空中協同作戰模式及關鍵技術

孫盛智，常會振，鄭衛娟，羅 云，侯 妍

(1.武警海警學院, 浙江 寧波 315801；2.航天工程大學 航天指揮學院, 北京 101416)

現代戰爭都是高技術戰爭，為達成戰爭的最終目的，利用各類高技術裝備，運用適當的戰役戰術方法，在有限時間和空間內所進行的作戰行動。從利比亞戰爭、敘利亞戰爭等作戰行動來看，空中作戰在高技術戰爭中的地位和作用日益突出，因此，高技術戰爭很大程度上取決于空中作戰[1]。從切實打贏高技術戰爭的角度出發，必須注重研究高技術空中作戰的制勝機理，為網絡信息體系支撐下空中作戰奠定基礎?？罩芯庩犠鳛閷嵤┛罩凶鲬鹦袆拥闹饕α?，一般由長機和僚機組成，但隨著物聯網、人工智能等高新技術的發展，空中平臺將逐漸實現高度智能化，從而導致空中編隊長機和僚機的界限逐漸模糊，并有逐步消失的趨勢。隨著高新技術的突破，高科技裝備的發展，通過遠程探測和超視距攻擊，大大延伸了空中超視距作戰的戰場空間，對深化空中軍事斗爭準備，推進空中作戰力量轉型具有重要現實意義[2]。

1 空中作戰制勝機理

制勝機理是制勝的途徑與規律，是指在實現作戰目的過程中各種作戰要素之間相互作用及運行原理，是決定戰局發展的本質體現[3]。空中作戰行動既體現出傳統作戰行動的制勝途徑，又呈現出網絡化體系作戰行動的制勝規律。

1) 快速出擊，隱蔽突襲

克勞塞維茨說：“一切行動都是或多或少以出敵不意為基礎的，因為沒有它，要在決定性的地點上取得優勢簡直是不可想象的[4]?！痹诰W絡信息體系支持下，空中編隊作戰逐漸呈現出小規模、快進程、全聯動、多樣式的趨勢，能夠有效突然的對敵方重要目標進行全過程不間斷的連續攻擊?？焖俪鰮簟㈦[蔽突襲的實質在于以高度信息化的空中裝備為基礎，在敵方尚未感知己方力量部署的前提下，采用敵方意想不到的戰法，完成對敵方目標的突然襲擊，制造敵方無法應對的戰場局面，形成全面壓倒性的戰場優勢。空中編隊作戰是利用空中隱形平臺對敵方目標實施超視距精準打擊，大幅縮短敵方戰場反應時間，對敵方力量部署形成全面壓制，從而使己方戰場態勢對敵方形成“一邊倒”的戰場優勢。

2) 合理編配，體系對抗

空中編隊作戰既要面臨敵方預警探測體系遠程探測的風險，又面臨敵方空中遠程火力打擊的威脅，構建以預警機為中心、以空中編隊為主體、以其他支援編隊為補充的作戰體系已經迫在眉睫，形成作戰要素齊全、力量編配合理、信息流轉順暢的作戰整體，使得空中作戰能力得到增強，建成攻防兼備的空中堡壘。由于網絡化空中編隊作戰通過信息流轉不斷優化各作戰力量，匯聚形成作戰整體優勢，導致制勝機理不斷向體系對抗轉化，其本質在于利用陸海空天全維一體的預警探測體系，將敵方的戰場態勢盡收眼底，達成先敵發現之目標；充分發揮戰場指揮員駕馭信息化和網絡化空戰的指揮技能，達成先敵決策之效果；充分發揮信息鏈路功能、空戰人員的戰技素養，達成先敵行動之優勢[3]。

3) 以點破體，重點打擊

研究空中編隊作戰制勝機理必須以發展的眼光，著眼新的戰爭形態，隨著網絡化空中作戰的發展變化，其制勝機制也由殲敵制勝向破體制勝轉變，由于云計算、物聯網、大數據等技術的發展，敵方作戰體系在所難免存在薄弱環節，這就使得以點破體，重點打擊成為可能，一旦敵作戰體系的關鍵節點被破壞，即使其有生力量基本完整，敵方作戰指揮體系基本癱瘓?？罩凶鲬鹗菙澄译p方作戰體系之間的對抗，敵方作戰體系關鍵節點已經成為空中超視距精準打擊的要害部位之一，構建空中多層次火力打擊配系，綜合運用遠、中、近多種火力打擊手段，從破壞敵方作戰體系入手，精準打擊作戰體系中的關鍵節點，切斷敵方作戰體系各要素之間聯系，致使敵方指控神經阻斷、作戰行動無力控制[3]。

