国防大学教授:“云杀伤”带来网电时代空中作战革命
摘要:“云杀伤”可能成为自开辟空战场以来,对空中作战影响最为深远的一次军事革命,必将全面更新作战理念、作战样式、装备发展等内容,将彻底改变以平台为中心、军种体系建设为主线的建设与运用模式。
“作战云”是随着大数据、云计算、云服务的迅猛发展及在军事上的广泛应用而出现的新型作战概念。其核心是通过陆地、海上、空中、太空的多维作战数据高度共享来实现“云杀伤”,必将全面更新作战理念、作战样式、装备发展等内容。
空中“云杀伤”时代即将来临
美国空军的F-22“猛禽”战机首次率领联合空袭机群,对叙利亚境内的“伊斯兰国”(IS)目标实施空袭作战,宣告了空中“云杀伤”时代的来临。
空中“云杀伤”来源于“作战云”。通过互联网,庞大的计算或服务处理程序被自动拆分为无数个较小的子程序,再交由网络上多个域名下、多部服务器组成的大系统进行数据处理。处理结果之后又通过同样的手段整合起来,提供给各用户终端。“作战云”正是基于“云”的技术机理,形成“云杀伤”样式。
栅格化信息网络是“云杀伤”形成的基础。目前,空中力量已构建起以网络为中心、以信息栅格为基础的基础信息、态势感知、指挥控制和火力打击“四网一体”的指挥控制体系。
在已有侦察机、预警机、指挥机以及新一代高信息融合战机的基础上,未来还将借助移动互联网技术,突破“太空互联网路由”关键技术,形成太空互联网与空中互联网的无缝链接,实现“太空、网空、空中”的高度融合,高效调动与运用不同域名下诸多服务器的信息处理能力,充分发掘诸军兵种各装备的信息化作战潜力,在体系对抗中以“云杀伤”样式参与联合作战。
高信息融合平台是“云杀伤”的重要节点。空中作战平台具有高度、速度、火力优势,同时又兼具侦察监视、通信导航、指挥控制等信息获取、传输、处理的系统功能,注重作战信息的准确获取、快速处理与高效运用。
随着空中各类传感器数据呈爆炸式增长,仅依靠建立更大的信息管道已不能满足信息传输与处理的需求,最好是在飞机上处理信息,然后仅将高价值数据发送给相关用户。预警指挥机是很好的空中信息处理中枢,但存在飞行速度较小、不隐身等缺陷。而以F-22、F-35等为代表的新一代“传感器先锋”,不仅可完成自身信息处理,而且能够融合各类作战平台的数据,形成兼具信息传感器、数据存储、处理和分发能力的“云”。
分布式指控流程是“云杀伤”的核心内容。空中“作战云”是新技术与新作战思想联姻的结晶,其核心是作战信息的多维融合与高效运用。
传统的空中作战指控信息流程是集中控制和分散执行的线型结构,而现代作战方式必然要求指挥控制体制改革,作战信息流程优化,指挥与控制更加敏捷、灵活,以形成可根据多节点平行回应,产生最佳联合作战效果,并向特定作战力量要素发布具体指令的“作战云”。这种作战指控流程是类似于移动互联网的“蜂窝”式结构,各空中力量都可随时入网、即插即用,且不会因局部的损毁而整体崩溃。
“作战云”概念的提出、形成与运用,是世界新军事革命大潮中的一个巨浪。在美国国防部两年前提出并推广“作战云”概念后,美国空军接着提出了空中“作战云”概念,并以解决“五代到四代”(本文统一按西方战斗机划代新标准进行论述)的数据共享问题为突破口,尝试将日益成熟的互联网技术应用到空战场的情报侦察、指挥控制、精确打击、电子对抗等领域,力求实现空中战机与空间卫星、海上战舰、陆上战车的实时数据共享,希望通过10~20年的努力,使空中作战力量焕发全新的作战能力,令“云杀伤”成为“三空”战场的主宰。
为解决F-22“猛禽”在联合作战中的“信息孤岛”问题,美国采取了3种技术途径:
一是提出多域自适应处理系统(MAPS)计划,借“猛禽”的态势感知能力,来构建更全面的作战空间图像;
二是研发一种名为“变色龙”的新通信波形,无需网关就可以直接实现F-22与F-35的通信,使“猛禽”完全融入作战信息网络,并扮演重要角色;
三是采用具备隐身能力的新型双波段天线“自由550”系统,实现F-22与F-35的数据连接,并实现四代机可无障碍使用五代机传感器搜集的信息,提高态势感知能力和作战效能。
空中“云杀伤”机理的核心是融合,将各种互补能力整合为一个能够在动态流动作战空域,执行分解的分布式行动的联合“武器系统”。该机理离不开作战实践的检验。
