王正青
(原空軍裝備研究院防空所所長(zhǎng),空軍級(jí)專(zhuān)家,專(zhuān)業(yè)技術(shù)二級(jí),現(xiàn)為軍委裝備發(fā)展部試驗(yàn)鑒定技術(shù)專(zhuān)家組組長(zhǎng),防空反導(dǎo)專(zhuān)家組顧問(wèn))
基于作戰(zhàn)能力的武器裝備試驗(yàn)鑒定必須貫徹于武器裝備的立項(xiàng)論證、裝備研制、試驗(yàn)鑒定、部隊(duì)使用等建設(shè)全周期。在武器裝備論證階段,以面向?qū)嶋H對(duì)手的軍事需求為牽引,全面開(kāi)展武器裝備的作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)效能與使用要求等論證;武器裝備工程研制階段,以研制總要求為依據(jù),對(duì)包括復(fù)雜環(huán)境、對(duì)抗條件等方面在內(nèi)的武器裝備主要性能和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)、研制與驗(yàn)證,并通過(guò)規(guī)范化的組織形式和試驗(yàn)活動(dòng),對(duì)武器裝備主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)做出可信的鑒定評(píng)估結(jié)論。
長(zhǎng)期以來(lái),武器裝備定型階段試驗(yàn)鑒定,主要是在典型條件下考核武器裝備性能的“達(dá)標(biāo)度”,為武器裝備列裝狀態(tài)的確定提供依據(jù)。但武器裝備在復(fù)雜的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境和戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)抗條件下,作戰(zhàn)能力的試驗(yàn)鑒定與評(píng)估更為迫切和重要,也更需要摸清復(fù)雜環(huán)境與邊界條件下武器裝備的性能、效能、作戰(zhàn)適用性等“底數(shù)”。
本文從面向?qū)崙?zhàn)、摸清武器裝備底數(shù)的目的出發(fā),對(duì)如何在典型條件試驗(yàn)鑒定基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開(kāi)展武器裝備復(fù)雜環(huán)境和邊界條件試驗(yàn)鑒定的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析,包括復(fù)雜環(huán)境與邊界條件構(gòu)設(shè)、建模仿真與實(shí)裝試驗(yàn)綜合運(yùn)用等,提出了基于作戰(zhàn)能力的復(fù)雜環(huán)境與邊界條件試驗(yàn)鑒定的規(guī)劃方法。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是敵我雙方體系與體系的對(duì)抗、裝備與裝備的直接沖突。戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)手始終會(huì)利用全部可能的手段限制對(duì)方武器裝備的效能發(fā)揮。因此,武器裝備面臨的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境必然是復(fù)雜的。復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的因素很多,包括自然環(huán)境和人為干擾環(huán)境。
自然環(huán)境是武器裝備首先要面對(duì)并適應(yīng)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境因素,包括地表環(huán)境、氣象環(huán)境、水文環(huán)境等。自然環(huán)境對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)及參與其中的武器裝備能力的發(fā)揮存在重要影響。歷來(lái),作戰(zhàn)一方由于攜帶的武器裝備和運(yùn)輸工具不適應(yīng)交戰(zhàn)環(huán)境而導(dǎo)致戰(zhàn)斗失敗的案例比比皆是。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中,空襲兵器(飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈等)都要利用地形遮蔽、海面雜波等作為突防手段規(guī)避防御系統(tǒng)的探測(cè)。采用先進(jìn)探測(cè)技術(shù)的制導(dǎo)武器,也依其物理原理須克服特定自然環(huán)境因素的影響。例如,紅外導(dǎo)引頭和激光探測(cè)設(shè)備需要克服強(qiáng)光學(xué)體背景等自然環(huán)境因素。
