導彈武器打擊鏈構建理論與方法研究

陸　軍，喬永杰，張先超

(中國電子科學研究院，北京　100041)

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綜述

導彈武器打擊鏈構建理論與方法研究

陸軍，喬永杰，張先超

(中國電子科學研究院，北京100041)

導彈武器打擊鏈能夠推進網(wǎng)絡信息體系的建設，形成基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，轉變戰(zhàn)斗力生成模式。本文在劃分導彈武器階段的基礎上，深入研究了導彈武器打擊鏈構建理論與方法：(1)導彈武器打擊鏈概念；(2)導彈武器打擊鏈構成；(3)導彈武器打擊鏈作戰(zhàn)樣式與流程；(4)導彈武器打擊鏈的體系能力；(5)導彈武器打擊鏈評價指標。希望能對導彈武器打擊鏈的研究和作戰(zhàn)應用有所裨益。

導彈武器打擊鏈; 網(wǎng)絡信息體系; 體系能力; 作戰(zhàn)樣式與流程; 評價指標

0　引　言

從第二次世界大戰(zhàn)德軍使用V-1和V-2導彈以來，導彈武器迅速發(fā)展，在戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用，成為機械化戰(zhàn)爭中決定戰(zhàn)爭勝負的重要因素。導彈武器在近百年的發(fā)展過程中，大致可以分為三個階段，分別是單平臺導彈武器、功能信息系統(tǒng)支持的單平臺導彈武器和基于網(wǎng)絡信息體系的導彈武器打擊鏈。各階段由于信息系統(tǒng)及其在導彈打擊過程中所起的作用不同，導彈打擊效能有著顯著的差異，如表1所示。在單平臺導彈武器階段(例如戰(zhàn)斗機發(fā)射空空導彈)，由于探測能力有限，只能發(fā)現(xiàn)較近距離的目標，當然，也只能對發(fā)現(xiàn)的較近距離的目標實施打擊，結果是“看不遠，打不遠”。在功能信息系統(tǒng)支持的單平臺導彈武器階段(例如有預警機執(zhí)行預警探測的情形)，能夠發(fā)現(xiàn)遠距離的目標，但受制于戰(zhàn)斗機火控雷達制導距離的限制，無法對遠距離目標實施打擊，雖能“看得遠”，但“打不遠”。在基于網(wǎng)絡信息體系的導彈武器打擊鏈階段(例如預警機指揮控制導彈)，不僅能發(fā)現(xiàn)遠距離的目標，由于預警機能夠對導彈中制導，也能夠對遠距離的目標實施打擊，結果是“看得遠”，也能“打得遠”。

表1　導彈武器階段劃分

網(wǎng)絡信息體系是近年來隨著信息系統(tǒng)的發(fā)展和戰(zhàn)爭的需要而出現(xiàn)的，正呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。網(wǎng)絡信息體系旨在增強基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，加快轉變戰(zhàn)斗力生成模式，運用信息系統(tǒng)把各種作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)要素融合集成為整體作戰(zhàn)能力，逐步構建作戰(zhàn)要素無縫鏈接、作戰(zhàn)平臺自主協(xié)同的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)體系[1]。

2014年，美軍高調宣布E-2D預警機已形成初始作戰(zhàn)能力(IOC)[2]，同年，E-2D預警機引導SM-6艦空導彈完成超視距攔截導彈試驗。E-2D的初始作戰(zhàn)能力能夠履行和支援的作戰(zhàn)任務有戰(zhàn)場管理/指揮和控制(BMC2)、戰(zhàn)區(qū)導彈防御(TAMD)、兩棲作戰(zhàn)(AMW)、情報(INT)、突襲戰(zhàn)(STW)、水面作戰(zhàn)(SUW)、反潛作戰(zhàn)(ASW)等。從E-2D初始作戰(zhàn)能力的形成模式來看，主要是構建了導彈武器打擊鏈，在發(fā)現(xiàn)目標后對目標進行定位、跟蹤，并支援導彈瞄準目標，實施交戰(zhàn)，對交戰(zhàn)狀態(tài)和結果進行評估。從實現(xiàn)方式來看，是運用信息系統(tǒng)將預警機、艦船和導彈等形成網(wǎng)絡信息體系，使之具備體系作戰(zhàn)能力，從而提升導彈武器的作戰(zhàn)效能。因此，導彈武器打擊鏈必須以網(wǎng)絡信息體系為基礎，也是網(wǎng)絡信息體系實現(xiàn)體系作戰(zhàn)能力的重要模式。

