水下網絡中心戰對潛艇作戰系統的能力需求研究

高天孚，孔 軍，黃田力，黃珊琳

(中國艦船研究院，北京 100192)

0 引 言

“網絡中心戰”（Network Centric Warfare，NCW）的概念最早由美海軍作戰部長杰伊·約翰遜上將提出，是利用計算機信息網，把地理上分散部署在陸、海、空、天的各種傳感器、指揮控制系統和武器打擊系統有機地聯接起來，形成態勢共享、快速反應、統一高效的作戰體系[1–3]。在“網絡中心戰”基礎上，美海軍把這一概念擴展到水下戰領域，進一步提出了“水下網絡中心戰”（Under Water Network Centric Warfare，UWNCW）的概念。

美海軍認為，UWNCW將使海軍可以快速和有效地執行各種水下作戰任務，使海軍一進入作戰地區即成為水下聯合部隊的一部分，并決定性地影響水面和岸基作戰，而且它將極大地加強海軍和聯合部隊的能力，以感知環境，威懾敵人，且在威懾失敗后所進行的戰斗中取得勝利[4]。

在UWNCW中，隨著技術的進步，水下戰場的透明度越來越高，潛艇執行任務中面臨的挑戰越來越大。一方面，潛艇要面臨對手通過衛星、飛機、水面艦艇、潛艇和水下傳感器網絡等構建的立體反潛體系，其隱蔽性的優勢面臨極大挑戰，獨立完成任務的風險越來越大[5]；另一方面，潛艇要承擔局部戰場態勢感知、航母編隊警戒護航、水下協同作戰指揮、對陸對海目標遠程精確打擊、特種作戰力量投送等多樣化的作戰任務，要加強與我方陸、海、空、天和水下其他兵力的協同，融入我水下作戰體系，充分發揮體系作戰優勢，這就需要潛艇不斷優化自身平臺，在提高自身隱蔽性基礎上，進一步提高潛艇作戰系統能力，以適應新的戰爭形態。

1 水下網絡中心戰對潛艇作戰系統能力需求

潛艇作戰系統是指潛艇平臺上用于執行警戒、跟蹤、目標識別、信息處理、威脅估計及控制武器完成

對敵獨立或協同作戰的各要素及人員的綜合體，主要由聲吶系統、光電設備、雷達/電子偵察設備、導航系統、通信系統、指揮控制系統、魚水雷系統、導彈系統、水聲對抗系統、雷彈發射裝置等分系統和設備組成。為了適應水下網絡中心戰要求，潛艇作戰系統作為潛艇作戰能力提升的核心系統裝備，在環境感知、信息處理、信息保障、隱蔽通信、協同作戰指揮、輔助決策、交戰控制和任務重構等方面提出更高的能力需求。

1.1 戰場環境感知能力

潛艇對戰場環境感知能力主要是指潛艇能夠利用實時獲取和歷史積累的海洋水文氣象環境信息、海洋水聲環境信息、海底地形環境信息和瀕海地理環境信息等信息并對其進行分析處理，進行戰場環境參數預報、傳感器探測性能分析、潛艇隱蔽機動參數計算、衛星過頂探潛預報、海底地形匹配導航等，為潛艇的傳感器使用、隱蔽出行、戰術機動、輔助決策、導彈航路規劃、武器使用效能評估等提供支撐。

1.2 目標警戒探測能力

目標警戒探測能力指的是潛艇能夠綜合利用艇載聲吶、光電、雷達、電子偵察等多種探測手段，對空中、水面、水下各類目標進行警戒、搜索、偵察、定位和跟蹤，獲取目標的噪聲信號、聲吶脈沖信號、雷達信號、通信信號、光學圖像等各類信息；利用通信設備隱蔽接收外平臺發送到目標情報信息。

1.3 信息處理能力

信息處理能力主要包括目標信息的融合處理能力、目標身份分類識別能力、目標運動分析能力和戰場態勢綜合能力。

目標信息的融合處理可分為4種情況：1）對來自本艇各聲吶探測的目標信息進行融合處理；2）對本艇雷達、電子偵察、潛望鏡/光電桅桿等非聲傳感器的探測的目標信息進行融合處理；3）對本艇聲傳感器和非聲傳感器的探測的目標信息進行融合處理；4）對本艇傳感器探測的目標信息和通過通信系統接收的外部目標信息進行融合處理。潛艇作戰系統對目標信息融合處理后，將提供統一的目標批號。

