探索网络化作战的预警机

本文由信息与电子前沿（ID:caeit-e）授权转载，发表于《中国电子科学研究院学报》，作者：张雪松 王文生 刘家鹏（中国电子科学研究院专家）

现役预警机的平台通常不是为任务电子系统专门研制，而是以军用或民用运输机为基础平台，经过适当改装后再加装任务电子系统，构成预警机。除天线等小部分装备安放在飞机机舱之外，大量的任务电子系统设备布置在舱内。任务电子系统的范围广范，包括机载预警雷达、敌我识别/二次雷达、红外与激光探测设备和电子支援探测设备、电子侦察分系统、通信侦察分系统、通信分系统、导航分系统、主控与指控分系统、自卫电子分系统、地面配套设备等。

预警机的组成单元一般分为三类：与飞机起降飞行相关的航空电子及载机；与感知外部环境相关的雷达等传感器；与其它平台相关的指挥控制和通信。

预警机作为平台中心战的核心节点，其作战使用程序符合树形层级指挥方式的流程。传统的预警指挥机系统性能指标主要包括探测距离、指挥引导批次等，作战往往需要和多种侦察、对地监视、情报飞机等相互配合，并且对作战平台的引导能力有限，有些情报需要传输给战区指挥中心进行综合处理、形成决策，然后由指挥中心向作战平台和地面部队下达攻击任务。平台中心战的这种作战模式的指挥周期一般为几十分钟到一个小时，不能满足对时敏目标的打击需求，网络化作战模式由此而生。

网络中心战的目标是为了获取信息优势、决策优势和火力优势。作战单元之间协调彼此的行动，这些行动可能涉及信息、决策、火力等。作战单元在协同、合作行动中的组织模式可以位于从集中到分散的连续过程中的任意一个点。网络化作战之于平台中心战，主要区别在于作战单元之间的协同。

协同的概念有一个发展变化的过程：

（1）协同是指各种作战力量按照统一的协同计划在行动上的协调配合。

（2）协同是指对战场上的各种活动进行时间、空间和目的方面的安排，以便在决定性的时间和地点产生最大限度的相对战斗力。协同既是一种过程，又是一种结果。

协同作战是信息战争的必然趋势，是作战体系中具有共同意愿和协调能力的合作实体，通过共同协调、互相配合、主动协助，达到目标一致、行为协调等结果的合作行为。网络化作战及其协同本质从技术和作战单元间关系两方面阐述了信息时代的战争形态。

拓展艾伯茨的观点，认为网络化作战也有四项基本原则：

（1）健壮的网络力量能够提高信息共享能力；

（2）信息共享和合作能加强信息质量和共享态势感知能力；

（3）共享态势感知能力使自我同步得以实现；

（4）上述这些效果进而显著提高任务效率。

在军事需求牵引和信息技术推动下，世界主要军事强国的C4ISR系统经历了半个多世纪的发展历程，大致分为初创、分散建设和集成建设3个阶段，发展了3代C4ISR系统，目前已进入以网络为中心的一体化建设阶段，正在建设网络中心化（第四代）C4ISR系统。按照网络拓扑结构划代的方法（见表1）提炼总结，可以更加清楚地看到：网络化作战在军事信息系统发展的历史过程中属于第四代军事信息系统，其物理形式是网状分布式，其拓扑结构是三维立体的网络连接。

2007年，美军提出的“海上打击”和“海上盾牌”都把预警机作为核心成员，来提升任务能力差距。在美军已经提出的“空海一体战”概念中，E-2D“先进鹰眼”正是实施跨军兵种无缝协同和陆海空天作战平台一体化行动的使能器。E-2D预警机具有强大的战场管理能力、态势感知能力和多传感器数据融合能力；能够与海军导弹/传感器防御网联接，在反导作战中发挥作用；能够与“宙斯盾”系统配合，应对巡航导弹等低空时敏目标。

由此可见，E-2D预警机是“部队网”的信息中心，与舰载战斗机、舰射导弹等共同构成打击链。雷神公司网站在2013年8月23日报道：美海军从“钱斯勒乡”号导弹巡洋舰上发射两枚SM-6拦截器，成功拦截了两个巡航导弹目标。《2014-2025年美国海军航空兵构想》中也明确要求：E-2D预警机等作战飞机必须加强同舰船等武器平台的协同，实现一体化作战。

美国航空武器系统的一体化综合设计技术，已经经历了功能集成的“宝石柱”到综合一体化的“宝石台”两个阶段。近年来，基于开放式架构的发展策略，美军提出了未来机载能力环境（Future Airborne Capability Environment，简称FACE）和系统之系统集成技术与试验（SoSITE），如图，FACE意图由纵向集成多平台系统模式演进为横向集成多平台系统集成模式，缩短打击过程中新能力的生成时间。

发挥E-2D预警机的潜力，美军将重点关注：与无人机的协同；定向高速低截获数据链；实现战斗机静默打击。在网络化作战中，E-2D预警机还有一个重要的协同伙伴P-8A“海神”反潜巡逻机。未来的反潜巡逻机还将具备强大的情报侦察能力，并将链入信息战网络，成为网络中心战系统的支撑节点。

1. 网络化作战中的预警探测

美军的UCLASS无人机已经完成上舰验证试验。通过协同探测/作战,大大扩展了无人机的使用范围,提升了信息感知能力。预警机上的雷达与无人机上的雷达协同探测是一个必然的趋势。为充分发挥在现代信息化战争中的作用，预警机需与其他预警探测装备协同。预警机协同预警作战的方式有空空协同、空海空地协同和空海协同３种。由此可见，预警机上的雷达与战斗机上的雷达、舰船上的雷达、陆上的雷达都将发展协同探测能力。这些增加的协同探测能力，即可以在预警机上操作控制，也可以在舰船上、陆地上，甚至在战斗机上操作控制，是一种可迁移的协同探测功能。

