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远望论坛聚焦未来空战豪华阵容纵论智能取胜 附专家精彩报告摘编

时间:2017-10-03 12:04  来源:未知  作者:admin

  中国航空工业集团公司科技委杨伟副主任,空军装备研究院总体所傅盛杰总工程师,分别作了题为“空战发展”“对未来空中作战方式及相关技术发展的思考”“性技术与空天战场的演变”“军用航空技术创新的方向与模式探讨”“精确制导技术与未来空战”的大会报告。

  为使更多读者欣赏到各位专家的精彩,我们对专家们的大会报告进行了内容摘编,详细内容将在后期经专家审核后给远望智库会员。

  制空权几种体现,一种是防空识别区,第二个层面就是禁飞区,第三种就是完全制空权。在未来的战争中,制空权是第一位的。

  空战模式的变化发生于1991年,此前由于是航炮和格斗,因此追求平台机动性,才有了Dog fight,包括能量机动、空战机动,这些都和博伊德OODA理论类似。博伊德和希拉克(F-16总师)的思想是,一定要让飞机占有相对有利的,一定要获得更多的能量,但到了空战第二时代形式发生了变化,变成了OODA里面O的博弈,是一对“O”的博弈,也是一族“O”的博弈。

  现在来研究“O”和“O”进行博弈,已经远远复杂于原有的仅仅是能量站位和瞄准。除了雷达,还有光电的探测,光电只有角度,还有怎么样获取距离的问题。

  真正空中博弈,要取决于途中的区域和场景,是在口进行还是远离本土作战,还取决于战法和训练水平。到今天为止评价现在的武器装备对未来的贡献,所有的评价都对称的,像美国所有打的仗都对称的,所以这都不能完全说明问题,这都需要我们研究来判定未来在特定场合下的空战。目前“O”和“O”的博弈里面有很多的内涵,不能简单的几句话说清楚。

  未来的发展应该是渐进式、跨越式发展,渐进与跨越式发展并举。基于创新、基于对抗的宽跨越式发展,依靠科学技术,依照的是关键科学技术有所突破,不能空想,这是大的模式。

  关于飞机的平台和系统,飞机平台和系统是未来空中技术装备里面最重要的装备之一,但是在近几年内不可能产生性改变。虽然目前网上看起来有很多内容,包括从飞机的布局,如无尾、变体、乘波体等等,仔细审视并没有多大的性变化,但是也确实是在进步。可以做个讨论,如速机动,真正聚焦来讲,可以看出来它对整体空战的效果带来的影响是有限的。速机动主要是在近距离空战模式下想办法占据态势上的优势,而近距离空战很少了,优势也就少了,要付出的代价还高,是否值得大量投入需要认真研究。相比之下如果朝着武器全向发射的子发展,可能比一昧追求速机动更为有效。

  聚焦OODA 2.0。从发展趋势看,速度与机敏性为王的时代正在逐渐过去,信息取代机敏性成为空战、电磁战和网络战的生命线。这就有信息优势,信息的容量、信息的包含量、信息的速度,这些将是决定未来战争的胜负最重要的力量。把这些内容嫁接到OODA环里去,形成OODA 2.0版本,这是一个重要的发展方向,值得投入研究。

  武器除了本身的性能之外,对于空战而言,武器载弹量对空战效能影响极大。美国空军空战司令就公开表述,空空导弹载弹量比射程重要,因此在OODA 2.0版本里,探测和武器是并重的。

  发挥体系的效能倍增器作用,美空军作战司令部前任司令Mike专门组织研究如何把多种武器平台以及包括信息平台融合起来,如何使得以最速度得作出最大的系统性贡献,这就是体系的最终作用。也是现在国外在重点发展的领域,包括美国提出的空战2030年成功的最关键,也提出来一系列如何增强体系的作用,如何据此进行关键能力开发。

  最后对于AI人工智能,既没有创意,也有创意,美国人研究OODA 2.0版本,我们可以根据目前技术水平发展自己的3.0版本,也就是含有人工智能的OODA。战斗机取胜不是取决于飞行员的动作的快速,而是大脑的快慢。如果今天人工智能能够帮助人、替代人,那就是未来智能取胜。AI指导人来高效调度和控制传感器获取信息,分析信息,对作战提出计划和,帮助人来决策,甚至某种情况下可以替代人作了快速高效决策。

  前几天网上有篇文章讲美国人第五代战斗机F-35培训时,教员问:为什么要Dog fight?回答:因为我有超机动,我有推力矢量发动机。教员:错,因为你傻。

  我们以前说我们任务是空空作战,空地打击,打击舰船,这些讲的全部是手段。但是实际上不管美军也好,还是俄军也好,如果要是打一个正规的空中作战,它下一个空中任务清单绝不是空空任务和空地任务,而是面向作战效果。任务不同,能力要求是完全不同。

