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預警指揮機在近距空中支援中的作用研究

2020-11-26 07:49馬英
現代防御技術 2020年5期
關鍵詞:引導員數據鏈預警

馬英

(空軍裝備部裝備項目管理中心,北京 100038)

0 引言

預警指揮機(airborne warning and control system,AWACS)指擁有遠程警戒雷達系統、電子偵察系統、通信系統和指揮控制系統,用于搜索、監視空中或海上目標,并可指揮引導己方飛機執行作戰任務的飛機。預警指揮機通過機載雷達在高空對目標進行探測,可以克服雷達對低空目標的探測盲區,增大對空對海探測范圍。除了對空中目標進行探測識別之外,預警指揮機還可通過網絡完成對各類飛機的指揮引導,通過態勢圖分發提升戰場效能[1]。

近距空中支援(close air support,CAS)是利用具備地面攻擊能力的攻擊機、直升機和無人機等,對距己方部隊較近的敵方目標實施打擊的空中行動,其目標是將空/地多兵種火力與多項任務進行全面有效整合、有效協調,從而消滅、破壞、壓制、圍困、騷擾、癱瘓或遲滯敵方部隊,對己方地面部隊提供快速支援。近距空中支援一般在己方部隊靠近敵軍的區域和時間實施,由于近距離、火力打擊、目標移動等特點,需要空地一體有機融合形成體系能力[2]。

在近距空中支援過程中,有效的發現、識別和跟蹤目標是進行高效攻擊的前提,此外及時準確的指揮引導、分析敵我態勢和威脅估計,可以減少我方戰損和誤傷,此作戰樣式對預警指揮機提出了相應要求。本文通過分析近距空中支援的典型組織架構和實施流程,分析預警指揮機在近距空中支援中起到的作用,以及預警指揮機支持近距空中支援作戰的不足和未來發展方向。

1 近距空中支援的組織架構和實施流程

1.1 近距離空中支援作戰概念

如圖1所示,近距離空中支援是由空軍對己方地面部隊實施支援的作戰行動,在作戰過程中敵方地面目標距離我方地面部隊較近。圖1中火力支援協調線是為了區分近距空中支援區域和空中遮斷區域而制定的地理劃分。近距離空中支援任務最突出特點是利用具備突出對地攻擊能力的飛機為地面交戰的友軍提供支援,就其最終效果來看,它與地面炮兵火力支援沒有本質區別,但是通過空中部隊能夠加強火力支援速度、強度和范圍[3]。

圖1 近距空中支援作戰概念Fig.1 Operational concept of close air support

傳統的近距離空中支援主要依賴于紙質或電子化地圖,以及復雜的話音引導,地面引導員執行決策控制和空地引導時,需要與飛行員進行協調的時間較長,且每次只能引導攻擊一個目標。此外,在近距空中支援發展的初期,在作戰行動中還普遍存在難以進行打擊效果評估、難以打擊時敏和移動目標、容易造成友軍和平民誤傷等問題[4]。因此,美軍和北約等國家和組織積極構建高效的決策控制和打擊體系,通過空地協同,形成以地面戰術控制組(tactical air control party,TACP)為中心的數字化高效CAS任務執行體系,以滿足快速響應、精確打擊的應用需求。

1.2 美軍近距空中支援流程

美軍實施近距空中支援的流程主要分為任務規劃、任務準備和任務實施3個階段,其支援作戰流程如圖2所示[5]。

圖2 美軍近距空中支援作戰流程Fig.2 Close air support operational process of U.S.armed forces

如圖3所示,在任務實施階段,近距空中支援大致分為以下步驟:首先,地面的引導人員使用聯合空中請求網絡與ASOC/E-8進行即時近距離空中支援請求。然后,ASOC響應近距空中支援請求,并發送至AOC。執行近距空中支援任務的攻擊機從機場起飛后由預警指揮機進行引導,接近聯絡CP點時,ASOC通知近距離空中支援飛機與引導員進行聯系,并將任務關鍵更新數據傳遞給飛機。最后,地面引導員指揮引導攻擊機進行末端攻擊。完成任務后,攻擊機由ASOC和預警指揮機進行指揮引導返航,或者在預警指揮機引導下進行空中加油。

