譚安勝,胡崢濤,賀 凱
(海軍大連艦艇學院,遼寧 大連 116018)
隨著海軍建設的發展,艦載無人機系統將成為水面艦艇編隊的常規裝備,對艦載無人機的作戰使用問題已引起廣大學者的高度重視。從作戰使用的角度看,無論是作戰概念、作戰理論還是作戰實踐都還有很多工作要做。任務規劃已是耳熟能詳的概念,無論在生產領域、流通領域還是在軍事領域已應用廣泛,但從不同的角度對這一概念有不同的詮釋。本文試圖從作戰使用的角度對艦載無人機任務規劃的概念進行理解,其目的是能給指揮員一清晰的概念,在指揮編隊對海作戰中能更好地使用艦載無人機。
驅護艦編隊對海作戰中艦載無人機的任務規劃就是針對編隊對海作戰全過程,根據作戰海區威脅、地形及氣象等環境,在編隊對海作戰前期,為具體作戰任務編制艦載無人機使用的前期作戰計劃。任務規劃的目標就是通過系統運籌,科學利用作戰資源,使得無人機與編隊之間、無人機之間以及無人機與其它兵力之間協調配合,完成編隊對海作戰任務,使編隊獲得整體最佳作戰效能。
艦載無人機的任務規劃應圍繞編隊對海作戰過程中對艦載無人機的使用需求進行。艦載無人機的任務規劃受到諸多因素的限制,必須從戰術、技術、環境等方面入手,搞清制約因素。也就是說,艦載無人機的任務規劃是具有約束的規劃[1]。
從作戰使用的角度,本文將艦載無人機的任務規劃分為:戰術規劃和航跡規劃。戰術規劃主要是根據編隊作戰需求,規劃無人機的戰術使用問題;航跡規劃主要是根據戰術規劃和戰場環境進行飛行航跡的設置與優化。戰術規劃由編隊負責,航跡規劃由載艦負責,當多機協同使用時,其航跡規劃由編隊統一進行協調。
戰術規劃是在驅護艦編隊作戰任務需求的基礎上進行的。包括明確無人機的任務、使用時機、完成任務的時限、放飛的平臺、放飛的數量、載荷的匹配、出航航線、返航航線、任務區內完成給定任務的方法等。
航跡規劃是在戰術規劃的基礎上進行的。航跡規劃是在特定的約束條件下,尋找無人機從出發點到目標點滿足某種性能指標(如使無人機生存概率和整體作戰效能達到最佳)的最優航跡的過程。通常的性能指標包括最大生存率、最小燃油消耗率、最短時間等。
具有最大生存概率的航跡可以作為戰術規劃過程中的出航航線和返航航線的參考,但并不是戰術規劃在航線安排上的必然選擇。事實上,為達到某一戰術目的,戰術規劃有可能選擇危險性較大的出航航跡,以滿足某種戰術要求。
艦載無人機航跡規劃人員根據戰術規劃、地形數據、威脅情況以及無人機的機動能力,在航跡規劃系統上計算出三維最優航跡,作為基礎航跡提供給無人機上的飛控系統。艦載無人機的任務規劃人員應根據指揮員的意圖,依據各種必要的信息,充分考慮無人機之間和無人機與驅護艦編隊之間的協同作戰問題,為艦載無人機單機或多機編隊制定最優任務執行方案,并提供給編隊無人機指揮員和無人機操控員。
單架艦載無人機所能完成的作戰任務是由其所配備的任務載荷決定的,當單架艦載無人機掛載確定的任務載荷后,其能夠完成的作戰任務就是確定了的。在實際作戰中,可以通過掛載不同任務載荷的艦載無人機進行多架編隊協同使用,以完成綜合性作戰任務。因此,在對艦載無人機進行任務規劃時,不僅僅要對單架艦載無人機的使用進行規劃,更重要的是對多架艦載無人機的協同使用進行規劃。不僅要從飛行航跡的角度進行“航跡規劃”,而且還要從戰術角度進行“戰術規劃”。成功的任務規劃依賴于對編隊作戰過程中對艦載無人機使用需求的清晰了解和準確把握。
艦載無人機任務規劃的基本依據是指揮員的戰術意圖以及編隊作戰過程中所面臨的威脅環境。在對艦載無人機進行任務規劃時應遵循以下原則。
是否使用艦載無人機,使用艦載無人機完成何種作戰任務,完成該作戰任務的要求等由編隊提出。單機航跡規劃、無人機控制規劃由無人機分隊指揮員根據編隊的戰術規劃方案在艦載任務計劃控制站上進行。
多機協同使用時,由編隊集中進行規劃,各艦面控制站根據編隊的總體任務規劃和協同要求對各自控制的無人機的航跡進行詳細規劃。
