高超聲速ISR平台在未來海戰中有哪些應用?
原標題:高超聲速ISR平台在未來海戰中有哪些應用?
轉自:海鷹資訊( hiwing_news)
本文刊載自《飛航導彈》
臨近空間高超聲速飛行器,一般是指飛行馬赫數≥5、以吸氣式發動機或其組合發動機為主要動力裝置、能在大氣層中(飛行高度在20km~100km)進行遠程飛行的飛行器。臨近空間高超聲速ISR飛行器具有飛行速度快、反應時間短、突防能力強、作戰效能高等諸多優點,可以憑藉速度和高度的優勢,完成普通飛行器無法完成的高難度情報、監視和偵察任務,在軍事上具有巨大的戰略意義。
目前,我國海上方向面臨的安全形勢嚴峻,努力奪取制海權的能力和實施海上反介入作戰能力迫在眉睫。本文結合未來海上作戰的主要特點和臨近空間高超聲速ISR平台的體系作戰優勢,提出臨近空間高超聲速ISR平台在未來海戰中擔負的主要作戰任務以及在主要作戰樣式中的具體應用,以期為下一步開展臨近空間高超聲速ISR平台主要作戰使用性能的提出、作戰能力的評估以及概念方案設計提供依據。
1未來海上作戰的發展趨勢
科學技術是影響戰爭形態發展變化的決定性因素之一。現代科學技術在軍事領域的廣泛應用,引發了以信息技術為核心的新一輪軍事變革。在此背景下,未來海上戰爭的形態、作戰理念、作戰平台正在發生深刻的變化。未來海上戰爭主要具有以下特徵:
(1)作戰空間全維化。未來海上戰爭是以海、空作戰為主,包括陸上、空天、電磁以及網路空間等多維領域的一體化聯合作戰。交戰雙方在物理空間上離得越來越遠,打擊目標往往遠離海岸,由此帶來目標偵察發現、識別、定位及毀傷評估等一系列問題。
(2)作戰能力體系化。未來海上作戰是基於信息系統的一體化聯合作戰,對戰雙方是全要素作戰體系之間的對抗。在體系對抗中,信息優勢是取得其他優勢的核心前提。海上作戰,交戰雙方的艦船和飛機等均是移動平台,機動平台打擊活動目標是海上作戰的最大特點。因此,對海上移動目標的偵察監視能力成為作戰體系能力建設的重點。
(3)作戰中心網路化。未來海戰指揮層次將向橫向一體化、扁平化和網路化發展。制信息權成為戰場綜合控制權的核心,海戰場作戰優勢的形成,依賴全方位的信息優勢。通過戰場上各作戰單元的網路化把信息優勢轉變為作戰行動優勢,使各分散配置的部隊共同感知戰場態勢並協調行動,從而發揮最大作戰效能。海戰場遠離海岸,建立靈活、機動、穩健的網路化作戰體系難度較大,對信息平台提出了更高的要求。
(4)作戰平台新「三化」。信息化、無人化和智能化是未來作戰平台發展的主要趨勢。目前大部分裝備已實現信息化、部分裝備正在向無人化(無人機、無人艇和無人水下航行器等)和智能化(無人機「蜂群」、自主式無人艇和自主式水下航行器等)方向發展。
(5)作戰方式多樣化。信息戰、癱瘓戰和非對稱作戰是未來海戰的主要作戰樣式,具有非接觸和非線性的特點。未來海戰將首先實施軟殺傷,繼而使用遠射程、高速、高精度、大威力的制導武器實施精確打擊,從而達到軟硬兼施、綜合打擊的明顯效果。
(6)作戰節奏快速化。進入信息時代,作戰行動節奏進入「秒殺」級,戰場態勢瞬息萬變。在戰場上,時間的本質表現為速度,速度成為關鍵的決勝點,時間速度博弈決定勝敗。速度將成為衡量作戰體系質量的「達標尺」,不適應信息化戰爭節奏的作戰體系,即使體系再龐大再嚴密,也註定是敗戰體系。
2臨近空間高超聲速ISR平台的作戰優勢