2 預警指揮機在近距空中支援中的作用

通過分析美軍和北約等國家和組織在近距空中支援作戰中對預警機的使用,分析預警指揮機在近距空中支援中的作用,如圖4,5所示,預警指揮機主要協同前方指揮所對后方空域和途中空域進行監視和管理,而對地監視飛機主要協同空戰支援中心對前方對地交戰空域進行管理,并對敵方地面目標進行監視。預警指揮機從后方指揮所接收任務信息,向前方飛機發送戰術信息,是一個承上啟下的關鍵指揮控制節點,保證了空中行動從任務層向戰術層的執行[6]。

圖3 美軍近距空中支援任務實施階段流程圖Fig.3 Flow chart of Close air support technical process of U.S.armed forces

預警指揮機在近距空中支援中,主要有空中目標識別、指揮引導、通信中繼、態勢生成與分發4個作用。

如圖6,7所示,一是空中目標識別,是指預警指揮機通過雷達等傳感器探測空中目標,發現突襲的敵方空中目標,對敵我目標進行查證識別。二是指揮引導,是指預警指揮機對自身管轄空域內的飛機進行引導,防止空域內出現的沖突,引導接敵空戰,并引導進行空中加油等。三是通信中繼,是指預警指揮機通過語音和數據鏈將友方的信息傳至其他平臺,例如將地面部隊發送的信息發送至后方指揮所。四是態勢生成與分發,是指預警指揮機通過綜合各平臺的信息,形成統一態勢圖發送至其他空中平臺和后方指揮所等。

2.1 預警指揮機進行空中目標識別

當空軍執行近距空中支援任務時,一般已經取得絕對或優勢制空權,但不能保證敵方不會進行空中襲擾。因此,需要預警指揮機通過自身的雷達、電子偵察、數據鏈等設備對戰場空域內的目標進行探測和綜合識別。預警指揮機可以通過主被動手段探測敵方目標,也可以通過語音數據鏈網絡識別我方目標。

考慮現代空戰的緊迫性,戰斗機飛機員可能沒有太多的時間來完成識別和評估過程。因此,需要預警指揮機在目標檢測、跟蹤定位、識別、決策和評估階段發揮重要作用。預警指揮機作為空中戰斗管理平臺,可以幫助飛行員優化任務決策,可以在交戰過程中協助飛行員對敵方目標進行檢測定位、跟蹤識別和攻擊后評估[7]。預警指揮機上的空戰管理人員與飛行員可以進行語音和數據鏈聯系,能夠有效優化空中交戰決策和最大化戰斗效能。

圖4 近距空中支援中與預警指揮機相關的組織機構Fig.4 Organizations associated with AWACS in close air support

圖5 近距空中支援中預警指揮機的作用Fig.5 Roles of AWACS in close air support

2.2 預警指揮機進行指揮引導

從實施近距空中支援的組織架構圖中可以看出,預警指揮機可以指揮引導管轄空域內所有空中飛行平臺,并通過前方指揮所與后方指揮所進行指控流程的交接。在近距空中支援作戰實施階段,攻擊機在起飛集結和途中飛行時由預警機進行指揮引導,在實施末端攻擊時由地面監視飛機或者引導員(包括地面的引導員和空中的引導員)進行指揮引導。

在近距空中支援中,空中指揮平臺包括預警指揮機和有人對地監視飛機。

在近距空中支援作戰中,預警指揮機主要作為戰場空域管理平臺對途中飛行和空中加油的飛機等提供指揮引導。在近距空中支援的實施攻擊階段,空中的攻擊和空中引導員則可由預警機或者有人對地監視飛機進行引導。

圖6 預警指揮機進行空中目標識別Fig.6 AWACS conduct air target identification

圖7 預警指揮機進行指揮引導Fig.7 AWACS conduct command and guidance

預警指揮機提供飛行安全通道信息,雷達監視控制并且監視引導飛機從基地/航母到目標區域和返回。此外,當預警指揮機管轄空域內有敵機來襲時,預警指揮機指揮引導空中攔截作戰[8]。

