张国勇,王 斌,顾文先,张永文,徐海涛
(中国人民解放军95972 部队,甘肃 酒泉 735018)
2020 年以来,在以纳卡冲突为代表的数场局部冲突中,各种“无人机”和“无人作战装备”充分展示出的新型作战样式引发热议。无人作战装备的应用从特种作战到局部冲突,再到纳卡空战的全面应用,逐步成为战场的主角。依靠无人机夺取空中作战的优势并赢得战争的最终胜利,已经成为现实。在大量运用无人机开展的空中作战中,电磁频谱作战的地位也愈加凸显。在未来面临“无人+有人”联合空战体系中如何开展电磁频谱作战,以及如何应对在电磁频谱作战中已经到来的“无人+有人”协同空战力量威胁,都值得深入思考。本文从未来空中作战样式的新发展中分析电磁频谱战的重要作用,并提出了构建新型电磁频谱作战中心的设想。
2020 年底,亚美尼亚和阿塞拜疆的长达6 周的第二次纳卡冲突成为军事上的一个里程碑,因为这是第一场由大规模的无人机参与并作为作战主导,再次从空中取得优势并赢得胜利的战争。在冲突之始,双方都投入了有人驾驶的对地攻击飞机、武装直升机,但由于双方均装备强大的地面防空系统,双方的有人驾驶飞机没能突破对手的防御并受到了相当的损失。随后,根据公布的相关视频,阿塞拜疆改变战术,采用无人诱饵战术,将无人化改装的老式作战飞机进入战区充当诱饵,采用ISR 无人机获取对手防空系统的信息,使用武装攻击无人机和反辐射攻击无人机对其防空系统和各种机动防空系统进行摧毁。在完成了对战场制空权的夺取后,阿塞拜疆并没有采用有人驾驶飞机进行空中打击,而是继续采用大量的无人机对亚美尼亚的地面部队、作战阵地、指挥所、坦克、火炮和车辆等地面目标进行了空中攻击。在纳卡冲突的后续作战中,阿塞拜疆一直采用无人机对亚美尼亚的军事目标进行打击至冲突结束。在整个冲突作战中,亚美尼亚虽然采用便携式防空武器击落了几架无人机,但未能改变整个战局的被动局面。纳卡冲突最终结局是亚美尼亚无法抵抗阿塞拜疆无人机的空中打击,因此放弃了阵地撤出纳卡地区。
纳卡冲突和科索沃战争一样,阿塞拜疆效仿美英联军通过空中优势和空中打击控制了战场、赢得了战争;与之相区别的是,这一次天空中的主角是无人机而不是有人空中力量。
仔细思考这场冲突的细微之处,可以确定的是:阿塞拜疆取得冲突胜利的必然因素之一是阿塞拜疆获得了战场的电磁频谱作战优势。具体包括2 个方面:
其一,阿塞拜疆必然在空战中的电子对抗作战中取得了优势,从而使对手的地面防空系统无法发挥作用。
纳卡冲突中执行任务的无人机记录了相当数量的任务视频/图像并回传了攻击视频。在作战中,阿塞拜疆面对亚美尼亚繁杂的防空系统,其大体积的ISR 无人机和武装无人机(例如,土耳其制造的“贝拉克塔”无人机,拥有大翼展和双螺旋桨发动机,雷达反射面积大)本应被亚美尼亚防空系统的雷达发现,但透露的视频显示,它们不仅在战场上空随意活动,且突入了亚美尼亚防空系统的攻击范围并将其摧毁。地面防空系统的雷达天线在被摧毁前一直在转动,并处于搜索目标状态,这说明防空系统没有发现空中近距离飞行的无人机,或其雷达已经被电子致盲。阿塞拜疆已经在电磁频谱战场取得了电子战的优势。