2 空中協同作戰模式

隨著空中作戰制勝機理的不斷發展，空中作戰行動以隱蔽突襲為前提、以體系對抗為基礎、以重點打擊為核心，采用科學合理的空中協同作戰模式，從分工協作的角度出發，實現各空中打擊單元的優勢互補，以最佳打擊效果完成空中作戰任務。

2.1 有人機與有人機協同作戰模式

有人機與有人機協同作戰是目前空中作戰的基本模式，其中長機必須由作戰經驗豐富的飛行員執飛，是空中作戰指揮機，下達編隊集合、隊形調整、空中打擊等作戰命令，而僚機可以由作戰經驗尚淺的飛行員執飛，其不但要接受和執行長機的作戰命令，還要配合長機完成空中作戰任務。僚機輔助長機完成空中作戰任務，不但可以降低長機作戰強度，同時還可以提高空中作戰的打擊效能。有人機與有人機協同作戰模式如圖1所示。

橙皮苷對照品（批號：170213，純度＞98.0%，上海融禾醫藥科技有限公司）；甲醇為色譜純（Fisher，4 L）；乙醇、磷酸、醋酸和其他試劑為分析純，試驗用水為去離子水。六棱菊藥材采摘于廣西賀州市昭平縣，經廣西中醫藥大學中藥鑒定教研室老師鑒定為菊科六棱菊屬植物六棱菊的全草。薄層硅膠G板，青島海洋化工廠。試驗所有樣品（表1）執行標準均為2015年版《中國藥典》一部。

圖1 有人機與有人機協同作戰模式

1) 有人機與有人機協同探測

長機與僚機協同完成對敵方目標的探測，對敵方時敏目標精準定位提供可靠保障。由于長機在空中作戰中主要負責對敵方目標的精準打擊，其必須保持最佳飛行姿態，保證隨時都以最佳角度發射導彈，因此，要使對敵方目標探測效果的最大化，必須依靠僚機輔助。長機與僚機協同作戰，通常情況下對戰于敵方類似的空中編隊，在不考慮裝備代差的基礎上，受敵方遠程探測系統的約束，很難做到先敵發現、先敵打擊，因此，僚機必須利用嫻熟的戰術技巧突破敵方遠程探測系統的監視，利用機載有源相控陣雷達完成對敵方目標的探測，在敵方探測系統反應之前，脫離敵方火力打擊圈。僚機將探測到的目標信息通過數據鏈傳輸給長機，長機根據敵方目標的運行軌跡、飛行速度等，預判敵方目標的空中態勢，在目標空域第一時間利用機載雷達捕獲并鎖定敵方目標，為火力打擊奠定基礎。

2) 有人機與有人機協同攻擊

長機與僚機協同攻擊極大的增強了空中作戰的靈活性，提升了空中打擊的作戰效能。一般情況下是由長機發射導彈，完成對目標的打擊，而在某些特殊情況下，長機也可以命令僚機發射導彈，輔助長機完成打擊任務。在長機發射導彈之際，其基本上就已經進入敵方火力打擊范圍之內，因此在導彈發射完成之后，長機必須盡快脫離敵方火力打擊圈，否則容易被敵方鎖定，遭受導彈攻擊。導彈發射之后，利用紅外等各類制導方式對目標實施精準制導，但是敵方目標在發現導彈攻擊時，會采取空中迂回、高速爬升等各類戰術動作，以擺脫導彈攻擊，從而影響了導彈具備的自主制導功能。僚機根據敵方目標的戰場態勢，及時占據有利位置，引導導彈實施末端攻擊，以完成對敵方目標的精準攻擊。長機與僚機協同攻擊是既可以保證打擊效果的最大化，又可以提升長機和僚機的戰場生存能力。

2.2 有人機與多無人機協同作戰模式

隨著無人機裝備的發展和性能的不斷提高，有人機與多無人機協同作戰模式逐漸開始由概念階段轉向實際應用階段。有人機與多無人機編隊基本上都是由有人機為長機，多個無人機為僚機，其行動均受有人機控制。在有人機的指揮下，無人機分別執行目標跟蹤監視、導彈發射、欺騙干擾等任務，這樣不僅擴展了有人機的打擊距離與打擊頻率，同時還有效保護了有人機在防區外的安全。有人機與多無人機協同作戰將是未來空中作戰的主要樣式之一，隨著人工智能技術的發展，無人機將逐漸實現高度智能化，與有人機構成一個完整的空中作戰體系，實現空中打擊效能的最大化。有人機與多無人機協同作戰模式如圖2所示。

