从模拟训练到虚拟现实

鹿鸣

“爱国者”（MIM-104 Patrlot）是由美国雷声公司研制的中程地对空导弹系统。在海湾战争时期，“爱国者”导弹成功拦截了伊拉克军队发射的“飞毛腿”导弹，使其立刻成为了家喻户晓的一款武器系统。如今，这款导弹已经拥有了多个改型和先进的制导体系。在很长一段时间内，“爱国者”都将是防空反导导弹的典型代表。另外，“爱国者”导弹已成为美国战区导弹防御系统中的末端中低层反导的不可或缺的一环。作为原本用来替代“奈基”导弹和“霍克”导弹的中高空防空导弹，“爱国者”以其较高的可靠性获得了好评，而其已经经过了实战考验的反导能力说明了该武器系统拥有良好的可升级扩展的功能。那么，对于这样的武器装备，美军是如何确保它的试验测试数据与实战效能之间不会大打折扣的呢？美军又是通过怎样的形式来使“爱国者”导弹迅速形成战斗力并拥有持续升级能力的呢？这一切都要从美军导弹武器系统的训练体系说起。 技术人员正在对“爱国者”导弹进行维护，

这样的工作今后将会越来越多地由虚拟

现实设备来进行训练。

早期探索帮助系统升级改进

“爱国者”导弹武器系统的发展一开始并不顺利，这也就意味着该型导弹的培训方案在项目初期并不确定。1967年5月，雷声公司被选为主承包商，启动了美军新一代地空导弹武器系统的研发工作。1969年11月，当时还是叫做SAM-D的导弹进行了第一次发射测试。不过，整个项目组等了4年，到了1973年，该导弹的工程发展阶段才正式开始。但是，工程进行了不到一年，美军对新一代防空导弹的项目需求就发生了重大变化。这款导弹被要求采用指令制导和TVM（Track-Via-Missile）制导相结合的模式。这次需求变更，严重拖延了导弹的研发进度。而由此带来的不利因素使该导弹的研制经费大幅削减。直到1975年IVM经过验证测试后，项目才在1976年1月进入了全尺寸发展阶段，并于当年5月被正式命名为“爱国者”。

1979年10月，“爱国者”导弹武器系统在新墨西哥州和白沙导弹靶场等地开始实施陆军作战试验和评定计划。从此时起，有关“爱国者”导弹的系统化训练大纲逐渐成形，包括发射单元、信息与协调中心、通信中继设备三个大方向。其中，每个发射单元又分为发射架、导弹、电源、雷达和控制室这5个子系统。到了1980年1月，初步的训练大纲出现。85名参与测试和大纲编写的成员制出了13张流程检查表，包括了维护、电子对抗、核生化应对、行军命令、信息协同等多个方面。而实际上，这个项目对整个“爱国者”系统的完善有着很大的帮助。这也是较早被人们认识到的训练能够反过来影响设计的一个案例。

进行野战训练的人员对“爱国者”导弹系统提出了不少意见，其中包括：敌我识别系统按钮和跟踪放大按钮之间的距离过近、没有足够大的工作间、写字台太小等。另外，他们还建议改进开关指示的标记风格、延长固定天线用的线缆、增大导弹装运箱背部的吊环、使控制室的座椅位置可调整等。在白沙靶场进行训练的人员则指出了当阳光照射到控制面板上时，发光二极管的亮灭状态不好判断等问题。这些情况在后续的系统升级中几乎都得到了改进。可以说，早期的训练与测试逐渐成为了“爱国者”导弹系统设计中的一部分。

模拟训练寻求战力提升之道

进入上世纪80年代，“爱国者”导弹开始了第一轮能力拓展。1985年3月，美军开始进行“爱国者先进能力升级计划”，将“爱国者”的雷达搜索扇面从25。增加到89。，使其拥有了反导拦截的潜力。1986年9月，在美国白沙导弹试验场，升级后的“爱国者”成功拦截了一枚导弹。但是，整个项目的经费仍然不够充足。为了应对日益复杂的作战条件，美軍开始研发训练模拟系统（OTM）。通过大型计算机的硬件支持和仿真软件的编写，训练人员能够在绿色的荧光屏上看到向防御阵地奔袭而来的大量目标。软件编写人员尽量模拟真实的作战情况，并根据不同的战场环境设计了可调节的战争烈度。无论是前沿阵地的野战防空还是后方重要目标的点防御作战，都能够在模拟训练中复现出来。OTM系统能够模拟多达99架飞机的大机群突防作战，同时也对战场态势的数据传输以及战场指挥官的快速反应与决策提供了较为优化的解决方案。