相比自然環(huán)境,武器裝備必然要面對(duì)更為復(fù)雜的人為干擾環(huán)境。人為干擾環(huán)境,分為無(wú)意干擾和有意干擾兩大類(lèi),具體分類(lèi)見(jiàn)圖1?,F(xiàn)代作戰(zhàn)裝備在目標(biāo)探測(cè)、通信交互、協(xié)同作戰(zhàn)等環(huán)節(jié)中,需要獲取電磁(含紅外、可見(jiàn)光等廣義電磁譜)特征,必須具備強(qiáng)抗干擾能力,才能把握行動(dòng)的主動(dòng)權(quán)。
無(wú)意干擾包括友鄰雷達(dá)和其他無(wú)線(xiàn)電設(shè)備,及敵方雷達(dá)和非專(zhuān)職電子干擾無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的輻射干擾;有意干擾主要指雷達(dá)干擾、光電干擾兩大類(lèi)。其中,雷達(dá)干擾分為有源干擾和無(wú)源干擾,前者包括壓制干擾、欺騙干擾等,如遠(yuǎn)距支援干擾、舷外/拖曳/伴隨干擾、艦載/自衛(wèi)干擾等;后者包括遮蔽干擾和欺騙干擾,包括箔條、角反射器、假目標(biāo)等;光電干擾環(huán)境方面,主要分為有源、無(wú)源光電干擾2類(lèi),前者包括紅外干擾、紅外誘餌和激光干擾等,后者包括煙幕干擾、誘餌假目標(biāo)、光電隱身和光電偽裝等多種形式。有意干擾還有其他分類(lèi)方法,例如:按基本作戰(zhàn)使命,把機(jī)載干擾系統(tǒng)分為4類(lèi):遠(yuǎn)距支援干擾、隨隊(duì)電子干擾、自衛(wèi)電子干擾和相互支援電子干擾,它們?cè)陔娮痈蓴_的戰(zhàn)術(shù)使用中,分別起到不同的作用。
人為干擾環(huán)境因素中,若裝備作戰(zhàn)過(guò)程中可對(duì)人為干擾措施的使用方式、時(shí)機(jī)進(jìn)行操縱和干預(yù),則該環(huán)境更具有對(duì)抗性,可稱(chēng)之為對(duì)抗環(huán)境。例如,作戰(zhàn)飛機(jī)在來(lái)襲導(dǎo)彈告警條件下,同時(shí)進(jìn)行大機(jī)動(dòng)規(guī)避飛行與干擾彈投放等綜合措施,使得空空導(dǎo)彈打擊飛機(jī)的對(duì)抗環(huán)境更為復(fù)雜。
因此,試驗(yàn)鑒定階段,通過(guò)復(fù)雜環(huán)境與邊界條件驗(yàn)證,全面、到位地考核武器系統(tǒng)性能,已成為通過(guò)試驗(yàn)鑒定工作促進(jìn)武器裝備性能提升的重要抓手。
典型環(huán)境與條件下的性能檢驗(yàn)是指在規(guī)定的典型環(huán)境和條件(通常體現(xiàn)為典型目標(biāo)和作戰(zhàn)想定)下,為檢驗(yàn)裝備主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行的試驗(yàn)驗(yàn)證,主要對(duì)系統(tǒng)方案的可行性以及裝備性能指標(biāo)的階段達(dá)到程度進(jìn)行驗(yàn)證,支撐武器裝備工程研制按照“設(shè)計(jì)-驗(yàn)證-改進(jìn)”的迭代閉環(huán)持續(xù)推進(jìn),也是試驗(yàn)鑒定階段“回答”武器裝備作戰(zhàn)性能基本狀態(tài)的必經(jīng)過(guò)程。
圖1 武器裝備人為干擾因素分類(lèi)Fig.1 Classification of jamming on weapon system
