新一代靶機(jī)系統(tǒng)發(fā)展研究

杜大全, 胡桂陽, 孟 達(dá)

(酒泉十四支局, 甘肅 酒泉 735018)

0 引 言

為奪取未來空中優(yōu)勢(shì), 美歐等航空強(qiáng)國正加快第六代戰(zhàn)斗機(jī)(簡(jiǎn)稱六代機(jī))研發(fā)進(jìn)度, 靶機(jī)作為武器系統(tǒng)試驗(yàn)保障的重要條件, 應(yīng)逼真模擬威脅目標(biāo)特性和作戰(zhàn)樣式, 以滿足武器裝備靶試需要, 避免降低考核標(biāo)準(zhǔn)、 影響裝備鑒定試驗(yàn)等問題。 因此, 新一代靶機(jī)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)緊跟對(duì)手武器裝備研發(fā)步伐, 聚焦對(duì)手下一代戰(zhàn)斗機(jī)目標(biāo)特性和作戰(zhàn)樣式, 實(shí)現(xiàn)逼真模擬, 滿足武器裝備試驗(yàn)考核需求。

1 未來空中威脅分析

歐洲國家近年來加緊步伐, 力圖通過自主研發(fā)六代機(jī)擺脫對(duì)美國裝備的依賴, 法國、 德國和西班牙正在聯(lián)合開發(fā)未來空戰(zhàn)系統(tǒng)(Future Combat Air System, FCAS)項(xiàng)目, 下一代戰(zhàn)斗機(jī)(Next Generation Fighter, NGF)是該項(xiàng)目的關(guān)鍵組成[1]。

2022年12月, 英國、 日本和意大利政府發(fā)表聯(lián)合聲明, 宣布共同在新的全球空戰(zhàn)計(jì)劃(Global Combat Air Programme, GCAP)下開發(fā)下一代戰(zhàn)斗機(jī), 將此前英國和意大利聯(lián)合開展的Tempest(暴風(fēng))未來空戰(zhàn)系統(tǒng)研制計(jì)劃與日本的F-X下一代戰(zhàn)斗機(jī)計(jì)劃合并[2]。

美國未來的六代機(jī)由空軍和海軍各自研制, 波音公司、 洛克希德·馬丁公司、 諾斯羅普·格魯曼公司等多家公司參與研制并公布了概念方案, 包括空軍型F-X和海軍型F/A-XX[3-5], 在空軍和海軍分別發(fā)布同名的“下一代空中主宰”(Next Generation Air Dominance, NGAD)項(xiàng)目后, 美國六代機(jī)也常用與項(xiàng)目同名的“NGAD”來稱謂。 2020年9月, 美國空軍透露一架全尺寸NGAD演示機(jī)進(jìn)行了試飛。 美國戰(zhàn)略和預(yù)算評(píng)估中心在2019年發(fā)布的《走向大國競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代的美國空軍》[6]與2020年發(fā)布的《未來美國空軍作戰(zhàn)力量的五項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)》[7]中, 建議2024年首批交付2架、 2030年交付50架六代機(jī)。 一系列信息表明, 美國六代機(jī)將在2030年左右形成作戰(zhàn)能力。

目前, 歐洲的2種六代機(jī)方案和美國波音公司、 諾斯羅普·格魯曼公司、 洛克希德·馬丁公司的六代機(jī)方案全部為有人構(gòu)型[8]。

為了能夠獲取未來高端信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的制空優(yōu)勢(shì), 近年來, 美軍還在秘密推進(jìn)包含下一代戰(zhàn)斗機(jī)系統(tǒng)等多系統(tǒng)構(gòu)成的“下一代空中主宰”項(xiàng)目, 并催生了NGAD系統(tǒng)簇(FoS)概念。 NGAD項(xiàng)目由有人平臺(tái)、 無人機(jī)系統(tǒng)、 指揮控制系統(tǒng)、 武器系統(tǒng)、 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等一系列不同的子項(xiàng)目組成, 旨在開發(fā)各種下一代戰(zhàn)術(shù)空戰(zhàn)能力。 根據(jù)美國海軍《2030-2035年航空愿景》, NGAD項(xiàng)目設(shè)想為以美國海軍六代機(jī)為中心, 有人/無人機(jī)協(xié)同運(yùn)行的系統(tǒng)簇[9]; 美國空軍NGAD項(xiàng)目旨在發(fā)展跨空、 天、 網(wǎng)、 電, 并能與地面/水面能力強(qiáng)聯(lián)合的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)簇, 美國空軍六代機(jī)是該系統(tǒng)簇的核心裝備, 將可同時(shí)遂行火力打擊、 信息獲取、 數(shù)據(jù)處理、 目標(biāo)指示等多種功能。