在通常持续时间为45分钟的一次模拟训练中，受训人员能够对目标跟踪、干扰对抗、目标锁定和导弹发射等多种操作进行练习。而故意设计的一些难题则会对指挥官的应变能力发起挑战。据一些美军军官的回忆，刚刚完成了模拟训练之后，指挥官通常会陷入一种汗流浃背的状态很长一段时间。其他诸如牵引车辆的战时机动、导弹的再装填等训练则会使用真实设备。另外，每隔一段时间都要进行相当数量的实弹发射，在验证导弹真实状态的同时，检验模拟系统的仿真度。“爱国者”PAC-2导弹在海湾战争中的表现要归功于美军在本土进行的大量模拟训练。

模拟训练中的敌我识别之复杂、拦截任务之艰巨或许只有亲临现场的人才能有更深切的体会。不过，这种以大量的模拟训练配合有限数量的实弹发射训练的模式成为后来美军的大量武器装备训练的标准。比如美军的便携式防空导弹就有专门的模拟软件平台和仿真度非常高的模拟训练弹与实弹相结合的训练方案。智能手机

进入网络互联时代

进入21世纪，“爱国者”导弹进行了新一轮的升级。新型的PAC-3拦截弹的直径比PAC-2导弹缩小了0.155米。这使得一辆发射运输车可以携带16枚新型导弹（4具发射器当中，每个发射器配备4枚导弹）。相比之下，PAC-2导弹的发射单元只能有4枚装弹。在2003年，仅有的50枚左右仍处于测试阶段的PAC-3被投入伊拉克自由行动，并在两次实战拦截中都成功拦截了目标。随着作战使用和日常部署中的导弹数量的增加，原本的模拟训练系统早已变得力不从心。

随着智能手机的普及，美军找到了解决方案。他们与弗吉尼亚指挥控制技术公司进行合作，开发出了一款“爱国者”导弹培训手机APP。在这款APP中，美军士兵对“爱国者”导弹的日常维护、导弹装填等操作的具体流程得到了清晰地展示。而应对来袭目标的作战仿真更是让这款APP堪比设计精良的战争游戏。这款APP让美国军官头疼不已的“手机依赖症”成为了美军的帮手。发射单元的班组成员通过手机APP的联机操作提升了整体协同配合的能力，同时也在与其他班组的网上对抗中摸索出了一些或许会应用到真实战场环境中的新战法和新思路。 随着“爱国者”导弹在各地部署数量的增加，

其训练方法的更新就愈发迫在眉睫。

虚拟现实智能训练走进未来

尝到了智能手机APP甜头的美军如今又把目光放到了正炙手可热的虚拟现实技术（vR）上来。美国陆军委托雷声公司开发利用虚拟现实技术提高“爱国者”导弹发射班组作战能力的设备。目前，雷声公司已经推出了该技术的测试版本。这种使用Rift头盔和Unity 3D视频游戏引擎设计的虚拟现实模拟器，可以让15名士兵参与到“爱国者”导弹的维护保养和作战使用中来。通过虚拟现实设备，他们可以用语音或者手势进行相互交流。而在每名受训人员眼前呈现的，则是与真实的“爱国者”导弹武器系统极为相似的三维虚拟场景。如今，美国俄克拉荷马州的陆军防空炮兵学校已经采用虚拟现实技术完成了100名新兵的训练。 雷声公司开发了虚拟现实技术辅助爱国者导

弹系统的训练。

美国雷声公司训练部门的高级经理特里·史特劳德对虚拟现实技术表现出了很大的兴趣。这位从1982年开始就与“爱国者”导弹系统的训练密不可分的“老教员”在进行了亲身体验后对虚拟现实技术赞不绝口。在传统的训练手册和培训课题让学员们昏昏欲睡的时候，在智能手机上的APP尚且不能提供完美的亲临现场的感受的时候，虚拟现实技术及时地出现了。这种不用担心设备磨损和导弹误发射的训练方式可以为美军节约大量经费。同时也美军士兵提供了更为有效和更具吸引力的训练方式。今后，“爱国者”导弹的训练将逐渐转为以智能手机APP学习操作要领，以虚拟现实技术练习维护和作战操作，以每年2次的频率进行班组实弹演练的模式。这种不断借鉴先进技术为训练所用的方式值得大家进行学习。

责任编辑：邢强