中国已有对付巡飞弹蜂群答案:3层保护、8倍火力、一体化火控协同

而且在2021年的《舰船电子工程》上还刊载了题为《预警机保障条件下水面舰艇舰空导弹防空反导作战应用研究》的论文。根据论文披露的信息,演练中出动了1架预警机和2艘水面舰艇,抗击的目标为20-30m高度掠海飞行的4枚靶弹,以此模拟反舰导弹。在预警机完成对目标的精确跟踪后,通过机舰数据链将信息传输给舰艇,由舰载作战指挥系统进行坐标转化和时间修正后,通过制导系统引导舰空导弹实施抗击。

从论文描述的情形来看,这是一次基于远端发射(LoR Launch on Remote)形式的协同交战,对应美军海空一体化火控体系计划中的第二个层次。不过,相比于美军目前已经实际验证过的远端交战(EoR Engage on Remote)和前沿传递(FP Forward Pass),我们的这次试验还存在差距。

不过,既然HQ-16中程舰空导弹与054A型护卫舰的组合都能做到,更强大的HHQ-9B舰空导弹与052D型、055型的组合当然也可以。实际上,我空军地导部队和海军舰艇部队已经进行过相关试验验证。对标美国的海军一体化防空火控项目,目前竞争的焦点已经递进到远端火力(RF Remote Fire)和最佳射手指定(PSD Preferred Shooter Determination)上,这也是未来我们与强敌角力的重点方向。

协同交战能力到是什么?

协同交战能力(CEC Cooperative Engagement Capability)经常被简化为“A射B导”。可是,这种的表述实在过于简略,不可避免地混淆了部分概念,以至于使得大家对美国的“海空一体化火控”(NIFC-CA Naval Integrated Fire Control-Counter Air)项目,产生了错误的认识。

其实,所谓“协同交战能力”并不是什么新兴的概念。早在上世纪70年代初,美国海军就提出了相关概念,并委托约翰斯·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的应用物理实验室(APL Applied Physcis Laboratory)进行预先研究。不过在当时的技术条件下,受制于通信频段带宽和后端数据处理能力,相关技术一时难以进入工程应用阶段。

直到1988年,协同交战能力建设才进入工程实践阶段,并在1990年完成了原理样机测试。而正式列装版本的CEC Baseline-1系统,在1996年具备初始作战能力(IOC Initial Operational Capability)。之后,该项目又经过了“跨地平线巡航导弹防御”(OCMD Overland Cruise Missile Defense)等多轮更新发展,目前已经进入了“海军一体化火控-增量2”的全新阶段(NIFC-CA Increment-2)。

虽然已经是50年前提出的概念,但是要想实现相应的能力,还得解决三大问题:复合跟踪与识别(Composite Tracking and Identification)、精确指示(Precision Cueing)和多节点协同接战(Coordinated Cooperative Engagements)。即使是放在今天,这三个问题对数据传输速率和处理能力,都是极大的挑战。因此,按照能力的大小进行划分,协同交战具有6个层次。

第一个层级称为“精确提示”(Precision Cue)。举个通俗的例子,就是预警机发现了海天线外的目标,给向舰艇发出目标位置提示,使得舰载雷达可以提前指向威胁方向,在目标越处水天线后就能及时捕获。这样,在面对掠海突防的反舰导弹时,就能争取更多反应时间。不过,精确提示并不能起到拓展舰空导弹射程的目的。而且,在此情形下,发射导弹的舰艇,必须保有完整的作战能力。

第二个层级称为“远端发射”(Launch on Remote)。简而言之,就是预警机发现目标并进行识别跟踪,将目标运动传输给舰艇。舰上的指挥系统进行二次处理,之后发射导弹并进行照射制导。这种情形对应半主动雷达制导舰空导弹。前文提到的515“滨州”舰在演习中试验的协同战法就属此类。其中的技术难点在于,预警机在整个制导过程中,必须实时更新目标参数,对数据链的传输速度、保真率提出了极高的要求。比如上图所示的美军E-2D预警机上的AN/UGS-3数据链,就是与舰载的AN/USG-2相互配合,实现机舰协同交战能的主要硬件。