其二,在这场冲突中,所有空中侦察、武装无人机都依赖于后方操作员的安全数据链路和卫星导航系统,而这种安全数据链路和卫星导航系统容易受到先进电子干扰的破坏。但在整个纳卡冲突中,通过无人机能够正常回传视频的状况分析,阿塞拜疆无人机的导航定位频段、无人机控制和视频回传频段的电磁频谱能够正常使用,也就是说阿塞拜疆确保了己方设备工作所需的电磁频谱的正常使用,即阿塞拜疆获得了相关导航频段的电磁频谱优势。
纵观2020 年前后,无人作战装备在冲突中的运用逐步凸显。2020 年初,土耳其的武装无人机在叙利亚北部及利比亚成功地突袭了俄制的SA-22“铠甲”防空系统。而在突袭中,SA-22“铠甲”防空系统也没有对土耳其的武装无人机进行有效拦截。2020 年,俄的成建制地面无人作战部队开始在土耳其投入试用。2020 年10 月,美军在MQ-9 无人机上进行了AIM-9X空空导弹的靶试,成功拦截BQM-167 无人靶机,同时,《军事观察家》发表评论说:“…是不是可以说无人机争夺制空权、夺取空中优势的新时代的到来?”。2020年11 月29 日,伊朗伊斯兰革命卫队高级指挥官穆斯林·沙赫丹乘坐的车队遭到无人机的袭击,沙赫丹及其随行人员身亡。2021 年3 月26 日,美军使用F-35 控制“忠诚僚机”XQ-58A 无人机成功完成投放“空射管内集成无人系统”-600 的试验。2021 年初,美军以强化无人装备作战使用和对抗为目标,先后多次开展了“无人机+有人”隐身飞机构成空中打击体系的验证性演习,如MQ-4C+B-1B 协同侦察+模拟攻击。其主要目的是研究探讨“无人+有人”空战体系的各种作战思想、概念和能力,同时开展了反无人机+电子战的针对防空能力研究。
可以预测,在未来空中作战中,大规模采用无人作战飞机参与作战将不可避免,无人作战飞机大量参与的作战将成为未来空中作战样式发展的重要趋势。未来空中作战的“无人+有人”双隐身空中分布式打击体系将成为局部冲突中的典型作战样式,即:以侦察无人机、武装攻击无人机、AI 自主空战无人机为空中一线主要打击力量,以有人空中作战力量、人参与无人机操控/作战、地面空战指挥中心为辅助力量,构建夺取新的空中优势的作战体系。在“无人+有人”双隐身空中分布式打击体系中,高危地区主要由无人机负责进行空中作战活动,有人机在相对安全区域作为无人机作战控制节点、高危空中目标打击力量、战场管控核心,辅之以地面/空中操控中心+作战指挥中心,完成对空中优势的夺取和控制。
同样,无人化空中作战也引出了电磁频谱作战的迫切需求,电磁频谱优势和争夺电磁频谱优势的关键性日益凸显,对现代空战中进攻性和防御性电磁频谱战提出了新需求。未来无人化空中作战,其主要支撑技术为全球卫星导航技术、数据链/信息/通信技术等。一方面,无人化作战飞机离不开导航频段的电磁频谱优势的夺取;另一方面,为了应对日益激烈冲突的电磁频谱应用冲突实现对电磁频谱的利用、有效压制对手的电子战设备从而夺取电磁频谱权的优势,空战中的进攻性和防御性电磁频谱作战亦愈演愈烈。
获取电磁频谱战优势将是未来“无人+有人”空中作战样式的决定性因素,也将成为未来空战场上主导战争胜负的关键因素。
在以“无人+有人”作战装备为主的作战系统中,无论是地面无人作战装备还是水面、空天无人作战系统,尤其是在以包含无人机为主的空中作战体系中,为保障其作战体系的有效运作,其技术支撑均依靠:强健的电磁频谱域的作战力量、电磁频谱作战域优势和电磁频谱信息优势。空战中无人机所依赖的直接电磁频谱能力支撑主要包括2 个方面:一是依靠强大的空空/空地数据链和通信信息网络,构建有效的信息流通和指挥控制;另一方面是通过电子战(EW)手段,获取在战场上的电磁频谱作战优势并保持之。