圖2 有人機與多無人機協同作戰模式

1) 有人機與多無人機協同探測

協同探測是有人機與多無人機協同攻擊的前提，通常情況下，有人機探測距離遠，但容易造成有生力量的傷亡，而無人機探測距離近，但可以避免有生力量的傷亡，綜合有人機與無人機的探測優勢，戰場傷亡代價最小的基礎上，完成敵方目標的精準探測。受敵方遠程探測手段的發展和打擊距離的延伸，由無人機前出敵方有效射程內對目標進行精準探測，可以有效減少作戰人員的傷亡。多架無人機通過各自機載雷達對敵方目標實施精準探測，然后通過數據鏈將敵方目標信息傳輸至有人機，有人機對敵方態勢進行處理、評估威脅程度、制定打擊決策。隨著隱身技術的發展，有人機可以成功避開敵方的探測，此時，通過其有源機載雷達對敵方目標進行遠程照射，多架無人機前出合適位置接收敵方目標反射波，以無源定位的方法完成對敵方目標的探測，再將探測信息回傳至有人機，這樣就降低了敵方目標起伏特性，拓展了探測距離。

這種協同攻擊模式拓展了攻擊半徑，保障有人機的安全。有人機與無人機都配備機載雷達、光電紅外等各類傳感器及空空導彈、空艦導彈等不同類型武器，因此，無人機可以看作是有人機“武器庫”的重要補充，既可以直接對敵方目標實施精準打擊，也可以為有人機導彈發射提供精準制導。在有人機與多無人編隊中，有人機負責指揮多架無人機，同時將已經探測到的敵方目標信息通過數據鏈實時傳輸給多架無人機，指揮無人機啟動武器系統，發射機載導彈，對敵方目標實施精準打擊，完成協同攻擊任務，實現分布式攻擊作戰。同時，也可以由有人機發射導彈，無人機根據獲取的敵方目標定位，對飛行中的導彈進行連續不間斷制導，大大拓展了導彈的打擊距離和打擊精度，執行此類協同攻擊任務時，無人機為有人機提供了各類打擊保障信息，降低了有人機進入敵方有效射程的機會。

2.3 無人機集群協同作戰模式

隨著物聯網、人工智能等技術發展，無人機將逐步實現智能化，為無人機集群協同作戰模式的發展奠定基礎。無人機集群協同作戰是通過網絡將各無人機實時共享敵方目標信息、己方自身信息等，完成空中協同作戰行動。無人機集群協同作戰最大特征是任何無人機均未處于控制地位，在任何無人機遭受打擊受損后仍可有序實施協同作戰行動，無人機集群協同作戰具有極佳的戰場生存能力和協同作戰能力。隨著無人機智能化程度的提高，無人機集群協同作戰將成為未來空中作戰主要研究方向之一，無人機集群協同作戰徹底解脫了人本身生理條件的制約，加強空中作戰強度，同時，伴隨無人機的高度智能化，對其進行精準控制成為未來研究重點。無人機集群協同作戰模式如圖3所示。

圖3 無人機集群協同作戰模式

1) 無人機集群協同探測

無人機集群對敵方目標進行遠程探測，有效降低了有人機探測的風險性。利用無人機具有高度隱身性和低探測性的特點，可深入敵方防區內對敵方目標進行抵近偵察，近距離監視和跟蹤多個目標。但受限于無人機的載重量，其有效載荷有限，動力系統和供電能力難以裝載較重且大功率的有源相控陣雷達，所以無人機只能裝備相對簡單、尺寸小、重量輕的無源探測設備實現集群協同探測。無人機集群利用三角定位的方式對敵方目標輻射源對其完成遠程探測，或者利用外輻射源方法對敵方目標進行精準定位，外輻射源方法要求必須通過特定輻射源照射敵方目標，再通過外輻射源的直達波與目標反射的回波進行精確計算，實現對敵方目標進行定位。無人機集群協同探測可以彌補單一或多元傳感器設備的探測盲區，同時有效避免了單一無人機遭受打擊受損后無法完成目標探測的任務的缺點。