2 新一代靶機(jī)系統(tǒng)發(fā)展方向和典型特征

2.1 目標(biāo)特性逼真模擬對(duì)手下一代空戰(zhàn)平臺(tái)

目前, 基于有關(guān)研究資料能夠勾勒的美國六代機(jī)目標(biāo)特性輪廓是: 具有全方位、 寬/全頻譜隱身能力, RCS較五代機(jī)將至少提升一個(gè)數(shù)量級(jí), 據(jù)稱可與1枚BB彈相比擬[9]; 具有較五代機(jī)更強(qiáng)的紅外隱身性能, 最小紅外輻射強(qiáng)度可能下降50%; 采用自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī), 具有馬赫數(shù)不小于2的長(zhǎng)時(shí)超聲速巡航能力[5]和超聲速高機(jī)動(dòng)、 亞聲速超常機(jī)動(dòng)能力, 以及1 800 km以上的作戰(zhàn)半徑。 為應(yīng)對(duì)威脅, 新一代靶機(jī)建設(shè)應(yīng)瞄準(zhǔn)模擬對(duì)手六代機(jī)目標(biāo)特性。

2.2 模擬目標(biāo)群由有人戰(zhàn)機(jī)拓展至無人戰(zhàn)機(jī)

從空戰(zhàn)發(fā)展趨勢(shì)看, 無人戰(zhàn)機(jī)將成為未來空戰(zhàn)重要組成部分, 其職能使命正不斷拓展。 NGAD系統(tǒng)簇攻擊戰(zhàn)斗平臺(tái)采用有人/無人機(jī)編組形式, 高度自主的先進(jìn)無人機(jī)稱為“協(xié)同作戰(zhàn)飛機(jī)”(Collaborative Combat Aircraft, CCA), 最初將主要用于空對(duì)空作戰(zhàn)。 美國空軍可能采取1架有人機(jī)搭配2架CCA的比例進(jìn)行編組, 并且出于規(guī)劃目的, 考慮了1 000架CCA和200架NGAD戰(zhàn)斗機(jī)、 300架F-35A聯(lián)合攻擊戰(zhàn)斗機(jī)的初始機(jī)隊(duì)規(guī)劃[10-11]。

至今, 靶機(jī)的模擬對(duì)象還主要是有人機(jī), 對(duì)模擬無人機(jī)的相關(guān)研究較少。 雖然無人機(jī)成本正不斷降低, 但高性能作戰(zhàn)無人機(jī)仍價(jià)格不菲, 而即便使用去除部分任務(wù)載荷的實(shí)裝進(jìn)行靶試, 其成本也難以接受。 因此, 即便是針對(duì)無人戰(zhàn)機(jī)的靶試任務(wù)仍然需要專職靶機(jī)來完成。

無人戰(zhàn)機(jī)較有人戰(zhàn)機(jī)至少有兩方面特殊之處。 一是具有更大的過載潛能, 有人戰(zhàn)機(jī)承受最大過載一般不超過9(這是優(yōu)秀飛行員能夠承受的過載極限), 無人機(jī)機(jī)動(dòng)能力拋開了飛行員生理限制, 并且因無人駕駛而去除的環(huán)控救生等系統(tǒng)質(zhì)量可用于機(jī)體結(jié)構(gòu)增強(qiáng), 理論上過載能力可超過20, 考慮其隱身氣動(dòng)布局約束, 無人戰(zhàn)機(jī)過載能力仍可能較有人戰(zhàn)機(jī)提升30%以上。 二是具有更大的隱身潛能, 無人戰(zhàn)機(jī)沒有座艙, 而座艙是傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)的強(qiáng)散射源, 隱身戰(zhàn)機(jī)一般采取在座艙蓋上鍍膜的方式, 通過金屬化處理降低座艙腔體散射, 而無法使用效果更好的隱身涂層, 因此無座艙需求的無人戰(zhàn)機(jī)更具隱身設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì); 并且在組網(wǎng)作戰(zhàn)中, 作為特殊節(jié)點(diǎn)使用的無人機(jī)還可能不安裝探測(cè)雷達(dá), 通過數(shù)據(jù)鏈利用其他平臺(tái)的信息支援來感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì), 從而進(jìn)一步縮減RCS。

