航母編隊體系作戰(zhàn)試驗設計與評估

楊繼坤,王 娜,肖 飛,韓 冰

(中國人民解放軍92493部隊,遼寧葫蘆島 125000)

為全面建成世界一流軍隊,打贏海上信息化戰(zhàn)爭,我軍正在加快發(fā)展新型作戰(zhàn)力量,著力構建現(xiàn)代海上作戰(zhàn)體系。其中,以航母、新一代艦載機、新型驅護艦為核心的遠海作戰(zhàn)力量正迅猛發(fā)展,將極大增強海上方向全域作戰(zhàn)能力，但也應看到,航母編隊體系技術水平革新和作戰(zhàn)能力躍升對試驗鑒定提出了新的要求,更加突出體系中、邊界上,全系統(tǒng)、全要素、全流程的實戰(zhàn)化考核。在此領域,美軍早已把試訓模式從單平臺、單系統(tǒng)的試驗和個人訓練、整體訓練拓展到以航母編隊體系試驗訓練和多軍兵種一體化聯(lián)合演訓,其組織方式、實施策略、環(huán)境構設、綜合評估和標準體系等方面的成果經(jīng)驗值得我軍學習和借鑒[1]。同時,隨著戰(zhàn)斗力形成方式的轉變和試驗鑒定領域改革的推進,體系作戰(zhàn)試驗的地位和要求不斷得到強化,聚焦體系能力、構建實戰(zhàn)環(huán)境、完善數(shù)據(jù)應用、推進試訓融合等理念和要求逐步走向實踐,致使海軍航母編隊體系作戰(zhàn)試驗頂層設計和總體規(guī)劃成為必然和急需。

本文立足航母編隊作戰(zhàn)能力提升,根據(jù)使命任務和編成方式,系統(tǒng)分析體系作戰(zhàn)試驗的特點、要求和定位,提出航母編隊體系作戰(zhàn)試驗的總體規(guī)劃與方案設計方法,為編隊體系作戰(zhàn)試驗與鑒定實踐提供了技術支撐。

1 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗概述

1.1 編隊使命任務及編成方式

航母及其編隊主要使命任務是奪取海域制空、制海、制信息權,實施海上封鎖和聯(lián)合火力打擊,保衛(wèi)海上交通線,掩護己方兵力突破封鎖,支援兩棲登陸作戰(zhàn)以及對淺縱深岸上目標進行突擊,實現(xiàn)持續(xù)高效的前沿存在,并參加人道主義救援、反恐、維和等非戰(zhàn)爭軍事行動。

作為航母編隊作戰(zhàn)運用的基礎和前提,兵力編成方式受任務屬性、敵我實力、戰(zhàn)場態(tài)勢、作戰(zhàn)環(huán)境等因素共同制約,大體可以分為攻勢作戰(zhàn)和防御性作戰(zhàn)條件下的對空、對海、對潛、對岸等兵力編成,往往不是一成不變的。主要遵循以下原則:以航母位置為核心,以保障艦載機出動為根本,能夠有效使用區(qū)域防空和反潛武器，兼顧編隊機動、通信和保障。典型編成由航母、核潛艇、防御幕艦、防御哨艦、綜合補給艦等十余艘艦艇,以及所屬的艦載直升機、戰(zhàn)斗機、電子戰(zhàn)飛機和預警機組成[2-3]。依據(jù)主要威脅方向,劃分為遠、中、近三層,呈環(huán)形配屬,如圖1所示。

圖1 航母編隊典型編成方式

1.2 體系作戰(zhàn)試驗及特點要求

體系作戰(zhàn)試驗是針對成系統(tǒng)、成建制的武器裝備,綜合運用多種方法手段構建體系工作環(huán)境和體系對抗環(huán)境,以作戰(zhàn)行動為主線模擬裝備體系作戰(zhàn)運用,獲取有效試驗數(shù)據(jù),對裝備體系整體性能、作戰(zhàn)效能、網(wǎng)絡化效能以及組分裝備體系的適應性、貢獻率等進行評估的試驗與鑒定活動。