通過分析導彈武器打擊鏈，還可以發(fā)現(xiàn)當前的作戰(zhàn)能力對于取得預期作戰(zhàn)效果的不足和風險，據(jù)此發(fā)現(xiàn)當前的能力缺陷，并致力于采取彌補措施，指導現(xiàn)有系統(tǒng)的改進和新系統(tǒng)的設計。

本文對導彈武器打擊鏈進行了五個方面分析研究，包括：(1)導彈武器打擊鏈概念，包括過程視角、目標視角和體系視角的概念；(2)導彈武器打擊鏈構成，分為發(fā)現(xiàn)、定位、跟蹤、瞄準、交戰(zhàn)和評估六個環(huán)節(jié)；(3)導彈武器打擊鏈作戰(zhàn)樣式與流程，有防空、突擊、反潛和反衛(wèi)；(4)導彈武器打擊鏈的體系能力；(5)導彈武器打擊鏈評價指標，包括打擊距離、閉環(huán)時間、飽和度、毀傷比。最后，提出進一步研究的方向。

1　導彈武器打擊鏈概念

打擊鏈與其他很多事物一樣，是在人類實踐活動中產(chǎn)生的，當猿人撿起石塊砸向目標那一刻起，人類打擊鏈就隨之出現(xiàn)了。打擊鏈隨著人類實踐活動的發(fā)展而變化，先后出現(xiàn)了利用弓箭、槍支、火炮等武器的打擊鏈，推動了戰(zhàn)爭形態(tài)由冷兵器、熱兵器，向機械化戰(zhàn)爭演化[3]。

在導彈成為戰(zhàn)爭勝負的重要決定因素，依賴雷達、飛機、艦船等多平臺進行作戰(zhàn)的背景下，打擊鏈作為一個概念被提出來，已有十多年的時間，早在2002年，Gregory S. Marzolf就將打擊鏈規(guī)定為發(fā)現(xiàn)目標，與之交戰(zhàn)并擊毀的從頭至尾的事件序列，分為四個層次，分別為ISR和C2、射手、武器和戰(zhàn)后毀傷評估(BDA)[4]。在隨后的研究和作戰(zhàn)實踐中，產(chǎn)生了對導彈武器打擊鏈的不同視角的闡述，各有側重，主要可以分為三類，分別是過程視角，目標視角和C4KISR體系視角。過程視角強調導彈武器打擊鏈是發(fā)現(xiàn)、定位、跟蹤、瞄準、交戰(zhàn)和評估的序列，這也是打擊鏈的6個環(huán)節(jié)[5,6]。目標視角強調導彈武器打擊鏈面向時敏目標(Time-Sensitive Targets)，目的在于盡可能縮短打擊鏈時間，滿足時敏打擊的需要[7-9]。C4KISR體系視角是從體系對抗的角度來說明導彈武器打擊鏈，強調通過打擊鏈實現(xiàn)的信火協(xié)同的整體作戰(zhàn)能力[10-11]。

雖然導彈武器打擊鏈的概念尚未統(tǒng)一，但都是圍繞著打擊，以信息系統(tǒng)為紐帶，以預警機為核心，連接戰(zhàn)斗機、艦船、導彈和人等各種作戰(zhàn)資源，實現(xiàn)武器系統(tǒng)與信息系統(tǒng)的協(xié)同和作戰(zhàn)資源的高效動態(tài)配置，進而改變戰(zhàn)斗力生成模式，提高作戰(zhàn)敏捷性和作戰(zhàn)效能。

2　導彈打擊鏈構成

導彈武器打擊鏈是由一系列環(huán)節(jié)構成的，現(xiàn)在普遍采用的是發(fā)現(xiàn)(Find)、定位(Fix)、跟蹤(Track)、瞄準(Target)、交戰(zhàn)(Engagement)和評估(Assess)六個環(huán)節(jié)，即F2T2EA。圖1給出了導彈打擊鏈路的構成。

圖1　導彈打擊鏈路構成

打擊鏈路的六個環(huán)節(jié)(F2T2EA)都有著多樣的能力要求，它們緊密結合在一起，共同作用，完成導彈打擊。F2T2EA的功能如表2所示[12]。

表2　導彈打擊鏈環(huán)節(jié)

3　導彈武器打擊鏈作戰(zhàn)樣式與流程

導彈打擊鏈通常有四類六種作戰(zhàn)樣式，分別是區(qū)域防空(截擊戰(zhàn)斗機、反巡航導彈)、空中打擊(對海突擊作戰(zhàn)、對陸突擊作戰(zhàn))、協(xié)同反潛和“反衛(wèi)”。表3給出了各類作戰(zhàn)樣式的主要使命任務和作戰(zhàn)流程。

