艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)及其裝備保障的發(fā)展

馬延平，王毅

（1.海裝駐大連地區(qū)第二軍事代表室，遼寧 大連 116000；2.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣東 廣州 511370）

0 引言

為了應(yīng)對未來復(fù)雜多變的作戰(zhàn)環(huán)境，各國海軍在艦船上不斷地增加雷達、電子戰(zhàn)和通信設(shè)備，但艦船上層建筑的射頻天線帶來了電磁兼容效果差、艦船隱身能力弱等一系列的問題，嚴(yán)重地影響了艦艇作戰(zhàn)和生存能力。為此，要提升艦船全域作戰(zhàn)能力，就必須要有一種功能性能好、總體集成度高的艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)。

艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)，是一個以艦船為平臺，匯集預(yù)警探測、電子對抗、通信、識別和導(dǎo)航等多種功能的系統(tǒng)，通過打破傳統(tǒng)意義上獨立、分散的鏈路設(shè)計，將天線和射頻前端等模塊一體化集成，發(fā)揮最大的作戰(zhàn)效能，實現(xiàn)最優(yōu)的作戰(zhàn)效果。

1 艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

美國是海軍水面艦艇射頻設(shè)備一體化的先驅(qū)，自1990年開始，就設(shè)立了多個研究及制造項目[1-2]。2004年，美國完成了海軍先進多功能射頻概念的平臺測試，實現(xiàn)了6～18 GHz頻段內(nèi)同時完成雷達、通信和電子戰(zhàn)功能，該項功能已被部分地應(yīng)用于美國海軍DDG系列驅(qū)逐艦中[3]。

近年來，美國海軍在其海軍研究辦公室（ONR：Office of Naval Research）的主導(dǎo)下，逐步地認識到艦船射頻系統(tǒng)的技術(shù)、工藝和架構(gòu)必須同步發(fā)展，實現(xiàn)射頻資源在傳感器、效應(yīng)器和通信系統(tǒng)之間的共享，并實時地動態(tài)分配資源和頻譜。針對此目標(biāo)，ONR啟動了“集成桅桿創(chuàng)新型艦船原理樣機”項目（以下簡稱INTOP-INP項目）[4]。該項目旨在開發(fā)新的技術(shù)和系統(tǒng)，形成改進的、可負擔(dān)的多功能能力，并采用開放式架構(gòu)來集成現(xiàn)有的設(shè)備和其他集成桅桿系統(tǒng)，這樣就可以更靈活地調(diào)整平臺能力，以應(yīng)對快速變化的環(huán)境，并支持通過模塊化開放式接口來集成額外的功能。INTOP-INP項目可以完成水面艦船和潛艇等各類裝備平臺的多種射頻作戰(zhàn)任務(wù)，包括視距通信、衛(wèi)星通信、電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)和雷達探測等，其中的雷達系統(tǒng)能夠生成、接收和處理多個頻率上的多種波形，具備邊掃描邊跟蹤、同時跟蹤多個目標(biāo)和空中交通管制等功能。此外，INTOP-INP項目的系列研究還包括先進封閉式桅桿/傳感器系統(tǒng)、多功能電磁輻射系統(tǒng)和多功能電子戰(zhàn)計劃等。

INTOP-INP項目正在從根本上改變我們對艦船射頻系統(tǒng)的看法，它將多種射頻功能集成到一個系統(tǒng)或系統(tǒng)之系統(tǒng)中，這些功能可以在HF～Q波段的范圍內(nèi)共享孔徑和電子設(shè)備，這樣就避免了為艦船所需的每一種射頻功能都配置一套專用設(shè)備（包括天線和甲板下的電子系統(tǒng)）。這些做法的優(yōu)點是，可以顯著地釋放艦上的空間、降低系統(tǒng)的重量、減輕維護保障的工作量；此外，還提升了系統(tǒng)用頻的靈活性（因為既可以選擇不會引起互擾且未被干擾的頻段來執(zhí)行射頻功能，也可以選擇當(dāng)前條件下能夠達到系統(tǒng)最佳性能的頻段）。INTOP-INP項目在天線和電子設(shè)備配置方面具有靈活性，能夠在任何條件下具有大多數(shù)關(guān)鍵性功能，并在保障雷達、電子戰(zhàn)、信息戰(zhàn)和通信功能的前提下顯著地降低系統(tǒng)的造價。