體系作戰(zhàn)試驗主要聚焦于裝備體系,主要特點要求包括[4-5]:1)被試對象為基于信息系統(tǒng)的裝備體系,作戰(zhàn)要素完備、作戰(zhàn)單元齊全;2)重在檢驗裝備體系的整體作戰(zhàn)能力,發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)編成與協(xié)同方面的缺陷問題,評估新研裝備在體系環(huán)境中的適應性和體系貢獻率;3)參試裝備多,技術狀態(tài)和試驗風險管控難度大,對試驗設計和組織實施提出更高要求;4)一般依賴集成的聯(lián)合試驗環(huán)境(包括虛擬的、真實的、構造的部分)用以想定推演和復雜環(huán)境構設。

1.3 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗定位

航母編隊是典型的海軍裝備集成體系,其體系作戰(zhàn)試驗是在航母性能試驗和航母編隊初級作戰(zhàn)試驗基礎上開展的高級作戰(zhàn)試驗,試驗將結合航母在役考核進行,并與航母編隊體系演訓有機融合,是航母編隊體系戰(zhàn)斗力生成的重要環(huán)節(jié)。

航母編隊體系作戰(zhàn)試驗應圍繞航母編隊未來作戰(zhàn)對象與作戰(zhàn)方向進行規(guī)劃,目的是探索航母編隊體系在各種任務條件下的編成配置和作戰(zhàn)運用,檢驗在對抗條件下,航母編隊體系的對抗能力,摸清航母編隊體系作戰(zhàn)能力底數(shù),同時結合試驗開展部隊指揮和戰(zhàn)術訓練,促進作戰(zhàn)部隊與作戰(zhàn)裝備的有機結合。具體任務包括:1)檢驗航母編隊體系的融合度;2)檢驗航母編隊體系的作戰(zhàn)協(xié)同能力;3)檢驗航母編隊體系對空、對海、對陸、對水下作戰(zhàn)能力;4)檢驗航母編隊體系對復雜環(huán)境的適應性;5)探索航母編隊體系的作戰(zhàn)方式和流程;6)探索多軍種參與的航母編隊體系聯(lián)合作戰(zhàn)能力;7)結合試驗開展部隊聯(lián)合演訓。

航母編隊體系作戰(zhàn)試驗的主要任務形式分為:一體化聯(lián)合作戰(zhàn)試驗、跨軍種聯(lián)合戰(zhàn)役演訓、跨虛實聯(lián)合戰(zhàn)法研練等。

2 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗總體規(guī)劃

航母編隊作戰(zhàn)試驗工作要緊緊圍繞海軍體系作戰(zhàn)能力實戰(zhàn)化考核的步伐,根據(jù)體系編配特點和作戰(zhàn)試驗運用,科學制定組織實施策略,并從試驗指標、典型想定和試驗項目體系等方面系統(tǒng)考慮、頂層規(guī)劃。

2.1 組織實施策略

鑒于航母編隊裝備組成復雜、地位重要、體系貢獻突出、各方高度關注,按照一類被試裝備體系制定試驗鑒定策略,在通過單系統(tǒng)、單平臺性能試驗和初級作戰(zhàn)試驗后,進入體系作戰(zhàn)試驗環(huán)節(jié),遵循由易到難、循序漸近的原則進行試驗籌劃?？傮w策略具體體現(xiàn)如下:

1) 圍繞使命任務,重點考核體系協(xié)同指揮和作戰(zhàn)能力,注重對空、對海、對陸、對水下等方面作戰(zhàn)能力檢驗,加強組分裝備作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適應性驗證,突出信息支援條件下海空聯(lián)合作戰(zhàn)能力檢驗;

2) 突出編隊特點,以艦載機作戰(zhàn)運用和護航兵力協(xié)同配合為重點,統(tǒng)籌安排試驗計劃,嚴格轉階段準入條件和放行準則,完善相關審查機制;

3) 注重虛實結合,采用實兵實裝動態(tài)試驗和實兵模擬仿真試驗相結合的方式,構建基于LVC的戰(zhàn)場環(huán)境,開展典型任務背景下的實戰(zhàn)化運用和全要素考核;

4) 強化體系邊界,開展復雜及邊界條件下的編隊作戰(zhàn)能力試驗,注重復雜電磁及水文氣象環(huán)境下的協(xié)同防空、區(qū)域反潛,集中對海等體系作戰(zhàn)效能試驗,摸清編隊指揮控制邊界、火力打擊邊界和綜合防御邊界;