有人對地監視飛機為地面和空中指揮官提供態勢信息、目標定位、攻擊計劃和打擊效果評估信息。有人對地監視飛機通過向預警機和指揮所提供對地態勢信息來支持近距離空中支援作戰。有人對地監視飛機通過對地監視雷達提供地面監視態勢感知,并直接向近距離空中支援飛機、引導員提供目標信息[9]。

2.3 預警指揮機進行通信中繼

美軍的近距空中支援通信網絡如表1所示。從表中可以看出,E-3預警指揮機裝備的數據鏈和網絡主要包括指揮空中網絡、空域控制網絡、飛行報告網絡和語音網絡等[10]。

指揮控制網絡(commander and control net,C2)用于指揮控制平臺(指揮所/預警指揮機/E-8)間的通信,發布作戰任務和命令、協調信息、態勢情報和防空警報。

聯合空中請求網(joint air request net)是地面引導員進行近距空中支援請求的網絡,請求的信息傳輸至ASOC,CRC和E-8飛機。

空域控制網(air control net)。E-3通過該網絡對空中的戰斗機、攻擊機和E-8進行飛行狀態監控和指揮控制。

戰術空中指揮網(tactical air direction net)是ASOC、空中引導員、地面引導員、攻擊機和E-8飛機在近距空中支援任務進行戰術指揮聯絡的網絡。

飛行報告網(inflight report net,INFLTREPS)。所有在戰區空域飛行的飛機通過該網絡進行飛行報告。飛行報告通常傳遞給CRC,E-3或E-8,然后轉發給AOC/ ASOC。ASOC和AOC在全局范圍內進行空域監視。

地面引導員管理網(tactical air control party administration net)是ASOC與地面引導員進行聯絡管理的網絡,E-8飛機也可以裝備該網絡對地面引導員進行管理。

如圖8所示,在近距空中支援作戰中,預警指揮機可以通過通信中繼為友軍部隊傳遞信息,例如地面部隊的支援請求,空中平臺的飛行位置狀態等。

例如2003年伊拉克戰爭的納西里耶戰斗中,美軍飛機在飛臨執行地面攻擊任務的陸戰隊上空時,由20架飛機成功地組成了鏈接陸戰隊戰術數據網的飛行局域網,直接受理來自地面的火力打擊召喚。將從陸軍召喚到空中打擊完成的整個流程壓縮到3~5 min。

在美軍阿富汗山區作戰中,由于地形遮擋,E-3將地面引導員發送的任務信息和相關的語音通話進行轉發。預警指揮機可以接受地面引導員請求,并發送給AOC。一旦對地攻擊請求獲得批準,更新的任務消息就通過E-3預警指揮機發送給地面引導員。在美軍“持久自由行動”期間發生的真實案例表明,這種任務請求在行動期間往返所需的時間通常少于30 s。

表1 美國空軍和美國陸軍通信網絡Table 1 U.S.air force and land force communication network

2.4 預警指揮機進行態勢生成和共享

預警指揮機作為操作中心整合戰區各種傳感器和系統,生成戰場空間內的完整的、準確的、及時的統一戰術態勢圖,此外可以通過多種傳感器和數據鏈網絡數據,在戰術、任務層面進行通用態勢圖生成和共享分發[11],如圖9所示。

在近距空中支援任務中,地面引導員裝備的終端系統可以將多個傳感器的信息、藍軍跟蹤數據信息和數字地圖進行集成。目前,地面引導員可以通過裝備的數據鏈終端通過數據鏈接受預警指揮機發送的態勢信息。

3 美軍預警機支持近距空中支援作戰的啟示

近距空中支援的作戰樣式最早出現在20世紀五六十年代,但長期以來,作戰概念和作戰樣式的發展較為緩慢。按照美軍的裝備概念,未來將通過網絡中心戰中傳感器網格、信息網格和交戰網格在空中的延伸,依托預警指揮機、電子戰飛機、對地偵察監視飛機、戰斗機和無人機等各類空中平臺,基于數據鏈和空中網絡,構建空基多平臺協同探測、瞄準和武器控制等作戰能力,支持近距空中支援作戰資源的協同運用[12]。

