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首发 | 美国防空反导典型指挥系统发展初析

 keenid 2023-06-07 发布于北京

防空反导是世界主要军事强国作战力量的重要组成部分,高效的指挥控制系统是防空反导武器系统作战效能的倍增器。美国作为全球军事上最强大的国家,在防空反导领域的发展更是首屈一指。本文从美国防空反导指挥控制系统入手,对其典型指挥系统的发展进行了初步探析。

战略级反导指控与通信系统

美国战略级全球一体化反导系统中的指挥控制系统名称为“指挥、控制、作战管理与通信系统”(C2BMC)。该系统采用了边设计、边研制、边部署、边改进的建设思路,主要通过依托地基中段防御系统最初的指挥控制系统战斗管理指挥控制和通信系统(BMC3)发展而来,后续版本采取迭代螺旋升级的方式持续进行能力升级。2004年7月底美军部署了该系统螺旋4.3版本并装备各分系统,2004年—2008年经历了一系列演习和地面测试后升级为螺旋6.2版,2011年9月美军开始装备升级版导弹防御螺旋6.4版本。美导弹防御局2017年为研发部署该系统螺旋8.2-1版本申请了4.4亿美元,2019年提出研发部署该系统螺旋8.2-3版本,并在该版本中集成远程识别雷达,2021年8月宣布升级该系统至螺旋8.2-7版本。

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美指挥、控制、作战管理与通信系统

全球部署基本情况

C2BMC是美弹道导弹防御系统的一部分,具备从战略、战役级到战术级的计划、态势感知和指挥控制能力,具备一定的导弹发射器/传感器计划、总体计划评估、传感器管理等火控能力,以及为各系统之间提供数据、决策和通信连接能力。当前该系统套件位于美太平洋司令部、欧洲司令部、战略司令部、北方司令部等部门。北方司令部的系统套件位于科罗拉多州施里弗空军基地一体化导弹防御联合职能司令部导弹防御集成和作战中心。该系统通过一体化作战管理软件控制AN/TPY-2雷达进行威胁信息的跟踪处理,AN/TPY-2雷达通过网络接口处理器与该系统连接,通过Link-16数据链和防空系统整合器,向具备反导能力的宙斯盾系统传输满足联合战术自动数据信息链(TADIL-J)格式的威胁跟踪信息,还向地基中段防御系统传输跟踪信息。这些数据旨在向其他作战系统提供导弹防御作战信息,提升指挥官的态势感知能力。

指挥、控制、作战管理与通信系统从2004年开始研制,研制初期大量重复利用了地基中段防御系统的指挥控制系统模型和软件,快速形成了该系统的初期版本,已经在弹道导弹防御系统中的各级指挥司令部进行了不同程度的试验和部署。目前,其硬件设备在全球部署的大小站点超过33个,拥有的相关设备近千套,横跨全球18个时区,通信线路包括3条卫星通信链路和超过77000千米的国防信息系统局通信网络。

指挥、控制、作战管理与通信系统当前已部署8.2版本软件,未来将向一体化传感器自动管理和具备全球交战协同能力的方向发展。螺旋8.2-1及以后版本可利用过顶持续红外架构接收来自天基红外系统助推段和中段弹道导弹目标的信息原始数据,并将跟踪数据用于提示弹道导弹防御系统的传感器和武器系统,以及用于态势感知。未来,导弹防御局将依赖螺旋8.2版本来解决之前版本的缺陷和不足,下一步的主要发展方向是一体化自动传感器管理和交战协同以及开发功能更强的全球交战管理器。

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美指挥、控制、作战管理与通信系统多域体系

结构图

指挥、控制、作战管理与通信系统联接的系统主要包括三类。一是各级司令部/指挥所,包括国家军事指挥中心、战略司令部、北方司令部、中央司令部、印太司令部和欧洲司令部,以及战区防空反导司令部、空中与空间作战中心、海上作战中心等。二是体系综合与维护设施,主要是隶属于导弹防御局的导弹防御集成与运行中心,该中心位于施里弗基地,旨在为各节点提供运维保障,同时负责管理系统试验、开发与综合。三是传感器与武器部分,包括天基红外系统、前置AN/TPY-2雷达、宙斯盾系统、地基中段防御系统、萨德系统和爱国者系统等。目前正在建造的远程识别雷达计划2021年后接入该系统。

2021年美导弹防御局发布了C2BMC新的需求征询意见书,就软件开发需求,特别是能力增量-9和能力增量-10需求内容,以及网络能力需求和安全需求、计划编制器需求等方面提出要求并寻求发展未来新的作战能力。

能力增量-9计划集成、协调和增强的导弹防御作战能力包括:一是支持海基X波段雷达的前置识别;二是支持地基中段防御系统使用先进识别用于拦截作战;三是扩大与“过顶持续红外”企业空间资产接口,从而提高防御中远程导弹威胁的能力;四是为所有类型的导弹威胁提供分层、协调的主动防御;五是为作战指挥官提供更新的导弹防御态势感知能力。能力增量-10主要发展的内容包括:一是新增传感器长期能力的初始部分,提供改进的目标航迹关联、改进的拦截弹同威胁关联的功能,新增传感器除了数据用于评估拦截是否成功之外,还额外增加了系统的战略威胁能力;二是支持在多处陆基宙斯盾阵地和海基宙斯盾舰上部署的未来一代拦截弹,作为欧洲增强中远程导弹防御系统的一部分增强防御能力,同时未来一代拦截弹将提供对中程导弹和中远程导弹的早期拦截能力,并为更强的国土防御提供额外的一层拦截能力;三是扩大导弹防御火控系统协调范围和改进雷达的识别能力,部署先进的识别技术,包括地基中段防御利用来自导弹防御系统全部传感器的融合数据来提高本土防御能力。