5) 綜合統(tǒng)籌資源,做好試驗項目與部隊訓練深度有機銜接,資源保障采用軍民融合模式,試驗數(shù)據(jù)采用分階段采集、綜合處理方法,結合做好采信、引用和挖掘工作,及時反饋部隊和研制部門,加快體系戰(zhàn)斗力形成。

2.2 指標體系建立

依據(jù)航母編隊體系作戰(zhàn)特點和組織過程,將總體目標需求分解為體系編配、單項能力、作戰(zhàn)想定、方面作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性等5大類二級指標,進一步按照“能力-任務-裝備”構建映射關系,如圖2所示。其中,每個單項固有能力都由相應的平臺/裝備提供,能夠完成體系賦予的特定任務,依據(jù)編隊體系作戰(zhàn)需求與體系內平臺具備的能力,確定兵力配置與部署形式,結合特定作戰(zhàn)背景和戰(zhàn)場環(huán)境,實現(xiàn)編隊方面作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)適用性檢驗和評估。該指標體系為航母編隊體系作戰(zhàn)試驗設計、想定推演、數(shù)據(jù)采集和綜合評估等奠定了理論基礎。

圖2 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗指標體系

2.3 典型想定設計

根據(jù)裝備作戰(zhàn)使命及可能承擔的典型作戰(zhàn)任務,提出對應的航母編隊體系作戰(zhàn)試驗想定要求,重點對作戰(zhàn)雙方的兵力編成、作戰(zhàn)企圖、作戰(zhàn)行動過程,以及被試裝備體系編成、使用原則、使用流程進行設想和假定,突出復雜戰(zhàn)場環(huán)境描述和對抗威脅條件設置,用于確定作戰(zhàn)試驗參試兵力和試驗環(huán)境條件構設要求,指導兵力行動和裝備使用[6]。

航母及其編隊承擔的攻勢防空、防御性防空、連續(xù)對海突擊、集中對海突擊、連續(xù)對陸突擊、集中對陸突擊和防御反潛等重點作戰(zhàn)任務,設計5類典型作戰(zhàn)試驗想定,包括:①反航母編隊作戰(zhàn)試驗;②對驅護編隊突擊作戰(zhàn)試驗;③保交反潛作戰(zhàn)試驗;④對陸淺縱深打擊作戰(zhàn)試驗;⑤支援兩棲登陸作戰(zhàn)試驗。

2.4 試驗項目體系

航母編隊體系作戰(zhàn)試驗的項目設置以體系擔負使命任務、平臺實際作戰(zhàn)能力、裝備研制總要求為基本依據(jù),充分借鑒服役期內體系編配、執(zhí)行任務時存在的問題缺陷,同時考慮到面對威脅、復雜環(huán)境和邊界條件下編隊體系實戰(zhàn)化考核的現(xiàn)實需求,按照體系單能力指標、體系方面戰(zhàn)效能和體系聯(lián)合作戰(zhàn)任務三個層次遞進規(guī)劃設計試驗項目[7-8],如圖3所示。其中體系單能力檢驗編隊內相同屬性裝備的集成運用能力及兼容性,主要包括預警探測、指揮控制、協(xié)同攻防、作戰(zhàn)保障、體系兼容等能力試驗項目;體系方面戰(zhàn)效能檢驗協(xié)同指揮條件下體系內裝備對作戰(zhàn)對手的打擊效能,主要包括協(xié)同對空、協(xié)同對海、協(xié)同對陸、協(xié)同反潛等效能試驗項目;體系聯(lián)合作戰(zhàn)任務試驗檢驗特定作戰(zhàn)環(huán)境和背景下編隊體系作戰(zhàn)任務的完成程度及體系效能貢獻程度,主要包括戰(zhàn)略預警下的?？諔B(tài)勢管控、防御性作戰(zhàn)下的編隊協(xié)同防空、攻勢作戰(zhàn)下的聯(lián)合對面突擊、編隊體系聯(lián)合搜/反潛作戰(zhàn)、戰(zhàn)略支援下的信息作戰(zhàn)、海基戰(zhàn)略戰(zhàn)術武器攻防等綜合作戰(zhàn)試驗項目。

圖3 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗項目設計

3 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗聯(lián)合環(huán)境構建

航母編隊體系作戰(zhàn)所涉及的試驗環(huán)境主要包括自然環(huán)境、電磁環(huán)境和對抗環(huán)境等,鑒于其構設規(guī)模大、組織難、消耗高、難以復現(xiàn)等特點,提出了聯(lián)合試驗環(huán)境構建方法,設計描繪了目標圖像、保障能力、構設手段和技術框架等方面內容。