由上可知,未來海上戰爭對情報保障提出了新的更高要求,主要表現在保障時效增強,保障任務更重,保障難度加大。現有偵察情報體系還難以滿足未來海上作戰的需求。臨近空間高超聲速ISR平台是未來海上聯合作戰的重要信息平台,主要搭載光電設備和SAR雷達等任務載荷,利用高空快速到達的優勢,可以承擔高威脅、大縱深環境下的情報偵察、攻擊引導和戰效評估等作戰任務,具有很高的情報偵察和信息戰效能,具有以下體系作戰優勢:
(1)高生存力。速度是克敵制勝的法寶。在其他條件相同的情況下,由於具有高度和速度優勢,高超聲速飛行器能極大地壓縮現役空空導彈的攻擊包線和引導攔截系統的有效作用範圍。利用「高」和「遠」的優勢,可避開敵方防空火力,在很大範圍內和很遠距離外對航母目標進行監控,必要時也可進行凌空偵察。
(2)高精度。臨近空間高超聲速ISR平台的巡航高度為20km~40km,由於較航天ISR平台(最低軌道高度約為200km)距離偵察目標更近,偵察精度更高。除了可攜帶各種光學偵察設備實施對地面目標的偵察外,也可以安裝大型合成孔徑雷達(SAR),對大規模水面艦艇編隊進行海面偵察。
(3)快速反應能力。科技的發展使未來戰場「可見即可打、可打即摧毀」。臨近空間高超聲速ISR平台利用「動」和「快」的優勢,可按照作戰需求隨時起飛,快速到達任務區執行偵察監視任務。按巡航高度30km,巡航馬赫數6計算,從沿海機場到美軍關島基地也僅需27min。另一方面,當敵方對我軍偵察衛星實施打擊或信息遮斷後,繼續發射偵察衛星在時間、經濟性上將難以實現,而臨近空間偵察裝備可在偵察衛星遭到打擊後,及時作為替補偵察手段為遠程精確打擊武器提供攻擊導引信息支持。與航空ISR平台相比,高超聲速平台的實時偵察有獨特的優越性。
(4)覆蓋範圍更廣。由於飛行高度高,受視界影響小,相對於航空ISR平台具有更加廣闊的視野,偵察範圍廣。圖1顯示了飛行器高度與偵察範圍的關係。偵察範圍半徑與臨近空間飛行器飛行高度的關係為
式中:R為地球半徑,h為臨近空間飛行器飛行高度,θ為雷達發射最小仰角,S為地面偵察範圍半徑。顯然,飛行器的飛行高度越高,其能夠偵察的範圍半徑就越大。
圖1 飛行高度與偵查範圍半徑示意圖
若飛行高度h=30km,雷達發射最小仰角θ=5°,則偵察範圍半徑S=274km,臨近空間高超聲速ISR平台能利用其飛行高度保持對24萬平方公里區域的視野覆蓋,使他成了一個極佳的廣闊海域情報收集和偵察平台。而搭載同樣雷達設備,巡航高度為9km的普通偵察機,其偵察範圍半徑S=95km,僅為臨近空間高超聲速ISR平台偵察範圍半徑的三分之一。
臨近空間高超聲速ISR平台基本能夠滿足戰役偵察中對偵察能力探測範圍廣、偵察距離遠、發現目標準確及時的要求,但在空中不加油條件下,高超聲速飛行器的巡航時間通常只有幾十分鐘,因此在持續監視和實施全時空不間斷偵察上還難以滿足要求。
3臨近空間高超聲速ISR平台的主要作戰任務
臨近空間高超聲速ISR平台是未來海上戰爭的主體,可重點發揮其突防能力強、生存力高、單位時間偵查範圍廣、反應快等特點,用于海洋方向的戰略偵察、廣闊海域情報收集、對敵航母編隊等高危目標的凌空偵察、遠程精確打擊的目標指示以及戰場評估等多種作戰任務。
01戰略威懾
臨近空間高超聲速ISR平台作為21世紀高新技術新概念作戰平台,由於其高速與高突防能力,發揮著自身無以倫比的軍事優勢。在實戰中可牢牢掌握戰爭的主動權,在遠海重點海域能夠取得局部信息優勢,與高超聲速打擊武器密切配合,可發揮「殺手鐧」功能,對戰爭的勝負起著至關重要的作用。一旦投入使用,可對敵產生巨大戰略威懾效果。
02情報偵察