無人戰(zhàn)機(jī)作為新型靶機(jī)模擬目標(biāo)群, 對(duì)靶機(jī)性能提出了新的挑戰(zhàn), 除了高隱身性能要求外, 還需要更大的機(jī)動(dòng)過載能力。 新一代靶機(jī)建設(shè)應(yīng)充分考量對(duì)無人戰(zhàn)機(jī)目標(biāo)群的模擬需求。

2.3 應(yīng)用場(chǎng)景由單架次向編隊(duì)協(xié)同靶試轉(zhuǎn)變

近年來, 分布式作戰(zhàn)、 馬賽克戰(zhàn)等作戰(zhàn)概念被相繼提出, 作戰(zhàn)形態(tài)不斷演進(jìn)的動(dòng)因可歸納為持續(xù)深化作戰(zhàn)協(xié)同能力, 而高度網(wǎng)絡(luò)化的有人/無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)無疑是支撐上述新質(zhì)作戰(zhàn)概念在空中戰(zhàn)場(chǎng)落地的重要模式基礎(chǔ)。 有人/無人機(jī)分布式協(xié)同作戰(zhàn), 能夠在聯(lián)合編隊(duì)條件下充分發(fā)揮有人平臺(tái)的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)及無人平臺(tái)的數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì), 在實(shí)現(xiàn)“功能分解”的同時(shí), 實(shí)現(xiàn)基于“地理空間”的分布, 使其達(dá)到最大作戰(zhàn)效能, 實(shí)現(xiàn)顛覆性作戰(zhàn)能力[12]。 美軍NGAD系統(tǒng)簇正是采取有人機(jī)為主、 無人機(jī)為輔的編組形式, 形成一個(gè)協(xié)作的“系統(tǒng)家族”作戰(zhàn)體系, 并利用體系信息實(shí)施空中優(yōu)勢(shì)作戰(zhàn)。

有人/無人機(jī)分布式協(xié)同作戰(zhàn)將是未來空中戰(zhàn)場(chǎng)的主要作戰(zhàn)模式, 空中對(duì)抗必然由“平臺(tái)對(duì)平臺(tái)”轉(zhuǎn)為“分布式對(duì)分布式”, 武器打擊對(duì)象也將由平臺(tái)轉(zhuǎn)為體系。 在此情況下, 導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)時(shí)必然會(huì)受到敵機(jī)編隊(duì)的協(xié)同對(duì)抗, 包括協(xié)同干擾以及“誘餌型”無人機(jī)充當(dāng)欺騙誘餌對(duì)有人機(jī)實(shí)施掩護(hù)。 因此, 未來靶試任務(wù)中需要構(gòu)建編隊(duì)協(xié)同控制的分布式靶機(jī)態(tài)勢(shì)。

3 新一代靶機(jī)系統(tǒng)能力要求

靶試任務(wù)中靶機(jī)的性質(zhì)是為武器實(shí)彈射擊提供無法用有人機(jī)代替的靶目標(biāo), 要求靶機(jī)能夠在特定時(shí)間段模擬出有人機(jī)的部分目標(biāo)特性, 從而考核武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。 靶試過程中靶機(jī)扮演的是被發(fā)現(xiàn)和跟蹤的防御角色, 模擬的目標(biāo)特性是對(duì)武器效能發(fā)揮有影響的特性因素。

