网络协同作战巡飞弹在陆军未来战场中的应用研究

(整期优先)网络出版时间:2019-12-03
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网络协同作战巡飞弹在陆军未来战场中的应用研究

邹莉莉,陈拿权,魏伊黎,钟维宇

湖南航天机电设备与特种材料研究所 长沙 410205

摘 要: 本文主要阐述了网络协同作战系统的概况、基本原理与发展趋势。巡飞弹网络协同作战系统主要由网络指控节点、贮运发射箱、作战巡飞弹、数据链等4大部分组成,通过远程捕获提示。近年来迅速发展的数据融合技术在协同作战系统起中起着核心作用,促进了战场信息优势建设,实现跨平台的武器指挥与控制,形成全编队统一的战场实时综合作战态势。

关键词:网络协同,巡飞弹,典型作战模式

一、前言

随着科技的不断发展,未来国防军事建设与战场作战情况都将发生深远的变化,未来陆军建设与陆军战场也将发生相应变化。

防空、侦察、信息融合能力与手段的大幅增强,使得未来陆军在面对以往空中平台打击的劣势不断缩小;空中平台在对地/陆抵近打击时,其安全性已面临严峻挑战;当前,空中平台的对地打击武器要求具备十多公里打击距离,以保证空中平台在打击时的安全性,未来,这一要求可能将不得不进一步提升;因而,在对未来陆军作战时,亟需一款能突防或协助突防陆军防空体系的武器系统,实现对陆军探测、防空与主要作战力量的摧毁,完成对敌毁灭性的打击。[1]

在面对以上陆军战场变化时,当前平台型进攻武器已不能很好满足未来陆军战场作战需求;网络协同作战巡飞弹集探测、打击、战场评估、战场封控与密集突防为一体,能够较好满足未来陆军各种作战需求,成为影响与改变未来陆军战力的一种强大力量。

二、基本构成

网络协同巡飞弹武器系统主要由网络指控节点、贮运发射箱、作战巡飞弹、数据链等4大部分组成。

(一)网络指控节点

网络指控节点一般建设在安全可靠地方,由多台任务规划/控制计算机、战场情报计算机、战场态势计算机、与系统管理计算机等组成。它接收上级或友邻作战单元的作战请求,产生作战任务规划,并远程控制网络贮发节点,装订并发射作战巡飞弹[3];同时,还可接收作战巡飞弹(网络侦打节点)回传的导引头图像与战场情报,完成作战巡飞弹的飞行控制、目标辅助识别与锁定打击、作战清单生成与管理、战场评估、战场情报搜集、战场态势合成与更新[4]

(二)贮运发射箱

贮运发射箱是集贮存、运输、发射作战巡飞弹为一体的设备。它采用箱式结构,内装巡弋攻击弹与精确攻击弹,可以方便通过车载、机载与直升机吊放等方式运输至预设阵地进行部署。贮运发射箱内配备独立电源与数据链,可以自主独立工作。同时,收集自身及其内装载巡飞弹的状态数据、弹药使用情况,上报给网络指控节点,以备相关网络指控节点及时掌握相应火力分布情况。

贮运发射箱采用垂直发射方式发射作战巡飞弹,这样有利于贮运发射箱能在山地、密林、城区等复杂地形中快速隐蔽部署,并实现可靠发射,提高了武器系统的实战性能。

(三)作战巡飞弹

作战巡飞弹包含巡弋攻击弹与精确攻击弹两种。这两种巡飞弹各有不同的战术侧重点:巡弋攻击弹具有更长的巡飞时间和相对较小的战斗部,主要用于目标搜索与区域监控,支持对较低装甲防护目标的打击;精确攻击弹具有更大的战斗部和相对较小的巡飞时间,主要用于对重防护装甲目标与军事设施打击。

巡弋攻击弹配备成像导引头,支持“人在回路”与自动目标识别打击两种目标捕获打击模式。精确攻击巡飞弹采用北斗+红外成像+激光制导多模导引头,具备“人在回路”制导、自动目标识别、激光指示、激光选择、激光补偿与北斗制导/网格攻击等6种目标捕获打击模式。。

(四)数据链

数据链采用多重网络结构,它被集成在网络指控节点、贮运发射箱、作战巡飞弹上。在实际使用时,可以根据需要构成由网络指控节点、贮运发射箱、重要作战巡飞弹组成的骨干通信网[7];还可形成由重要作战巡飞弹与一般作战巡飞弹构成的多个协同作战专网,以便更好的实现集群作战意图。

通常情况下,一个协同作战专网通过一枚巡飞弹(重要作战巡飞弹)接入骨干通信网,接收骨干通信网发送过来的指令、数据与图像模板,并将网内状态数据、导引头图像等共享给骨干通信网;骨干网接入节点与候补骨干网接入节点的变更一般由协同作战专网根据其工作状态的变更,自主判断完成;在必要的时候,网络指控节点可以主动变更其控制权限下的协同作战专网内的骨干网络接入节点,实现战场搜索、目标辅助识别、战场情报提取、作战清单生成、战场评估、目标图像模板提取等操作。

