協同空戰技術發展概況及作戰模式

李卿瑩

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安710089）

1 引言

20 世紀末期以來，信息技術的發展推動了軍事變革。從作戰樣式的角度來講，傳統的各平臺運用自身傳感器和武器系統對目標進行探測、跟蹤、打擊的作戰樣式已不能滿足數字化戰爭的需求。美國海軍上將杰伊·約翰遜最先提出網絡中心戰（Network Centric Warfare，NCW）[1]的理念，即將地理位置上分散的各種傳感器、指揮和控制系統、武器系統有機地聯成一個信息化的網絡，以實現戰場信息互聯共享，實時感知戰場態勢，提高作戰效率和對敵打擊能力。以網絡為中心的作戰樣式已逐步演變成未來數字化戰爭的主要模式[2]。

多機協同空戰[3]作為網絡中心戰的一種具體表現形式，將成為未來空戰的主要模式。另外，空中戰場環境越來越復雜，空空導彈攻擊距離不斷增大，載機在發射完導彈之后若遇到干擾或威脅，很難繼續控制導彈對目標實施精確打擊，在未來空戰中實施接力制導可以較大程度地提升戰機的生存能力和空空導彈的打擊精度。

本文將介紹網絡中心戰、多機協同空戰、接力制導技術的概念與內涵，分析總結國內外協同空戰以及協同制導領域的研究現狀，并以網絡中心戰為背景，提出一種新型的多機協同作戰模式。

2 概念及內涵

2.1 網絡中心戰

網絡中心戰指通過全球信息柵格，將分散配置的作戰要素集成為網絡化的作戰指揮體系、作戰力量體系和作戰保障體系，實現各作戰要素間的戰場態勢感知共享，最大限度地將信息優勢轉化為決策優勢和行動優勢，充分發揮整體作戰效能。

網絡中心戰是美國軍方推行的全新戰爭理念，與傳統消耗型的戰爭方式有著本質的區別。以網絡為中心的聯合作戰方式在信息時代的戰爭中具備很大優勢，它使地理上分散的各作戰單元具備集中火力攻擊目標的能力，通過持續完備感知戰場態勢，提高對戰場的控制能力和作戰指揮速率。

2.2 多機協同空戰

多機協同空戰是由兩架或者兩架以上的作戰飛機互相配合、相互協作，完成對空作戰任務的一種戰爭方式，是現代海、陸、空、天、電一體化作戰模式在多機空戰中的具體體現[4]。

多機協同空戰是由預警指揮機、殲擊機、電子戰飛機和空中加油機等多種類型飛機混合編隊，在地面指揮中心或空中預警指揮機的統一控制下，通過戰場通信網絡和制導網絡互相配合、相互協作完成對空打擊任務的作戰方式[5]。航空電子系統和戰術數據鏈[6]的飛速發展為多機協同空戰提供了先決條件，編隊內各飛機通過機載戰術數據鏈實現戰場數據和情報信息的交互與共享。多傳感器協同以及信息融合技術對戰場資源進行統一管理、信息整合，以更高的效率對戰場態勢進行感知，保證多機協同作戰效能。

在探測目標階段，協同作戰體系內的飛機按照一定的幾何形狀編隊飛行，相互之間信息共享，達到探測范圍最大化；在識別跟蹤目標及任務分配階段，編隊內各戰機分工明確，整體配置最優化；在戰術決策階段，協同作戰飛機互相支持，互為犄角，集中火力殲擊敵人。

2.3 接力制導

接力制導，又稱多機協同制導，是由多架作戰飛機切換式接力向導彈發送中制導指令的一種制導方式。

現代空戰中，作戰飛機通常以編隊飛行協同完成作戰任務，飛機上掛載的中遠程空空導彈在攻擊過程中主要采用“程控導引初制導+指令修正中制導+雷達主動尋的末制導”的復合制導模式。隨著空空導彈攻擊距離不斷增加，特別是適用于超視距作戰的空空導彈出現以來，導彈飛行時間增加，其中中制導過程所占的時間比例最大，該過程需要機載火控雷達照射目標，并將無線電修正指令周期性地發送給導彈。