圖8 預警指揮機進行通信中繼Fig.8 AWACS conduct communication relay

圖9 預警指揮機態勢生成與共享Fig.9 AWACS conduct situation generation and sharing

對地支援作戰打擊存在3個典型問題:一是各環節和平臺的時間與空間統一難度大,例如美軍需要通過戰區時空終端來統一時間和地理坐標,未裝備該終端的平臺進行臨時近距空中支援時將遇到很大困難。二是打擊活動之間的轉移、交接、閉環耗時較長,美軍需要預警指揮機、對地監視飛機、攻擊機和無人機等多個平臺協同完成對地攻擊,目標信息和指控信息在多平臺之間的傳輸時間一定程度上決定了打擊閉環時間。三是多任務并行或者自適應完成多次打擊較難實現,近距空中支援任務中往往需要分時分批對目標進行攻擊,在大規模作戰條件下指控人員的調配難度較大。未來預警指揮機支持近距空中支援任務的發展趨勢如下:

3.1 依托網絡化通信系統提升打擊準確性

空軍支援性空中精確作戰,需要打擊的大多是時間敏感目標,必須在有限的攻擊窗口內完成發現、定位、跟蹤、瞄準、打擊。對于時間敏感目標必須適時打擊,目標一經發現,就應該爭取在最短的時間內、在其未發揮軍事作用之前予以摧毀。只有具備了適時打擊時間敏感目標的能力,才能及時有效地殲滅敵人的有生力量[13]。

要提高支援性空中精確作戰的效率,僅靠改進指揮體制和完善協同關系的傳統方法是遠遠不夠的,應該發展預警機裝備實時、高效的專門對地面運動目標實施精確打擊的系統。該系統應能夠將地面偵察雷達、機載雷達的數據進行融合,使用數據鏈實時為飛行中的各種精確制導武器系統更新打擊目標的位置,使其具備全天時、全天候,對防區外地面運動目標實施打擊的能力。高質量的數據通信網絡是縮短殺傷環節,打擊運動目標的關鍵。各種武器系統安裝數據鏈指揮,不僅能夠實時獲得地面運動目標的數據,而且還能讓指揮員直觀確認打擊效果。因此,發展開放式、軟件定義的小型化無線通信系統至關重要(現有數據鏈設備質量大、體積大,不能直接安裝在小型平臺和精確制導武器上),該系統需要能夠根據各軍兵種對戰術通信系統的特殊要求加以修改,能在短時間內單獨重新編程,可為精確制導武器實時提供可靠的運動目標參數。

未來預警機指揮機可通過構建將電子戰飛機、對面監視飛機、情報偵察飛機、指揮通信飛機等平臺聯通一體的統一數據鏈網絡,形成穩定、統一的情報獲取、電子對抗、通信保障、指揮控制網絡,全面獲取戰場感知信息,合理調配空中力量完成近距空中支援作戰任務。

3.2 依托智能化指控系統提升打擊時效性

在早期的機械化戰爭時代,由于空中力量作戰能力有限,而且各航空大國的航空兵都隸屬于陸軍,陸軍自然從戰術角度考慮航空兵的作用與地位,認為航空兵能將火力延伸到空中,削弱敵軍,可以作為一種輔助力量,彌補地面火力的不足,支援地面部隊作戰。近距空中支援基本上由陸軍軍官負責,由于缺乏先進的偵察與通信等手段,以往的近距空中支援主要靠預先計劃。受領作戰任務后,空中力量按計劃在特定的時間或地域待命,在攻擊或防御戰斗開始前,升空執行近距空中支援任務。隨著空中力量信息化程度和作戰能力的顯著提升,大量使用空中力量實施近距空中支援,是對空中力量戰略進攻能力的浪費。由于受援地面部隊單位多,級別低,分布廣,大量使用空中力量擔負支援與保障己方軍隊地面力量的任務,有違集中使用空中力量的原則。因此,空中力量應該主要通過相對獨立的空中戰略戰役進攻,癱瘓敵戰爭體系,削弱敵戰爭潛力和陸海軍有生力量,來支援陸海軍作戰,而不應該將大量空中力量用于直接實施近距空中支援,也不應該再把空中力量作為輔助或配屬力量,事先和陸軍作戰行動“捆綁”在一起做出支援計劃,而應該根據戰場態勢變化,對敵地面部隊實時、靈活進行近距火力打擊,支援己方地面部隊行動。