4　導彈打擊鏈體系能力

導彈武器打擊鏈是將信息系統(tǒng)和武器系統(tǒng)融合在一起，形成復雜的C4KISR體系，其主要特點是：節(jié)點眾多，有預警機、戰(zhàn)斗機、艦船、導彈武器等；信息廣泛，有機載雷達、艦載微波雷達、二次雷達、IFF、地波超視距雷達、警戒機、電子偵察機、數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)系統(tǒng)、導航定位系統(tǒng)、聲納等；任務多樣，依據(jù)打擊鏈的邏輯步驟，有對目標發(fā)現(xiàn)、定位、跟蹤、瞄準，與目標交戰(zhàn)，以及交戰(zhàn)前后的評估等。打擊鏈體系需要改變當前各任務系統(tǒng)相互割裂，“煙囪”式發(fā)展的狀況，要求各種作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)要素能夠融合集成為整體作戰(zhàn)能力，各作戰(zhàn)平臺能夠自主協(xié)同，做到精準打擊，尤其是中遠程精準打擊。

表3　導彈武器打擊鏈作戰(zhàn)樣式與流程

導彈武器打擊鏈滿足打擊鏈的體系能力要求。

(1)融合集成，整體能力

運用信息系統(tǒng)把導彈武器的各種作戰(zhàn)力量、作戰(zhàn)單元、作戰(zhàn)要素融合集成為整體作戰(zhàn)能力，構建作戰(zhàn)要素無縫鏈接、作戰(zhàn)平臺自主協(xié)同的整體作戰(zhàn)體系。

圖2　作戰(zhàn)體系架構

圖2是以預警機為核心，由預警機、指揮所、戰(zhàn)斗機、導彈和目標等形成的整體作戰(zhàn)體系架構，該架構改變了以往的單向逐層傳遞，整個系統(tǒng)形成了以預警機為核心，包含導彈在內的網(wǎng)狀結構。如此，體系能夠以打擊目標為目的，充分共享信息，真正把信息優(yōu)勢轉化為作戰(zhàn)優(yōu)勢。

(2)網(wǎng)絡中心，全局服務

導彈武器打擊鏈需要諸多作戰(zhàn)資源密切配合，應對來襲目標。平臺中心戰(zhàn)難以實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)。自20世紀50年代初創(chuàng)以來，在軍事需求牽引和技術發(fā)展推動共同作用下，C4ISR系統(tǒng)不斷發(fā)展、完善和成熟，已全面進入“以網(wǎng)絡為中心”的一體化建設階段[13]。

“網(wǎng)絡中心化”將情報探測系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、作戰(zhàn)部隊和武器系統(tǒng)連城網(wǎng)絡，提高信息共享的程度，提高信息與共享態(tài)勢的質量，改進協(xié)作和決策[14]?！熬W(wǎng)絡中心化”提供信息的全局服務能力，使得作戰(zhàn)節(jié)點在沒有獲得信息在網(wǎng)絡上的位置的情況下，能夠實時反饋和提取信息，訪問所需的服務。

(3)設施共享，快速連接

“網(wǎng)絡中心化”的重點是信息共享，信息共享除網(wǎng)絡支持外，還依賴硬件和軟件。受制于作戰(zhàn)資源計算性能、兼容性、初始配置等的制約，對于特定的作戰(zhàn)任務，信息往往難以在網(wǎng)絡各節(jié)點直接之間充分共享。作戰(zhàn)資源上盡可能采用LRU和LRS，實現(xiàn)硬件和軟件的快速配置，快速構建打擊鏈。因此，導彈打擊鏈的體系除支持共享信息外，還需共享信息實施，從而快速形成體系作戰(zhàn)能力。

(4)自主協(xié)同，精準打擊

為了實現(xiàn)精準打擊，將適當?shù)膹椝幋驌舻秸_的目標上，在彈藥之間建立實時、可靠的雙向通信鏈路, 對彈藥進行組網(wǎng)，在彈藥之間進行信息共享，整體同時應對多種目標威脅，形成飽和攻擊或點對點攻擊。通過彈藥之間的相互配合，提高作戰(zhàn)任務的完成質量和彈藥的使用效率。實行以彈藥信息共享為基礎的動態(tài)調度，增強任務成功的概率。

(5)簡單開放，演進部署

導彈打擊鏈不是“一成不變”的，也不是“一勞永逸”的。隨著戰(zhàn)爭環(huán)境的變化，軍事思想和技術的推進，導彈打擊鏈不斷發(fā)展，其部署是一個循序漸進的過程。導彈打擊鏈的架構應是簡單開放的，具備演進部署的能力，保證新的作戰(zhàn)節(jié)點能夠嵌入。