目前,“无人+有人”空中作战体系由于现有的智能化技术、AI 自主能力有限,其作战能力的发挥主要依赖于无人系统的感知信息后传、指控中心对无人系统的指挥控制、无人设备地面站对无人机的飞行和作战攻击等作战行为的直接控制。
构建其体系作战能力所必需的电磁频谱能力主要包括:
1)无人ISR 飞机、无人通信转发飞机、自杀式反辐射源无人飞机和无人空地作战飞机等所采用的空天卫星导航系统中所必需的电磁频谱能力。
2)无人机、ISR 飞机和地面/空中指挥成员、通信/信息转发链路飞机之间的指挥通信网络等所必需的电磁频谱能力。
3)各型无人作战飞机和各自地面指挥控制站之间的卫星通信链路、视频直通链路等所需的电磁频谱能力。
4)各型无人作战飞机的地面指挥控制站和作战指挥控制中心之间的通信和信息交联网络等所需的电磁频谱能力。
在“无人+有人”空中作战体系中,为实现其作战目标。在其作战过程中,首要任务之一是夺取和保持空战场的电磁频谱优势。具体包括:
1)在作战过程中,保持己方的无人机相关的直接电磁频谱优势(包含无人机所使用的无线电导航系统,卫星导航系统;无人机指挥/通信/控制所使用的电磁频段等),以确保己方作战体系中无人机作战力量的有效发挥。
2)在作战过程中,保持己方“无人+有人”空中作战体系中信息链路的电磁频谱优势,以确保己方作战体系的信息有效交互,确保无人机等作战力量的有效发挥。
3)在作战过程中,通过各种手段夺取战场的综合电磁频谱优势。包括对敌方电磁频谱设备(雷达、传感器)等的干扰、压制、欺骗等,并运用软硬攻击等方式夺取战场电磁频谱控制权,实现通过战场电磁频谱的相对或绝对优势,完成支持其他作战力量的发挥和作战目标的达成。
在“无人+有人”空中作战体系中,为了有效发挥无人机的作战力量,无论从防御的角度还是进攻的角度,电磁频谱战都是“打先锋”的角色。针对近年来愈演愈烈的“无人+有人”空中作战体系的持续性压力,迫切需要在现有的作战体系中构建新型电磁频谱作战中心,以应对空中无人机的威胁。就其所承担的任务而言,电磁频谱作战中心一方面是作战体系中预警和态势感知的直接手段,另一方面是作战体系进行日常/作战电磁频谱斗争的必需。
电磁频谱作战中心将成为未来空中作战体系中的常态化部署力量,主要包括以下其能力:
1)进行战前电磁情报收集
电磁频谱作战中心日常进行电磁频谱信息情报的收集,主要包括:现阶段在研、已装备的敌/我双方可能投入的无人/有人空中作战装备对电磁频谱使用情况的收集;对所管辖区域空、天战场的电磁背景、民用电磁频谱使用情况进行监测和数据采集;比对分析战场区域电磁频谱域的活动和演变规律;研究电磁频谱域的作战理论和概念;生成日常管辖区域的电磁频谱常态化态势图、常态化电磁频谱各频段占比图和频谱使用图。
2)进行战区电磁频谱管控
平时,电磁频谱作战中心承担战区的电磁频谱管控职能,主要包括进行战场电磁频谱监控和电磁频谱威胁预警。