編隊集中規劃時只為每架無人機規劃出一條由關鍵點組成的出航航線和返航航線。基于已規劃出的出航航線和返航航線,再為每架無人機選擇合適的速度,以滿足對時間協同的要求。各艦面控制站基于編隊選出的出航航線和返航航線進行航跡規劃,以滿足無人機的各種性能約束,使其成為可飛航跡。
單機獨立使用時,各艦面控制站根據編隊首長意圖,進行具體規劃,報編隊審批。
任務規劃的具體內容和步驟隨艦載無人機所遂行的任務不同而不同。總的來說,任務規劃的主要目標就是合理配置艦載無人機作戰資源,確定艦載無人機的出航航線、返航航線,確定有效載荷的選擇和搜索(引導)陣位的配置,以及安排空中多機協同作戰計劃等任務。艦載無人機任務規劃的內容和步驟一般可概括為以下幾方面。
明確使用艦載無人機去執行何種任務。這些任務的確定必須與艦載無人機完成任務的能力相匹配。從載荷的角度來說,艦載無人機可以完成如下任務:光電偵察、電子偵察、電子進攻、信息中繼、引導攻擊等。
明確艦載無人機執行任務的海區,通常海區范圍是采用經緯度表示的矩形區域。艦載無人機任務區域的確定與目標的分布規律、驅護艦編隊的行動過程、艦載無人機的使用約束空間等緊密相關,需要采用定性與定量相結合的方法進行確定[2]。
完成任務的時限應根據編隊對海作戰過程來確定,為此必須進行戰法設計。確保艦載無人機與編隊之間在時間和空間上的協調一致。
根據編隊給定的任務,確定艦載無人機掛載的載荷類型,根據任務時限和艦載無人機的能力特點、編隊內艦載無人機的數量等確定完成給定任務需要放飛的艦載無人機數量。
根據編隊隊形結構、各隊列艦的任務等確定使用哪艘隊列艦的艦載無人機。
根據執行任務的艦載無人機的數量、任務序列等確定同時放飛還是先后放飛等放飛方式。
確定艦載無人機到達任務區后,采用何種方法完成給定的任務。如搜索方法、干擾方法、引導方法等。
編隊根據戰術要求和當前威脅狀況,確定艦載無人機的出航航線和返航航線,為載艦進行航跡規劃提供依據。確定任務開始點、飛行剖面(包括航向、速度、高度等)。
如果是多架艦載無人機在空中執行任務,必須對主、副數據鏈頻率進行統一分配,以防相互干擾,確保信息暢通,確保對無人機的飛行控制有效。
將艦載無人機戰術規劃下發至各載艦,各載艦按戰術規劃指令,根據威脅環境和艦載無人機的戰術技術性能約束進行具體的航跡規劃,并上報編隊。
推演在決策周期內,通過任務規劃獲得的與作戰任務目標相匹配的所期望的行動可能發生的全部過程和結果;盡可能給出戰場空間可能態勢的全面信息,為指揮員關于戰場態勢的預先感知提供第一手資料。飛行操控員在任務計劃控制站上進行飛行過程預演,提高飛行操控員對作戰過程的認知程度和熟悉程度。
將艦載無人機作戰使用指令文件下發至各載艦,各載艦根據該指令,做好無人機出航準備。
編隊對海作戰中對艦載無人機的戰術規劃,應根據不同階段圍繞編隊對海攻擊過程整體考慮。本文主要根據艦載無人機的作戰能力特點,圍繞編隊對海攻擊過程,對艦載無人機戰術規劃中的主要內容之“明確任務”這個核心問題進行探討。
查明作戰海域及相關海域敵兵力部署,掌握敵編隊的戰備等級是我驅護艦編隊靈活運用對海攻擊戰術的基礎[2]。靈活的戰術運用是克敵制勝的關鍵一環,而戰術運用的靈活性,是基于對敵兵力部署、戰備狀態等的準確把握。在超視距海戰中,對敵戰備等級的把握是非常困難的,必須采取有效的偵察手段進行。通過電子偵察手段對敵編隊內、外部指揮通信的頻繁程度的了解,通過光電偵察手段對敵編隊隊形、武器裝備所處狀態的觀察可以分析出敵編隊的戰備等級狀況。將電子偵察載荷、光電偵察載荷合理搭配的艦載無人機多機編隊適時部署,抵近偵察,查明一定海區內是否有敵方兵力,查明目標的位置和運動要素等,是編隊指揮員全面掌握戰場態勢,靈活運用對海攻擊戰術的重要保障。
驅護艦編隊利用主動雷達指示攻擊是危險的戰術行動[2]。在超視距海戰中,全引導攻擊應是編隊對海攻擊的主要方式。驅護艦編隊通常采用無線電靜默的方式接敵機動并實施導彈攻擊,由于戰場情況是瞬息萬變的,特別是在復雜電磁環境下,引導可能隨時中斷,編隊必須具備多種完成任務的手段。艦載超視距雷達需要有適合的大氣波導環境,其主動方式易于暴露而遭敵反制,被動方式需要敵雷達開機“配合”,實戰中的使用受到限制;艦載直升機前出進行搜索引導是有效的方法,但可能造成人員的傷亡,而利用艦載無人機對目標進行定位并引導編隊對海攻擊不僅增加了手段,而且更具靈活性。
