认知/动态与分布式作战与导弹武器装备发展

感谢海鹰资讯（hiwing_news）授权转载，本文选自《战术导弹技术》2016年第3期，作者：蒋琪，申超，张冬青

    近几年来，美、俄、欧等军事强国均开展了一系列的面向未来战争的作战理论探索和型号技术发展实践，以认知/动态与分布为特点的新作战模式正在酝酿生成。在作战理论层面，源于美、俄、欧战略态势的变化，多国提出了一系列适应高强度拒止环境中使用的新作战理论；在型号与技术层面，得益于新型传感器技术、微系统技术快速成熟，各种武器小型化、能力拓展（同时保持廉价）成为可能，也推动着新作战模式的产生。在提出的多个作战理论、型号和技术发展项目中，不约而同地使用多样化、廉价的小型武器替代原有的大型、昂贵的武器，将交战过程中的各个环节功能分散到不同的小型武器上去，使得整个作战模式有了革命性的变化，体现出了动态与分布式的特点。

这种作战模式打破了近30年来作战中的各种武器装备的固定搭配模式，作战力量分散部署，作战流程高度灵活，也更复杂。从装备体系的角度来看，削弱了平台的中心地位，真正体现了以信息、火力的集成作为作战力量的核心。更进一步地，在各种远期发展构想中，还引入了认知技术作为新作战模式的重要组成，提升战场态势感知能力、资源管理能力和决策水平。作为一种力量倍增器，认知技术大大强化了作战的效力，终将使战争形态、武器装备体系产生颠覆性的变化。认知/动态与分布式的新作战模式对精确打击作战的影响巨大，尤其是对战术导弹武器提出了诸多新的需求。

2013年，美国空军提出作战云概念。为发挥F-22、F-35等五代机的作战优势，美军将其作为部署于最前沿的关键侦察节点。在此基础上，美空军提出了作战云概念，即海、空、天中各种武器和平台能够作为节点，向云端提供信息，或从云端下载信息，实现数据共享和跨域协同。

2014年，美国空军正式定义作战云概念。美国空军提出，将情报/侦察/监视、打击、机动、综合保障体，视为各种能力，纳入灵活作战框架，实现当前、未来的海上、空中、空间和网络等能力的综合一体化。同年，美海军提出分布式杀伤概念。在海军作战学院的一次演习中，一艘濒海战斗舰携带面面导弹独立行动，使得演习另一方不得不分配出宝贵的ISR资源进行对抗。美海军意识到，与传统的认识不同，作战平台的分布配置可能不会削弱力量，反而带来优势，于是提出了相关概念。

2011年，美国DARPA及海军提出发展LRASM反舰导弹。该导弹可以在遭遇前方的敌方舰艇防空雷达突然开机时，探测感知到其发出的电磁信号，及时发现实时威胁，确定威胁位置和覆盖半径，实时认知航迹规划，绕开威胁，曲线飞向目标。LRASM装备了最新型的数据链，也完全可以将所截获的射频信息传回，为后续作战提供依据。同年，美国开展了MALD作战概念及配套平台研究。大力发展了搭载于C-130、B-52等大型运输机/轰炸机的新型发射装置（MCALS项目），预期每架次可搭载数十乃至上百枚MALD或MALD-J，便于开展饱和式攻击。至2014年，雷锡恩公司展示了其研究成果，推出了JSOW、HARM和MALD配合使用的协同作战概念。

2013年，美国开展战斧导弹作战研究和传感器改进计划。先进的电子支援措施（ESM）导引头能够通过电磁信号对移动或者固定目标进行定位和跟踪，并同时跟踪数个目标。在敌防区内长时间、远距离巡弋的过程中，战术战斧可以摸清敌方雷达、通信及某些特定的电子战装置的部署，为己方提供前沿态势感知并在遭遇关键目标时进行即时打击。同年，美国陆军JLENS系统完成试验。JLENS浮空器可集成到现有的防空系统中，系留悬浮在3km左右的高度，利用高度优势，其搭载的雷达系统可以更好地探测远处的低空目标，如飞航导弹和无人机，并为爱国者、AMRAAM、NASAMS和标准-6等防空导弹提供目标信息，遂行拦截作战。此外，2013年，捕食者B无人机遂行抵近电子战，其携带干扰吊舱与有人驾驶的飞机进行了复杂的电子演习。验证了对敌防空系统实施电子战，为己方战术攻击机提供支援的电子进攻能力。据称，未来还将与EA-6B协同实施多结点电子战。美国海军陆战队提出了MADIF项目，力图打造由有人机（EA-6B等）和无人机结合的分布式电子作战力量。

