从侦查打击链谈谈后五代机时代的空军协同打击系统
自从进入大数据和云计算时代后,现代几乎所有的公司都可以通过互联网和公司内VPN便捷的把各个分支机构联系起来,实现线上协同办公,网络报账和办理货物运单等业务。在军事领域也是一样,随着当代抗干扰卫星数据链、综合计算机系统的广泛应用,以前难以协调的同兵种、跨兵种的协同打击任务已经变得越来越现实。今天,我们就来讲讲后五代机时代的空军协同打击技术。

空军协同打击技术的理论基础
熟悉军事的朋友都会知道一个类似于企业管理的PDCA循环的“情报-侦查-打击-评估”循环。对于特别强调时效性的空军来说,情报侦察打击循环是非常重要的内容。
在这里要特别区分一下什么是“情报”和“侦查”,这两个都是行动之前获取的目标信息数据,但是有着很大的不同。情报是指在攻击发起前,通过各种渠道取得的能够辅助做出战略战术决策的敌方初步信息,如英国在德国潜艇基地附近的法国抵抗组织成员,会把U艇出港情报定期报送给英国海军反潜部门;而侦查是指根据情报做出打击决策后,派遣的侦察力量对情报指示的目标进行查证核实,并将其坐标标定,传输给打击力量的活动。简而言之就是情报侧重于对宏观概念上的敌军情报搜集,而侦查则直接服务于当前这次打击任务,前者宽泛,后者目标明确。
现实中,考虑到敌军情报往往不易被我方战术力量取得,因此经常需要多个部门配合实施的情报获取任务来取得有价值的情报。举例如下:
在第四次中东战争中,以色列曾经策反了埃及开国领袖纳赛尔的女婿,萨达特总统的秘书阿斯拉夫·马尔文,将埃及企图发动第四次中东战争的全部作战计划和准确的时间发给了摩萨德,梅厄夫人获得情报后,一方面秘密集结部队,另一方面故意放埃及人先打第一枪,以换取美国的同情(基辛格后来回忆,考虑到以色列经常不宣而战的黑历史,美国本来无意支援以色列的战争,但梅厄夫人成功扮演了受害者的角色,使得美国不得不开启五分钱救助计划不计代价支援以色列)。因此虽然开战头两天以色列伤亡惨重,但实际上元气未失,之后便成功反攻夺回全部领土。由此可见高层间谍的极大作用。

而侦查的领域就是更加注意于某个精确的目标的查证,其有效的时间范围更短,但目的性更强。如英国人通过瑞典大使馆的武官取得了德国俾斯麦号战列舰通过斯达拉克海峡的情报后,猜测它会躲在挪威的峡湾等候突破大西洋防线机会,于是派出大批侦察机不断侦查各个峡湾,终于拍下了俾斯麦号停靠在挪威峡湾的照片,进而让本土舰队做好了拦截准备。

有了情报和侦查获得的目标信息,就可以将数据汇报给打击的飞机执行打击计划。考虑到战机稍纵即逝,打击的命令必须尽快下达,作战飞机和搭载的武器也必须立即投入战斗。如著名的俾斯麦海之战,日本人运输舰队在有相当的空中保护下,仍然在美军密集的空袭下损失严重。盟国陆基航空兵击沉了日军船队 16 艘舰船中的 11 艘,其中4艘驱逐舰和7艘运输船完全被空军击沉,剩余1艘大井川丸弃船后被美国打扫战场的PT艇送入海底,搭载的第 51 步兵师团主力遭到灭顶之灾,6,900 名士兵中有 3,664 人丧生。幸运抵达莱城的日军,只有约 800 人。

打击完目标后,还需要准确的对目标毁伤成果进行评价,通过及时有效的评估数据,可以避免虚报战果,正确评估敌方剩余实力,以及是否需要补枪。

由此可见,在情报——侦查——打击——评估循环中,除了打击环节都是信息环节,因此可见空战中信息化的重要性。

当代战斗机协同作战网络发展及演变
在二战空军战术基本定型之后,各国开始更加重视攻势空军的协同作战理论。由于早期的飞机数据格式不统一,通讯带宽较低,因此一开始的飞机指挥系统基本上是以预警机/地面雷达通过口头指挥来指挥机群作战;现实中,第一批实现了同种战机内数据互联互通的机型是苏联MIG-31截击机。由于西伯利亚地广人稀,地面雷达和预警机不足,所以苏联利用米格31的机身和大功率PESA雷达的优势,为其配备了同种飞机之间的数据链,可以共享彼此雷达发现的情报。这样一来,4架米格31间距在200公里情况下,就可以用PESA雷达组成长400公里,水平800公里的探测网络,配合米格31强大的2马赫超音速巡航(全程开加力)能力,就可以实现对西伯利亚和北极领空的高速扫描,从而在较远的距离发现并拦截美国携带AGM-86的B-52轰炸机。

虽然预警机和米格31的数据链实现了探测数据的共享,使得战斗机在空中也能通过数据链实时获得自己的位置信息和敌方信息(如同开了小地图),但是由于当时系统存在的一系列问题,使得当时飞机仍然必须依赖自己的火控雷达去打击分配给自己的目标。产生这一情况的原因是:
1、早期的火控雷达火力通道不足。