目前, 一些研究將六代機(jī)技術(shù)特征歸納為“5S”, 即超隱身能力、 超機(jī)動(dòng)能力、 超聲速巡航、 超感知打擊和超協(xié)同能力[13]。 對(duì)于“5S”的能力特征, 靶機(jī)既不可能也無必要全部模擬。 例如: 超聲速巡航可給戰(zhàn)機(jī)帶來眾多攻擊優(yōu)勢(shì), 但在遭受攻擊時(shí), 只有有利于擺脫跟蹤的速度、 機(jī)動(dòng)等特性是有意義的, 至于超聲速飛行是不是開了加力、 有多遠(yuǎn)的航程等則與靶試無關(guān)。 而打擊能力同樣與扮演防御角色的靶機(jī)無關(guān)。 感知能力和協(xié)同能力有一部分是與防御方有關(guān)的, 感知能力可通過“虛擬感知”途徑來實(shí)現(xiàn), 協(xié)同能力主要是實(shí)現(xiàn)協(xié)同干擾, 而不是協(xié)同探測(cè)、 協(xié)同打擊。 從未來靶試任務(wù)需求考慮, 新一代靶機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具備以下關(guān)鍵能力。

3.1 全向隱身

六代機(jī)和無人協(xié)同作戰(zhàn)飛機(jī)具有全向隱身性能, 其目的是應(yīng)對(duì)來自不同方向的雷達(dá)威脅, 減小各個(gè)方向雷達(dá)探測(cè)距離, 實(shí)現(xiàn)穿透性制空作戰(zhàn)。 靶試任務(wù)中, 靶機(jī)只面對(duì)一個(gè)已知方向的雷達(dá)威脅, 并且被雷達(dá)截獲本就是靶試的必要條件, 因此其全向隱身的目的并不同于隱身作戰(zhàn)飛機(jī)。 其出發(fā)點(diǎn)在于: 目標(biāo)隱身不僅關(guān)系雷達(dá)探測(cè)距離, 還關(guān)系RCS起伏特性, 影響雷達(dá)發(fā)現(xiàn)概率; 目標(biāo)隱身關(guān)系角閃爍噪聲, 影響雷達(dá)角跟蹤精度。 (1)全向隱身使靶機(jī)RCS分布特性更為逼真, 在機(jī)動(dòng)過程中靶機(jī)相對(duì)雷達(dá)的RCS起伏特性就更接近模擬目標(biāo), 導(dǎo)引頭發(fā)現(xiàn)概率更接近實(shí)戰(zhàn)情形; (2)在小RCS處, 角閃爍與RCS之間有強(qiáng)負(fù)相關(guān)性[14], 角閃爍增強(qiáng)會(huì)使雷達(dá)導(dǎo)引頭制導(dǎo)精度下降, 全向隱身使靶機(jī)機(jī)動(dòng)過程中RCS持續(xù)保持在較低值, 角閃爍特性更接近模擬目標(biāo)。 目前隱身靶機(jī)主要模擬目標(biāo)前向隱身性能, 側(cè)向、 后向隱身能力不足, 使得靶機(jī)RCS分布特性逼真度不高。 雖然歐洲的六代機(jī)方案以及美國第五代航空靶機(jī)(Fifth-Generation Aerial Targets, 5GAT)[15-16]均采用帶有外傾雙垂尾的布局設(shè)計(jì), 這種設(shè)計(jì)具有控制率設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、 飛行穩(wěn)定性強(qiáng)、 易于操縱的優(yōu)勢(shì), 但其側(cè)向隱身性能不佳。 新一代靶機(jī)系統(tǒng)應(yīng)首選與NGAD概念方案相同的飛翼氣動(dòng)布局, 該布局更利于靶機(jī)全向隱身。 在飛翼布局基礎(chǔ)上, 通過隱身涂料+隱身功能結(jié)構(gòu)件+翼身融合外形等隱身措施, 可有效抑制靶機(jī)側(cè)向機(jī)身邊條、 翼尖斜切部位、 側(cè)機(jī)身與翼面夾角產(chǎn)生的散射峰; 采用二元噴管+高溫吸波涂料等措施可有效縮減后向的尾噴管腔體散射。