  背后的基本规律是什么?第一,空中作战的基本规律是围绕着重心作战。这个理论在海湾战争时,沃克提出来的相应的“重心理论”。说科索沃,科索沃头两周的时候选择的重心是打野战部队,打到一半发现不能这么打,调整到打击经济中心,78天后南斯拉夫全面崩溃。第二,空空作战是持续作战。特别是对于强敌之间的作战规律更在于此。空中作战魅力也在于此,一个是行动快,见效快,前后环节不分割。另一个空中是可以持续的,任何所谓导弹战持续不下去,都是因为经不起消耗。即使是像美国打巡航导弹,也是要受到非常严格的。

  空战必须得回答几个关键的问题,第一是如何确定敌人的重心,这是核心重点。第二是如何实现规模化,如两个国家打空战谁能够赢,绝不是谁有多少架飞机可以决定的,而是由动态规模决定。第三是谁可以持久,谁可以更长的时间提供更多的持久弹药投送,谁更能够赢得空中作战的胜利。最后才是战术上赢得战术的胜利。所以是基于整个战略目标来做规划,基于效果来定任务和分配,基于明确的任务来确定自己的目标。

  核心的能力需求,第一核心能力需求是组织复杂空中行动的能力。第二是要增强效果。要通过各种方式如空中加油把火力运输到作战的地方。第三是目标与兵力分配。为了这样的能力,核心是情报分析与积累。

  态势与共享能力。核心其实非常简单,敌人在哪儿?敌人能干什么?敌人想干什么?把不同的层级信息堆在一起只是信息的灾难。第二是态势的融合,融合核心是要做减法,不是做加法,是把可信的信息没有虚警和漏警的信息提供给核心人员。

  协同作战能力。未来空战,第一协同时间线。比如说以到达目标时间为协同,以高强度。第二是空空协同。第三是进行有关目标的协同,包括协同搜索、协同对抗。协同应该从小编队到大机群,每个小编队是每个子任务执行单元,每个大机群和小编队要联合作战,都要进行协同。

  未来面临的新挑战,新作战概念,比如空海一体战,对手拒止打击后快速进攻。网络中心战,协同交战,是为提供超越地平线能力,抗饱和打击,还有多平台协同,解决自己弹药量不足的问题。穿透性制空是为了高隐身和高突防到后方削弱对方的反击能力。有人、无人协同,是提高整个抗毁伤能力和自主智能空战。

  未来作战主要特点。一个是围绕OODA循环作战。以快打慢,压缩作战全流程时间。第二是隐身交战,第三个集群作战,第四个协同作战,还有渗透性。

  未来需要什么?第一是围绕着重心,核心是高效的决策和规划。要支持这个能力,大数据的分析和人工智能是不可或缺的。第二是更灵活的指挥和控制,指挥和控制实际上是集中指挥和分散实施之间的情况。

  更低的综合作战成本。第一是要满足大量目标打击的战争需求。第二是性能和规模之间要进行平衡。还有就是降低量产与保障成本,降低后勤压力。还有就是更多的利用通用技术,军民融合。

  更短的装备技术研发周期。现在大家都在用手机,你们想想两年前这个手机是不是神物?两年后是不是垃圾?那么我们需要的架构,商用货架产品,立足通用技术和军民融合,加快我们的战斗力,从战略上解决融合。

  还原到技术领域。第一是大数据分析和人工智能,主要是解决规划能力问题。第二是分布式协同网络,解决我们协同作战的问题。第三是全频谱全向隐身,解决飞行器隐身问题。新型反隐身探测解决目标探测发现问题。智能结构与材料,解决基础问题,同通用软硬件机构,解决弹药和时间问题。

  若干思考。第一是关于以多打少的问题。只有部署到位的数量才能够算数量。对于空中作战来说,只有能飞起来的飞机才是数量。只有单位时间类能够投入作战的飞机数量优势才是优势。是组织能力也是一种数量优势。第二关于以快打慢的问题,以快打慢是分层次的,战略、战役、任务、交战都存在以快打慢。战略上以快打慢是对手的态势,比如说美军提出的快速作战机制,都是为了缩短能力形成的周期,让对手态势上形成不足。还有就是空间换时间,有的时候并不是需要越远越好,而是批次的用前置部署的小行东西,来发射一些看似更近,快速到达的更好的武器。