(1)高危區域偵察。由於現代反衛星武器的發展,偵察衛星在戰時面臨被擊落的風險,反隱身雷達的出現可以讓隱身偵察機無法發揮作用,在這種情況下臨近空間高超聲速ISR平台更能凸顯出在戰爭中的優勢,可用來彌補未來海戰中的偵察缺口。當敵大中型水面艦船進入第一島鏈與第二島鏈之間廣闊海域、南沙群島周圍海域時,對其進行抵近偵察,獲取對方情報信息。
(2)時敏目標偵察。隨著高超聲速武器系統的面世,未來海戰將會向著「全球化、實時化、精確化」作戰的方向進一步發展,戰場空間越來越廣,作戰距離越來越遠,但作戰節奏越來越快,對偵察信息的時效性提出了更高的要求。因此,對衝突地區進行快速偵察,為作戰指揮機構提供快速精確的情報資源保障顯得尤為重要。
(3)廣闊海域偵察。對第一島鏈與第二島鏈之間、南海、印度洋等廣闊海域進行情報偵察,掌握我方利益相關海域海面動態,為相關軍事行動提供實時、精確情報信息,可解決海上作戰對大範圍海上艦船目標態勢建立的急需。
03戰場態勢感知
在未來海戰場上,臨近空間高超聲速ISR平台利用其靈活機動、高速的優勢可以快速到達出事海域,向後方傳出最新的戰場實時態勢。為指揮中心提供及時、穩定、可靠的戰場態勢,符合高效、快速的現代戰爭要求。戰時,對發生事態海域進行情報偵察,掌握相關海域戰場態勢,可為戰場指揮官提供近實時的高清晰偵察圖像。
04目標指示
目前遠程快速打擊武器正趨多樣化,「打不著」的問題逐步得到解決,假如情報、監視和偵察等遠程態勢感知能力偏弱,「看不清」問題突出,將嚴重製約遠程打擊系統的作戰效果。戰時,臨近空間高超聲速ISR平台能突破敵方防空防禦網,對敵航母編隊進行凌空偵察和精準定位,為己方遠程精確打擊裝備提供目標指示信息,引導其對敵大型水面艦艇編隊進行遠程精確打擊。
05作戰效果評估
目前,主要的作戰效果評估都是依賴於在敵方區域內衛星或偵察機對地觀測和電子偵察,但這兩種方法都有其固有的缺陷。為了及時準確地獲取戰場實際打擊效果信息,更好地提高攻擊效率,勢必需要尋找更加有效的作戰效果評估手段。臨近空間高超聲速ISR平台能利用其覆蓋範圍廣、生存力高和反應快的特點,在對敵進行遠程精確打擊後,實施毀傷效果圖像偵察,為下一步作戰行動提供決策信息。
4在未來海戰中的應用
未來海上作戰具有遠程、快速、精確的特點,對ISR裝備體系發展提出了新的要求,不僅要航程遠,而且要能快速到達目標區域。基於臨近空間高超聲速ISR平台的特點及其擔負的作戰任務,可在遠海防衛作戰、反封鎖作戰和反介入作戰等未來海戰的主要作戰樣式中發揮重要作用。
01遠海實時情報偵察
遠海防衛戰和反封鎖將是海上未來戰爭的主要形式,需要具備在遠海履行空海作戰任務的能力。目前,隨著「薩德」完成在韓部署,日本又決定從美國引進兩套陸基「宙斯盾」系統,實際上在我國沿海周邊已經構築起了一道空中防線,意欲對我國進行全面封鎖。戰時,航空ISR平台很難實現對強敵防空體系的突防,利用臨近空間高超聲速ISR平台的高生存能力獲取高危區域海戰場實時情報信息,是在未來海上作戰中取得作戰優勢的關鍵環節。
從美「空海一體戰」主要內容可知,以「致盲」對手為目的的「偵察戰」是「空海一體戰」的核心。在作戰初始階段,美國海空軍將聯合削弱對方的反太空能力,並致盲對方的相關天基系統,使之喪失目標鎖定能力和打擊效果評估能力,從而無法合理制定下一步攻擊計劃。從偵察力量體系看,目前主要的偵察手段是依賴於在敵方區域內的衛星或偵察機進行對海/對地觀測和電子偵察,但這兩種手段都有其固有的缺陷,主要是衛星偵察實時性和解析度相對較弱,偵察機難以對高威脅區內的目標進行偵察。臨近空間高超聲速ISR平台可作為戰略偵察平台,能快速遠程突破敵方防空體系,快速機動進入敵方縱深進行偵察,準確把握整個戰場態勢的變化。並可與陸、海、空、天信息系統通過組網和聯合方式,實現戰場信息立體感知、快速感知和精確感知,為奪取戰場制信息權提供有力保障。其作戰概念如圖2所示。