电磁频谱监控一方面采用电磁监听的模式,监控在作战区域内的电磁频谱域中电磁背景、相关电磁频段的使用和占用情况,构建实时、动态电磁频谱态势图。尤其关注电磁频谱的重点频段、背景噪声的变化、相关频段扩频信号的背景叠加等,并根据战区电磁频谱监控的结果进行评估,为作战进度的判断和状态的转换提供依据。同时,确定作战区域的电磁频谱威胁辐射源和威胁区。另一方面采用无源探测的模式监控战场电磁环境的变化,感知空中飞行装置因高速运动而产生的对空中电磁频谱域扰动效应,以及相应带来的电磁频谱的影响。并对战场电磁频谱的扰动进行解析,确定或辅助探测空中可疑目标位置。
战时,电磁频谱威胁预警即通过构建专门的电磁频谱作战系统或体系,建立战区范围距离(200~300 km)电磁预警区域,通过电磁频谱作战系统的多种手段(空中电磁监控+地面电磁监控)监控该区域内可疑电磁频谱源和电磁频谱作战行为。对10~50 km 的空中/空天无人目标建立高威胁电磁频谱告警区域。对掩护目标10 km 范围内的空中无人目标进行识别,并建立预警+近距离防护系统,进行识别、主动电磁攻击毁伤和被动遮蔽+强电磁干扰+光学防护。
3)在空中作战过程中实施电磁频谱作战
在空战中,电磁频谱作战中心在空中作战体系的统一调度下,对电磁频谱域的作战活动进行管控和组织实施。
主要包括:
①根据作战目标和具体任务的不同,对所属成员的电磁频谱作战行为进行电磁频谱作战规划;
②确定空中交战过程中的电磁频谱交战原则、包线和程度控制范围,确定为完成任务所需的电磁频谱作战成员的编成和冗余度管理;
③完成战场动态电磁频谱态势图的生成和分发,实时根据战场态势变化对所属的电磁频谱力量进行管控和调度;
④完成战场电磁频谱作战成员的电磁频谱作战协同和电磁频谱作战力量集成;
⑤完成战场电磁频谱作战效果评估,并辅助完成作战效果评估。
电磁频谱作战中心作为空中作战体系中的成员,属于空中作战系统的常备成员。
从职能上讲,根据空中作战阶段的不同,电磁频谱作战中心分别隶属于空中预警体系和空中作战体系,将其所感知电磁频谱信息和态势为空中作战预警体系和空中作战提供决策依据。
从需求上讲,电磁频谱作战中心是一个适用多种需求的作战系统,是一个集自动化、信息化和数字化于一身的电磁频谱作战系统,它关注于“频谱监控、数据处理、体系支撑、智能应对、联合运用”。
从能力和作战活动上讲,电磁频谱作战中心着力围绕电磁频谱作战系统及体系结构的电磁频谱作战要素、电磁频谱作战维度、电磁频谱作战能力要素、电磁频谱作战能力预期、电磁频谱作战能力描述、电磁频谱作战组织、电磁频谱作战想定和构想、电磁频谱基本作战单元、电磁频谱作战指挥和协同、电磁频谱作战流程和程序、电磁频谱作战活动模型等构建其电磁频谱作战体系架构。其中涉及要素包括:空战电磁频谱作战构想、电磁频谱作战资源、电磁频谱作战组织关系、电磁频谱作战活动、电磁频谱作战规则、电磁频谱作战状态转换、电磁频谱事件跟踪等,它和空中作战系统中的作战单元关系、作战活动和力量、作战部队指挥、核心作战行动、作战权责、作战环节转换、作战性能评估等相对应并辅助完成其作战任务。
从组织构成上讲,电磁频谱作战中心包括电磁频谱监控管理中心、一定数量的地面/空中的电磁频谱作战系统。电磁频谱作战中心的成员要素主要包括:电磁频谱指控中心、常态化ISR 电磁频谱监控成员、电磁频谱分析融合成员、信息转发和中继成员、电磁频谱作战成员等,其成员又可以分为直接专用成员(如专用电子战飞机/电子战武器弹药、专用通信中继卫星、专用ISR 电磁频谱信息收集传感器等)和兼职成员(包括空中作战系统成员配属的电磁频谱设备和信息)。