3.2 寬頻隱身

六代機(jī)向?qū)掝l/全頻譜隱身發(fā)展, 靶機(jī)模擬該性能具有應(yīng)用意義。 制導(dǎo)武器靶試試驗(yàn)時(shí), 在中末制導(dǎo)交接前, 靶機(jī)RCS及其起伏特性主要影響機(jī)載火控雷達(dá)或地導(dǎo)武器系統(tǒng)搜索和制導(dǎo)雷達(dá)的作戰(zhàn)效能, 因此隱身頻段需要針對(duì)上述雷達(dá)的工作頻段; 在中末制導(dǎo)交接后, 靶機(jī)RCS及其起伏特性、 角閃爍特性主要影響雷達(dá)導(dǎo)引頭的作戰(zhàn)效能, 因此隱身頻段需要針對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭的工作頻段。 綜上, 靶機(jī)需要具備寬頻隱身能力。 一方面需要通過外形隱身設(shè)計(jì)提升低頻段隱身性能; 另一方面需要使用新型隱身材料, 在突出高頻段吸波材料反射率指標(biāo)的同時(shí)兼顧低頻段指標(biāo)要求。

3.3 紅外隱身

隨著戰(zhàn)機(jī)雷達(dá)隱身性能的增強(qiáng), 導(dǎo)彈系統(tǒng)使用紅外成像導(dǎo)引頭或雷達(dá)/紅外雙模復(fù)合制導(dǎo)的比例在增大。 而六代機(jī)紅外隱身性能較五代機(jī)有較大提高, 要考核武器系統(tǒng)紅外導(dǎo)引頭作戰(zhàn)性能, 靶機(jī)系統(tǒng)應(yīng)具備目標(biāo)主要方向的紅外輻射特性模擬能力。 小尺寸靶機(jī)一般紅外輻射強(qiáng)度較低, 靶試中通常以加裝紅外增強(qiáng)器的方式盡量靠近特定角度下的彈道條件要求, 達(dá)到考核目的。 所以小尺寸靶機(jī)在模擬目標(biāo)紅外輻射特性方面的任務(wù)是紅外增強(qiáng), 而不是紅外隱身, 技術(shù)難點(diǎn)在于如何減小紅外輻射強(qiáng)度方向圖、 紅外光譜特性、 輻射亮度分布和輻射穩(wěn)定性等與真實(shí)目標(biāo)的差異。 考慮新一代靶機(jī)系統(tǒng)尺寸將有所增大, 并使用更大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)以實(shí)現(xiàn)超聲速飛行, 其尾向紅外輻射強(qiáng)度可能大于六代機(jī), 因而模擬的任務(wù)轉(zhuǎn)為紅外隱身。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)及排氣系統(tǒng)的紅外輻射貢獻(xiàn)占整個(gè)戰(zhàn)機(jī)紅外輻射的90%, 因此降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)表面溫度和紅外輻射率是靶機(jī)紅外隱身的關(guān)鍵, 主要技術(shù)手段有: 采用S彎噴管和二元噴管、 噴管外罩采用復(fù)合材料隔熱結(jié)構(gòu)、 蒙皮使用紅外隱身涂層等。