在裝備試驗(yàn)鑒定工作中,典型環(huán)境與條件下的性能驗(yàn)證和復(fù)雜環(huán)境與邊界條件試驗(yàn)驗(yàn)證,如圖2所示,兩者并不是割裂開(kāi)的。典型環(huán)境與條件下性能驗(yàn)證是復(fù)雜環(huán)境與邊界條件試驗(yàn)驗(yàn)證的重要基礎(chǔ),主要體現(xiàn)為:①典型環(huán)境與條件下性能驗(yàn)證,以典型目標(biāo)、典型作戰(zhàn)想定為背景,所設(shè)置的條件與裝備研制要求對(duì)應(yīng)性強(qiáng),裝備進(jìn)入試驗(yàn)鑒定階段后的部分主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)可直接驗(yàn)證考核,確定了武器裝備的基本技術(shù)狀態(tài);②典型環(huán)境與條件下性能驗(yàn)證得到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果,可作為高置信度仿真與綜合評(píng)估模型校驗(yàn)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),為真實(shí)試驗(yàn)條件難以達(dá)到的邊界條件下的武器裝備評(píng)估提供了一種重要手段。
綜上,典型環(huán)境與條件下性能驗(yàn)證是試驗(yàn)鑒定階段中不可或缺的一環(huán),是復(fù)雜環(huán)境與邊界條件試驗(yàn)驗(yàn)證的重要基礎(chǔ)。然而,典型環(huán)境與條件下的性能鑒定并不能得到邊界條件下的性能驗(yàn)證,因此,進(jìn)一步深化開(kāi)展復(fù)雜環(huán)境與邊界條件下試驗(yàn)鑒定是十分重要和必要的。
從構(gòu)建自然環(huán)境條件而言,一般可通過(guò)我國(guó)縱貫?zāi)媳薄M跨東西的試驗(yàn)站構(gòu)建典型自然環(huán)境的試驗(yàn)場(chǎng)。這些自然環(huán)境試驗(yàn)場(chǎng)提供覆蓋主要國(guó)土面積的綜合溫度、濕度、氣壓、太陽(yáng)輻射、淋雨、霉菌、鹽霧等環(huán)境要素,可在自然環(huán)境下評(píng)估武器裝備。在武器裝備研制早期,一般針對(duì)性地投試關(guān)鍵部件進(jìn)行低溫、濕熱、鹽霧等環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證。在裝備級(jí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的檢驗(yàn)后,還應(yīng)進(jìn)一步利用自然環(huán)境試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行全系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證。
在自然環(huán)境試驗(yàn)中,出現(xiàn)極限溫度、濕度及海情等要素是“幾率性”的,一般無(wú)法保證完全滿(mǎn)足考核要求的邊界條件。因此,還應(yīng)利用技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)的人工模擬環(huán)境,構(gòu)建武器裝備性能指標(biāo)所要求的極端邊界條件。當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)室條件主要以滿(mǎn)足部組件、單裝的試驗(yàn)條件為主,一般情況下僅提供單一環(huán)境應(yīng)力或少數(shù)應(yīng)力綜合的條件,在系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品能力驗(yàn)證、綜合環(huán)境條件驗(yàn)證方面均存在一定的差距。應(yīng)根據(jù)裝備研制特點(diǎn),補(bǔ)充建設(shè)必要的人工模擬環(huán)境,以便于裝備研制階段對(duì)環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行摸底與改進(jìn)提升,如大尺度海浪模擬環(huán)境、飛行器空間模擬環(huán)境等。