目標身份分類識別是利用艇載聲吶、雷達、電子偵察、光電設備獲取的多源目標信息和接收到外平臺發送的目標情報信息，在目標識別數據庫的支持下，從傳感器、指控等多個層面、多個尺度對目標進行分類識別。潛艇作戰系統可根據實際獲取信息的詳細程度和目標識別數據庫支持程度，實現從目標屬性判斷、目標種類區分、目標類型識別、最終到目標型號/個體確認等由模糊到精確的識別。

表1 潛艇目標身份分類識別示例表Tab.1 Example of object recognition

目標運動分析是對跟蹤的目標進行目標運動分析，對攻擊目標進行目標運動要素自動解算或人工修正解算，對遠程目標指示信息的進行接收、處理和運動要素解算。

戰場態勢綜合是對本艇探測的目標信息、海洋環境信息、本艇導航信息及外部平臺發送到目標情報信息等進行信息融合和綜合處理，建立統一的戰場態勢，向潛艇指揮員提供全景式的戰場態勢分析評估和顯示，并面向不同戰位需求進行態勢分發和一致性管理。

1.4 信息保障能力

為了提高潛艇的作戰能力，發揮潛艇作戰系統的效能，要充分利用各種作戰信息。

1）外部信息。外部信息指的是外平臺發送到各類情報信息、遠程目指信息及上級系統發送到指揮控制信息等。

2）各類艇載數據庫。根據作戰需要，潛艇應配備各類數據庫，為潛艇的隱蔽機動、傳感器使用、目標識別、作戰指揮、輔助決策、武器打擊、綜合防御和航行保障等提供支持。具體可包括海洋水文氣象環境數據庫、海洋水聲環境數據庫、海底地形環境數據庫、瀕海地理環境數據庫、目標特征數據庫、輔助決策數據庫和歷史航線數據庫等。

3）平臺動力系統信息。為作戰系統提供平臺系統和動力系統的相關系統和設備狀態信息，便于艇長對相關系統設備的有效監控，為艇長的作戰指揮決策提供參考。具體包括平臺自噪聲信息、操艇相關的航向、深度和姿態信息，航行過程中的航向、深度機動等信息、損管信息、全艇水汽油電等保障信息、動力系統工作狀態信息、生命保障系統狀態信息等。

1.5 隱蔽通信能力

水下網絡中心戰要求潛艇能夠與其他陸、海、空、天及水下等平臺無縫連接，通過信息交互及時掌握戰場的態勢信息，實現潛艇與其他作戰平臺的協同。具體表現為潛艇要能夠接收外平臺發送情報信息、指控指令和遠程目指信息等，向其他作戰平臺發送搜集到的情報信息、指揮控制信息（潛艇作為水下作戰協同指揮節點）等。這需要潛艇要具備多種通信手段，實現與外平臺的雙向、隱蔽、可靠、遠距離、大深度、高速率的信息連通[6]。

1.6 協同作戰能力

潛艇協同作戰的模式主要包括以下幾種類型：

1）為航母編隊警戒護航。攻擊型核潛艇可在航母編隊遠程警戒區域與反潛巡邏機配合執行搜索警戒和反潛等任務，執行航母編隊下達的作戰任務。

2）多艇協同作戰。在指揮艇的統一指揮下，水下多艇可協同完成目標的搜索、引導、攻擊和防御等任務。

3）與UUV協同作戰。潛艇利用UUV進行警戒探測，擴展水下探測范圍；利用UUV作為通信中繼，提高水下通信能力；利用UUV進行海洋環境和海底地理信息探測，保障水下航行安全；潛艇還可與UUV協同完成反水雷和反潛等作戰任務[7]。

4）與潛射無人機的協同作戰[8]。潛艇利用潛射無人機進行戰場情報搜集、目標偵察與監視；利用潛射無人機實施引導，實現對敵方岸上重要目標、遠程海上機動艦艇、空中反潛直升機/巡邏機和水下潛艇進行攻擊，全方位提高潛艇綜合作戰能力；利用潛射無人機進行通信中繼，提高潛艇通信能力；利用潛射無人機實施信息干擾，提高潛艇電子戰能力；利用潛射無人機融入戰場信息網絡，實現與水面艦艇、航空兵以及潛艇兵力之間的戰術協同，提高潛艇作戰效能。

