郭正玉 劉琪
摘要:美國空空導彈已經發展了四代,目前正在預研新一代產品,憑借著強大的工業基礎和先進的作戰理念,引領著空空導彈的發展方向。美國空空導彈主要由空軍和海軍研制和使用,縱觀美國空空導彈發展史,空海軍之間有分歧也有合作,這與其聯合作戰理念的演變有著深刻的關系。本文從美國空海聯合作戰概念演變的角度,回顧分析了美國空空導彈的發展歷程,并結合美國新概念和新技術展望了未來空空導彈的發展。
關鍵詞:空空導彈;聯合作戰;作戰理念;空海一體戰
中圖分類號:TJ760文獻標識碼:A文章編號:1673-5048(2018)06-0011-05[SQ0]
0引言
空空導彈于1946年問世,1958年首次投入實戰。在這70多年間,空空導彈經過不斷的技術進步,已經發展成為制導方式多樣化,遠、中、近距系列化和海、陸、空三軍通用化的空空導彈家族。作為當今空中對抗的主要武器,其性能的高低已成為決定戰爭勝負的重要因素。空空導彈成為各軍事強國優先發展的武器裝備[1]。
空空導彈已經走過了四代發展歷程,目前正在探索第五代關鍵技術和能力特征。在四代發展的過程中,美國空空導彈始終沿著基本型、系列化的道路持續發展,形成了雷達和紅外兩種制導體制,發展了“獵鷹”、“麻雀”、“不死鳥”和“先進中距”四個雷達制導系列和“響尾蛇”一個紅外制導系列空空導彈,過程獨具特色[2]。
空空導彈是美國空軍和海軍戰斗機作戰使用的主要武器之一,隨著技術的發展,空空導彈的探測和攻擊距離越來越遠,性能優勢逐漸顯現,成為空中作戰的主要武器,在歷次戰爭中發揮了重要的作用。美國空軍、海軍研制和使用空空導彈的過程并不是“風平浪靜”的,隨著美國作戰概念的演變和空軍、海軍實力的不斷變化,對于空空導彈的研制和使用走過了從獨立研制、競爭發展到聯合研制、共同生產的道路。
1空海聯合作戰的演變與空空導彈發展
美國空海聯合作戰的發展和演變大致可分為四個階段:探索階段、穩定階段、成熟階段和創新階段。每個階段均有著不同的特點,不同軍兵種之間的博弈和磨合造成了美國空空導彈的發展經歷了不同的發展階段。表1為美國空軍、海軍研制的典型空空導彈代表型號。
1.1第一階段:探索階段
探索階段自20世紀40年代起至20世紀60年代。這一階段經歷了第二次世界大戰、朝鮮戰爭和越南戰爭。一戰后,美軍的海上和空中作戰力量得到了巨大發展。1942年“珍珠港事件”之后,美軍才完成了第一次空海聯合作戰,將陸軍航空兵和航空母艦結合起來反擊日本。隨后又出現了陸海混編的航空兵部隊,但都是迫于當時任何一種軍種的力量都無法單獨戰勝對手而不得已的措施。
二戰后,美國空軍正式成立,海、陸、空三軍為了各自的利益,出現了爭權奪勢的現象。朝鮮戰爭和越南戰爭中,空軍、海軍都處于各自為戰的階段,這一階段中,隨著世界各國飛機平臺的性能提高,機炮的短板逐步暴露,空空導彈雖然受到青睞,但由于性能限制并沒有取代機炮而成為主戰武器[3]。
美國在二戰期間正式開始研制空空導彈,后來逐漸成熟并裝備部隊,然而面對一種新出現的武器裝備,美國空軍、海軍都試圖在空空導彈領域發揮主導作用,以獲取長期話語權和占位優勢。因此,獨立研制、競爭發展、需求趨同是這一時期的特點。
美國空軍主導發展了“獵鷹”系列空空導彈,普遍采用半主動雷達導引體制,是世界上最先服役的空空導彈。美國海軍主導發展了“響尾蛇”系列空空導彈,普遍采用紅外制導體制。圖1為AIM-9B空空導彈。但是為了互相競爭,“獵鷹”系列發展出專門的紅外改型AIM-4B,“響尾蛇”系列也發展出雷達改進型AIM-9C。為了取得競爭的主動地位,美國海軍還發展了“麻雀”系列空空導彈,普遍采用雷達制導體制,試圖憑借更先進的產品占據主導地位,用于頂替美國空軍的“獵鷹”系列空空導彈。