从技术特点上讲,电磁频谱作战中心包括:模块化的电子战作战成员、动态可重构的电子战作战体系、深度融合的智能化电子战作战技术,以及所构建的、对抗“无人+有人”空中作战系统的、针对性的电磁频谱作战样式等。
因此,电磁频谱作战中心的体系架构按照未来作战所面临的战场电磁频谱作战环境和需求,致力于“动态、高度可重构”的需求目标,完成相应体系架构的构建。按照美国国防部体系架构框架(DoDAF)设计方法,设计构建典型电磁频谱作战中心体系架构视图如图1 所示。
图1 典型电磁频谱作战中心体系架构
空战体系中电磁频谱作战中心与其他CISR 指控系统一样,作为一个综合的、常态化的指挥、情报、控制、作战系统,完成电磁频谱域的作战指挥控制、实施电磁频谱域作战活动、构建基于任务的电磁频谱域指挥控制方式、协同电磁频谱域作战活动相互间关系等。在空中作战体系和作战过程中主要承担如下任务:
1)电磁频谱作战中心的力量范畴
电磁频谱作战中心/系统作为常设的空中作战体系成员之一,其组成包括空中作战体系中各成员的电磁频谱作战力量、电磁频谱作战系统内专职电磁频谱作战成员和体系内相关(非专用)作战成员的电磁频谱作战力量。电磁频谱作战系统作战指挥官作为空中作战体系内常设指挥人员,承担空中作战体系中各成员电磁频谱域活动的相关指挥控制权限,为空中作战指挥提供联合电磁频谱域的统一指挥能力。
2)电磁频谱作战中心的作战目标
目标为实现作战部队在电磁频谱域内的作战,控制部队在电磁频谱域的作战活动行为,其最终目标是实现“控制电磁频谱、夺取电磁优势”。电磁频谱主要作战活动包括:电磁频谱域机动和作战、联合电磁频谱域作战集成、同步电磁频谱域作战行为、实施电磁频谱管理、完成电磁频谱情报获取等作战活动。电磁频谱作战中心通过上述相关作战活动来夺取作战过程中电磁频谱域的战术、战斗和战略优势,确保己方能够实现电磁频谱域的管控权,即电磁频谱优势,在特定的时间、地点实施有目的、有针对性的、联合的电磁频谱作战,为整个作战过程中获取空中作战优势奠定基础。
3)电磁频谱作战中心的指挥控制
电磁频谱作战中心完成对作战成员在电磁频谱域中相关行动的统一指挥控制,它集成所有作战体系成员的电磁频谱作战行为和作战阶段的所有电磁频谱作战行动。主要包含:指挥控制作战体系中各电磁频谱作战成员(ISR、电磁频谱管理、电磁频谱战、电磁频谱火力打击等)的电磁频谱作战活动,完成对作战体系中各作战成员的电磁频谱联合规划、协调和控制、电磁频谱作战行动的联合、集成所有参与作战行动的作战力量的电磁频谱行动等(涵盖了参与作战行动成员和部队的各组成部分),完成电磁作战、电磁频谱管理、信息传递和情报获取及处理的具体实施。
4)电磁频谱作战中心的作战模式
电磁频谱作战中心主要包括电磁频谱管理、电磁频谱战斗和ISR 等作战模式。
电磁频谱管理是在电磁频谱作战行动中:对电磁频谱战斗活动进行规划、监控、实施、评估和指导,完成对空中作战行动的支持;协同己方各成员的电磁频谱作战能力;有序可控地开展己方的电磁频谱作战行动;协调塑造相关作战环境的行动,规划、指挥、控制电磁频谱作战行动的设备、人员和程序;在电磁频谱域为作战提供作战态势感知支持、作战决策支持和指挥控制支持。