例如,卓越的态势感知能力,以及不易被敌方探测与攻击,是F-22的优势所在,它提供的信息可使其他四代战机的功能得到拓展。2014年9月23日凌晨,美国空军在对“伊斯兰国”(IS)目标实施空袭中,F-22使空袭战机绕过叙政府军防空系统,叙领空对美军空袭机群完全处于“不设防”状态。
“云杀伤”对空战场的深刻影响
“云杀伤”可能成为自开辟空战场以来,对空中作战影响最为深远的一次军事革命。
空中“云杀伤”,是通过利用多维情报、监视、侦察与指挥、控制网络,快速交换各领域传感器和射手框架提供的数据,整合跨域多维作战力量,进行互联互通的分布式“云”作战行动。
融合所有作战力量要素进行一体化联合作战,创造基于“作战云”的网络中心战样式。“作战云”是网络中心战理论的深化。以美军为首的北约空中力量,在世纪之交的几场局部战争中初步实现了跨国、跨域、跨军种的空中力量一体化联合作战,但这离网络中心战的要求仍差距甚远,空、海、太空力量依然各行其是。只有在“作战云”时代,从技术手段到作战理念都可跨域协同,进而实现各作战力量体系的高度融合、优势互补。
优化作战信息运用流程,建立新型集中指挥、分布式控制和分散执行的“蜂窝”式作战指挥结构。信息化战争是信息主导的战争,作战信息的获取、传输与运用是与作战指挥控制流程紧密相连。空中作战需要信息、机动与火力的高效融合。
二战以来的空中作战模式,都是集中指挥、分散执行的线性指挥控制结构,虽然也有联合指挥部,但技术手段、军种体制与指挥权限都限制了信息的跨域、跨军种共享。
“云”作战样式将所有平台的信息自动链接、无缝传送。这样,不仅相对落后的四代机可以因共享作战信息而焕发出新的作战效能,而且在“作战云”的自我修复功能作用下,即使局部出现中断,也不会造成作战体系与指控流程的崩溃,从而使传统的平台作战、体系破击等战法失灵。
颠覆我们习以为常的空中力量构成判断标准。
一是战机的功能属性多元化。在“云”中,每一种战机的服务器都可以处理信息,并被充分激活,将由过去的单一身份变成真正的多面手,或者由过去的多面手转为执行某种特定的单一任务。在未来,战机的机种、型号数量会大幅减少,而多功能特性将日益显著。
二是“作战云”使老式战机焕发青春。F-22、F-35等五代机通过与F-15、F-16、F/A-18等四代机,以及MQ-1、MQ-9等无人攻击机联网,彼此实现云端流畅的数据交换和共享,从而拓展老式战机的作战功能,形成“云”中杀机,提高生存能力。
三是“作战云”带来平台无人化、体系无形化。在“云”端,无论有人战机、无人战机,都可虚拟为一群会飞、“自主”选择目标、具备很强杀伤力的机器人作战。只要机器人之间的信息流保持通畅,保持网状交互,单机间的作战使命就可以随时互换。不仅作战平台无人化了,而且整个空中力量体系也融入“云”中不见其形了。
与这样的作战体系对抗时,无法判断哪一架是长机,哪一架是僚机,哪一架负责侦察,哪一架负责指挥,哪一架负责防御,又是哪一架负责攻击?整个空战场处于“云”的迷茫之中!对于失去“云杀伤”先机的一方而言,即便是靠空中拦截或地空导弹击落了其中的几架战机,给敌方的打击也很有限。而驾驭“作战云”的机队,则能够深藏“云”中,闪电般出击。
带动空中武器装备发展思维的变革。美国空军退役中将德普图拉认为,“作战云”将是“充分通过云技术调动其潜力的全新作战结构”。“云杀伤”的本质是融合,将彻底改变以装备型号研制为中心、体系建设为主线的发展思维与建设模式。
作战飞机设计将逐渐模块化,功能多元化,飞机种类与型号数量会日益减少。未来新飞机的设计理念将突破常规,采取模块化设计——机身通用,换上不同构形的机翼与任务挂载,变成不同功能的飞机,并可按照作战要求自由组合。
新一代机是“云”端的传感/攻击节点,既是“云”中的“分布”系统,又可承担侦察探测、空战拦截、对地攻击、电子对抗、指挥控制等各种任务。如此,传统的机种与型号都将大幅度减少,从而带来飞机装备发展的变革,并推动“云杀伤”机理的深化运用。