第三个层级称为“远端接战”(Engage on Remote)。与“远端发射”相比,发射平台不需要提供照射制导,而仅需要对导弹提供中继修正,对应了使用主动雷达制导防空导弹的情形。既然054A型护卫舰可以使用半主动雷达制导的HQ-16进行协同交战,那么对052D上主动雷达制导HHQ-9B当然不是问题。但是在这种情形下,导弹发射初始惯性制导数据,还需要由载舰进行装订,所以舰上的指挥和中继制导设备必须完好。

第四个层级“前沿传递”(Forward Pass),形象的说就是击鼓传花。由另一个平台接替原发射平台进行制导。美军初代的CEC Baseline-1系统在1996年1月就成功进行过一次这样的测试。而我空军的地空导弹部队和海军舰艇部队,近年来在演习活动中也有过多次成功的实践。前沿传递有三大意义,一个是在遭遇电子战研制和反辐射威胁时,需要关机待避时,可以交由友邻单位继续进行接战;第二个是当某一火力单元弹药耗尽时,可以借用友邻单元继续交战;第三个是在舰艇编队中,后方舰艇可以在前方舰艇的协同下,打击本舰海天线以下的超低空目标。

第五个层级“前沿火力”,是火力资源的高度整合。在美军的规划中,F-35系列战斗机通过NIFC-CA系统,将可以通过高速数据链,直接为舰艇发射的SM-6提供中继修正。这相当于空中的战机拥有了舰艇的载弹量。在美军2012年进行的陆上试验中,部署在气球上的“联合陆基高空攻击巡航导弹防御探测网系统”(JLENS Joint Land-attack cruise-missile-defense Elevated Netted Sensor System)雷达,为LLS-1试验平台上发射的SM-6导弹提供了中继修正,成功击落了地平线外的超低飞行的BQM-74靶机。而在2016年9月12日的测试中,美海军陆战队的一架F-35B战机,为海军舰艇LLS-1平台发射的SM-6导弹提供了初始目标参数和中继制导,引导导弹成功命中了模拟舰艇目标。

第六个层级的“最佳射手指定”(Preferred Shooter Determination)是整个NIFC-CA项目的最终目标。在这一状态下,系统内的所有作战单元,将共享目标探测能力与火力。浅显地讲,比如我方担负防空警戒任务的舰载机,突然看到了正在下潜的敌方潜艇,但是战机上没有反潜武器。如果有协同交战系统,那就能直接发送指令,让后方舰艇立即发射火箭助飞鱼雷,并为其提供中继修。但是,要实现这个功能,指挥体系就必须准确分配目标并划定优先级,否则就会因为重复指令而宕机,或者因为重复拦截浪费弹药甚至漏掉目标。

协同交战能力带来什么样的变化?

在现代高技术战争中,要想把握住战斗的主动权,实现“先敌发现,先敌开火”是最好的选择。因此,增强侦察搜索与战场态势感知能力、扩大火力打击的范围是获取优势的不二法门。而协同交战体系的建设,就是为了实现上述目标。一套良好的协同交战体系,可以直接大幅提升既有装备作战能力。

此图的防空导弹拓展射程就是很好的例子

在俄罗斯C-400防空导弹系统的宣传手册上,40H6E型导弹居然可以打击负高度的目标,着实让人觉得匪夷所思。其实,这是指导弹在越过雷达地平线以后,还可以攻击地平线以下的目标。并且,这种能力可以延伸到最大射程。实际上,这个表述并没有问题。在采用高抛弹道的前提下,导弹在惯性段确实可以通过势能换动能,打击高度较低的机动目标。

但是,要想在远程防空导弹上,实现大范围的拓展打击,就必须具备识别和跟踪跨地平线目标,并且提供准备的火控级参数的能力。在目前所有探测体系中,只有空基和天基平台,包括侦察监视卫星、预警机、高空高速无人机和中空长航时无人组合,具备这样的能力。但是遗憾的是,俄罗斯缺少高性能的战术数据链,配套的А-50У预警机不具备提供火控级目标参数的能力,于是C-400系统的全部能力就无从发挥。反而是出口到我国之后,在预警机的配合下,真正具备了直接压制跨地平线超低空目标的能力。