自然環(huán)境邊界條件的構(gòu)建應(yīng)深入開(kāi)展2方面研究:①將環(huán)境可靠性考核評(píng)價(jià)點(diǎn)向前延伸,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)考核點(diǎn)“左”移。為保證裝備的環(huán)境適應(yīng)性水平,研制期間開(kāi)展的環(huán)境可靠性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作,應(yīng)變“事后被動(dòng)把關(guān)”為注重早期投入,也稱(chēng)為試驗(yàn)考核“左移”。在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)階段等重要研制節(jié)點(diǎn),對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性水平進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)存在的問(wèn)題盡早改進(jìn),對(duì)可能的隱患及早排除。②加強(qiáng)各試驗(yàn)階段數(shù)據(jù)積累和加速貯存試驗(yàn)研究。不同于邊界條件考核,對(duì)部分大型武器裝備,由于缺少使用數(shù)據(jù)和試驗(yàn)方法的有效支撐,對(duì)長(zhǎng)期使用后的環(huán)境適應(yīng)性水平的評(píng)價(jià)方法欠缺。常規(guī)的自然環(huán)境貯存試驗(yàn),試驗(yàn)環(huán)境真實(shí),試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確,但是自然環(huán)境貯存試驗(yàn)周期長(zhǎng),通常在設(shè)計(jì)定型前很難完成。為有效的檢驗(yàn)考核產(chǎn)品長(zhǎng)期使用環(huán)境適應(yīng)性水平,應(yīng)研究加速貯存試驗(yàn)方法,對(duì)產(chǎn)品全壽命周期的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行檢驗(yàn)。
圖2 武器裝備指標(biāo)體系及試驗(yàn)鑒定Fig.2 Indicator system and testing identification of weapon system
復(fù)雜干擾環(huán)境,特別是復(fù)雜電磁、光電干擾環(huán)境,因其具有種類(lèi)多、組合形式多、使用模式多、時(shí)空特性變化快、技術(shù)發(fā)展快等特點(diǎn),已成為我國(guó)武器裝備研制和試驗(yàn)鑒定的重點(diǎn)。圍繞裝備在復(fù)雜干擾環(huán)境下的高效、穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)信息探測(cè)、傳輸與處理能力要求,裝備論證均按照裝備任務(wù)剖面對(duì)信息獲取、傳輸、處理中的復(fù)雜干擾條件下的能力進(jìn)行明確量化要求。裝備試驗(yàn)研制與鑒定階段,通過(guò)武器裝備的實(shí)飛、實(shí)射等試驗(yàn)檢驗(yàn),識(shí)別出制約武器作戰(zhàn)效能發(fā)揮的因素,促進(jìn)針對(duì)性的技術(shù)戰(zhàn)術(shù)手段改進(jìn)提升,對(duì)接近實(shí)戰(zhàn)使用環(huán)境下的作戰(zhàn)性能進(jìn)行驗(yàn)證。目前,在復(fù)雜干擾環(huán)境試驗(yàn)條件的構(gòu)設(shè)過(guò)程中,還存在干擾環(huán)境因素不全、試驗(yàn)條件逼真度不高、干擾設(shè)置難度不夠等問(wèn)題,例如,某型武器雖然定型試驗(yàn)合格,但在接近實(shí)戰(zhàn)環(huán)境的作戰(zhàn)演習(xí)中,性能明顯低于預(yù)期。因此,必須加強(qiáng)復(fù)雜干擾環(huán)境的試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè)及試驗(yàn)鑒定評(píng)估:
(1) 提升武器裝備復(fù)雜干擾環(huán)境構(gòu)設(shè)的要素完整性、設(shè)置合理性與環(huán)境逼真度