2) 無人機集群協同攻擊

無人機集群協同攻擊的典型模式是利用大型運輸機等平臺將無人機集群攜帶至敵方火力打擊防區之外發射，以避免無人機集群被敵方火力集中摧毀。無人機集群協同攻擊基于各無人機的位置、任務參數和載荷能力等，為其分配導彈發射和精確制導等作戰任務，選擇最適合的無人機發射導彈和引導導彈，以完成無人機集群空中協同攻擊任務。無人機集群通過三角定位、時頻差等無源精確定位與瞄準技術，綜合利用無人機集群的各類傳感器資源，統一動態分配空中協同攻擊任務，為實現集群協同攻擊提供決策支持。無人機集群不但可以觸發無人機平臺發射導彈，并引導導彈對敵方目標實施精準打擊，在緊急時刻還可以通過接近敵方目標實施“自殺式”攻擊，從而保障對敵方目標打擊效果的最大化。未來無人機集群協同攻擊是空中作戰的重要模式，也是下一步深入研究的重點。

3 空中協同作戰的關鍵技術

未來空中戰場環境將更為復雜，對空中協同作戰行動提出更高要求，要滿足空中作戰過程中目標快速獲取、信息快速處理、信息高效流轉的現實需求，需要解決支撐空中協同作戰的協同控制、協同航跡規劃和信息傳輸等許多現實的技術問題[7]。

1) 協同控制技術

協同控制技術是實現有人機與有人機協同作戰、有人機與無人機協同作戰以及無人機集群協同作戰的基礎，也是多機協同編隊作戰的基礎，以網絡通信平臺為基礎，通過通信鏈路連接編隊各有人機或無人機和地面指揮中心等，實現戰場信息共享，從而做到快速反應，有效提高指揮決策效率，提升作戰效能。在多機協同編隊作戰中，長機應與僚機通過保持實時不間斷通信聯絡，實現戰場態勢信息實時傳輸、交換和共享，并能在長機指揮控制顯示屏上顯示僚機實時位置，以實現對僚機實時監視控制，長機在接收到僚機傳輸的敵方目標信息后，需根據實時戰場態勢情況進行戰場敵我態勢評估、打擊決策、任務分配等，如果僚機是無人機，則長機具有最高控制權限，為達成作戰目標、實現最佳作戰效果，必要時能直接遙控無人機飛行或直接控制無人機武器的瞄準與發射[9]。

2) 協同航跡規劃技術

協同航跡規劃技術是有人機與有人機、有人機與無人機、無人機集群協同作戰時各平臺如何合理選擇攻擊航跡，實現協同的可飛航跡[10]，從而實現多平臺之間能力互補和行動協調以提升整體作戰效能的技術。未來空中作戰平臺作戰任務和戰場環境的高動態性和對抗性，作戰目標的高時間敏感性，對協同航跡動態規劃的要求越來越高，合理高效的動態航跡規劃是提升空中作戰平臺遂行任務能力、提高作戰效能的關鍵因素[11]。根據各空中作戰平臺作戰性能以及任務載荷情況，確定具體作戰任務以及初步執行時間，再結合戰場環境、敵我態勢以及空中作戰平臺的約束條件等因素，規劃符合遂行作戰任務需求的最優或次優可飛航跡，并通過數據鏈在各作戰平臺間進行空間、時間、任務等協同，從而有效指揮各作戰平臺根據規劃的可飛航跡在指定時間到達指定的任務區域。

3) 數據鏈技術

數據鏈是實現各種數據實時傳輸、交換和共享的關鍵，主要用于完成抗干擾傳輸和視頻圖像傳輸等任務，是提高部隊協同作戰能力必不可少的手段。自適應干擾抑制技術是支撐抗干擾傳輸的關鍵技術，分為自適應天線技術、自適應跳頻與自適應信道選擇技術和自適應功率控制技術[12]，利用自適應干擾抑制技術能夠有效抑制敵方作戰力量實施的多種干擾，降低干擾給信息傳輸帶來的影響，保障信息傳輸的正常進行；視頻圖像是傳感器設備輸出信息的主要方式，對視頻圖像利用一定技術進行壓縮，有利于信息傳輸帶寬，極大的提高信息輸出效率[13]，視頻圖像編碼技術成為支撐視頻圖像傳輸的關鍵技術，利用視頻圖像編碼技術對獲取的圖像進行塊狀分割，將場景、對象等切割成大小不同的子塊，最后將感興趣的對象從圖像中提取出來，進行編碼[9]，這種編碼方式具有更高的壓縮效率，支持數據鏈快速完成視頻圖像的傳輸。

4 結論

本文重點研究空中作戰制勝機理，提出空中協同作戰的3種模式，從提升空中作戰能力出發，提出支撐空中協同作戰的關鍵技術。下一步通過定量分析和定性分析相結合的方法，設定關鍵技術成熟度的評估指標，預測關鍵技術所遇瓶頸，評估攻克時間，為關鍵技術研發設計科學合理的發展路線圖。