2015年，美海军海军综合防空火控系统，分布式交战系统（NIFC-CA）试验成功。由发射防空导弹的舰船和空中的战斗机、预警机组成。典型应用是，空中战机的传感器为舰船平台中的导弹武器提供目标瞄准的解决方案。这样使得分布式部队在广阔的区域上可以聚焦载荷，既不减弱杀伤力的聚焦程度，又扩大了防御范围和灵活性。2015年，美海军发展潜艇多载荷发射模块。弗吉尼亚负载模块（VPM）将在新舱段装备4个大直径发射管，VPM模块将允许潜艇指挥官打击多个目标，并显著增强潜艇特种部队投送能力。此外未来VPM还可发射武器、传感器和其他有效载荷。

2016年，美军透露将于2017财年采购“飞行弹药库”（Arsenal plane）。通过对大型旧款飞机的改造，使其能够携带大量的远程导弹武器，在实战中可以辅助隐身性能好、弹药装载能力却不强的战机。

DARPA、美国空军实验室（AFRL）、欧洲MBDA等机构和公司提出了一系列概念性、探索性研究项目，从不同角度支撑了认知/动态与分布式作战模式的发展。以2014年4月提出的SoSITE项目为例，其从体系架构层面给出了认知/动态与分布式作战概念。旨在通过体系方法（System-of-Systems）发展创新的体系架构，演示保持空中优势能力的概念。其主要思路即是将集中于多功能战机上的能力打散，将作战流程拆解到不同的平台（武器）上去，作战过程高度灵活可调整，实现了动态与分布式的作战模式变革。更进一步地，项目中将计划将认知能力引入整个作战系统的决策和无人机/飞航导弹的作战当中去，使得前置的飞航导弹/无人机能够自主地，根据战场实际态势作出决策反应，彻底颠覆整个战争形态。

典型探索性型号/项目列表

在这一轮作战模式的讨论中，某些国外的军方高层领导和智库机构依据各种理论、实践与探索项目中体现出来的特点，将新作战模式称为“分布式”作战或“蜂群”作战。这种名称可能过于局限于当前的现状，因此，使用认知、动态与分布式这三个最主要的特征代指本轮作战模式变革。

认知/动态与分布式作战概念（及装备建设理念）仍处于快速迭代发展阶段。目前来看，这个作战概念的发展本身就“动态”性十足，呈阶段性迭代的趋势。

分布式作战是一种将各种任务环节、功能组成拆散，形成更复杂的多单元协同集群，替代原有的单个集中式作战单元的作战模式。以一次空中精确打击任务为例，原有的主要模式是在预警机的引导下，多功能战机携带侦察载荷和打击武器进入战区，遂行发现、锁定并打击目标的任务，是以平台为核心完成任务。而在分布式攻击体系中有三类角色，运输机、多功能战机（或大中型无人机）和巡航导弹（或小型无人机）。交战中，运输机/轰炸机部署在最后，搭载大量的巡航导弹（或小型无人机）；多功能战机（或大中型无人机）居中，承担前线指挥、控制、通信中继的角色；最前方是类似MALD-J这样的巡航导弹（小型无人机），通过不断前探，将前线的信息传回并实施防区内电子干扰；必要时，运输机/轰炸机大批量地施放巡航导弹（或小型无人机），由多功能战机/大中型无人机指挥，这些巡航导弹（或小型无人机）以饱和攻击的形式对防空火力实施突围，夺取制空权。这种体系中，不再把平台视为核心，而是从作战任务的角度，将侦察能力、打击能力、载荷存储与发射能力分散布置。

在分布式的基础上，从整个作战体系来讲，更进一步地统筹整个体系中各个组成元素的使命任务（尤其是巡航导弹/小型无人机集群），根据战场实际需求不断调整变化，整个作战系统的灵活性、鲁棒性更强。在美国DARPA的SoSITE、CODE等多个研究项目中，已经开展了相关概念研究和关键技术的探索储备，充分体现出了这种趋势。这与动态与分布式带来的影响是等同的，故这一阶段或可称为动态与分布式的作战模式。

单纯的“动态与分布式”还只是“改善性”的升级，距离“颠覆性”变革还差几方面的关键要素。首先，在如此复杂的作战体系中，每秒产生的数据量将是惊人的，需要进行海量数据采集、处理并生成更为明智的决策建议；其次，对于体系中的飞航导弹、无人机等无人系统，如果具有感应战场态势和自主决策（或半自主）的能力，就可以根据一线情况快速作出最恰当的反应，多个无人系统能够组成集群，发挥更大的效能；最后，战场态势变化无穷，上述的这种辅助决策或无人系统自主能力，不能基于传统的“编程思维”（即事先就想好所有对策），而是能够对战场情况进行“感知，理解和学习”，通过不断实践获得反馈，迭代发展。