現代信息技術的發展及其在航空武器裝備特別是預警機上的應用,增強了空中力量執行實時近地支援任務的能力。過去不良天候、夜暗、彈藥精度差等是近距空中支援的障礙。而傳感器的改進,彈藥精度的提高使空中力量能夠克服上述障礙,能夠在夜暗、不良天候和靠近己方軍隊的情況下進行近距空中直接打擊任務。通過通信技術的改進及全球定位系統的普及等,使空中力量隨時可以發現、跟蹤敵軍所處位置,查明和掌握己方軍隊位置,知己知彼,提高了反應速度。近距空中支援形式由過去偏重預先計劃向實時出擊轉變,由逐級報批向直接召喚打擊轉變。例如,2003年伊拉克戰爭的納西里耶戰斗中,美軍飛機在飛臨執行地面攻擊任務的陸戰隊上空時,由預警機、攻擊機等20架飛機成功地組成了鏈接陸戰隊戰術數據網的飛行局域網,預警機可以直接受理來自地面的火力打擊召喚[14]。從陸軍召喚到空中打擊完成的整個流程,已經壓縮到3~5 min,軍兵種一體化無縫隙的聯合作戰達到了新的水平。

未來預警機指揮機可通過加強情報獲取的手段和能力,并進一步提升機載情報處理的自動化和智能化程度,壓縮系統響應和處理時間,縮短決策周期,滿足實時打擊作戰的指揮需要。

3.3 依托無人平臺提升體系化作戰能力

在近距支援飛機的能力探討上,不可避免的一個問題就是無人機和有人機的對比。實際上無人機并不能完全替代有人機參與作戰任務,無人機參與作戰可以彌補有人飛機的性能局限,完善作戰飛機的“應用包線”。比如,無人機在設計時不考慮人的因素,因此過載強度高,機動性及生存力比有人戰斗機更好。無人機能幾十小時留空偵察待命,而有人飛機由于機組人員的存在無論如何做不到這點。無人機的優勢正是這些與有人飛機互補的方面。但是,無人機不適合在高對抗強度的作戰中應用。例如,1999年美國攻打南聯盟時,美國和法國的無人機被打下二三十架,這還是美國的壓制地面防空作戰已見成效的情況下。無人機飛行高度一般較低,速度慢,抗低空紊流能力較弱,在山區作戰有一定風險。美軍攻打南聯盟的78天里,有數十架次“獵人”無人機的作戰行動因各種原因而提前取消。無人機不適合對抗的另一方面是自主性不足,無人機無法做到對敵方部隊進行掃蕩而不傷及己方陣線,它的具體攻擊過程由地面站控制,數據鏈的可靠性是關鍵問題[15]。

未來預警指揮機可通過與各類攻擊無人機和偵察無人機平臺進行協同作戰,獲得更多的信息源支持,而預警指揮機通過有效指揮控制將更有針對性地發揮無人機平臺的探測和作戰能力。未來預警指揮機將作為戰場管理飛機,在執行和完善現有指揮控制功能的基礎上,進一步增加管理無人機、各類偵察機、對地監視飛機、電子偵察與干擾飛機等各類平臺的功能,實施平臺間的交叉引導任務,更好地獲取戰場的目標信息,發現、識別、應對并引導打擊地面目標。

4 結束語

近距空中支援中,預警指揮機作為戰場管理飛機,需具備管理對地監視飛機、無人機、偵察機、電子偵察與干擾飛機等各類平臺的功能,實施平臺間的交叉引導任務,更好地獲取戰場的目標信息,發現、識別、應對并引導打擊目標。因此,預警指揮機應通過構建高效的空地多級態勢生成策略,通過綜合不同來源的異構情報信息,為地面引導員提供精確、及時的多級態勢支持,并以清晰、友好的方式在地面引導員裝具上進行呈現,真正做到精確掌握敵我信息,提高支援效率,降低誤傷的可能性。此外,還應發展空地通信網絡,促進空地之間遠距離、高質量、高帶寬、低時延、抗干擾的網絡通信。

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