2 艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

美國海軍在有效地吸收利用INTOP-INP項目成果后，啟動了電磁機動戰(zhàn)指控（以下簡稱EMC2）項目，旨在進一步地開發(fā)控制電磁頻譜的能力，快速、靈活并有效地利用電磁/賽博環(huán)境，為其海軍的電磁機動戰(zhàn)提供重要的支撐。EMC2項目旨在實現(xiàn)最大效能的頻譜控制和開放式架構(gòu)系統(tǒng)能力，這種能力可以根據(jù)目標(biāo)平臺的尺寸和任務(wù)進行調(diào)整。同時，該項目可以通過資源分配管理器和頻譜管理器為美國海軍提供實時的射頻頻譜敏捷性[5-6]。

EMC2項目是在INTOP-INP項目現(xiàn)有功能的基礎(chǔ)上，開發(fā)增量的多功能能力和指揮控制能力，并通過系統(tǒng)之系統(tǒng)的方法將這些能力集成到一起。在ONR發(fā)布的一份技術(shù)成熟和風(fēng)險降低的征詢通告中，EMC2項目將開發(fā)硬件和軟件密集系統(tǒng)，實現(xiàn)在很寬的頻率范圍內(nèi)監(jiān)視射頻頻譜的能力，并為射頻功能分配最佳的頻率和資源，以適應(yīng)電磁環(huán)境和作戰(zhàn)需求的變化。

此外，為了在EMC2項目上聚集最優(yōu)質(zhì)的人力、物力和財力等各類資源，ONR向洛馬公司、諾格公司和雷聲綜合防御系統(tǒng)公司等12家美國公司授予了不確定交付日期/不確定交付數(shù)量的合同，合同總金額高達8億美元，據(jù)此推動開展行業(yè)的充分競爭。ONR表示，EMC2樣機具有射頻多功能和資源管理能力，為平臺提供更大的靈活性來適應(yīng)快速變化的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略環(huán)境。EMC2樣機將采用模塊化、開放式的接口，可以在不影響系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)計的前提下添加或刪減軟硬件，便于集成優(yōu)化新功能。

3 艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)的裝備保障

為了縮減保障規(guī)模，降低使用與保障費用，更好地發(fā)揮軍方保障資源與地方保障力量的優(yōu)勢，美國海軍為艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)裝備提出了“基于性能的保障”策略（以下簡稱PBL），目前已被美國國防部指定為艦船系統(tǒng)首選的保障策略[7-8]。

PBL的核心是通過“裝備保障集成方”加強裝備全壽命保障的管理，促進軍方與地方保障力量的合作，實現(xiàn)優(yōu)勢互補與風(fēng)險共擔(dān)，從而在經(jīng)濟可承受的條件下確保型號裝備在壽命周期內(nèi)實現(xiàn)預(yù)定的戰(zhàn)備完好性目標(biāo)。從本質(zhì)上看，PBL并不是單純的地方保障力量，更不意味著要將更多的任務(wù)量和經(jīng)費分配給地方公司，而是項目辦公室將具體的保障業(yè)務(wù)交給“裝備保障集成方”負責(zé)，并向其提出總的戰(zhàn)備完好性要求，后者根據(jù)裝備的實際情況來選擇裝備保障提供方，并根據(jù)軍方地方的能力與優(yōu)勢進行任務(wù)量和經(jīng)費的分配，在具體的分配過程中要考慮裝備壽命（壽命周期的各個階段）、現(xiàn)有保障基礎(chǔ)設(shè)施、軍方及商業(yè)公司的能力等因素，并要接受項目辦公室的監(jiān)督。此外， “基于性能保障”仍將受到軍方基地級核心維修能力和“50-50規(guī)則”經(jīng)費比例的限制。

與傳統(tǒng)的保障模式相比，PBL增設(shè)了“裝備保障集成方”，在項目辦公室的指導(dǎo)和監(jiān)督下，統(tǒng)籌負責(zé)裝備保障工作，致力于以最低的保障費用實現(xiàn)項目辦公室提出的戰(zhàn)備完好性目標(biāo)。其主要特點有：1）項目辦公室不再事無巨細地負責(zé)諸如購買備件等具體的保障事務(wù)，而是將關(guān)注重點放在裝備的總體戰(zhàn)備完好性和同型裝備的整體性能上，通過“基于性能的協(xié)議”向“裝備保障集成方”提出戰(zhàn)備完好性要求，賦予其相應(yīng)的保障管理職能，充當(dāng)“裝備保障集成方”的甲方，在具體的實施過程中對“裝備保障集成方”的工作進行監(jiān)督；2）與以往的主承包商模式相比， “裝備保障集成方”的職責(zé)范圍更大，而且可以由軍方擔(dān)任，其工作不再局限于某一個具體的業(yè)務(wù)領(lǐng)域（如維修、供應(yīng)和改進等），而是在項目辦公室的監(jiān)督下統(tǒng)籌兼顧，靈活地選擇各種方式和手段，最終目標(biāo)是滿足項目辦公室提出的裝備戰(zhàn)備完好性目標(biāo)；3）PBL具有很高的靈活性，根據(jù)裝備的實際特點和項目辦公室的要求，既可以通過簽訂全系統(tǒng)保障合同來整裝實施，又可以通過周期相對更長的分系統(tǒng)合同在關(guān)鍵部組件一級開展，確保了保障工作的延續(xù)性。