5）與海上其他兵力協同作戰。當潛艇是海上聯合機動編隊或兩棲編隊的組成兵力時，可與其他水面戰斗艦艇、空中兵力遂行協同作戰任務，與空中兵力遂行對海、對岸協同火力打擊任務。

基于以上作戰模式，潛艇作戰系統應具備以下協同作戰能力：具體包括多平臺協同信息處理、協同作戰計劃生成、協同作戰指揮、協同偵察、協同搜索跟蹤和定位、武器協同使用等。

1.7 輔助決策能力

在水下網絡中心戰條件下，潛艇基于協同作戰要求，潛艇作戰系統應具備如下輔助指揮決策能力：

1）作戰方案制定。根據反潛、反艦、偵察、突防等不同作戰任務，輔助制定不同協同作戰方案，具體包括協同作戰方案、隱蔽航渡計劃、協同偵察巡邏方案、協同搜索跟蹤定位方案、協同攻防方案等。

2）戰術態勢分析。實時計算潛艇作戰能力，基于戰場態勢變化實時對協同作戰區域進行威脅分析判斷，利用分析結果支撐作戰決策。

3）協同作戰決策。在戰術態勢分析基礎上，并根據協同作戰規則進行實時協同作戰決策，主要包括協同作戰戰術水聲決策、協同作戰戰術機動方案計算、協同對陸攻擊決策、協同對海攻擊決策、協同對潛攻擊決策和綜合防御決策等。

4）作戰效果預估。可針對作戰任務對多種協同作戰方案進行仿真推演，并對各作戰方案實施效果進行預估。

1.8 交戰控制能力

潛艇作為水下作戰核心裝備，要配備多種作戰和防御武器來滿足多樣化的作戰任務需求。潛艇可配備作戰和防御武器裝備包括對陸攻擊巡航導彈、遠程反艦巡航導彈、遠程巡航魚雷、遠程巡航水雷、UUV（攻擊型）、潛射無人機（攻擊型）、水聲對抗器材等裝備，作戰系統并應具備對相應武器裝備的控制能力。

1.9 任務重構能力

潛艇長期服役期間，所承擔作戰任務會隨著國家戰略變化進行調整，新技術和新裝備也會不斷得到應用。潛艇作戰系統要能夠適應任務、技術和裝備的調整變化，在整個作戰系統基礎設施不做重大改變的前提下，實現作戰系統功能軟件化，系統應具備能夠根據任務調整而進行功能重構的能力，有效降低潛艇服役期間的全壽期升級改造和維護成本。

2 未來潛艇作戰系統發展思路

1）積極開展潛艇水下作戰模式研究

在水下網絡中心戰中，潛艇作為重要的水下作戰平臺，只有融入水下作戰體系，才能發揮最大的作戰效能。潛艇要融入水下作戰體系，無論潛艇作為水下作戰指揮、偵察探測、通信中繼還是精確打擊節點，都必須與其他作戰平臺進行交互協同，因此要積極開展潛艇與其他作戰平臺協同作戰模式研究，進一步明確對潛艇作戰系統發展能力目標。

2）提升潛艇作戰系統總體設計能力

以潛艇作戰系統發展能力目標為牽引，加強作戰系統在體系架構、系統集成、裝備研制、技術體制、壽期保障等方面的頂層規劃設計，提升作戰系統總體設計能力，促進潛艇融入作戰體系，在水下發揮最優作戰效能。

3）加強潛艇作戰系統關鍵技術攻關

在作戰系統總體設計基礎上，梳理制約潛艇融入水下作戰體系的關鍵技術，尤其是加強潛艇在水下協同作戰指揮、隱蔽安全通信、精確導航定位、遠程警戒探測、目標綜合識別、系統任務重構等方面的關鍵技術的攻關，制定相應的技術發展路線圖，開展相關關鍵技術的預研、科研等工作，為相應裝備研制建設提供支撐。

3 結 語

在水下網絡中心戰中，潛艇是重要的作戰指揮節點。本文從戰場環境感知、目標警戒探測、信息處理、信息保障、隱蔽通信、協同作戰指揮、輔助決策、交戰控制和任務重構等幾個方面分析了水下網絡中心戰對潛艇作戰系統的需求，最后總結分析了潛艇作戰系統的發展思路。可為未來潛艇作戰系統頂層設計，更好地融入水下作戰體系提供一定的借鑒參考。