认知技术，作为人工智能技术的重要分支，是指由机器完成“感知，理解和学习”的全过程，通过大量的训练，不断自身迭代，既可自行作出判断，也可辅助人类进行决策。这种技术已经在雷达、电子战领域所有运用，在多个非军事领域已经取得了突破。将“认知”引入“动态与分布式”作战，将彻底引爆作战模式变革，带来颠覆性改变。可以看到，诸多对于未来战争形态的预测，如无人化、智能化等，实质上都是从不同侧面在描绘认知/动态与分布式的作战。

在认知/动态与分布式作战模式中，由于作战力量和运用的复杂化，无法按传统的“平台和武器”法分析其作战力量构成。在传统的作战模式中，对抗双方的力量组成基本固定，可以详细分析各种具体的装备性能，甚至用典型武器代指双方的对抗。

在认知/动态与分布式作战中有两点不同。其一，参与的平台和武器众多，而且每次作战的装备体系都可能略有不同，很多新的武器（尤其是飞航导弹/小型无人机）的升级迭代速度非常快，无法用传统的思路将所有武器遍历一遍；其二，同一种平台或武器在不同任务中的使命任务不同，战术战法随对抗双方的博弈而变，可能在交战过程中都会有改变。譬如多功能战机，可能在某次作战中看重的是其侦察、目标指示的能力，而在另一次作战中则是发挥其搭载并释放飞航导弹（小型无人机）的能力。

因此，为方便理解，需要对认知/动态与分布式的作战力量构成进行进一步抽象。借用互联网术语，将其划分为“云”和“流”两大类。如在上述空中力量中，预警机、运输机、轰炸机（及未释放的载荷）属于“云”，其发射出的飞航导弹、小型无人机属于“流”，能够深入到一线的交战当中去。而多功能战机或大中型无人机处于“云”和“流”之间，可算是“云”的最外延。

在认知/动态与分布式的作战中，可将“云”和“流”大致定义如下：“云”是指挥控制的中心（或局部中心）兼交战能力（尤其是大量载荷资源）的存储中心，可以将交战能力以载荷的形式形成“流”施放出去，由人参与控制运行；“流”是一种能力，依靠“云”存储，施放，完成具体任务。

分布——主要体现在各种发射出的“流”常常是由大量、小型、廉价、多样的武器集群组成的。由于武器被分散布置，处于不同的地理方位，给作战带来了很多新的变化。在进攻性作战中，类似飞航导弹/小型无人机集群这样的作战形式，凭借数量上的绝对优势和功能/性能/价格上的相对优势，可以对防御方遂行防区内交战（精确打击和电子战），完全打破了传统的防御体系运作模式，能够取得突出的作战效果；在防御性作战中，存储“流”载荷的“云”因为布置的比较分散，可以更有效地扩大防御面积。

动态——根据战场上的实际态势，统筹调度各种“云”资源，可以实时地对各种“流”武器载荷进行动态任务分配，使得作战资源的配置更加优化。为了适应、驾驭这种动态作战的方法，对于战场管理能力的要求大幅度提升了。另一方面，由于小而廉价的武器系统替代了大而昂贵的系统，要求对武器系统的升级迭代不再是大周期式的，而是处于小周期，不断迭代升级的过程。从整个作战的武器装备体系来看，将一直处于高度动态发展的状态。

认知——传统的作战任务中各种武器装备的使命任务是既定的，鲁棒性和冗余也是事先计算好的，而在新作战模式中，在整个作战体系层面，利用认知技术（含计算、感知等）进行辅助决策，将使得整体的指挥控制更顺畅。而对于发射出的飞航导弹/无人机“流”来说，所谓实时的任务规划需依赖于良好的通信网络和人的决策。从远期来看，这些飞航导弹（小型无人机）集群将可以根据实际情况真正认知地遂行任务，使得“战争迷雾”降低几个数量级，作战效率和灵活性获得了革命性的增强。

认知/动态与分布式作战模式的出现顺应了国际战略格局变迁对于战场层面的需求，也是多种型号装备与技术发展推动的结果。反过来，作战模式的发展变化也牵引着装备和技术的进一步发展。新作战模式打破了过去数十年以来的平台中心式发展模式，对于战场感知/管理和战术导弹武器的发展产生的影响最大。

从“云”装备来看，主要的发展需求有两点。其一，改造、发展具备较大容量的机动或隐蔽式载荷发射平台，譬如改装大型运输机，发展新的发射装置等。这点涉及的面比较广，大部分难度也不大，本文不做具体讨论。其二，在“自主、动态与分布式”作战中，“云”装备承担着指挥控制、通信中枢、中继制导的使命责任，其复杂程度远超传统的指挥控制和通信网络能力，需要重点发展。