正確的火力分配是完成規定任務的前提,而對敵編隊隊形結構的掌握,又是正確進行火力分配的基礎[3]。實際作戰中對敵編隊中任務規定的主要目標位置難以確認,使編隊對海火力分配難以做到精細化。隨著反艦導彈武器選擇性能的不斷提高,及時、準確地辨認出敵編隊兵力構成與隊形結構,實現對海精確打擊,是提高編隊對海作戰效能的關鍵。艦載無人機掛載光電載荷抵近偵察不僅可以搞清敵編隊的隊形結構,而且可以準確查明敵兵力構成,隊形中重點目標的位置。為編隊對海火力分配的精細化奠定了基礎。
壓制敵編隊指揮通信是提高攻擊效能的重要手段之一。由于艦載電子戰器材功率的限制,在超視距海戰中,依靠艦載電子戰器材對敵編隊指揮通信進行干擾十分困難,即使是在功率能夠滿足要求的情況下,由于電磁兼容問題的存在,艦載干擾器材的使用將限制編隊導彈武器的使用;另一方面,艦載電子戰器材的使用,又極易過早暴露編隊的作戰企圖,對打擊的突然性不利。艦載無人機掛載電子戰載荷于編隊發起對海攻擊前的適當時機抵近干擾,不僅大大提高了干擾的成功概率,而且更重要的是通過靈活的戰術運用可以打亂敵編隊的指揮決策環。
反艦導彈發射后,對其攻擊效果將無法控制。編隊實施導彈攻擊后,在導彈飛行過程中,艦載電子戰器材難以有效使用,敵可以采用軟硬武器相結合的方式,抗擊反艦導彈的攻擊,反艦導彈的突防概率將顯著降低。艦載無人機不僅可以掛載電子戰載荷抵近敵編隊對敵防空武器的指控系統(火控雷達)進行干擾,而且還可以同時使用多架無人機模擬反艦導彈從不同方向進行攻擊,分散敵抗擊火力,從而提高反艦導彈的突防概率,間接地達到對攻擊效果的控制。如在我導彈末制導雷達開機前壓制敵對末制導雷達的干擾,在我反艦導彈到達敵防空火力殺傷遠界前對敵火控雷達進行干擾,從而實現對“導彈攻擊過程的控制”,提高導彈終點效應。
編隊按計劃完成導彈發射任務后,其后續行動部分地依賴于本次的攻擊效果。編隊指揮員應采取一切措施獲取導彈突擊的效果,做出是否完成任務的結論,以便定下決心,轉移火力或再次組織導彈攻擊。準確判斷射擊效果是降低導彈消耗量、提高完成任務可靠性的最重要因素。而過去對攻擊效果判斷的手段不夠直接,實時性不高。艦載無人機可以掛載光電載荷,在第一時間對攻擊效果進行偵察,并將效果圖像通過數據鏈實時地傳輸到載艦上,為指揮員決策提供依據。
編隊對海攻擊過程中,隨時可能遭受敵空中和水下威脅。對空預警、對水下預警顯得十分重要。在編隊對海攻擊過程中可以適時放飛一定數量的艦載無人機進行對空預警和對水下目標進行預警探測。如掛載光電載荷和電子偵察載荷的無人機合理搭配進行對空預警;用掛載光電載荷的無人機利用其紅外攝像機對潛艇進行預警;利用掛載舷外誘餌的艦載無人機對敵反艦導彈進行干擾等。
編隊對海攻擊過程中,可根據兵力部署情況,應用艦載無人機實現編隊內各兵力群之間的信息中繼。也可利用艦載無人機實現對前出進行偵察的艦載無人機與載艦之間的信息中繼。
艦載無人機任務規劃問題是一個常研常新的問題,艦載無人機具有多種類型和多種載荷[4],不同的類型和載荷其任務規劃,特別是戰術規劃的具體內容是有區別的。本文第四部分是針對旋翼型艦載無人機的戰術規劃問題進行探討的。但從作戰使用的角度將艦載無人機任務規劃區分為戰術規劃和航跡規劃,不僅使任務規劃的概念更加清晰,更重要的是能夠比較好地理清指揮員對艦載無人機使用進行規劃的思路。
[1]關世義,等.關于飛行任務規劃若干名詞術語的討論[J].飛航導彈,2005(8):23-25.
[2]譚安勝.水面艦艇編隊作戰運籌分析[M].北京:國防工業出版社,2009.
[3]譚安勝,邱延鵬. 新型驅護艦編隊防空隊形配置研究[J].火力與指揮控制,2003(6):5-9.
[4]胡崢濤,等.艦載無人機系統在海戰場的運用及發展[J].海軍大連艦艇學院學報,2009(4):15-17.