當(dāng)前,“電磁頻譜戰(zhàn)”將電磁頻譜域提升為繼陸、海、空、天、網(wǎng)電之外的第6個(gè)作戰(zhàn)域。按照該概念,裝備鑒定和研制單位應(yīng)結(jié)合武器裝備的作戰(zhàn)任務(wù)剖面,開(kāi)展復(fù)雜干擾環(huán)境構(gòu)設(shè)。一是按照頻段覆蓋的“橫向”完整性,將電磁、光學(xué)、紅外,甚至是紫外等干擾類(lèi)型劃分,放在整個(gè)廣域頻段內(nèi)統(tǒng)一考慮。相應(yīng)地,可將武器裝備的全部用頻頻段在試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè)中統(tǒng)一梳列,按照人為設(shè)置干擾和人為無(wú)意干擾進(jìn)行分類(lèi),可有效避免環(huán)境構(gòu)設(shè)中出現(xiàn)要素不全的情況。二是按照作戰(zhàn)任務(wù)的“縱向”剖面,對(duì)武器裝備在作戰(zhàn)任務(wù)中,按照利用電磁頻譜的信息探測(cè)獲取、信息處理傳輸、信息融合決策等環(huán)節(jié)進(jìn)行分類(lèi)。這一過(guò)程中,應(yīng)針對(duì)各個(gè)頻譜利用環(huán)節(jié),確定必要的試驗(yàn)復(fù)雜度。三是按照假想的對(duì)抗方能夠采取的措施組合這一“立體”維度,按照對(duì)手的頻譜攻擊(噪聲壓制等)、頻譜利用(信號(hào)偵測(cè)-轉(zhuǎn)發(fā)等)、頻譜防護(hù)(目標(biāo)自身隱身、伴飛強(qiáng)反射/輻射體等)等內(nèi)容,設(shè)置組合多變、復(fù)雜程度遞進(jìn)、層次合理的干擾環(huán)境。
(2) 以實(shí)裝/半實(shí)物仿真對(duì)抗為主,重視干擾的組合效應(yīng)對(duì)武器裝備整體性能的影響
武器裝備面臨的復(fù)雜干擾環(huán)境樣式多(伴隨、拖曳、支援、自衛(wèi)、多點(diǎn)源干擾等)、戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用靈活(瞬變、博弈)、干擾維度廣(時(shí)、頻、空、能量、極化)。多種干擾因素呈現(xiàn)非線(xiàn)性耦合作用,致使復(fù)雜電磁干擾環(huán)境的定量描述分析仍是一個(gè)基礎(chǔ)性難題。應(yīng)綜合應(yīng)用實(shí)物/半實(shí)物仿真對(duì)抗的方法進(jìn)行試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè),例如高逼真度靶機(jī)、靶彈以及各種無(wú)人機(jī)平臺(tái)的掛飛干擾吊艙等實(shí)物條件。對(duì)于途徑單一或機(jī)理研究相對(duì)深入的干擾樣式,如掩護(hù)支援、噪聲壓制等,可構(gòu)建高逼真度的半實(shí)物干擾模擬器試驗(yàn)條件。
實(shí)物/半實(shí)物仿真中,對(duì)抗環(huán)境的構(gòu)設(shè)應(yīng)依據(jù)干擾環(huán)節(jié)對(duì)武器裝備整體性能的影響范圍,確定環(huán)境中具體的受擾試驗(yàn)對(duì)象。例如,對(duì)于某型裝備的壓制式通信干擾試驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建,綜合考慮受擾后影響模式、通訊后端容錯(cuò)性與冗余性,可將受擾試驗(yàn)對(duì)象集中于武器裝備的指揮通信設(shè)備部分。而對(duì)某型欺騙干擾環(huán)境構(gòu)建,考慮其對(duì)裝備火力打擊、作戰(zhàn)時(shí)序的影響具有復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性,將探測(cè)設(shè)備、指控設(shè)備、火力打擊設(shè)備一并納入受擾試驗(yàn)對(duì)象,進(jìn)行考核驗(yàn)證。
(3) 深化復(fù)雜干擾環(huán)境綜合性、智能化構(gòu)建技術(shù)研究
基于實(shí)物、覆蓋多組合的復(fù)雜干擾環(huán)境試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè)復(fù)雜、成本代價(jià)大,應(yīng)充分收集和積累試驗(yàn)數(shù)據(jù),開(kāi)展組合干擾試驗(yàn)條件的多因素關(guān)聯(lián)性分析研究,深化復(fù)雜干擾條件構(gòu)設(shè)的完備性、典型性理論,支撐組合干擾條件下武器裝備性能評(píng)估建模,持續(xù)提升復(fù)雜干擾環(huán)境試驗(yàn)構(gòu)設(shè)的有效性和經(jīng)濟(jì)性。