  关于作战持续性问题。第一大国之间的作战从来没有短期解决的。二战时候日本可以短期胜,而长期必败。第二是不能单纯指望远程打击解决问题,没有一个国家的国力足够可以全部用远程打击解决问题。第三是高可靠、低保障、降级条件下作战能力是关键。宁可要求百分之几的命中率,也不可能要求在理想条件下百分之百而实战中打不不出来的能力。

  当今人类社会文明进步正处在信息化向智能化转变和复合发展的历史时期。以信息技术、微电子技术、生物工程技术、新能源技术、新材料技术、云计算技术等为先导的一大批性技术群体性突破,推动新一轮世界军事以前所未有的速度演进,反映在理论不断创新,反映在军事深刻变革上,更反映在现代战争形态、作战样式和战争制胜机理发生了深刻演变。在性技术强力驱动下,空间力量、空间战场也在发生变化。

  一是性技术对空天力量发展驱动作用更加凸显。二十世纪是人类摆脱地球探索太空的时代,航空航天技术是最大的贡献者,能源燃料技术、电子信息技术、航天运载与发射测控技术开发,为空天力量发展提供了必要的技术支撑。进入二十一世纪,随着侦察、通信、反导预警、精确打击、隐身技术等一大批前沿尖端技术性突破,空天力量作战运用空间得到极大拓展,进入了一个快速发展的时期,“技术改变战争”更容易降低战争实施成本,拉低发动战争门槛、成为诱发扣动扳机的动因,深刻影响着空中力量的塑造和架构。

  二是由航空空间向航空航天领域拓展趋势更为强劲。随着空中战场加速向空天战争”演化航空领域性技术不断叠加突破,空中态势被改变,作战规则被改写,空与天已经没有明显的界限,空中力量作战运用的空间更加广阔,在速度、高度、效能方面优势突出,由空向天领域拓展步伐加快,作战力量体系融合,跨域运用更为灵活,推动空中力量向空天力量发展和转型,这也成为当今世界空天力量发展的主要趋势和一些主要军事大国的共同选择。

  三是职能由“制空”“制海”向“制天”转变。未来战争“将以空间为中心展开”,是陆海空天电多域一体化联合作战,空天作战力量凭借灵活机动、远程投送和精确打击等特有优势始终成为战场的主角。正如空中战场出现后制空权便制约着陆、海战场一样,制天权成为夺取制空、制海权和制电磁权的前提条件。没有制天权,将难以拥有其他制权。随着战争形态作战样式和战争制胜机理深刻变化,未来空天作战可能将在航空空间、临近空间和太空空间并行展开,空中力量由制空制海向制天转变就成为一种必然。

  四是性技术催生空天战场深度演变的趋势加剧。一大批具有改变游戏规则的性技术群,成为推动空天战场加速演变的动力引擎,成为一些军事大国竞相发展和战略角逐的制高点,并不断催生战争形态、作战样式、制胜机理、战略指导、作战理论、力量结构发生重大变化。决定战场胜势的不再数量规模,制胜空天、信息控制,贯穿整个战场全维空间、全部过程,成为影响和决定战争的主导因素,空天信息优势成为夺取战争胜利的关键。

  现代战争实践和性技术表明,空中力量向空天力量转变的趋势不可逆转,一个新型的空天军时代已经来临,未来空天力量优势成为赢得战场胜势变的更加可能。在这种不断突破和剧烈变化面前,谁掌握了性技术,谁就能抢占先机,谁就能赢得主动。空天战场将以高速、隐身、无人、智能化的方向加速演化,成为人类战争史上信息化战争的最高阶段。

  一是高速化。随着性技术驱动、作战变化和作战理论创新,战争制胜机理不再是“以多打少、以大打小”,更多是“以高打低、以快打慢”。以高超声速飞行器为标志,把战场空间推向更快的声速领域,更高的深度空间。这种追求高精度高速度“1小时内打遍全球”的远程常规武器技术手段,由于具备难于防御性和打击突然性,一经出现就蕴含着性效果,引发一些主要军事强国的高度关注和。

  二是隐身化。隐身技术的核心,是通过对某一波段或某些波段的电磁波实施影响干扰,有效规避雷达电磁波对飞机的探测,达到轻而易举突破防空体系而又无法被探测被发现的尖端前沿技术,是空中作战平台夺取制空权、实现超视距打击的一个优先能力指标。以超材料、吸波涂料、等离子技术等为代表的隐身技术发现和应用,是科技创新对军事发展的重要贡献,其直接效果是为新一代空中作战平台实现全隐身化提供了可能。