3.1 核心保障能力

航母編隊體系作戰(zhàn)試驗勢必帶來實兵實彈動用多、試驗安全風險高、測控勤務保障難等問題,必須提前規(guī)劃相關保障能力建設[9-10],主要涉及以下幾方面:1)立體多維的海戰(zhàn)場偵察預警與指揮控制能力,覆蓋主要預設戰(zhàn)場,具備實時監(jiān)控、目標指示、區(qū)域內信息支援保障和多元試驗情報信息融合等功能;2)大范圍長航時伴隨式機動多維測控保障能力,覆蓋編隊?？蘸退卵b備測控范圍,具備伴隨應招式機動測控功能,能夠提供完整的多維測控解決方案;3)多變可控的體系級聯(lián)合環(huán)境構設與監(jiān)測能力,覆蓋編隊所屬平臺電磁脈沖強度要求,具備編隊級雷達、光電、通信等復雜環(huán)境機動構設和虛實合成功能,能實現(xiàn)區(qū)域內復雜環(huán)境監(jiān)測和分析;4)綜合準實時的推演分析與評估能力,具備開展編隊體系試驗方案推演分析、體系編配優(yōu)化、體系融合率評估、毀傷評估等工作,能夠對作戰(zhàn)原則和戰(zhàn)術戰(zhàn)法開展指導性評估;5)多信息支援下的編隊預設戰(zhàn)場基礎保障能力,能夠實現(xiàn)多編隊體系對抗保障,提供所需的情報信息、戰(zhàn)略支援、對手信息以及相應的后勤和裝勤保障。綜合所有保障能力形成航母編隊體系作戰(zhàn)試驗目標圖像如圖4所示。

圖4 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗目標圖像

3.2 集成構設手段

航母編隊體系作戰(zhàn)試驗聯(lián)合環(huán)境構設總體思路:1)通過想定編輯、模型庫構建、態(tài)勢感知和意圖識別等方法,構建基于紅/藍體系對抗的自主戰(zhàn)術運用環(huán)境;2)提出基于LVC的試驗環(huán)境集成,整合編隊內艦艇實裝、仿真平臺、模擬器和虛擬艦艇平臺等資源,構建以情報偵查、電子對抗、賽博攻防和精確打擊為核心的體系對抗環(huán)境,以背景噪聲、通訊信號、雷達電波、輻射傳導和頻譜管控為核心的體系電磁環(huán)境;3)采用自然生成方式,構建編隊試驗所需的水文氣象、地理等環(huán)境,突出高海況、高溫高濕、復雜氣象水文條件下的組分裝備互聯(lián)互通檢驗;4)利用試驗專裝,搭建通信、傳感和指控網(wǎng)絡,形成編隊試驗綜合導調系統(tǒng),用以內外場高效集成、態(tài)勢環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)控、數(shù)據(jù)指揮分發(fā)控制等[11]。其構建示意圖如圖5所示。

圖5 編隊體系作戰(zhàn)試驗集成環(huán)境構設方式

3.3 關鍵技術框架

體系試驗聯(lián)合環(huán)境構建需要成熟可靠的技術實現(xiàn)途徑作為保證,在借鑒外軍成熟經(jīng)驗、結合我軍試驗條件實際的基礎上,提出基于LVC集成的體系試驗環(huán)境關鍵技術框架[12],包括以分布式仿真、多源異構仿真集成、中間件、網(wǎng)關接口等為基礎的通用技術,以環(huán)境劇情生成、對象建模、聯(lián)合多分辨率模型聯(lián)邦、資源配置集成等為對象的模型技術,以環(huán)境開發(fā)、運行、管理、監(jiān)測、互感互抗、演示推演、專裝管控和接入等為紐帶的運維技術,以綜合評估、結構優(yōu)化、資源優(yōu)化等為約束的評估優(yōu)化技術。其體系框架如圖6所示。這些技術都是航母編隊體系聯(lián)合環(huán)境構建需重點關注的領域,并應掌握自主知識產權。