人工智能等前沿技術(shù)在復(fù)雜干擾和對(duì)抗作戰(zhàn)中的應(yīng)用,不斷加深了裝備的對(duì)抗深度和博弈層面的綜合性。例如,外軍在電磁頻譜戰(zhàn)領(lǐng)域已發(fā)展干擾裝備數(shù)字化和小型化,并探索智能反對(duì)抗等先進(jìn)途徑[1]。復(fù)雜干擾環(huán)境的試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè)應(yīng)及時(shí)關(guān)注這一趨勢(shì),加強(qiáng)對(duì)手智能對(duì)抗策略的研究和試驗(yàn)條件構(gòu)設(shè)方法,必要時(shí)可按照“藍(lán)軍對(duì)手”的模式構(gòu)建。
靶標(biāo)系統(tǒng)(或根據(jù)具體裝備形態(tài)稱(chēng)為靶機(jī)或靶彈),通過(guò)相對(duì)真實(shí)地模擬目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性、電磁散射、光學(xué)特性、機(jī)動(dòng)特性等,成為試驗(yàn)鑒定中復(fù)雜環(huán)境與邊界條件構(gòu)設(shè)的重要保障條件。構(gòu)建復(fù)雜環(huán)境與邊界條件過(guò)程中,需要與之匹配的高性能靶標(biāo)系統(tǒng)。以防空武器裝備為例,既要求靶機(jī)能夠?qū)ο冗M(jìn)空襲飛機(jī)的超聲速、大機(jī)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行模擬,更要求靶機(jī)能夠模擬逼真的電子干擾、隱身等對(duì)抗特性。
當(dāng)前,武器裝備試驗(yàn)中的靶標(biāo)系統(tǒng)性能指標(biāo)要求越來(lái)越高,使得靶標(biāo)建設(shè)難度和成本增大,出現(xiàn)技術(shù)難度、建設(shè)周期、經(jīng)費(fèi)需求與武器裝備試驗(yàn)條件難以匹配的情況。因此,復(fù)雜環(huán)境與邊界條件構(gòu)設(shè)中的靶標(biāo)建設(shè)須關(guān)注以下幾點(diǎn):
(1) 綜合靶標(biāo)技術(shù)難度與建設(shè)周期因素,通過(guò)分類(lèi)處置,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境與邊界條件的靶標(biāo)構(gòu)建和指標(biāo)鑒定:在靶標(biāo)技術(shù)水平可支撐的條件下,按照復(fù)雜環(huán)境和邊界條件提出綜合性鑒定指標(biāo);對(duì)于靶標(biāo)技術(shù)水平無(wú)法全面支撐的情況,可將綜合考核指標(biāo)分解為靶標(biāo)系統(tǒng)可支撐的單項(xiàng)或部分組合指標(biāo)。
(2) 基于靶標(biāo)型譜梳理,建立靶標(biāo)目錄,加強(qiáng)統(tǒng)籌建設(shè)。按照靶標(biāo)型譜系列化建設(shè),逐步覆蓋相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)武器裝備相應(yīng)的試驗(yàn)邊界條件。同時(shí),還應(yīng)充分利用我國(guó)武器裝備攻防體系基本完備的優(yōu)勢(shì),選用已有裝備改造為靶標(biāo)系統(tǒng),有利于快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)需要的復(fù)雜環(huán)境與邊界條件。
(3) 靶標(biāo)建設(shè)和使用中還應(yīng)注重系統(tǒng)性能與費(fèi)用成本的平衡。一方面可通過(guò)單項(xiàng)模擬高速、高空、機(jī)動(dòng)或干擾等某方面的邊界條件,降低靶標(biāo)成本。另一方面,對(duì)于模擬復(fù)雜邊界條件的高成本靶標(biāo),應(yīng)通過(guò)模塊化、可配置等手段降低綜合使用成本。例如,美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御裝備研制過(guò)程中,在裝備研制及初始能力形成階段,主要采用赫拉靶彈驗(yàn)證相關(guān)武器裝備的基本作戰(zhàn)過(guò)程、探測(cè)能力和攔截能力,在彈道導(dǎo)彈防御體系綜合飛行試驗(yàn)中,采用了增程遠(yuǎn)程空射靶彈,采購(gòu)真實(shí)彈道導(dǎo)彈,開(kāi)展復(fù)雜場(chǎng)景多目標(biāo)防御作戰(zhàn)性能驗(yàn)證。