確定科學(xué)合理的頂層評價指標(biāo)是實施PBL的前提，也是跟蹤、衡量、評估PBL實施效果的有效工具。美國國防部從裝備保障的軍事和經(jīng)濟因素出發(fā)，提出了5個關(guān)鍵的頂層評價指標(biāo)：1）作戰(zhàn)可用性，即裝備能工作的時間與總時間之比；2）使用可靠性，即裝備完成的任務(wù)占總?cè)蝿?wù)的百分比，如艦船的出動頻率；3）單位使用量所需的費用，即裝備的總費用除以適當(dāng)?shù)亩攘繂挝凰玫臄?shù)值，如裝備使用的小時數(shù)；4）保障規(guī)模，即建制軍隊或地方保障力量的保障力量規(guī)模；5）保障響應(yīng)時間，即從提出保障需求到滿足該需求所需的時間。

PBL實施程序如下所述。

a）明確保障需求

主要是要搞清保障要達到的目標(biāo)，確保用戶的需求以最有效、及時、經(jīng)濟的方式得到滿足。為了很好地完成此任務(wù)，項目主任（PM：Project Management）一般要建立一個由多方代表組成的綜合項目組（IPT：Integrate Project Team）。由于保障需求可能會隨著時間、裝備使用環(huán)境的變化而發(fā)生變化，因此，為了更好地明確保障需求，IPT團隊?wèi)?yīng)與作戰(zhàn)人員和裝備保障人員密切、持續(xù)地接觸。PM與軍方用戶對保障性能進行協(xié)商，制定出基于性能的協(xié)議 （PBA： Performance Based Agreement），以反映用戶對保障的需求。

b）選擇項目保障集成方

PM要選擇一個或多個項目保障集成方（PSI：Project Support Integrate），并與PSI建立基于性能的合同（PBC：Performance Based Agreement Contract）或PBA，反映PM對保障性能的要求。PSI負責(zé)對所有的保障資源進行整合。PM只需面對PSI，而不用同時面對項目中的多個合同商和建制保障機構(gòu)。根據(jù)具體項目和保障主體的情況，PSI可由合同商或軍方建制保障機構(gòu)擔(dān)任。

c）選擇合同商

PSI根據(jù)與PM達成的PBA或PBC要求，充分地利用競爭，選擇符合要求的合同商?？梢园裀SI比喻成主合同商，而把PSI選擇的合同商理解成子合同商。選擇合同商時，應(yīng)首先考慮合同商的資質(zhì)、財務(wù)狀況、人員技能和管理水平等因素，然后根據(jù)入圍合同商提供的方案進行分析，選出符合要求的合同商。

d）授予合同

PSI與合同商在保障性能、相關(guān)利益方的職責(zé)、合同期、費用和激勵等方面進行協(xié)商，達成一致，簽訂合同?；谛阅艿暮贤瘫Ｕ虾贤c傳統(tǒng)的合同相比，突出了性能和激勵在合同中的地位。合同中性能指標(biāo)要定量、可測量。支付的結(jié)構(gòu)要與性能指標(biāo)相關(guān)聯(lián)，性能水平與激勵緊密相關(guān)。合同中還應(yīng)規(guī)定當(dāng)合同商不能按要求履行合同時的補救措施，如中止合同、實施賠償?shù)取?/p>

e）合同實施與監(jiān)督

包括質(zhì)量保障計劃、激勵措施的實施和風(fēng)險管理等。合同實施期間，PM要對實施情況進行監(jiān)督。PM要定期地對PSI性能進行評審，并向相關(guān)主管部門提供報告。在實施過程中，根據(jù)實際變更的情況，可能還需要對相關(guān)保障需求、性能衡量指標(biāo)等進行修改，從而需要對原先簽訂的合同或協(xié)議進行修改。根據(jù)PSI性能情況，及時地實施激勵措施，以確保項目按照預(yù)期的方向進行。

4 結(jié)束語

艦船多功能綜合射頻系統(tǒng)是未來世界海軍水面艦船電子系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，美國海軍在該系統(tǒng)上的多功能化、一體化和模塊化已取得了一定的成就，其發(fā)展趨勢和裝備保障方法可為我國海軍相關(guān)領(lǐng)域的進步發(fā)展提供參考。