  三是无人化。现代战争形态作战样式正是在尖端前沿技术与作战理论双重驱动下不断被,未来无人作战平台将成为空天战场的初期密集使用的首选。无人作战平台具有具备侦打一体、规模作战、灵活反应、成本较低、可回收性的独特优势,大规模无人集群成为空天战场的“航空母舰”,成为重要的空天作战平台。

  四是智能化。随着军事活动加速向智能化领域延伸,指挥控制系统、空中作战平台、精确制导弹药等将完成由“精确化”向“智能化”的过渡,智能机器人可在战术层面代替人类,自主决定使用武器,并最终在战役甚至战略层面代替人类辅以指挥决策。未来信息化空天战场,将呈现人和智能机器人、智能机器人和智能机器人作战,甚至“机器自主作战”的场景,军事组织形态和力量结构也将发生很大变化,具有从根本上改变战争方式的潜力,将迎来一场继信息化战争后,现代战争史上从未有过的战争形态—“智能化战争”。

  美国国防科学委员会《2030年保持优势的技术与创新》,提出用四象限分析美国应该采取什么技术战略的组合,包括应对技术对等、施压对抗成本、提升作战能力和避免技术突袭。在应对技术对等方面,提出卫星安全、冷原子和自防御网络等三项技术;在施压对抗成本方面,提出洲际常规打击武器、无人自主潜航器和高速远程旋翼机等三项技术;在提升作战能力方面,提出单兵放射性同位素电池、战士体能强化和下一代训练等三项技术;在避免技术突袭方面,提出防止核扩散、技术趋势监测和利用实验避免突袭等三项技术。

  一是高能化。包括高能化平台、武器、动力和能源。其中高能平台包括超高速、超耐久、超机动,高能武器包括高动能、高聚能和高释能,高能动力与能源包括空天动力技术和电动力技术。

  二是智能化。人工智能应用于军事存在挑战,这种挑战来自巨大反差的,包括缺乏先验战争数据、战场信息不透明和战场信息连通与计算不可靠。人工智能获取概念的方式包括从大量数据中抽取,通过交互试错以及由此及彼。航空装备智能化发展潜力主要体现在机载通讯能力、机载存贮能力与机载计算能力的提升。

  三是体系化。体系化既是发展瓶颈,也是发展目标。为实现体系化,美军提出一系列研发项目。在体系化中,因为无人的概念,目前受到了各方面的重视。无人集群作战概念包括电子/微波干扰无人系统集群、无人集群预警系统、战场无人系统集群和战场无人系统集群。无人集群在装备小型化和自主化的两个能力提升下,已经初步展现了它的作战能力。

  美国有一个庞大的预研体系和装备体系,做了很多技术储备,只有当军事需求来临时它才会把技术储备变成真正的装备应用。简单举一个例子,在F-22的研制过程当中,F-22预先研究预算是88亿,它开始预研的时候做了很多东西,到了技术开发阶段时才行成雏形,然后才到功能制造阶段。DARPA非常担心美国主要的大型企业躺在巨大的军品订货基础上不往前创新,并且DARPA是在技术之外去寻求技术组合,寻求具有创新性的满足当前的概念,推动大企业迅速创新,实现装备的替代。

  美国最近采用新防务采办程序,原先的长期研发规划,例如15年到20年研究计划,现在通过快速研究和拉动,可以一到两年或者两到四年出现结果,而且技术能够用到装备上去,这就表明外部的技术创新进步对其形成的压力是比较突出的。在技术-装备改进模型中,美国通过切换采办部门,进行项目跨部门调整分工和部门内采办加速,使装备研制速度得到进一步提升。

  在航空研究与发展投入中,军用飞行器发展投入是美国国防科研的重点。美国在航空领域(不含导弹、航天、军用电子)的研究投入达到年均100亿美元/年左右(1993-2003年)。我们跟美国有巨大的差别,我们一直缺NASA这样的航空研究与发展投入部门。它有很强大的资金和灵活的科研程序,也有很规范的科研程序支撑。我们本质上还是要建立符合市场经济规律的航空科技创新模式。在能力建设上,甲方需求管理和技术预见能力大于乙方;在竞争中,产业结构优化的目的大于项目性能优化的目的。同时建立符合中国客观实际的航空科技创新模式,主责高风险、长周期、体系完备、有序前瞻的基础研究,通过法制流程让程序汇聚智慧、规则创造速度、产权创造。