通過對戰爭的總結,美國逐漸意識到沒有統一規劃的惡意競爭只會增加內部消耗,并著手通過法案、條例和機構改革等措施形成統一高效的聯合作戰機制。同時,隨著精確制導技術和空中作戰指揮自動化系統的發展,改變了空空作戰的面貌,提升了指揮控制快速反應能力,這些都為空海聯合作戰提供了支持和保證。
1.2第二階段:穩定階段
穩定階段為20世紀60~80年代。越南戰爭后,世界開始發生變化,“中東戰爭軍事變革”、“蘇聯入侵阿富汗”等事件促使美國重新思考軍隊建設。蘇聯海軍力量的迅速增強,尤其是遠洋作戰力量快速增長,逐漸成為美國海軍控制海洋的最大挑戰,美國海軍加大了新型武器裝備的研制和裝備。20世紀80年代,美國海軍逐步裝備了“熊貓”F-14截擊機和“大黃蜂”F-18戰斗機等作戰飛機,大幅度提高了作戰能力。同時,美國海軍認為其連同海軍陸戰隊的力量,海、陸、空的軍力配置和武器裝備相對完整,能夠獨立完成作戰任務。而這個時期,美國空軍誕生不久,實力相對有限,更希望依靠其他軍兵種的力量開展聯合作戰,以盡快提高其裝備和實戰水平。越南戰爭后,美國空軍向海軍航空兵學習,并憑借后來的“紅旗”軍演逐步拓展演習內容,在美國空軍的極力推動下,促進空海聯合作戰意識的形成。1986年,美國發動“利比亞空襲”,是較為成功的空海聯合作戰。從作戰策略上看,美軍解決了戰略指導和戰役指揮的關系,構建了統一指揮機構;從作戰兵力上看,美軍配備了由預警機、電子戰飛機、戰斗機、加油機等組成的聯合空海力量。此后,美軍進一步加強組織機構調整,加強頂層統一指揮,空海聯合作戰逐步穩定成熟。在“沙漠風暴”行動中,美國空軍、海軍在聯合司令部的統一指揮調度下,有條不紊地開展各項軍事任務,美軍空海聯合作戰正式形成體系。
由于在越南戰爭中表現糟糕,美國空軍“獵鷹”系列空空導彈項目被中止,之后與海軍一起發展“響尾蛇”和“麻雀”系列空空導彈。由于掛裝平臺、研制需求和作戰場景不同,采用的技術路線也有區別。美國空軍、海軍各自主導發展改型產品,合作與競爭并存,導致的結果是產品無法互通互用。值得一提的是,隨著空戰的需求和技術的進步,空中目標的飛行性能不斷提升,空空導彈需要攻擊更遠、更快的空中目標,空軍、海軍在這一問題上也出現分歧。空軍并沒有發展遠距空空導彈,海軍研制了“不死鳥”系列遠距空空導彈,形成了美國空空導彈歷史上較為獨特的一個分支[4]。圖2為美國AIM-7E空空導彈,圖3為美國AIM-54A空空導彈。
1.3第三階段:成熟階段
成熟階段自20世紀90年代起至21世紀初。海灣戰爭后,美國逐步將聯合作戰問題形成規范并不斷修訂,以此作為行動依據。美國海軍極力推動聯合作戰,并且不單單是關注海上作戰,而是考慮如何積極參與近海區域制空權爭奪和戰略空中打擊等作戰任務,并希望以此及其強大的海軍力量擴大在作戰中的主導能力。美國空軍在“空地一體戰”后,堅定了聯合作戰的信心,并確立自己應該具有“全球到達”的能力,也開始從體制編制和作戰指揮系統等方面進一步增強聯合作戰能力。1999年,“聯盟力量”行動中,美國和北約形成了統一的指揮機制,對整個行動統一計劃、組織、協調和指揮。2001年,“持久自由”行動中,美國海軍和空軍空中力量聯合發揮了主力作用,空軍開始在聯合作戰中使用“捕食者”RQ-1無人機和“全球鷹”RQ-4無人機,加上通信、網絡和數據處理技術的發展,以C4ISR為特點的聯合作戰成為了成熟可靠的作戰體系。2003年,“伊拉克自由”行動中,美國繼續沿用成熟的聯合作戰指揮模式,并使用大量性能更佳的新型武器裝備,進一步創新作戰理論,取得了很好的實戰效果。這些為此后美國正式推出“空海一體戰”重要作戰理念奠定了基礎。