作战平台人工智能化,有人机与无人机汇集云端,传统战机研发路径将会改变。随着人工智能技术的发展及运用,不仅无人机的作战效能和有人战机的自动化程度不断提升,而且将出现无人机与有人战机在“作战云”汇集下的混合编队与联合作战。作战平台发展是注重有人战机,还是优先无人机,或是走有人机与无人机相结合的路径,已成为新一代战斗机、战略轰炸机发展设计论证时的重要选项。
平台运用将突出融合化,平台性能的提升不再是重点,信息共享能力成为关键。在“云”端,诸军种各类作战平台既是信息的收集者,也与海、陆、空、天、网各系统共享信息,各节点的潜力都可被充分发掘与释放。
任何单一平台的性能,只是融入“作战云”、构成“云杀伤”的基础。作战平台的单一技战指标提升,将不再是装备研制的重心。单一平台的信息传感器功能、信息处理速度也不再是核心能力。而信息融合能力则将成为装备发展论证、研制试验中最为关键的要素。
例如,在歼-20、歼-31等新一代战机的研制中,如果我们仅将注意力集中在超隐身性、超机动性、超声速巡航和超视距空战能力上,那么就可能忽视最重要的本质——强大的态势感知和信息处理能力。
树立网络时代空中作战新理念
将空中作战准备顶层设计,由以单一兵种装备论证为主,向着眼跨域协同综合论证转变。空中“云杀伤”的形成与运用,将彻底改变以平台为中心、军种体系建设为主线的建设与运用模式。若固守单一武器装备、单一军种作战体系,将失去“云”中作战先机,难以完成使命任务。
为此,我们应该以新时期军事战略方针为统领,用先进作战理念来指导军队建设顶层设计,改变以平台为中心、军种作战体系自行规划论证的习惯做法,走出一条具有中国特色的军队联合作战跨域协同综合论证路子,使空中作战体系适应信息化空战场的发展变化,满足维护国家安全与发展利益的需要。
将空中作战体系建设重心,由注重体系硬件建设为主,向聚集信息系统高度融合转变。进入“云杀伤”时代,任何单一作战平台、作战系统的能力指标将只是融入体系的基础,而信息共享与融合能力已经成为关键要素。我们应针对“云杀伤”机理,将作战体系建设重心由注重体系硬件建设为主,向聚集信息系统高度融合转变,不仅着力提高各个作战单元、系统的作战能力,而且突出体系融合与体系对抗能力,来进行综合论证、分类建设、综合集成、作战推演与实战运用。
当前,需要突出抓好三点:
一是深化“四网一体”建设。通过完善与提升“四网一体”作战指挥体系,构建机固结合、天空地一体、带宽按需保障的数据传输网络,形成刚性作战需求与技术标准,并前伸到装备体系的顶层设计、技术方案与研制初期,改变装备先天不足、到部队后重新加装升级的现状,为构建中国特色的空中“云杀伤”创造基础条件。
二是突出战术数据共享。空中各类作战平台的数据共享离不开技术先进、体制一致、互联互通、全域覆盖的战术数据链网。在优化、完善我军现有三军通用与军种战术数据链网的基础上,重点打通天基—空基数据链,实现战术层面的空天信息一体化共享。同时立项研制新通信波形数据链,拓展三军跨域协同能力。
三是注重“三空”作战融合。根据“云杀伤”机理,突出网电空间的作战对抗,将装备发展与运用的重心由注重发展己方平台、打击敌方平台,转移到构建与运用己方作战网络、数据共享、联合行动,同时具备对敌方破击网络、切断链路、体系对抗能力上来。
将空中作战指挥体制,由以集中控制、分散执行为主,向集中指挥、分布式控制和分散执行转变。“云杀伤”是由物理空间的过程先进装备、认识域的作战思想与网络空间的“云”融合运用的过程,改变集中控制、分散执行的线性作战指挥结构,构建基于“四网一体”作战指挥体系的集中指挥、分布式控制和分散执行的“蜂窝”式作战指挥结构,是实现“云杀伤”的有效途径。
一方面,能够实时监控、运用各作战系统的实时状态,共享战场态势信息,帮助指挥员及时做出正确判断、定下作战决心,将作战指令以最优化的流程传达到作战终端;
另一方面,建立基于效能化的兵力部署、精准化的武器装备、精确化的作战保障等作战领导管理新模式。这既需要作战理念与指挥控制流程的改变,更需要空中各类作战系统具备栅格化通信、网络化指挥、分布化控制、精确化保障、实时化评估的功能。这是我们抓住空中作战“云杀伤”先机,打赢网电时代空中战争的必然选择。
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