  1958年9月,当时的F-86“佩刀”战机在交战中使用AIM-9B“响尾蛇”导弹对我米格-17飞机,从而了空空导弹作战的新时代。

  直到1965年,美国空军和海军对北越展开旷日持久的“滚雷”空中军事行动时,才开始首先持续使用空空导弹。虽然AIM-7“麻雀”导弹击落目标的成功率只有8%,AIM-9“响尾蛇”导弹只有15%,但空空导弹仍然比机炮具备优势,是整个战争期间美国绝大多数空对空作战获胜的主要因素。

  在20世纪80年代,空战仍然相当普遍,以色列和叙利亚在黎巴嫩上空进行的空战以及英阿马岛战争。70年代,有200多次空战胜利都归功于机炮,但是在80年代总数却减至26次(减少了87%),机炮在空战中的使用大量减少。

  由全向导弹(包括AIM-9L)获得空战胜利的比例有了大幅度提高。随着敌我识别和机载传感器的能力提升,真正的超视距导弹开始空战舞台。

  1990年以来,由于拥有现代空军的国家之间没有发生军事冲突,构建和维持以有人飞机为核心的空中优势能力难度大且花费高,因此空战的发生频率大幅度减少。但在为数不多的空空作战中,导弹性能特别是可靠性的大大增强,使导弹的使用几乎完全取代了机炮,并且通过超视距导弹取得空战胜利的数量大幅增加,其中最为典型的就是第一次海湾战争。

  与80年代相比,在第一次海湾战争中,雷达和其它传感器技术、导弹性能和通信技术的进步使得飞行员可以有效搜索更大范围的空域,并从越来越远的距离目标。

  在海湾战争中甚至包括过去20年间,方通常能从机载预警系统或非机载信息源得到更多的信息支援,特别是对目标的确认,极大的方便了超视距导弹的使用。也就是说,未来的传感器、电子对抗、以及制空权和作战飞机布点,已经严重影响超高速空战。

  从空战发展的演化来看,美军通过作战体系能力的提升,先进传感器、雷达、光电搜索、可靠的数据、预警雷达等使战斗机飞行员使用的航空传感器和武器的作用距离都有了极大的增加,超视距作战对态势形成了依赖,成为主要空战模式。

  一是机载传感器能力提升。机载多功能雷达、综合式光电系统——360度,全向透明。二是隐身战斗机加速装备,极大压缩对手的距离——看不见。

  三是电子干扰装备态势和探测。四是各种链支持广域多节点的信息快速、可靠传输,连接各种传感器,形成全战场立体态势。

  现在完整的空战典型场景首先对敌方信息作战单元的打击。第二对敌方隐身作战单元的高效打击。第三,对敌方干扰的作战单元进行打击。最后一个是敌方战场是网络的打击。

  在所有典型作战场景下,存在的共性问题:导弹自身的抗干扰。针对导弹导引头的光电干扰、电子干扰等手段越来越先进和复杂,抗干扰能力成为导弹有效性的关键。

  在未来争夺制空权的作战中,一方面要遏制对手能力,另一方面要提升能力。在遏制对手方面,一是要发展远程空空打击能力,二是要发展制空反辐射能力,三是要提高制空反隐身能力。在提升方面,一是要提升我方探测手段,二是要提高网络化作战能力,三是要提高导弹自身抗干扰。

  第一是全向化。随着机载传感器的丰富和作战体系信息保障能力的增强,未来将以载机为中心,形成4π空间信息球。随着推力矢量、直接力等技术的出现,超视距空空导弹也可以实现以载机为中心的全向快速(载机侧后向目标),载机不受导弹发射的,可快速规避和实施二次打击,降低自身的风险。

  第二是系统小型化。弹载相控阵雷达技术、MEMS惯导技术、微系统技术、SIP\SOC等技术的进步,使未来空空导弹向小型化方向发展的趋势更加显著。空空导弹的小型化将提高四代机、无人机的高密度武器内埋作战能力。

  第三是任务多样化。从效费比角度出发,隐身飞机受内埋舱,携带的武器种类、数量有限等考虑,尽可能提高一次出动适应多种作战能力。主要包括:对地反辐射,拦截来袭的空空导弹和地空导弹等。

  第四是自主化。自主化是未来导弹智能化作战能力的体现,主要表现在导弹自身信息能力的提升和以此为基础的人工智能应用,重点解决的是空空导弹与高机动、强对抗目标之间的攻防博弈。

  第五是成本低廉化。对于高价值的空空导弹而言,在与强敌对抗时面临着巨大的挑战。提高空空作战的经济可承受性,降低成本是未来空空导弹发展的一个重要趋势。

  特别声明:本次论坛所有观点和内容均来自于网络、等公开渠道,专家也专门注重了此类问题,内容主要集中汇聚、系统梳理国外相关领域的新观点、思和相关技术,不涉及国家秘密。

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