為了更好地實施聯合作戰,從20世紀80年代開始,美國國會對國防采辦經費實施嚴格的審查制度,美國空軍和海軍走上聯合研發空空導彈的道路。第一階段是聯合研制、狀態有別、分批生產。典型代表是第三代空空導彈,紅外型有AIM-9L和AIM-9M,雷達型有AIM-7F和AIM-7M。圖4為美國AIM-9L空空導彈。在研制之初,國會成立聯合辦公室綜合雙方需求,監管技術。研制鑒定主要由空軍負責,作戰鑒定則空軍和海軍各自獨立進行。第二階段是聯合研制、狀態相同、同批生產。為了進一步滿足多軍種聯合作戰要求,美軍終結了203mm彈徑、230kg彈重的“麻雀”系列,發展出178mm彈徑、150kg量級的第四代雷達型“先進中距”AIM-120系列,改進發展了第四代紅外型“響尾蛇”AIM-9X系列,并嚴格貫徹“預籌改進計劃”不斷升級軟件和硬件水平,有計劃分步驟地提高導彈性能[5]。例如:雷達型從AIM-120A發展到AIM-120D,導彈的速度更快,射程更遠,制導精度和毀傷效能大幅增強,抗電子干擾能力持續提高,同時具備以載機為中心的全向攻擊能力和網絡作戰能力;紅外型從AIM-9X發展到AIM-9XBlockII+,導彈的目標探測和抗干擾能力增強,同時引戰配合和數據鏈通訊能力也不斷提高。
1.4第四階段:創新階段
創新階段開始于2010年以后。雖然美國于2010年前后正式推出了“空海一體戰”作戰理論,于2011年成立空海一體戰辦公室,目的是為了繼續加強各軍種的聯合作戰能力,將各軍種的部隊建設成為能夠更有效地實施共同作戰的部隊,但是在概念推出之日起就有些顯得底氣不足并開始尋求創新和突破[6]。因為美軍也開始意識到自己正在面臨日益嚴峻的挑戰,世界上的對手與自己的差距越來越小,甚至有超越自己的趨勢。再加上太空站、網絡戰、遠程精確打擊等技術和能力的不斷發展,僅僅依靠空軍、海軍聯合已經無法確保其取得絕對優勢。2012年,美軍推出的“聯合作戰介入概念”,將跨領域協同作為應對“反介入/區域拒止”的核心概念,并將作戰領域擴展到陸、海、空、天、電、網六大領域,通過跨域來進一步縮短“觀察、判斷、決定和行動”(OODA)作戰循環[7-8]。2014年,美國推出了“第三次抵消戰略”,通過發展新的軍事技術和作戰概念達到“改變游戲規則和未來戰局”,使美軍在未來與主要對手的新一輪軍事競爭中保持絕對優勢。2015年,美國又將“空海一體戰”更名為“全球公域進入與機動聯合概念”。消除了“網絡中心戰”、“空地一體戰”和“空海一體戰”概念與生俱來的“軍種歧視”,更有利于保持美軍整體作戰力量的領先地位,也反映出美軍追求“在全球公域自由進入”的目的并未改變,其追求全球軍事霸權的本質并未改變。
進入21世紀以來,美國在繼續改進現有空空導彈的同時,并沒有停止積極探索下一代空空導彈的腳步。除了“先進吸氣式雙射程導彈”(AADRM)、“雙射程導彈”(DRM)、“聯合雙用途空中優勢導彈”(JDRADM)、“三類目標終結者導彈”(T3)等項目和關鍵技術的研究以配合傳統的“猛禽”F-22戰斗機和“閃電Ⅱ”F-35戰斗機之外,還積極發展了“CUDA空空導彈”、“小型先進能力導彈”(SACM)和“微型自防衛彈藥”(MSDM)等微小型空空導彈技術來配合其“忠誠僚機”(LW)項目、“飛行導彈掛架”(FMR)項目為代表的有人/無人協同作戰。在支持其聯合作戰體系架構的同時,依靠新技術尋求新的突破,以獲取當前和未來一個時期作戰的全面優勢。圖5為飛行導彈掛架作戰概念。