三、基本作战原理

网络指控节点接到作战任务后,通过任务规划/控制计算机,产生任务规划,远程装订并发射作战巡飞弹。作战巡飞弹回传的导引头图像被同时分发给任务规划/控制计算机、指定的战场情报计算机处理。任务规划/控制计算机利用回传的导引头图像实现目标辅助识别、目标模板提取与实现对作战巡飞弹的操控,并将识别后的作战目标建立作战目标清单进行管理(含目标模板);战场情报计算机利用回传的导引头图像,提取出战场情报,同时辅助任务规划/控制计算机实现目标识别与目标模板提取;当任务规划/控制计算机与战场情报计算机每完成一个操作后,将更新并相互共享数据,以保证双方处理的同步。作战清单生成后,任务规划/控制计算机可以将某些作战目标分配给相应作战巡飞弹实施攻击,被清除的作战目标将在作战清单上被标注。

在此过程中,战场态势计算机利用多台战场情报计算机处理后的情报信息、以及其他方式获得的战场态势信息,综合合成与更新成新的战场统一态势图[9]

四、典型作战应用

(一)大区域封控与快速反应作战

网络指控节点接到作战任务后,选择合适网络贮发节点上的巡弋攻击弹进行激活,同时形成任务规划;之后,对巡弋攻击弹进行任务规划远程装订,并远程遥控发射巡弋攻击弹。巡弋攻击弹发射后,依据装订任务航迹在目标区域上巡弋飞行;同时,成像导引头开机工作,实现对目标区域扫描探测,并将导引头图像回传给网络指控节点。网络指控节点利用回传的导引头图像进行区域侦察、目标辅助识别与目标模板提取、作战清单生产与管理、区域情报提取、区域态势图合成与更新。

一旦发现作战目标后,网络指控节点选定合适的精确攻击弹,进行目标模板与目标坐标装订后发射;与此同时,巡弋攻击弹继续实施对区域搜索探测之余,不断保持对作战目标的跟踪探测。精确攻击弹发射后,不断通过数据链从巡弋攻击弹处获得目标更新位置,从而通过巡弋攻击弹引导不断逼近作战目标;当精确攻击弹距离作战目标一定距离后,其成像导引头开机工作,并通过数据链获取合适的更新后目标模板;之后,当作战目标进入精确攻击弹导引头视野后,导引头依据目标位置与目标模板,实现对目标快速识别与捕获,并锁定攻击,从而实现对目标的快速有效打击与摧毁。必要的时候,网络指控节点也可操控巡弋攻击弹,直接对作战目标发起攻击并摧毁。

这样,利用巡弋攻击弹对大范围区域的长时间滞空监视、以及快速有效引导精确攻击弹实现对敌侵入目标攻击摧毁的能力,武器系统能有效实现大区域封控与快速反应作战。

(二)集群突防或掩护突防作战

当进行集群作战(突防)时,网络指控节点指定多枚作战巡飞弹(最多可达数百枚)构成协同作战专网,并为协同作战专网设定攻击阵型,指定骨干网接入节点(重要作战巡飞弹),产生作战任务规划。之后,通过数据链实现对多枚作战巡飞弹远程任务规划装订与发射;作战巡飞弹发射后,在空中组成协同作战专网。多枚巡飞弹通过协同作战专网互享彼此位置、速度、以及相关状态参数,并同步解算各自下一步飞行策略,从而使得多枚巡飞弹能有效保持攻击阵型、并彼此无干涉飞行;这样网络指控节点可以通过对重要作战巡飞弹的飞行控制,实现对集群作战巡飞弹的统一指挥控制。同时,通过重要作战巡飞弹将协同作战专网状态参数以及导引头图像数据共享给骨干通信网,回传送至网络指控节点。网络指控节点利用回传的导引头图像进行战场侦察、目标辅助识别与模板提取、作战清单生产与管理、战场情报提取、战场态势图合成与更新。

武器系统的集群作战性能能很好地满足对敌集群目标打击,以及实现对敌侦察与防空体系、激光防护体系的有效突防或掩护突防作战。美空军2015年9月发布的《空军未来作战概念》顶层战略文件中提出利用集群无人机掩护高超音速导弹攻击敌激光防御系统的作战模式;在该文中指出:利用4架运输机投放200架高亚音速集群无人机抵近激光防御系统实施侦察和干扰,由于探测和火力通道被集群无人机饱和,敌激光防御系统未能及时发现高超音速空地导弹,使得其很容易被摧毁。

五、结束语

协同作战巡飞弹具备非常好的大区域封控与快速反应作战、集群攻击、集群突防与掩护突防能力,能够较好满足未来陆军各种作战需求,成为影响与改变未来陆军战力的一种强大力量。

参考文献

[1] 张晓岚.协同作战能力多平台网络[J].上海航天.2006 (01)

[2] 宋伟,李新.美海军协同作战能力[J].舰船电子对抗.2007 (03)

[3] 胡正东,林涛,张士峰,蔡洪.导弹集群协同作战系统概念研究[J].飞航导弹.2007(10)

[4] 王金华,高立娥,袁慧馨,王飞.多架战机协同作战信息融合系统的设计[J].火力与指挥控制.2008(05)