在前一篇文章中,我们简要分析了无人机防御的困境。凭借廉价量大、滞空时间长、隐蔽性好的特点,巡飞弹正在俄乌战场上大放异彩。但是,以抗击固定翼和旋翼飞行器以及精确制导航空弹药类为目标野战防空系统,在面对小型无人机和巡飞弹类目标,受限于探测和后端处理能力、射程、备单数量等因素,很难为最前沿的部队提供有效保护。

在野战伴随防空领域,针对巡飞弹的防御,目前遭遇了一个死循环。因为目标数量很大,需要有足够的备弹量,因此弹药的体积要尽可能减小;但是,巡飞弹的侦察范围不小,最好能在被发现之前消灭威胁,那就需要提高射程,弹药的体积又得增大;“低慢小”目标机动性能有限,弹药的制导和控制系统可以尽量简化,但是目标特征又不明显,探测系统必须要强大,阵面体积又得做大。综合下来,结果就是野战防空系统需要靠前部署,但是靠前不仅增大暴露风险,而且自身也处于敌方地面火力的直接打击范围内。

好在陆空一体协同交战能力的建设,可以破解这个难题。在本次(第14届)珠海航展上,航天科工集团就为FK-3000和HQ-17AE野战防空系统配置了无人“忠诚僚车”。以ZR-1500用途无人化智能防御武器系统为例,这类无人战斗单元体积小、重量轻、隐蔽性好,具备极佳的前沿部署能力。不过,因为只配备了简易的光电观瞄设备,用来为弹径40mm的微型反无人机导弹提供制导,仅凭自身的探测能力,ZR-1500显然没法独立遂行战斗任务的。

不过,通过数据链与其他目标指示平台交联,搜索识别就不是问题,而这就是协同交战中的“远端发射”和“前沿火力”能力。如果更进一步的提升,完全可以在系统内做到“最佳射手决定”的层级。如果能通过以YLC-48为代表的便携式多功能雷达提供目标指示,就能将对小型无人机和巡飞弹可靠的防御能力,拓展到合成营下属的坦克连和装甲步兵连。

当然,与第五代战斗机协同作战的无人“忠诚僚机”概念,在协同交战能力的帮助下,将极大改变空战态势。对于第五代战机之间的战斗而言,由于双方都具备优秀的隐身能力,很容易出现均未能及时发现对方,直接跳过超视距交战阶段进入格斗空战的情形。不过,第五代战机的隐身性能主要针对正面,在侧面和上下方的雷达反射截面积会有指数级增长。

如果有无人僚机机群帮助,就可以采取宽正面、大纵深、多方向接敌的战法,创造提前发现的有利态势。这样一来,即使我方的有人长机未能截获目标信号,仍然可以通过协同交战系统,根据无人僚机提供的目标指示,发动超视距攻击。而且,这样的战术同样适用于第四代战机。在技术层面上,甚至可以让轰炸机、运输机和预警机挂载大型超远程空空导弹,在前出的无人僚机的引导下,对敌方纵深高价值空中目标实施精准狙击。

因此,协同交战能力对于陆、海、空、火都是战力倍增器,是信息化建设的重要方向。相比起更引人注目的武器装备的更新迭代,在看不见的电磁空间中的变化,对部队战斗力提高产生的作用同样不容忽略。

站在更高的起点上

在今年的第14届中国国际航空航天博览会上,带给大家的惊喜可谓空前。新装备的出现当然值得庆贺,但我们更应该透过现象看到事物的本质。我们今天所取得的成就,是脚踏实地埋头苦干的结果,是放眼长远、精细规划、集中力量办大事的体制优势的外在表现。

正所谓“没有对比就没有伤害”。与今年7月举办的Euro-Satory-2022欧洲国际防务展相比,最明显的差距就是对俄乌战争经验教训的反馈。我们可以看到,欧洲的老牌防务企业,面对战争形态剧烈变化的现实,显现出一副“凑合”乃至“躺平”的姿态,似乎已经放弃了对国防自主的追求。另一方面,称霸世界无敌手的美国,在过去二十年间倒是提出了很多新颖的设想,但是在军工复合体的挟持下,搞出了一堆尾大不掉的烂摊子,豪卷数百亿上千亿美元之后,最终成型的项目寥寥无几。

国防工业是整个工业体系的天花板,是国家治乱兴亡的最显著的外在体现。珠海航展带给我们的惊喜,应该更加坚定我们的信心。