三代战斗机和三代战斗机以前的战机普遍采用机械扫描雷达,同时一般只有一个发射和接收机。这样一来,早期机械雷达往往会把搜索和制导模式分开,在开启半主动雷达的照明模式后就要放弃自己的搜索模式,此时容易遭受攻击;同时,由于早期机械雷达波束窄,只能够对正前方极小范围内多个目标照射,因此火力通道不足,通常显著低于本机携带的导弹数目(如苏27可以携带6枚R-27导弹,但是由于雷达限制,现实中只能对1个目标发射2枚导弹,或者对两个接近的目标各发射1枚导弹)。因此对于这样的雷达来说,就算捕捉到了敌方飞机,也难以分出多余的雷达通道去引导本方其他飞机发射的导弹。
2,早期导弹计算机性能不足
由于早期空对空导弹多为半主动制导导弹,发射后会根据母机的火控雷达发射,经过敌机反射的雷达波信号飞行,因此它只能识别自己母机发射的导弹信号;在多个同样飞机协同作战时,往往通过频分多址技术或码分多址技术让彼此信号分开,不让各自导弹打错目标,但是往往飞机之间难以统一这样的地址信号。
3、数据链系统有限,在作战显示器上显示的目标缺乏标记

一直到2000年,世界上大部分主流飞机仍然没有全数字化座舱,飞机里绝大多数都是仪表盘,仅有极少的单色CRT显示屏,而平视显示器也只能显示几个目标的信息。这样一来,就算是预警机能够通过数据链发送敌机数据到本方的战斗机的座舱计算机上,也很难为所有的战斗机设置统一目标识别信号,导致实际上打起来后还是各自瞄准各自的目标。一直到2010年以后,现代预警机才能够通过计算机智能为每个目标赋予唯一识别代码,并且将目标传输给所有的机群并分配打击方案(实际上即时战略游戏里每个单位的生命值和相关数据就是这个技术的基本原理,只不过换成实战环境的敌机数据)。
4、坐标系互换问题。在21世纪网络技术、卫星定位、通讯技术和计算机技术取得突破前,各个战机的计算机仍然只能为本机建立打击坐标系,用以标定目标的实时位置。由于飞机在三维空间内移动,其实际位置的定位非常复杂,远比宙斯盾系统下舰队各战舰火力坐标计算复杂的多。所以如果涉及到飞机指挥另一架飞机发射的导弹,那么它首先要捕捉到这枚导弹,并使用自己的雷达为其提供信号。而要想定位一枚体积很小的空对空导弹,仅凭自己的机载雷达是做不到的,还需要发射机为自己提供导弹的坐标,此时就涉及到发射机的坐标系和制导机坐标系的转换问题,在完成转换后,制导机才能够找到发射机发射的导弹,并将它纳入自己的制导波束之中。
由于这些问题,战斗机之间协同打击技术一直到2015年后才有实质性突破。

后五代机时代建立协同打击技术的必要性

2015年后,随着美国和中国大量生产F-35和J-20飞机,世界空军迈入了五代机时代。五代机比起过去的战斗机,无论是在隐形能力、机动性、传感器、信息化、打击能力都有了本质性的飞跃。但是我们也不可避免面临了五代机带来的另一个问题:载弹量不足。
众所周知,五代机只有保持严密的隐形前提下,才能发挥远超过四代机的战斗力。可是,虽然当代F-22,歼-20,F-35等五代机最大起飞重量都在30吨以上,理论上都具备10吨以上武器搭载能力,但如果为了保持隐形能力只使用内部弹仓的话,其搭载能力就会大打折扣。以理论最大起飞重量36吨的F-22为例,该飞机空载约17吨,内部燃油可带9吨,内部弹舱可带2枚AIM-9X和6枚AIM-120导弹,累计最大内挂载只有27吨的重量,不能利用最大起飞重量高的优势。而现代五代机通常用的是大功率高性能AESA(有源相控阵)雷达,通过电子扫描波束可以实现对20个目标跟踪,并打击超过10个目标的能力,这就出现了和过去三代机相反的问题——火力通道增加了,而导弹却不够用了。
为了充分发挥隐形飞机高隐形的优势,同时为了发挥火力通道足够多的优势,现代飞机的协同打击系统就变得至关重要,这种发射机和制导机不同的战斗方式,又被形象地称之为“A射B导”,具体执行有以下两种模式:
1、后方飞机制导,前方飞机隐蔽攻击
现实中,为了避免敌方通过雷达报警机提前察觉到四代机的进攻,可以选择后方制导,前方攻击的手段。首先,由一架开启雷达的飞机(战斗机、地面雷达、海军、预警机皆可以)进行大范围搜索,发现目标后,由关闭主雷达的四代机悄然渗透到敌方高价值飞机附近,打开EODAS系统确认目标,然后将数据注入红外成像导弹发射。这样一来,敌人的高价值飞机只顾得盯着远距离我方目标发射的雷达波,而未注意到近距离我军发起的红外导弹突袭,会被打个措手不及。


2、前方飞机制导,后方飞机发射导弹
当我方四代机接近敌人而耗尽了导弹时,可以采用这个手段,由后方载弹量较大的三代机甚至是轰炸机发射导弹,然后接受前面的战斗机信号飞向敌人。这样一个好处是可以避免四代机自身武器不够的劣势,同时发挥制导雷达火力通道多的优势,将后方“空对空导弹仓库”(如J-16等大型战斗机)携带的空对空导弹源源不断导引到敌人身上。


结语
随着信息化技术的日趋提高,现有的作战平台的协同能力会进一步提升,从而能够充分利用战斗机剩余的力量,提升打击效率。这一点和淘宝、美团等电子商务企业崛起后,将中国零散的商品、服务机构整合进全国供应链条,激发经济活力的效果是一样的。不过,为了维护日趋复杂的信息化系统,保护国家信息秘密,阻挡网络信息入侵,国家也必须在该方面进一步增加投入,早日实现计算机和信息系统的全部国产化。只有实现了全信息化系统的自主化,才能构建起后五代机时代的协同空战打击系统,提升未来战争的战斗能力。