效途径，逆光占位、飞向太阳等空战战术大量使用。随着技术进步，红外诱饵弹、箔条等人工干扰开始出现。

3.3 空战体系2.0

空战体系2.0从20世纪80年代开始逐渐构建，标志性事件是预警机出现。主干装备是预警机+三代战斗机+三代/四代空空导弹，空战体系开始逐渐走向成熟。空战体系2.0组成见图6，态势感知成为空战获胜的基础和前提,空战迎来信息为王的时代。

空战体系2.0的特征表现为：① 以预警机为中心，预警机成为空战体系核心；② 中远距空空导弹出现，超视距攻击成为空战主流[13]；③ 干扰和抗干扰成为永恒的主题。

这一时期，预警机和机载PD体制雷达的发展，将空战交战范围扩展到了几百千米，态势感知优势成为空中战场最大的优势，发挥压倒性作用。

增射程成为空空导弹的重要发展方向。采用“捷联惯导+数据链指令修正中制导+主动雷达末制导”复合制导方式的第四代雷达型空空导弹出现，攻击距离从几十千米，不断增加到100 km以上[14]。

抗干扰成为决定胜负尤为重要的能力需求。拖曳式诱饵、面源干扰等新型人工干扰不断涌现，电子战飞机大量用于实战。没有干扰不了的导弹，也没有永远有效的干扰，空空导弹需要适应日益复杂的战场电磁环境[15]。

战斗机机动和干扰能力并重，两者综合运用催生了大量新的对抗战术。同时，随着交战距离越来越远，敌我识别成为一项重要的现实问题，相应的交战规则也随着时代在发展。

3.4 空战体系2.5

空战体系2.5基本上从2005年开始形成，标志性事件是F-22A隐身战斗机的出现。主干装备是预警机+隐身战斗机+反隐身空空导弹。隐身飞机融入空战体系，空战进入信息化+隐身化时代。

与空战体系2.0相比，空战体系2.5的体系形貌基本相同，但体系特征更为显著。空战体系2.5的特征表现为：① 预警机仍是体系的中心；② 以超视距空战为主；③ 隐身战斗机融入体系，反隐身成为机弹共同面临的难题；④ 机间链、机弹链广泛应用，体系节点间的联系更加紧密。

图7给出了70年来战斗机RCS不断减小的发展趋势。与传统战斗机相比，F-22A、F-35等隐身战斗机的RCS降低了1～2个数量级[16]。图8展示了预警机对非隐身战斗机和隐身目标的探测能力，探测距离由500～600 km，压缩到200 km左右。

隐身打破体系平衡！隐身使得机载雷达“看不远”、空空导弹“打不远”，带来感知失效和武器失能，成为反制“信息为王”的重要手段[17]。为此，载机普遍采用相控阵雷达，空空导弹开始尝试使用相控阵雷达导引头和红外/雷达复合导引头[18]，地面米波雷达重焕生机。

同时，体系的信息化水平继续提高，多机协同、接力制导等空战战术得以飞速发展，投掷式干扰等新型干扰走向灵巧化。

4 空战体系的发展趋势与展望

在空战需求和技术发展的持续推动下，空战体系还在不断的演变和发展。从当前发展趋势看，以智能、分布、协同等为要点的空战体系3.0初露端倪，即将到来。

4.1 展望空战体系3.0

空战体系3.0将由隐身战斗机、无人作战飞机和第五代空空导弹构成，将由平台为中心向网络为中心转变。

人工智能正逐渐成为战争形态质变的第一推动力。空战体系3.0很可能将进入智能化时代。标志性事件是有人/无人智能协同的出现，成为可以预见的一种全新的作战力量，必将改变空战游戏规则。在2020年的纳卡冲突、2022年的俄乌战争中，具有自主、智能等特征的多型无人机/巡飞器在侦察、打击、评估等方面取得了突出战果。无人智能装备的实战表现，带来了让人耳目一新的交战样式，也颠覆了传统战法和旧有观念。

空战体系3.0的体系特征是：

1)以网络为中心，全平台隐身。美军提出“未来不采购不隐身的飞机”[19]，计划在2035年前后实现主战飞机的全隐身换代。

2)有人/无人协同成为空战新形态[20]。智能无人机作为先遣机前突到高危战场前沿，隐蔽抵近获取敌方信息，有人机置身于敌火力范围远边界，指挥无人机编队实施攻击闭环，实现从传统射手向指挥官的转变。美国开展了武库机、忠诚僚机、飞行导弹挂架、SoSITE等多项演示验证技术，探索空战体系3.0的发展[21]。