未來空戰會面臨更加復雜的戰場環境，除傳統的自然環境外，網絡環境和電磁環境已躍升為戰場環境復雜化的主導因素，其中隱形電磁空間的形成對戰場環境的影響最為顯著。在這樣一個由電磁波構成的無形環境下，在有限的空域、時域、頻域以及能量域上，各種電磁信號錯綜復雜、相互交疊、瞬息萬變，妨礙著各種機載電子設備的正常工作和作戰使用效能。

面對未來空中復雜戰場環境，僅依靠導彈發射平臺可能無法順利完成空空導彈的中制導過程。因為戰場情況不斷變化，載機發射完導彈后可能需要去執行其他作戰任務或是在制導過程中受到敵方威脅需要機動飛行規避危險；且戰場電磁環境復雜，火控雷達照射目標時受到電磁干擾或者通信受敵電磁波干擾。因此，在載機不得不放棄導彈制導權時，需要將中制導權移交給編隊內其他飛機，由該友機作為新的制導平臺繼續向空空導彈發送制導指令，這就是接力制導。

3 國內外研究概況

3.1 協同空戰研究現狀

面對現代戰爭中日趨復雜的戰場環境，單一戰機因為探測、跟蹤和攻擊目標的能力十分有限，沒有辦法獨立完成指定的對空作戰任務，所以必須多架戰機參戰。世界各國越來越關注和重視著眼于機群整體作戰效能提高的協同空戰，美國、俄羅斯、西歐等國在協同空戰方面已經開展了多年的研究[7]，國內有關專家學者也在積極進行多機協同空戰的研究工作[8]。此外，近年來無人機的出現和無人機技術的迅猛發展使得國內外學者們越來越關注和重視有無人機協同作戰和多無人機協同作戰方向的研究，將無人機應用于未來超視距協同空戰是必然趨勢。

現將目前國內外對于多機協同空戰領域的研究概括為以下幾個方面：①多機協同多目標攻擊中的效能評估、威脅評估、態勢評估、目標任務分配等戰術決策問題，這方面的研究起步早，理論成果比較成熟。②無人機協同和多無人機協同作戰研究。這是無人機技術興起后比較熱門的研究方向之一，也是未來復雜戰場環境下協同空戰的一個發展趨勢。③多機協同中的信息協同技術研究。即研究多機多傳感器協同目標探測、跟蹤及數據融合技術，這是信息戰、電子戰環境下的重點研究方向之一，但國內在這方面起步晚，相關技術比較落后，理論研究尚不成熟。④多機協同戰術研究。這是近些年比較熱門的研究方向，主要包括多架戰斗機在預警機指揮下的協同作戰技術、基于網絡中心戰的多機協同靜默攻擊技術、空空導彈多機協同制導技術等。面對未來空戰的復雜戰場環境，其研究有重大意義。目前國外公開的相關方面文獻較少，中國對多機協同戰術的研究也尚在起步階段。

3.2 協同制導研究現狀

在對中遠程空空導彈的多機協同制導過程中，多架戰機采用戰術數據鏈進行信息共享，載機在發射完導彈后如受到敵方威脅或干擾，需要將空空導彈的中制導權移交給敵威脅或干擾范圍以外的友機，交接完成后載機快速機動規避，由友機繼續對導彈實施中制導。研究多機協同制導對于現代超視距空戰的戰法創新意義重大，在實戰中也有著較高的應用價值。

目前，國外關于協同制導的公開文獻主要都是針對防空反導背景下協同制導律的研究和設計，并未涉及到導彈制導權的切換技術。國內對于協同制導的研究工作主要從以下三個方面展開：有關艦空導彈協同制導的理論和技術研究[9]，空地導彈協同制導的相關技術研究[10]，對空空導彈協同制導問題的研究。國內對于多機協同制導的研究由于起步較晚，相關理論不夠完善也尚不成熟[11]。