在第二代预警机中开始加装的ESM系统，其测向体制经历了从简单比幅、干涉仪和时差测向的发展。网络化作战中的预警机通过无源侦察手段，对目标的发现、识别和响应等固有功能将大幅提升。如：对四代战机雷达的副瓣侦收；对通信及诸如识别、导航等非通信信号的侦收与识别；单机快速定位等。网络化作战中的预警机还将同其它平台上的无源侦察设备协同，实现空空定位，是一种可迁移的协同无源探测功能。

预警机的干扰系统主要有无源干扰和有源干扰两类。网络化作战中的预警机预期将采取有源和无源干扰结合，配备主动攻击手段。其实对于预警机而言，掌握战场态势，远离威胁目标是最好的自卫措施。

2. 网络化作战中的指挥通信

预警机在进行预警探测的同时，承担了战斗机控制、引导对地/对海攻击、搜索救援和通信中继等各类作战任务，以预警机为指挥中枢实现多机种协同配合打击，已经成为遂行空中进攻和防空作战的重要手段和战法。平台中心战的传统指挥控制系统缺乏灵活性，对突发性作战任务反应较慢，支援和被支援关系应随时间和使命的变化而变化，与作战力量本身性质无关。网络为中心的指挥信息系统，从分层分支结构转变成了网络层级结构，能够以“扁平”的形态形成有机的、一体化的作战体系，达成作战态势统一、信息共享、决策快速、行动同步。网络化作战中的预警机在指挥通信功能的拓展，符合情报网、指挥网和武器网三网耦合的C4ISR系统架构模型、C4ISR系统网络中心资源组织与处理模型，能够显著提升了预警机执行战场管理任务的效率，将转化为一种可迁移的协同指控功能。

动态、宽带、高时效栅格网构建，网络的安全可靠和可信运行，是网络化作战中的关键问题之一。新数据链通信技术是网络化作战的必要条件和前提，指挥控制和战场管理功能的实现，不可或缺高质量、高带宽、低时延、抗干扰的数据通信。

网络化作战中的预警机，不仅要考量要素协同，还必然要协同它机它舰共同完成任务。例如，要协同歼击机、航母，兼顾其阵位配置、巡逻线(或巡逻空域)、航渡和作战使用等。综合对数法评估模型的定量计算表明：预警机与战斗机的协同，显著提升了战斗机的作战能力指数。火力控制系统是战斗机机载设备系统之上的“系统”，借鉴战斗机在网络化作战中的理念，类比预警机可以表述为：预警机的任务系统是预警机航电系统之上的“系统”。

3. 网络化作战中的体系能力

网络化作战中的预警机的体系能力有若干不同的定义。预警机在技术上具备网络化、多元化、一体化和轻型化等四个特征。网络中心战中的预警指挥机有6个特征：作战空间协同感知；综合信息处理与目标协同瞄准定位；传感器管理；指挥控制与协同作战；综合信息传输；网络化综合保障与空中交通管理。未来的航空电子将向更加综合化、模块化、通用化、智能化和网络化的方向发展。由于信息传输和处理能力的大幅度提升,很多战术思想、协同流程、控制逻辑已经直接体现或固化到综合电子信息系统的技术状态中。

基于开放架构原则，参考以地址、数据、信息为核心元素的三层技术架构模型，综合分析上述定义，本文认为网络化作战中的预警机，其体系能力主要体现在三个方面：任务协同网络接入能力；信息融合与信息共享能力；分布决策与指挥控制能力。这三个体系能力中，首先是面向任务的作战协同网接入能力，要求能够兼容短波、超短波、卫星通信等多个数据链路，具备自动路由寻址、服务质量控制等功能，支持话音、数据、图像、视频等综合业务。

网络化作战中的预警机，其关键技术也有不同的表述。网络中心战中的预警指挥机有6项关键技术：多传感器系统综合化；战场管理和指挥控制系统智能化、软件化；载机与机载系统外部气动共形；运载平台多样化、无人化；双多基地、分布式集群工作；向隐身发展。舰载预警机实现与编队的协同作战应突破数据链、信息融合、协同指挥引导、协同发射与中继制导等关键技术。在这些关键技术之外，本文认为还应该将用户使用纳入体系能力的范畴，探索其中的关键技术——交互技术。交互技术，不仅仅是人机交互（HCI）技术，更为重要的是人与人通过信息系统的交互技术（信息交互技术），对这一点的关注目前还远远不够。

站在体系的视角，基于“多快好省”的体系能力指标要求，显而易见：靠数量、靠速度等“一招鲜”的现代战争“绝技”将成为过去时，粗放而不集约、简单而不精准的作战使用模式将不再适用于网络化作战。网络化作战中的预警机要具备体系能力，使用者同样要具备体系作战能力，要学习网络化作战，要适应网络化作战。

展望后续的研究方法和技术途径，引用中国科协新观点新学说学术沙龙58期《复杂系统建模仿真中的困惑和思考》中的一段话：“对称性破缺导致的结果是适应性，遍历性破缺导致的结果是不确定性。涌现性是对称性破缺和遍历性破缺共同作用的结果，作为一个临界转化效应，是一个综合性的效应，这个综合效应是涌现性。”