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1.1.1 防空导弹武器体系

由多种型号的防空导弹武器系统或以防空导弹武器系统为主,由多种防空兵器组成拦截系统所构成的防空体系,称为防空导弹体系。防空导弹以及与它有直接功能关系的设备统称为防空导弹武器系统或火力单元。

防空导弹体系是一种战役战术级防空体系,迄今为止,防空导弹体系的发展已经历了三个阶段,分别是单个防空导弹火力单元独立作战防空、多种多个火力单元空域重叠覆盖防空和树状体系结构防空,目前正向网络化体系结构防空发展。

1.树状结构防空导弹体系

树状结构防空导弹体系是以火力单元为基础、有层次之分的防空导弹体系,其主要特征是作战单元级编队指控节点负责目标分配和火力分配,火力单元之间通过上级指控中心实现交流,整个体系结构呈现多层次指挥,相互之间存在明显的隶属关系,制导雷达和发射装置在功能和地理位置上紧密耦合,如图1.3所示。

图1.3 树状结构防空导弹体系示例

树状结构具有成本低、通信线路总长度短、软件简单、系统易于实现等优点,但该结构存在严重不足,难以适用于未来复杂的防空作战环境,主要表现在:

(1)信息不易共享。树状结构中,火力单元之间缺乏必要的、直接的联系,火力单元之间的信息交流必须通过作战单元级指控节点进行传递。

(2)作战资源不易重组。作战资源隶属关系明确,作战使用过程中不易重组,即每个火力单元中的指控节点、制导雷达及发射装置构成严格的隶属约束关系,作战过程中无法与其他火力单元的相关设备重组。

(3)指挥控制层次多。作战过程中,信息和命令的传递必须自上而下逐级传达,从而造成信息链过长,容易延误战机。

(4)体系抗毁性、可靠性差。一旦体系中的根节点或与根节点相连的链路受损,将导致体系瘫痪而无法正常运行。

2.网络化体系结构

1997年,美国海军提出了网络中心战(Network Centric Warfare,NCW)的作战理念,其本质是通过有效链接作战环境中的知识实体将信息优势转化为作战优势,得到美国国防部及各国军队的极大关注。目前,协同作战能力(Cooperative Engagement Capability,CEC)及其中的一体化火力控制(Integrated Fire Control,IFC)正作为美军实现NCW思想的重要手段而得到大力发展和应用。此外,英国、德国、瑞典、澳大利亚等国正在积极探索NCW作战能力,提出了各种相关概念和计划,如网络使能能力(Network Enabled Capabilities,NEC)、数字化部队计划等。

2001年,殷兴良在分析了未来防空防天导弹体系面临的新问题的基础上,指出未来防空导弹体系的体系结构是分布式无中心节点网络化结构的设想,该体系结构下,与防空导弹作战有关的各种预警探测设备、作战管理指挥控制中心、防空目标指示和制导雷达站、防空导弹发射装置与战区广域通信网络直接相连,如图1.4所示,其主要特点有:

(1)分布式。防空导弹体系中的各武器和设备分布在大范围的各空间点上。

(2)无中心节点。作战单元级指控中心可根据作战态势和需求由火力单元级指控中心代替;同时,各种设备之间在作战时没有固定的隶属关系,对某个目标进行拦截时,可根据目标、战场环境、使用战术及部署情况,将制导设备和防空导弹发射装置随时组合为具有临时隶属关系的作战结构。

图1.4 分布式无中心节点网络化结构示例

(3)网络化。信息网格将各武器装备相互连接,实现两两间直接或间接的信息传递。网络化防空导弹体系(Networked Air Defense Missile System,NADMS)可以抽象为传感器网、指控网、火力网以及信息网。传感器网负责接收、处理及融合传感器的目标探测信息;指控网负责根据当前掌握的目标信息进行态势感知共享、分析、解算、独立或协同决策;火力网遂行协同作战以及联合火力打击。信息网是防空导弹体系的基础,目的是实现传感器网、指控网和火力网的无缝链接。

基于此,NADMS是指由多个(种)探测制导设备、多个(种)拦截器、多个可变中心的指挥控制节点通过分布式网络连接起来,对空袭目标实施拦截的一体化战役战术级作战体系。

与树状体系结构相比,NADMS中的火力单元指挥节点之间可以在明确作战意图的前提下,直接进行对话并协同决策,实现自同步作战;某火力单元指挥控制节点能够控制其他火力单元的制导雷达,为其发射的防空导弹进行制导和接力制导;也能够控制其他火力单元的发射装置,以协助完成编队指控中心所分配的目标打击任务,即根据战场态势和作战任务,形成新的具有临时隶属关系的火力单元。