在精確建模與參數(shù)辨識(shí)的基礎(chǔ)上,仿真是武器裝備試驗(yàn)鑒定不可或缺的手段。越是宏大復(fù)雜的系統(tǒng),如防空反導(dǎo)體系,越是需要用仿真作為重要評(píng)估手段。用于武器裝備鑒定的仿真試驗(yàn)具備以下特點(diǎn):一是武器裝備運(yùn)行模型采用工程級(jí)粒度模型,例如制導(dǎo)精度仿真中的導(dǎo)彈飛行控制一般采用實(shí)裝模型;二是武器裝備運(yùn)行的客觀物理環(huán)境模型,采用本領(lǐng)域多方驗(yàn)證的基礎(chǔ)模型,例如大氣模型等;三是客觀物理環(huán)境作用于武器裝備的影響規(guī)律建模,所依據(jù)的物理機(jī)理清晰準(zhǔn)確、試驗(yàn)數(shù)據(jù)可信;四是利用有限次數(shù)的武器裝備實(shí)裝試驗(yàn)數(shù)據(jù),支撐仿真系統(tǒng)的模型校驗(yàn)。
仿真試驗(yàn)相對(duì)于實(shí)裝試驗(yàn)的置信度問(wèn)題,始終是試驗(yàn)鑒定中各方最為關(guān)心的問(wèn)題,在復(fù)雜環(huán)境與邊界條件試驗(yàn)建模仿真中尤為重要。在敵我雙方信息裝備密集部署、對(duì)抗裝備相互作用所形成的復(fù)雜干擾環(huán)境和邊界條件下,對(duì)武器裝備通過(guò)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用范圍、應(yīng)用程度、應(yīng)用結(jié)果的綜合評(píng)估方法,仍是一個(gè)需要深入探討的問(wèn)題。應(yīng)按照校核、驗(yàn)證和確認(rèn)(VV&A)3個(gè)層級(jí),利用各階段試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)仿真模型進(jìn)行校核、驗(yàn)證,完善系統(tǒng),提升置信度。在這一過(guò)程中,除了應(yīng)用單項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)校核,更要重視實(shí)射、實(shí)飛等綜合試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用,以使半實(shí)物信號(hào)級(jí)模型及仿真符合復(fù)雜環(huán)境與邊界條件的實(shí)際響應(yīng)規(guī)律。
目標(biāo)特性、自然環(huán)境和干擾環(huán)境模型獨(dú)立運(yùn)行于武器裝備模型之外,從管理上,可由第三方獨(dú)立開(kāi)發(fā)和校驗(yàn),既可確保仿真環(huán)境構(gòu)設(shè)的獨(dú)立性,也有利于對(duì)同領(lǐng)域武器裝備的環(huán)境模型實(shí)行統(tǒng)籌建設(shè),充分積累多型裝備的校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
為達(dá)到試驗(yàn)鑒定對(duì)武器裝備復(fù)雜環(huán)境與邊界條件下性能的“摸清底數(shù)”目標(biāo),應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)工程的方法,按照“全面覆蓋、分步/分類(lèi)實(shí)施”的原則進(jìn)行試驗(yàn)鑒定整體規(guī)劃和實(shí)施。試驗(yàn)鑒定科目規(guī)劃和設(shè)置既要自頂向下對(duì)武器裝備全部戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋,還要滿(mǎn)足武器系統(tǒng)復(fù)雜環(huán)境和邊界條件的要求。
分步/分類(lèi)實(shí)施是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)能力充分驗(yàn)證的可行方法。主要包括3步:①應(yīng)按照規(guī)劃詳細(xì)列出復(fù)雜環(huán)境和邊界條件試驗(yàn)鑒定項(xiàng)目清單,逐項(xiàng)分析試驗(yàn)條件、保障資源、成本代價(jià)等;②對(duì)具備實(shí)施條件的復(fù)雜環(huán)境和邊界條件試驗(yàn)鑒定項(xiàng)目進(jìn)行考核;③對(duì)暫不具備實(shí)施條件的試驗(yàn)科目,依據(jù)重要性和仿真驗(yàn)證情況逐一分析,形成清單,并確定復(fù)雜環(huán)境與邊界條件構(gòu)設(shè)方法、技術(shù)途徑與實(shí)施時(shí)間。