3)临近空间高速飞行器等新型装备进入空战。2022年的俄乌战争，俄“匕首”机载高超声速武器已经用于实战。预计2030年，高超声速飞机或将实现武器化。

4)人工智能将得到广泛应用，逐渐融入空战体系[22]。早在2016年，美国辛辛那提大学与美国空军实验室合作的人工智能多机中距空战系统(ALPHA)在模拟器中战胜了退役空军飞行员，被称为“迄今为止最具有侵略性，反应迅速，最具活力和可行性的AI。

空战体系3.0时代，OODA闭环时间差的制胜准则依然发挥着主导作用。

新近的几场局部战争实践表明，在侦察、信息引导、对地攻击等较低对抗烈度场景下，无人智能优势凸显。无人智能装备的大量运用有效提高了人主机辅的灵活性，结合信息高速作战网络支持，实现了战场信息单向透明乃至战场实时可视，使得作战指挥决策更加直接和快捷。在实战中甚至出现了一方已完成攻击闭环，而另一方还未感知对方的压倒性局面。

尽管在强不确定性、多任务、高威胁的现代空战对抗条件下，无人机自主能力离实战还有一定距离，但是随着无人、分布、智能、协同的发展和融合，必将实现从人主机辅向人机融合转变、从集中探测向分布式探测转变[23]，OODA将演化为O2→A。对空战体系3.0组成的展望见图9。随着武器装备自主能力的提升，空战必将进入智能为王的时代[24]。

4.2 预测空战体系3.0+

脑科学、模糊数学、计算科学等基础领域的突破性进展，将有力推动人类社会迈入智能时代的进程。

当前科学技术日新月异，发展迅猛，预测空战体系V3.0+带有很强的探索性，也有很大难度。在此，笔者就发展趋势和技术方向进行大胆地预测，谈几点看法，供大家参考。

一是从体系构成上看，空战体系V3.0+将由全域无人飞行器+自主智能武器构成，无人、自主、智能成为普遍特征。

二是从体系中心上看，空战体系将从实体中心到泛化中心(网络中心、分布式系统)转变，最终发展到无中心。

三是从作战域上看，智能战争或将代替实兵战争，不战而屈人之兵[25]成为可能。脑域对抗成为新的作战领域，脑机结合面临终结者困境。

4.3 面临的基础科学和技术问题

可能影响未来空战体系发展的主要有人机协同、自主性、互操作性、网络安全和持久适应性5项基础科学和技术问题。

一是人机协同。人机协同是指通过人机交互，机器能够自主配合人的工作，实现人类智慧和AI的有机结合，充分发挥各自优势协作完成任务。为实现人机协同，需要解决人机混合智能理论及算法、人机共融智能互联技术、集群协同任务决策及行为控制技术、人机自适应数据策略、脑控技术等。

二是自主性[26]。自主性是指系统根据对世界、外界环境以及自身的理解，运用自身知识，自主地开发和选择不同的行动方案以实现目标任务的能力，包括自主感知外界环境、自主适应环境变化、自主优化行动方案、自主完成任务目标等。为实现自主性，需要解决面向任务的弹性云技术、透明计算技术、基于零样本/小样本先验数据的目标/干扰与环境智能认知技术、海量数据的自适应信息提取与智能融合技术等。

三是互操作性。互操作性是指无人系统之间、无人系统和有人系统之间能够实时通讯、分享信息、合作完成任务的能力，能够实现系统的能力倍增。为实现互操作性，需要采用开放式体系结构，制定一套通用接口与服务、标准数据总线、相关数据模型及信息共享方法，提高系统复用能力和任务弹性。

四是网络安全。网络安全是指通过一定的保护措施阻止未授权的控制、未授权或无意的数据披露，以确保各部件涉及的信息和数据安全的能力。为实现网络安全，需要重点发展数学、信息与通信、先进材料和信息情报等学科。

五是持久适应性。持久适应性是指无人系统在较长时间内、在自身弹性组件的支持下，即使部件或组件出现问题，仍然能够及时应对，消除不利影响，并继续保持原有功能的能力。为实现持久适应性，需要解决自适应攻防对抗与系统自愈技术、先进高能量空间比能源技术、适应恶劣环境工况的免保障技术等。

5 结束语

空中战场仍是军事斗争的主战场，作用与地位将日益重要。空战体系的发展以制胜机理和制胜准则为指导，以技术颠覆变革为基础，以超越上一代为目标，空战游戏规则、体系特征、体系构成及装备形态等将不断演变。展望未来，空战体系必将在物质维和信息维双赛道的交织博弈演进外，开辟以智能技术为驱动的自主维第三赛道，迎来空战体系发展史上新的历史时刻。

智能为王的空战时代已然呼之欲出！