3.4 超聲速飛行

美國六代機(jī)依靠下一代自適應(yīng)推進(jìn)系統(tǒng)(Next Generation Adaptive Propulsion, NGAP)將具備更強(qiáng)大的超聲速巡航能力[17]。 靶機(jī)雖然不需要超聲速巡航, 但超聲速飛行卻是其一項(xiàng)重要能力需求。 一方面, 運(yùn)動(dòng)過程中彈目相對(duì)速度會(huì)影響引信動(dòng)作(多普勒頻移), 而破片與目標(biāo)相對(duì)速度還會(huì)影響毀傷效果。 更重要的是, 目標(biāo)飛行速度會(huì)直接影響雷達(dá)導(dǎo)引頭的跟蹤精度, 而與機(jī)動(dòng)相結(jié)合的超聲速機(jī)動(dòng)能力, 對(duì)這一影響更為顯著。 因此, 超聲速飛行、 超聲速機(jī)動(dòng)是新一代靶機(jī)不可或缺的能力指標(biāo)。 但對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)者來說, 超聲速和高隱身、 高機(jī)動(dòng)、 多載荷等指標(biāo)之間存在著諸多矛盾和制約因素, 設(shè)計(jì)難度較大, 在靶機(jī)性能組合設(shè)計(jì)時(shí)將面臨艱難抉擇。 例如: 采取翼身融合外形有利于靶機(jī)側(cè)向隱身和載荷能力, 但會(huì)顯著增加飛機(jī)截面, 從而增加氣動(dòng)阻力, 加大實(shí)現(xiàn)超聲速飛行的難度; 靶機(jī)為實(shí)現(xiàn)高機(jī)動(dòng)性, 傾向于增加機(jī)翼和尾翼面積尺寸, 而為了實(shí)現(xiàn)超聲速飛行, 又希望發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸更大, 這些要求都將影響靶機(jī)的隱身性能。 總的來說, 靶機(jī)實(shí)現(xiàn)超聲速飛行的關(guān)鍵是具備小型大推力發(fā)動(dòng)機(jī), 足夠大的推力是破解上述設(shè)計(jì)矛盾和制約因素的要點(diǎn), 但目前相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟度還不高。

3.5 大機(jī)動(dòng)過載

大機(jī)動(dòng)過載有助于提升作戰(zhàn)飛機(jī)的生存能力。 預(yù)測(cè)有人駕駛六代機(jī)的機(jī)動(dòng)能力將不低于五代機(jī)水平; 而無人作戰(zhàn)平臺(tái)在擺脫飛行員生理限制后, 過載能力至少提升30%以上。 考慮隱身氣動(dòng)布局對(duì)機(jī)動(dòng)過載需求的不利影響, 靶機(jī)可以考慮使用推力矢量技術(shù)來實(shí)現(xiàn)過載指標(biāo)需求。 靶機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注高機(jī)動(dòng)工況下的進(jìn)發(fā)匹配問題、 高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和輕量化設(shè)計(jì)的平衡問題、 整機(jī)重量和氣動(dòng)特性與發(fā)動(dòng)機(jī)推力的綜合配平問題、 飛翼布局高機(jī)動(dòng)控制問題。 另外, 由于以往機(jī)載成品一般按照過載9的承受能力進(jìn)行設(shè)計(jì), 不符合新一代靶機(jī)系統(tǒng)的高過載要求, 因此, 發(fā)動(dòng)機(jī)、 起飛著陸系統(tǒng)、 各類機(jī)載設(shè)備等所有機(jī)載成品, 需按照新的過載指標(biāo)進(jìn)行過載承受能力試驗(yàn)驗(yàn)證或理論計(jì)算, 以滿足可靠性要求。