电磁频谱战斗包括电磁频谱的直接作战、联合电磁频谱作战态势感知、决策和辅助空中作战的指挥控制等。电磁频谱的直接作战包括:电磁频谱攻击、电磁频谱支援和电磁频谱防护。电磁频谱攻击涉及使用电磁能和反辐射武器对人员、设备进行电磁干扰、入侵等,完成对敌方电磁频谱作战能力的削弱、压制和摧毁。电磁频谱支援完成对电磁频谱态势的感知,对威胁电磁频谱源的搜索、截获、识别和定位,完成电磁频谱作战行动的执行、实施、管理和规划。电磁频谱防护是通过相关电磁频谱对抗手段完成对己方电磁频谱资源的保护。联合电磁频谱作战态势感知是领域作战体系内各成员的电磁频谱感知信息和数据,通过数据融合、分析和处理,构成一体化的、联合的作战态势感知图。电磁频谱的决策和指挥控制辅助支持指挥官的作战行动方案,提供联合电磁频谱作战方法、实施对电磁频谱作战环境的有效控制。确保对电磁频谱域作战环境的利用、攻击和防护行动,并将其整合到繁杂的、强对抗的电磁作战环境中。其电磁频谱作战决策与辅助指控模式为面向任务的指控、以决策为中心的决策、指控,以及“人工指控+AI控制”的模式。
ISR 主要包括:完成对无人机、有人机的出发地、基地、发射车等重点目标/位置的监控,完成对重点型号无人机重点使用频段的监控,完成对作战体系中“狙击手”型无人机/导弹电磁频谱的监控,完成对星链视频电磁频谱频段的监控完成对作战体系中主要电磁频谱设备、节点和信息交互节点、控制指挥中心的监控。
5)电磁频谱作战中心的机构组成
主要包括:
①电磁频谱数据融合和分析处理子系统。负责完成各成员的电磁频谱数据融合分析和处理任务。
②电磁频谱态势生成和分发子系统。负责完成战场电磁态势图的生成和不同需求电磁态势图的生成,并完成相关需求电磁频谱态势图和电磁频谱信息的传递、分发。
③电磁频谱作战任务规划子系统。负责完成作战规划中电磁频谱态势的联合规划,整合战场电磁频谱态势需求
④电磁频谱作战实施子系统。完成电磁频谱作战活动的实施和管控,将电磁频谱作战行动融入空中作战行动中,为联合作战行动提供电磁频谱域支持,实现电磁频谱作战行动和空中作战行动的统一和集成,协调完成空中作战行动和电磁频谱支援作战行动。
⑤电磁频谱作战评估子系统。完成作战过程中电磁频谱作战活动的数据收集、整理和分析,将相关信息反馈至电磁频谱作战规划和电磁频谱作战行动的闭环回路,为作战行动提供辅助决策信息。
6)电磁频谱作战中心的作战能力
主要包括:
①电磁频谱感知(ISR、电磁支援),信息传递(电磁频谱管理、频率动态分配)、电磁攻击和电磁频谱域管理等。
②对作战中电磁频谱域对手通信链路的进行干扰和欺骗。
③对电磁频谱中的数据传输链路、频段等进行攻击、监控和控制。
④对电磁频谱进行数据操控。
“纳卡冲突”展示了无人机在电磁频谱优势的辅助下成为夺取空中优势、战场优势的核心力量。在未来的空战场上,要赢得战争的胜利,不一定要通过有人机飞行在空中去争夺、保持制空权,只需要保持无人机在空中实现对敌作战力量的有效打击,同样可以通过“一点突破、带动全局”,最终实现作战目标。但是,其核心基础因素——电磁频谱优势是必须通过电磁频谱作战域的斗争去获得并保持的,无人机只是战争优势外在表现的形式之一。下一次夺取战争胜利的表现形式可能又会发生新的变化,但在现阶段,“获得制电磁频谱权,夺取战场的电磁频谱优势”是空战制胜的必要条件。只有保证在空战场上的电磁频谱优势,才能在空中作战中立于不败之地,才能实现对“无人+有人”空中作战体系的有效对抗。■