圖2 遠海實時情報偵察概念圖
高超聲速偵察機具有突防能力強、被攔截概率低、能深入敵縱深進行偵察的特點,可按任務專門派出,在很短的時間內到達全球的任何熱點地區進行實時偵察,迅速提供信息保障。可以在較短的時間內對特定區域的大型水面艦艇(雷達波探測)、潛艇(合成孔徑雷達探測)及潛基、海基彈道導彈發射(紅外探測)進行早期偵察,獲取動態的實時戰場情報。
02引導高超聲速打擊武器進行遠程精確打擊
遠程精確打擊是反介入作戰的主要作戰樣式,遠程快速偵察和打擊能力是實施遠程精確打擊的關鍵能力,相應地需要高超聲速偵察飛機和高超聲速巡航導彈相結合的遠程制海武器體系。高超聲速巡航導彈和反艦彈道導彈是新興的反介入作戰構成要素,是對航母作戰最有威脅的武器。臨近空間高超聲速ISR平台是遠程精確打擊力量的主體,能對敵方航母進行抵近偵察和實時跟蹤,向飛行中的反艦導彈提供最新目標定位信息,實時引導武器彈藥對敵目標實施遠程精確打擊。
利用臨近空間高超音速ISR平台的高生存能力,在需要對敵高威脅區內的高價值目標進行實時偵察或進行毀傷效果評估的情況下,通過進行快速機動,突破敵防禦體系,並可根據需要及時調整位置,以獲得最好的觀測效果,獲取高威脅區內高價值目標的近實時信息情報,以便為後續打擊提供攻擊引導。高超聲速導彈接收臨近空間高超聲速ISR平台發送的目標數據,並在飛行過程中利用終端搜索設備對這些數據加以修正,最後對航母進行打擊,也可由臨近空間高超聲速ISR飛行器對其進行直接引導對目標進行攻擊,作戰概念如圖3所示。這些導彈的打擊範圍超過2000km,將在F/A-18E/F「超級大黃蜂」戰鬥攻擊機和F-35C戰鬥機的攻擊範圍之外對航母構成威脅,而這兩種飛機目前為航母艦載機聯隊的主要攻擊機。
圖3 引導反艦導彈攻擊航母編隊的作戰概念設計
遠程精確打擊能力作為未來「反介入」作戰的重要手段,在未來區域戰爭衝突中扮演著重要的角色。利用臨近空間高超聲速ISR平台對第一島鏈以外的航母實施搜索、識別、攻擊引導直至打擊,能大幅提升遠程反艦導彈的作戰效能,從而大大提高中國在西太平洋和南海實施反介入戰略的能力,會讓今後域外強國軍隊更難介入亞洲衝突。
目前,國內對敵方航母編隊的有效反介入能力還相對有限。如果能補上遠程快速精確偵察這塊最大的短板,將大大增強反介入能力,把敵方航母編隊拒止於第二島鏈之外,大大降低敵方航母編隊的威脅。
高新技術驅動下的未來海上戰爭正在發生深刻的變化,對ISR裝備體系能力提出了新的需求。未來海戰場上建立有效殺傷鏈的複雜程度越來越大,而且時間要求越來越短,精度要求越來越高。尤其是「分散式殺傷」作戰理念的提出,將極大地增加情報、監視與偵察的任務量和難度,給實施「反介入」作戰方帶來了新的挑戰。準確實時的情報信息是取得戰爭勝利的基礎,對敵海上目標實施遠程、連續、全維的偵察監視是克敵制勝的前提條件。
臨近空間高超聲速ISR平台是未來海上聯合作戰的重要信息平台,具有很高的情報偵察和信息戰效能,研究其在未來海戰中的應用具有重要的軍事意義。臨近空間高超聲速ISR平台可按照作戰需求隨時起飛,能夠快速遠程突破敵方防空體系,快速到達任務區進行偵察,準確把握整個戰場態勢的變化,在防空反導能力越來越強、作戰空間域越來越廣、作戰節奏越來越快、對情報信息的依賴度越來越高的未來海戰中必將發揮不可替代的作用。


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