按照以上步驟形成“復(fù)雜環(huán)境與邊界條件驗(yàn)證路線(xiàn)圖”。通過(guò)對(duì)“復(fù)雜環(huán)境與邊界條件驗(yàn)證路線(xiàn)圖”的監(jiān)管,綜合試驗(yàn)與仿真結(jié)果給出武器裝備“初始能力1.0”的“達(dá)標(biāo)度”評(píng)估,并逐步實(shí)現(xiàn)武器裝備定型后的全壽命周期優(yōu)化。
試驗(yàn)鑒定規(guī)劃應(yīng)與立項(xiàng)論證、方案設(shè)計(jì)同步協(xié)調(diào)推進(jìn),這是按照系統(tǒng)工程方法開(kāi)展試驗(yàn)鑒定工作的客觀規(guī)律。在武器裝備立項(xiàng)論證與方案設(shè)計(jì)初期,應(yīng)同步啟動(dòng)試驗(yàn)鑒定規(guī)劃工作,從一開(kāi)始就要回答如何考核驗(yàn)證、在什么條件下考核驗(yàn)證的問(wèn)題,起到對(duì)武器裝備立項(xiàng)論證、方案設(shè)計(jì)提出的指標(biāo)體系提前“閉環(huán)驗(yàn)證”的效果,既可有效避免武器裝備論證出現(xiàn)部分指標(biāo)不可驗(yàn)證的風(fēng)險(xiǎn),還能準(zhǔn)確識(shí)別出缺乏的試驗(yàn)條件(特別是實(shí)戰(zhàn)化復(fù)雜環(huán)境試驗(yàn)保障條件),及時(shí)啟動(dòng)建設(shè)。
性能鑒定試驗(yàn)重在考核武器裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)能力達(dá)標(biāo)度,確認(rèn)武器裝備基本狀態(tài)與能力。作戰(zhàn)試驗(yàn)更強(qiáng)調(diào)武器裝備在近實(shí)戰(zhàn)條件下對(duì)裝備作戰(zhàn)效能、作戰(zhàn)適用性的考核,評(píng)估裝備在各種戰(zhàn)術(shù)復(fù)雜環(huán)境下的效能、人機(jī)結(jié)合戰(zhàn)斗力以及裝備體系貢獻(xiàn)度。
按照兩者的側(cè)重和關(guān)聯(lián),當(dāng)前在試驗(yàn)組織實(shí)施中可開(kāi)展2個(gè)方向的結(jié)合:
(1) 武器系統(tǒng)性能驗(yàn)證階段,在基本狀態(tài)得到驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,可同步安排部分作戰(zhàn)試驗(yàn)科目或要素,初步驗(yàn)證武器裝備在體系實(shí)用性、作戰(zhàn)適用性方面的能力。
(2) 在武器裝備作戰(zhàn)試驗(yàn)階段,通過(guò)列裝部隊(duì)的實(shí)兵操作,考核裝備的人機(jī)交互性能,并安排需要體系化組織、實(shí)施成本大的綜合驗(yàn)證考核科目。例如,美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御武器裝備研制中,在試驗(yàn)環(huán)境設(shè)置中逐步貼近實(shí)戰(zhàn),2000年7月安排了集成天基、地基傳感器和雷達(dá)以及作戰(zhàn)管理指揮控制等體系要素的目標(biāo)攔截飛行試驗(yàn),提前驗(yàn)證裝備的體系適應(yīng)性[2];2017年5月組織實(shí)施了洲際彈道導(dǎo)彈實(shí)兵攔截,集成了天基紅外探測(cè)系統(tǒng)、?;鵛波段雷達(dá)、前置雷達(dá)AN/TPY-2等多種探測(cè)系統(tǒng)、接入作戰(zhàn)管理與指揮控制通信系統(tǒng)C2BMC等多體系要素“互操作”的綜合驗(yàn)證試驗(yàn)。
綜上所述,基于作戰(zhàn)能力的武器裝備建設(shè),必須重視接近實(shí)戰(zhàn)的復(fù)雜環(huán)境和邊界條件下的試驗(yàn)鑒定工作。通過(guò)性能試驗(yàn)驗(yàn)證、作戰(zhàn)試驗(yàn)驗(yàn)證以及兩者相結(jié)合的驗(yàn)證,充分評(píng)估武器裝備全壽命周期的性能,實(shí)現(xiàn)武器裝備試驗(yàn)鑒定“面向?qū)崙?zhàn),摸清底數(shù)”的目的。