4 一種基于網絡中心戰的多機協同空戰模式

4.1 空空導彈傳統作戰流程

主動雷達制導中遠距空空導彈一般采用復合制導方式。所謂復合制導就是在初制導階段采用程控導引，中制導過程為慣性導航加無線電指令修正，當導彈導引頭截獲目標并順利完成中、末制導交接后，雷達主動尋地。在導彈中制導階段，需要載機將探測到的目標位置和速度等信息經過編碼形成無線電指令，通過數據鏈發送給導彈微處理機和慣性基準裝置，導彈根據指令修正目標位置信息進行制導，這樣有助于提高導彈導引頭截獲目標概率。

超視距空戰中的中遠程空空導彈在時間軸上的傳統作戰流程如圖1 所示。

圖1 主動雷達制導中遠程空空導彈在時間軸上的傳統作戰流程

傳統的空空導彈作戰流程整個攻擊過程基本由單機獨立完成，且在這一過程中主要使用機載火控雷達對目標進行探測和跟蹤，同時在導彈中制導過程中也是由發射載機根據探測到的目標信息為其發送無線電修正指令。

4.2 基于網絡中心戰的空空導彈作戰流程

在現代一體化的超視距空戰環境下，單一戰機的作戰能力受到很大限制，比如隨著作戰范圍的擴大，單機對戰場綜合態勢的感知能力不夠；隨著信息戰、電子戰的出現，戰機機載火控雷達的使用受到限制，長期開機照射很容易暴露自身位置，受到敵方攻擊，生存能力大大降低；戰場環境的復雜多變使得作戰飛機在攻擊過程中很容易受到干擾或威脅，而無法繼續實施空空導彈的控制權，影響攻擊效果，降低作戰效能。可見，傳統的空空導彈作戰模式已無法適應復雜戰場環境的需求。

根據上述問題，在傳統空空導彈作戰流程的基礎上引入網絡中心戰的思想、多傳感器協同探測的方法、多機協同制導的方式，提出新型的基于網絡中心戰的空空導彈作戰模式。基于網絡中心戰的空空導彈作戰時間流程如圖2 所示。

圖2 基于網絡中心戰的空空導彈作戰時間流程

由圖2 可以看出，基于網絡中心戰的空空導彈作戰流程與傳統的空空導彈作戰流程的主要區別在于2、3、6 階段，另外1 階段的遠程雷達偵察預警含義也有所不同。以下將對上述4 個階段做具體說明。

1 階段：遠程雷達偵察預警。在網絡化作戰體系結構下，本階段是空中預警指揮機機載雷達、地基預警雷達網以及分散在作戰區域內多個傳感器，組成信息網絡綜合感知戰場態勢，對敵情進行偵察預警，并遠距引導作戰飛機編隊進入作戰空域。

2 階段：多傳感器網絡協同搜索探測。在多機協同空戰中，編隊內的每架飛機分別利用自身機載傳感器協同對目標進行探測，并通過戰術數據鏈進行信息共享，如此形成一個探測目標信息的傳感器網絡，對多機多傳感器信息進行數據融合就可為實施發射導彈任務的載機提供目標探測信息。

3 階段：機載多傳感器協同跟蹤。相比機載火控雷達探測目標信息的完整性，無源傳感器跟蹤目標精度相對較低，但其不會向外輻射電磁波，因此為了在保證目標跟蹤精度的同時提高飛機自身的隱身性能，采用機載多傳感器協同對目標進行跟蹤。

6 階段：網絡化多機協同中制導。傳統的空空導彈中制導過程僅由導彈發射載機完成，在網絡化的作戰環境下，由網絡化體系結構內的多架作戰飛機協同對導彈實施中制導。

5 結束語

網絡中心戰是由信息技術的飛速發展引發的一場巨大的軍事變革，多機協同空戰是基于網絡中心戰理念的一種具體作戰形式，協同制導是多機協同空戰中的關鍵技術之一。面對愈加復雜的空中作戰環境，在新型多機協同空戰模式中，引入網絡化的作戰理念以及協同接力制導技術，能夠使得作戰飛機在空中戰場上機動性更強，更加靈活，對整體空戰效能的提升具有重要意義。