美陆军一体化防空反导作战指挥系统

美陆军一体化防空反导(AIAMD)项目是陆军转型计划中的六大支柱之一,是实现陆军战区防空反导一体化的核心和关键,项目的主要内容为研发一体化防空反导作战指挥系统(IBCS),2010年12月正式开始系统研制。

2018年8月,美陆军组织对诺斯罗普·格鲁曼公司研制的IBCS进行了为期5周的关键性“以士兵为中心试验事件”测试,并获得成功,验证了该系统远程规模化、网络化作战能力。2019年12月12日,美陆军和诺斯罗普·格鲁曼公司成功利用该系统进行爱国者-2导弹拦截2枚巡航导弹试验,这是该系统进行的第5次,也是最后一次研发飞行试验,此次试验成功为该系统进入作战试验阶段,最终顺利部署奠定了重要基础。

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美陆军一体化防空反导系统配置图

2020年7月—9月,美陆军进行了IBCS有限用户测试,在8月13日和20日共进行了2次实弹拦截测试并获得成功。此次美陆军重新启动有限用户测试并获成功,标志着项目为转入低速率生产和装备试验做好了技术准备。

2021年1月13日,负责采购和维护的美国防部副部长签署采购决定备忘录,批准该项目转阶段进入初始低速生产与装备,开启了为期10年的系统正式生产和装备阶段。2021年该系统完成了最后一次研发试验,2022年10月,该系统完成了初始作战测试与评估。根据美国政府问责局发布的《年度采办评估》报告,明确一体化防空反导项目向陆军交付的装备数量约为454件。该项目开始低速生产的装备主要用于美陆军的爱国者营、爱国者合成营和间接火力防护能力营,具体装备为交战运行中心、综合协同环境、交战运行中心拖车、综合火控网络中继设备、雷达接口单元套件、发射架网络接口套件等。

美海军宙斯盾一体化防空反导指控系统

美海军一体化防空反导指控系统目前主要发展的是一体化火力控制-防空部分(NIFC-CA)计划。该计划是美海军集成协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统和标准-6导弹等,形成的分布式、网络化航母编队防空作战体系,是典型的区域性一体化系统,主要针对飞机、反舰巡航导弹,以及弹道导弹的末段防御。与之前的同类作战体系相比,该计划在继承协同交战能力系统基础上,实现了空中传感器、指控系统和拦截武器的互联互通互操作,使航母编队中宙斯盾舰首次实现了对舰载雷达视界外空中目标进行超视距拦截。

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美海军一体化防空反导示意图

协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统和标准-6拦截弹分别构成了该计划体系的三个相互耦合网络,即信息网、传感器网和交战网。该体系以信息网为骨干神经,整合编队各舰所有传感器,通过组网、数据融合实现远距离发现、跟踪目标和目标信息的分享,最后以宙斯盾舰发射标准-6导弹为拦截手段,通过本舰之外的中继制导和弹上的主动末制导发现和拦截目标,可以充分发挥导弹的动力性能,形成突破以往编队防空作战极限的体系能力。该计划的海上杀伤链,由E-2D预警机、F-35飞机提供远程传感器预警,协同交战能力系统提供数据传输,宙斯盾基线9.C1为指控系统,标准-6导弹为拦截武器,已具备海上远程交战和超地平线防空拦截和反舰的实战能力。未来该系统还将集成F/A-18E/F、F-35C战斗机等装备,形成更多的新型打击链。

美防空反导指挥控制系统发展趋势

渐进式发展,逐步实现全域融合。一是采用螺旋式发展,逐步加速实现全球与战区、战略与战术、中段与末段的多维深度融合,以及本土与全球多战区防御相互支撑。二是复杂的多系统交联决定了其只能是渐进式的发展,随着系统组件的发展,不断融合新的系统和功能。三是不断与美海军、陆军防空反导指控系统融合,全球交战管理器功能逐步发展完善,融合深度铰链全球反导作战资源,实现远距离交战所需的指挥控制技术支持。

越来越强调以智能化为代表的基础和前沿技术的应用。美国提出加快人工智能、自主性、数字孪生等前沿技术应用,提升跨域目标识别、方案生成、辅助决策能力,其指挥控制系统未来发展重点将包括推动人工智能、机器学习技术及在防御计划编制与设计、实时传感器/发射单元作战管理辅助、计算机防御监测等方面的应用,以进一步提高空间与导弹防御的协同增强,包括对威胁目标端到端的轨迹保持、导弹防御与战略预警以及空间态势感知之间的相互信息支持,及提高传感器到发射单元的信息铰链效率,包括接入和集成非传统导弹防御传感器、提高传感器之间的相互提示能力、弹道导弹与机动系统跟踪与报告、自动交战协同等。

有望成为其全域指挥控制的核心组成部分。美国将联合全域指挥控制定义为国防部层面的概念,目标是将美军所有军种的传感器连接成一个统一的网络,为联合部队提供一个类似于云网络的环境,用于共享情报、监视与侦察数据,利用人工智能技术处理数据并进行目标识别,与武器深度信息铰链形成最佳的目标与武器的交战配置,为指挥官提供更优的作战方案选择。目前美防空反导指挥控制系统具有的联合全域信息优势、高度互联互通互操作能力、作战指令信息协同度高等多项优势,有望作为联合全域指挥控制的核心组成部分,而联合全域指挥控制未来将有可能取代传统的部队指挥控制模式,实现跨域协同作战的新型作战指挥控制方式。

版权声明:本文刊于2023年2期《军事文摘》杂志,作者:乔睿,王健如需转载请务必注明“转自《军事文摘》”。 

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