3.6 虛擬感知

對(duì)靶試環(huán)境態(tài)勢(shì)信息的實(shí)時(shí)感知是靶機(jī)進(jìn)行隊(duì)形變換、 釋放干擾和機(jī)動(dòng)規(guī)避的前提, 但靶機(jī)自身的感知能力有限, 如果在靶機(jī)上加裝探測(cè)設(shè)備直接獲取態(tài)勢(shì)信息, 將會(huì)大幅增加靶機(jī)成本, 不符合靶機(jī)低成本、 可消耗的屬性要求。 為降低成本, 可以通過遙測(cè)鏈路打通靶場(chǎng)指揮系統(tǒng)與靶機(jī)間的數(shù)據(jù)交互, 將載機(jī)和導(dǎo)彈的探測(cè)、 截獲情況以及相對(duì)靶機(jī)的方位信息對(duì)靶機(jī)“單向透明”, 使靶機(jī)能夠感知威脅, 從而具備虛擬雷達(dá)告警和導(dǎo)彈逼近告警能力, 實(shí)現(xiàn)“虛擬感知”, 進(jìn)行及時(shí)有效地戰(zhàn)術(shù)對(duì)抗。 該方案較適合武器系統(tǒng)鑒定試驗(yàn), 靶機(jī)在此扮演 “后敵發(fā)現(xiàn)”、 被動(dòng)對(duì)抗的目標(biāo)。 對(duì)于扮演藍(lán)軍進(jìn)行自由空戰(zhàn)的“靶機(jī)”, 應(yīng)在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步采取更為公平的方案為其配置“虛擬感知”載荷。 可以在地面采用LVC仿真架構(gòu)建立“虛擬對(duì)抗系統(tǒng)”, 在系統(tǒng)中構(gòu)建載機(jī)、 導(dǎo)彈的三維雷達(dá)散射模型、 紅外輻射模型; 按照模擬對(duì)象載荷情況逼真構(gòu)建靶機(jī)虛擬探測(cè)和虛擬告警系統(tǒng)(也可構(gòu)建虛擬武器系統(tǒng))。 然后結(jié)合三者的相對(duì)位置和姿態(tài)信息, 實(shí)時(shí)仿真解算出靶機(jī)的探測(cè)和告警情況, 再根據(jù)威脅等級(jí)和預(yù)設(shè)的觸發(fā)條件智能判斷靶機(jī)機(jī)動(dòng)對(duì)抗(逃逸)、 釋放干擾、 編隊(duì)協(xié)同的時(shí)機(jī)和樣式, 在地面做出決策, 上傳指令, 靶機(jī)根據(jù)指令響應(yīng)戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作。 這種“虛擬感知”的關(guān)鍵是建立較為逼真的仿真模型, 其最大的優(yōu)勢(shì)是將OODA循環(huán)的前三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了異地處理——由空中搬至地面, 使靶機(jī)對(duì)抗更加逼真的同時(shí), 又能大幅降低靶試成本。

3.7 編隊(duì)協(xié)同控制

新一代靶機(jī)系統(tǒng)需要構(gòu)建編隊(duì)協(xié)同控制的分布式靶機(jī)態(tài)勢(shì), 相較于傳統(tǒng)靶機(jī), 新增了編隊(duì)協(xié)同控制的能力需求。 編隊(duì)協(xié)同控制主要包括數(shù)據(jù)鏈通信、 編隊(duì)飛行控制、 自主協(xié)同對(duì)抗等內(nèi)容。 數(shù)據(jù)鏈應(yīng)支持機(jī)間通信, 通過實(shí)時(shí)協(xié)同處理機(jī)制, 共享各機(jī)間態(tài)勢(shì)信息, 能夠利用數(shù)據(jù)鏈信息進(jìn)行導(dǎo)航, 給靶機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)送導(dǎo)航控制指令, 通信距離、 系統(tǒng)容量應(yīng)滿足編隊(duì)需求; 編隊(duì)飛行控制應(yīng)實(shí)現(xiàn)編隊(duì)集結(jié)、 隊(duì)形保持、 隊(duì)形變換等功能, 其技術(shù)難點(diǎn)主要有控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 編隊(duì)制導(dǎo)設(shè)計(jì)、 自主集結(jié)、 隊(duì)形變換、 密集編隊(duì)控制、 防撞控制策略、 機(jī)間控制權(quán)限協(xié)調(diào)和節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)管理等; 自主協(xié)同對(duì)抗, 需要靶機(jī)能夠根據(jù)“虛擬感知”系統(tǒng)上傳的靶場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息, 自主判斷變換隊(duì)形、 釋放干擾、 機(jī)動(dòng)規(guī)避的時(shí)機(jī), 并自動(dòng)觸發(fā)預(yù)先裝訂的響應(yīng)策略。

4 結(jié) 束 語

對(duì)手未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展, 將對(duì)靶機(jī)模擬能力提出諸多新的能力需求: 隱身指標(biāo)將有數(shù)量級(jí)的提升, 機(jī)動(dòng)性能突破人的生理極限, 模擬對(duì)象新增無人作戰(zhàn)飛機(jī), 態(tài)勢(shì)構(gòu)建新增編隊(duì)協(xié)同供靶形式。 本文對(duì)新一代靶機(jī)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行了初步探索, 分析了發(fā)展方向和能力需求。 后續(xù), 還需根據(jù)對(duì)手未來空戰(zhàn)系統(tǒng)的實(shí)際建設(shè)情況, 確定新一代靶機(jī)系統(tǒng)具體戰(zhàn)技指標(biāo)和建設(shè)方案。