5　導彈武器打擊鏈指標

與導彈武器不同，除射程和命中精度等指標外，在“打得遠，打得快，打得多，打得好”的作戰(zhàn)要求下，導彈武器打擊鏈的主要指標有打擊距離、閉環(huán)時間、飽和度、毀傷比等。

5.1打擊距離

打擊鏈發(fā)現(xiàn)并發(fā)射導彈的距離。在作戰(zhàn)中，目標被發(fā)現(xiàn)后未必能立即實施打擊，例如，表1中信息系統(tǒng)支持的打擊鏈能夠“看得遠”，但無法“打得遠”，這是由于預警機無法實施中制導等原因造成的。以網(wǎng)絡信息體系為基礎的導彈武器打擊鏈既要“看得遠”，也要“打得遠”，不僅要能夠發(fā)現(xiàn)足夠遠的目標，還要能夠對發(fā)現(xiàn)的目標發(fā)射導彈實施打擊。

5.2閉環(huán)時間

從預警機發(fā)現(xiàn)目標到完成打擊效果評估所需要的時間，依賴于探測時、態(tài)勢生成、任務規(guī)劃、戰(zhàn)斗機起飛、戰(zhàn)斗機探跟、戰(zhàn)斗機瞄準、戰(zhàn)斗機發(fā)射、導彈飛行和評估等操作完成的時間。用Tcl表示閉環(huán)時間，式(1)給出了閉環(huán)時間的形式化表示。

(1)

其中，M和N分別是打擊鏈上的節(jié)點數(shù)目和活動數(shù)目，ti,j是節(jié)點i上活動j的時間。需要指出的是，Θ表示Tcl取決于ti,j，而不特指具體的函數(shù)關系。

5.3飽和度

在進攻/防御型作戰(zhàn)中，打擊鏈的飽和度是在發(fā)射窗口內能夠發(fā)射導彈的數(shù)量，反映飽和攻擊/抗飽和攻擊的能力。發(fā)射窗口取決于目標的運動軌跡、發(fā)射點位置等。

用Tw表示窗口時間，Nu表示單位時間內發(fā)射導彈的數(shù)量，則飽和度Cs為

(2)

5.4毀傷比

毀傷比是在對抗中，擊中敵方并使其喪失戰(zhàn)斗力的概率與被敵方擊中而喪失戰(zhàn)斗力的概率比值。作戰(zhàn)過程中，不僅要擊中敵方，也要避免被敵方擊中，在擊中敵方與被敵方擊中的對抗中，贏得戰(zhàn)爭優(yōu)勢。

用Pe表示使對方喪失戰(zhàn)斗力的概率，Po表示己方喪失戰(zhàn)斗力的概率，那么，毀傷比Pr為

(3)

在式(3)中，若Pr>1，則打擊鏈相比敵方更有戰(zhàn)爭優(yōu)勢，有更大的可能性贏得戰(zhàn)爭；相反，若Pr<1，則敵方更有優(yōu)勢，在這種情況下，需要重新生成打擊鏈，以形成新的優(yōu)勢。

6　結　語

本文明確了導彈武器打擊鏈的概念。分析了其構成，包括發(fā)現(xiàn)、定位、跟蹤、瞄準、交戰(zhàn)和評估六個環(huán)節(jié)。從五個方面闡述了導彈武器打擊鏈體系應具備的能力。在后續(xù)研究中，將在本文的基礎上，深入研究導彈武器打擊鏈的具體問題。

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陸軍(1964—)，研究員級高級工程師，主要研究方向為空基信息系統(tǒng)頂層設計與綜合集成；E-mail：yyxsdu@126.com

喬永杰(1976—) ，博士，高級工程師，研究方向為綜合電子信息系統(tǒng)設計；

張先超(1984—)，博士，主要研究方向為空基信息系統(tǒng)綜合集成，打擊鏈理論與方法。

On Constructing Theory and Method of Missile Kill Chain

LU Jun, QIAO Yong-jie, ZHANG Xian-chao

(China Academy of Electronics and Information Technology, Beijing 100041, China)

The missile kill chain can advance building of networked information system of systems, form battle system of systems and revolutionize combat-effectiveness generation-mode (CGM). This paper studies the construction theory and method of the missile kill chain in the framework of networked information system of systems, including concepts, constitution, combat pattern and process, system capability, evaluation indices. The work above will promote theoretical research and operational application of missile kill chain.

missile kill chain; networked information system of systems; system capability; combat pattern and process; evaluation indices

10.3969/j.issn.1673-5692.2016.04.003

2016-06-01

2016-07-09

TP391，E0-03

A

1673-5692(2016)04-341-05