圖6 體系試驗環(huán)境構建關鍵技術框架

4 航母編隊體系作戰(zhàn)試驗評估

開展航母編隊體系作戰(zhàn)試驗評估重點是要區(qū)分與單裝備、單系統(tǒng)評估之間的界限,明確評估階段、內容、流程和方法體系,融合各階段評估數(shù)據(jù),最終獲得典型任務下的體系綜合能力結論。

4.1 評估內容

航母編隊體系試驗評估的基本出發(fā)點是體系的使命任務、作戰(zhàn)運用和技術提升,與傳統(tǒng)單裝/單系統(tǒng)試驗評估相比,更加注重整體功能性能,突出在聯(lián)合任務中的綜合效能,以及體系內各裝備的適應性和貢獻程度。因此,航母編隊體系試驗評估的主要任務可歸納為:通過前期試驗設計及組織實施過程,獲得有效試驗數(shù)據(jù),結合相關仿真試驗信息,對編隊體系整體性能、對抗效能、適用性、通用質量特性、體系集成度/融合度/貢獻度等指標進行綜合評估,為航母編隊體系編配,裝備結構優(yōu)化,系統(tǒng)效能提升提供建議。

其關鍵環(huán)節(jié)主要涉及:實裝試驗原始數(shù)據(jù)采集與處理;仿真推演數(shù)據(jù)回灌;評估指標體系建立;評估模型確立;開展綜合評估。

4.2 方法體系

鑒于航母編隊功能復雜,體系考核指標眾多,需同時兼顧裝備性能、體系能力、作戰(zhàn)效能以及試驗效果,方法上綜合利用現(xiàn)有手段,構建評估方法體系如圖7所示,具體選擇上可根據(jù)實際情況決定[13-14]。

圖7 體系試驗評估方法體系

4.3 模式選擇

體系試驗評估的復雜性決定其需要一種特定指導模式,能引導試驗者高效確定不同階段、不同屬性的指標評估要素、方法和優(yōu)缺點,以克服實際過程中的盲目性,提高評估目的性和合理性。因此,本文從評估要素、屬性、階段、方法和優(yōu)缺點等方面建立不同模式之間的匹配關系,提出了五類模式,如圖8所示。模式一是利用專家打分、模糊評判等方法對初始作戰(zhàn)評估階段體系固有能力進行評估,得出靜態(tài)效能的相對值;模式二是利用作戰(zhàn)仿真、統(tǒng)計試驗等方法對中期評估階段體系作戰(zhàn)效果進行評估,得出靜態(tài)效能的效用值;模式三是利用ADC法、SEA法等方法結合實兵試驗評估階段對體系功能性能和適用性進行評估,得出體系動態(tài)指標的綜合值;模式四是利用統(tǒng)計分析、數(shù)學解析和作戰(zhàn)模擬相結合的方法在作戰(zhàn)試驗綜合評估階段對體系編配、作戰(zhàn)能力、適用性進行評估,得出典型任務條件下的指標集;模式五是利用層次分析、對比法等方法結合部隊演訓、新裝備論證的評估階段對體系作戰(zhàn)效能、融合度、貢獻度等指標進行評估,獲得體系指標的擴展值。

圖8 體系試驗評估模式

5 結束語

本文系統(tǒng)研究了航母編隊體系作戰(zhàn)試驗總體規(guī)劃與方案設計,提出了作戰(zhàn)試驗項目體系,開展了聯(lián)合環(huán)境構建方法研究,探討了評估方法與模式。鑒于航母編隊組成復雜、地位重要,體系作戰(zhàn)試驗設計要求高這一特點,應加強頂層設計和策略研究,構建“能力-任務-裝備”互為映射的指標體系,以典型想定為依據(jù),設計體系單能力、方面作戰(zhàn)效能和聯(lián)合任務能力為核心的項目體系,發(fā)揮試驗總體規(guī)劃的指導和約束效用;由于編隊體系試驗規(guī)模大、消耗高、復現(xiàn)難,提出了試驗聯(lián)合環(huán)境構建方法,設計描繪了目標圖像、保障能力、構設手段和技術框架等方面內容;明確了航母編隊體系作戰(zhàn)試驗評估階段、內容、流程和方法體系,提出了各階段試驗數(shù)據(jù)融合處理的初步構想,設計了五個不同的評估模式;預期成果能為航母編隊體系作戰(zhàn)試驗的頂層設計和創(chuàng)新研究提供技術參考。