2對未來空空導彈發展的思考
美國憑借其強大的工業基礎和先進的作戰理念引領著世界空空導彈的發展。雖然空軍、海軍有分歧也有合作,但是都是以成熟空空導彈為基礎,沿著“基本型、系列化、多用途”來積極研發空空導彈及其改進改型,通過軟硬件的改進和升級,循序漸進地提升空空導彈的作戰性能,拓展其作戰潛能。同時,不斷開展新技術的探索和研究,提高導彈性能,使導彈制導精度、抗干擾能力、機動能力、射程、殺傷概率、網絡化作戰能力得到進一步的提升,作戰包絡進一步擴大,與時俱進地滿足復雜環境下的作戰要求。
空戰是動態博弈的過程,隨著技術的不斷發展,空空導彈及其作戰體系的能力不斷提升,但是要想取得空戰優勢,還需要不斷采用先進的技術,擁有勝人一籌的“必殺技”,然而由于載機平臺隱身、機動等能力的限制,對于空空導彈體積重量和研制生產等提出了更高要求。從目前美國公開的資料看,關于下一代空空導彈的裝備圖像和關鍵技術少之又少,可以判斷,美國還沒有確定下一代空空導彈的準確定位和技術路線。不過,通過研究美國從其“第三次抵消戰略”以來,軍事裝備管理部門和生產商所公開的研究項目和技術,可以反映出以下幾點:
(1)高度重視關鍵共性技術領域的創新布局
美國一貫兼顧當前與長遠發展,高度重視以技術為核心的創新工作,近年不斷在關鍵技術領域推出一系列增強體系信息能力、有人/無人聯合作戰等重點研究項目。這些項目大部分屬于創新性的基礎研究,有些持續時間不長,有些研究十年以上,表明美國對下一代裝備及其關鍵技術持續有序推動,促進發展創新。
(2)重點加強前沿引領技術領域的應用探索
美國已經在智能目標識別、自主導航、智能感應決策等技術領域開展多個項目研究,增強對于強對抗環境下的抗干擾和目標識別能力,發展不依賴GPS的導航定位技術,研究人工智能深度學習的規避探測技術,進一步提升作戰效能,促進導彈武器裝備及其系統向著智能化方向發展。
(3)積極嘗試顛覆創新技術領域的態勢改變
美國還嘗試自主機器人、增材制造等技術在導彈領域的聯合應用,探索形成“無人、無形、無痕”的“三無”新型戰爭態勢,暢想在作戰飛機上使用機器人自主制造導彈并發射的顛覆性概念,發揮顛覆性技術的牽引帶動作用,形成改變未來戰爭游戲規則的作戰概念和作戰裝備。
3結論
隨著世界新工業革命的發展延續,戰爭逐漸由機械化走向信息化。戰場中的新要求、新環境、新目標和新武器將會不斷增多,對于空空導彈的需求將會不斷提升甚至改變。美國通過對近五十年的武器裝備研制過程的總結和研究,發現武器裝備復雜度和成本呈現指數型增長。為了提高性能,繼續在有限的體積和重量下,無限度地增加新技術和新概念,將會導致產品的設計周期和成本難以承受。為此,美國已經開始著手采用基于模型的系統工程和智能化制造技術等方法,探索減少反復設計、降低研發成本的技術途徑。
為了更好、更快地研究和發展空空導彈,除了借鑒美國先進企業的經驗和技術,更重要的是從設計源頭出發,加強自主創新能力,加強工業化與信息化的深度融合,加強設計過程中的信息和數據的深度利用。重點解決傳統理念與技術創新之間、新技術快速轉化應用與戰術運用研究滯后之間的矛盾。新技術不斷發展成熟,特別是人工智能、網絡化制導、量子通訊、增材制造、云計算等技術概念的不斷應用完善,將會為空空導彈的發展提供技術保障,將會給空空導彈性能帶來大幅度提升。
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