从远期来看，在MBDA公司于2014年提出的CVW101层云（STRATUS）系统中，对复杂战场态势感知和任务管理给出了一套要求，反映了“云”装备的普遍需求。如管理己方作战资源；管理敌方来袭目标信息；提供决策支持等。

从近期来看，首先需要发展的是大数据、分布式分析模块，满足实时态势感知（及自身作战体系状态监测），威胁鉴定和情报分析的作战需求，其基础是充分地共享各种传感器资源和计算资源。2016年初，美国海军就授予Charles River Analytics公司一份价值40万美元的合同，用于发展海军的战术云（Tactical Cloud）。

为了高效协同作战，“云”及“流”内的各个节点需要互相通信，形成有机组合，否则就不是一个有效的系统。在当前的作战模式构想中，要适用于争夺制空权等对抗最为激烈的情况，因此，需要确保所采用的数据链能够在强对抗环境中正常应用。由于“云”和“流”的高度动态性，该网络应具备高度的自适应能力。

从目前的技术基础来看，美国的战术目标瞄准网络技术（TTNT），已能够具有高吞吐量、高传输速率、低传输时延以及实时按需获得带宽的性能。最优情况下，TTNT可在555.6km（300nm）范围内实现高达10Mbps的传输速率。可用于协同作战、目标指示、毁伤评估等。远期来看，DARPA正在发展的对抗环境中的通信项目（C2E），旨在面临各种频谱战的威胁时，确保战场网络功能不被破坏。C2E基础设施能够采用异构网络的方式，能够链接战区中103~104个网络节点，单个节点的数据率为1Mbit/s量级。一旦实现，战区通信网路的普适性将进一步增强。

在认知/动态与分布式作战中，需要发展武器的火控级协同作战能力，即由第三方为导弹武器提供目标指引。在防御性作战中，技术的发展已经能够基本满足需求。美国“海军综合防空火控”系统（NIFC-CA）已获得初步成功，证实了多系统复杂集成技术的可行性。NIFC-CA是美军2007年前后就提出的分布式、协同作战概念后，吸纳的武器装备，包括E-2D、宙斯盾系统、标准-6、F-35C和EA-18G等。在NIFC-CA的海上演示验证中，利用标准-6（SM-6）导弹以及机载雷达，从发射导弹的舰船视距外跟踪并摧毁了来袭的飞航导弹，大幅突破了现有舰艇的防空反导能力极限，突显多武器系统协同作战的优势。尽管在进攻性的认知/动态与分布式作战体系中，要实现的的武器级协同与NIFC-CA相比更加复杂，但不存在本质上的瓶颈问题。

从“流”的角度来看，在进攻性体系中，亟需发展一系列功能多样化、小型、廉价，同时具备一定射程的飞航导弹（小型无人机），满足精确打击、防区内侦察、防区内电子战等多样的需求；而在防御性体系中，重点需要发展导弹的制导能力，在发射后根据第三方（甚至多个第三方）的接力导引向目标。

很明显，在小型无人机、飞航导弹领域，涌现出了越来越多的飞行器平台，能够满足认知/动态与分布式的需求。从近期美国、欧洲提出的若干小型无人机和巡飞弹就可以看出，其功能和性能的实现围绕作战任务需求而定，摒弃了不必要的冗余，因此体积和质量普遍较小，价格低廉。以巡飞弹为例，美、欧及以色列等国开展了大量的探索，部分已经成熟，提供给本国部队和军贸市场。近3年来，相关的巡飞弹型号超过了10个，长度普遍在2m以下，飞行时间在半小时至几个小时不等，每枚的价格在几万美元至十几万美元之间。从成熟型号来讲，2015年，美国完成了MALD-J的模块化改造，能够搭载多种模块执行多种不同的任务，是此类飞行器的典型代表。

为了适应多种作战需求，必须使用开放式系统结构，制定并遵循统一的标准接口，元器件和通用模块可更换，使得改装和加装传感器非常便捷；模块硬件实现标准化，一旦出现失效，可立即更换，降低了成本。利于计算机系统的扩充和互连，利于软件的移植和分布计算。利用此类开放式系统结构将改变现有无人机/飞航导弹武器系统内部各种子系统的布局，拓展作战功能，尤其是可以设计一系列符合开放式接口标准的模块，具备快速变更功能和性能，实现与前沿技术的发展同步，确保满足“认知、动态与分布式”作战概念与空中力量建设的基本需求。

从研制时间周期来看，小型无人机/飞航导弹从论证到完成工程研制所需时间越来越短，最近，已被压缩至3~5年，未来很有可能进一步缩短至1~3年，能够根据需求，快速定义方案，快速研制生产。从整个作战体系来讲，实现快速迭代，“动态”调整升级。