从宏观角度看,防空导弹体系采用网络化结构的目的同NCW相同,即通过将整个战场、部队、各武器平台网络化,来提高信息的获取能力和信息的共享水平,增强战场态势感知能力,加快决策和指挥速度,实现作战协同,提高杀伤力、生存能力和响应能力,从而大大提高作战效能。

从微观角度看,各火力单元仍然存在,不同的是将传统火力单元按照功能分解为:警戒与跟踪制导节点、指挥控制节点和防空导弹节点。将这些节点分类联网,形成网络化的舰空导弹武器系统。各功能节点之间的关系和舰空导弹武器控制系统连接关系如图1.5和图1.6所示。

图1.5 各功能节点之间的关系

图1.6 舰空导弹武器控制系统连接关系

在图1.5中,指挥控制网主要负责作战指挥和武器控制,向上级指挥机关汇报作战情况并接收上级命令,与友邻部队建立联系,同时对所属武器装备进行控制;从探测跟踪网获取态势信息,包括目标数据、拦截弹数据及探测跟踪雷达的状态信息;对探测跟踪网下达任务并实施控制;对拦截火力网下达发射命令,控制导弹发射。探测跟踪网的主要任务是搜索、跟踪目标,制导数据的处理和计算及对武器的控制和制导,对已发射的拦截导弹实施中制导。拦截火力网的主要任务是接收上级命令发射导弹,以及向上级汇报状态等。

探测跟踪网由探测节点和跟踪节点组成。探测跟踪网络的功能是有效覆盖所监视的空域,及时发现和识别目标,以足够的精度和数据率测定其坐标和运动参数,判定其威胁,并在各种对抗环境中保持其监视和跟踪的连续性,为及时使用舰空导弹,定下射击决心,进行发射和拦截控制提供基础。

从“服务”的观点来看,探测跟踪网为区域内的作战单元提供传感器信息服务,包括为指挥控制网络提供统一的外部态势信息和发射数据。为保证探测跟踪网络有效运作以及信息服务的有效实现,还必须对探测跟踪雷达进行有效控制,对传感器信息进行有效管理。

指挥控制网是整个系统的“神经中枢”。它利用探测跟踪网提供的目标数据,进行威胁判断,确定目标威胁程度和等级,根据作战规则和作战资源为目标分配跟踪雷达和火力作战单元,根据目标跟踪数据评价打击效果等。此外,指挥控制网协调各作战单元的作战,进行网络管理及任务交接等。舰空导弹网络系统指挥控制网络由各级指挥中心组成,把每个指挥中心视作指挥控制节点。

区域防空作战的基本原则是“集中指挥、分散控制”,上层的防空指挥机构主要是掌握总的空情、态势,确定原则和分配任务,而作战任务的执行控制则需要武器的指挥控制系统来实施。因此,舰空导弹网络化协同中指挥控制节点可从功能上分为两个层次:部队指挥层次和武器控制层次。

防空作战所建立的各个指挥控制节点是在不同的指挥级别上根据防空作战的需要建立起来的,具有不同的责任范围。因此,为了确保统一、协调和最大的作战效能,必须实施集中指挥。集中指挥的必要性和重要性在于:在敌人的主要突击方向上,最有效地使用所属的防空兵器,做到该区域内兵力的优化使用。另外,由于防空作战的特点,一个指挥员不可能对每一项战斗行动进行直接指挥,因此,为了对空中威胁做出灵活反应,必须按照统一的部署尽可能分散地执行防空任务。集中指挥在于取得整体防空作战的高效能,即上层指控中心集中于战术指挥,主要是掌握总的空情、态势,确定原则和分配任务。分散执行在于保证准确及时地拦截来袭目标,使上级不致过多地卷入战术活动的细节,而失去对全局的掌握。武器控制主要包括火力分配优化,解命中弹道、制导、射击优化等问题。武器控制层次的指挥单元通常由火力单元指挥中心担当。

指挥控制网的主要功能体现在协同作战指挥和统一的任务分配上,强调集中作战区域内的所有作战资源优势,发挥整体作战优势。该思想体现在作战指挥上,就是作战单元之间能够实施协同作战。协同作战的指挥控制及管理体现在协同规划、协同方案生成、互操作控制等方面。协同作战是舰空导弹网络化协同中必须解决的问题,协同作战指控和管理技术是影响系统作战效能的关键。 tHRGBqyYuen9oAijVFZEaxHl7BPjLspAj4a2XLYeHmljwbTegX6U7KadW60otT/v

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