航母編隊體系作戰試驗設計與評估

楊繼坤,王 娜,肖 飛,韓 冰

(中國人民解放軍92493部隊,遼寧葫蘆島 125000)

為全面建成世界一流軍隊,打贏海上信息化戰爭,我軍正在加快發展新型作戰力量,著力構建現代海上作戰體系。其中,以航母、新一代艦載機、新型驅護艦為核心的遠海作戰力量正迅猛發展,將極大增強海上方向全域作戰能力，但也應看到,航母編隊體系技術水平革新和作戰能力躍升對試驗鑒定提出了新的要求,更加突出體系中、邊界上,全系統、全要素、全流程的實戰化考核。在此領域,美軍早已把試訓模式從單平臺、單系統的試驗和個人訓練、整體訓練拓展到以航母編隊體系試驗訓練和多軍兵種一體化聯合演訓,其組織方式、實施策略、環境構設、綜合評估和標準體系等方面的成果經驗值得我軍學習和借鑒[1]。同時,隨著戰斗力形成方式的轉變和試驗鑒定領域改革的推進,體系作戰試驗的地位和要求不斷得到強化,聚焦體系能力、構建實戰環境、完善數據應用、推進試訓融合等理念和要求逐步走向實踐,致使海軍航母編隊體系作戰試驗頂層設計和總體規劃成為必然和急需。

本文立足航母編隊作戰能力提升,根據使命任務和編成方式,系統分析體系作戰試驗的特點、要求和定位,提出航母編隊體系作戰試驗的總體規劃與方案設計方法,為編隊體系作戰試驗與鑒定實踐提供了技術支撐。

1 航母編隊體系作戰試驗概述

1.1 編隊使命任務及編成方式

航母及其編隊主要使命任務是奪取海域制空、制海、制信息權,實施海上封鎖和聯合火力打擊,保衛海上交通線,掩護己方兵力突破封鎖,支援兩棲登陸作戰以及對淺縱深岸上目標進行突擊,實現持續高效的前沿存在,并參加人道主義救援、反恐、維和等非戰爭軍事行動。

作為航母編隊作戰運用的基礎和前提,兵力編成方式受任務屬性、敵我實力、戰場態勢、作戰環境等因素共同制約,大體可以分為攻勢作戰和防御性作戰條件下的對空、對海、對潛、對岸等兵力編成,往往不是一成不變的。主要遵循以下原則:以航母位置為核心,以保障艦載機出動為根本,能夠有效使用區域防空和反潛武器，兼顧編隊機動、通信和保障。典型編成由航母、核潛艇、防御幕艦、防御哨艦、綜合補給艦等十余艘艦艇,以及所屬的艦載直升機、戰斗機、電子戰飛機和預警機組成[2-3]。依據主要威脅方向,劃分為遠、中、近三層,呈環形配屬,如圖1所示。

圖1 航母編隊典型編成方式

1.2 體系作戰試驗及特點要求

體系作戰試驗是針對成系統、成建制的武器裝備,綜合運用多種方法手段構建體系工作環境和體系對抗環境,以作戰行動為主線模擬裝備體系作戰運用,獲取有效試驗數據,對裝備體系整體性能、作戰效能、網絡化效能以及組分裝備體系的適應性、貢獻率等進行評估的試驗與鑒定活動。

體系作戰試驗主要聚焦于裝備體系,主要特點要求包括[4-5]:1)被試對象為基于信息系統的裝備體系,作戰要素完備、作戰單元齊全;2)重在檢驗裝備體系的整體作戰能力,發現作戰編成與協同方面的缺陷問題,評估新研裝備在體系環境中的適應性和體系貢獻率;3)參試裝備多,技術狀態和試驗風險管控難度大,對試驗設計和組織實施提出更高要求;4)一般依賴集成的聯合試驗環境(包括虛擬的、真實的、構造的部分)用以想定推演和復雜環境構設。

1.3 航母編隊體系作戰試驗定位

航母編隊是典型的海軍裝備集成體系,其體系作戰試驗是在航母性能試驗和航母編隊初級作戰試驗基礎上開展的高級作戰試驗,試驗將結合航母在役考核進行,并與航母編隊體系演訓有機融合,是航母編隊體系戰斗力生成的重要環節。

航母編隊體系作戰試驗應圍繞航母編隊未來作戰對象與作戰方向進行規劃,目的是探索航母編隊體系在各種任務條件下的編成配置和作戰運用,檢驗在對抗條件下,航母編隊體系的對抗能力,摸清航母編隊體系作戰能力底數,同時結合試驗開展部隊指揮和戰術訓練,促進作戰部隊與作戰裝備的有機結合。具體任務包括:1)檢驗航母編隊體系的融合度;2)檢驗航母編隊體系的作戰協同能力;3)檢驗航母編隊體系對空、對海、對陸、對水下作戰能力;4)檢驗航母編隊體系對復雜環境的適應性;5)探索航母編隊體系的作戰方式和流程;6)探索多軍種參與的航母編隊體系聯合作戰能力;7)結合試驗開展部隊聯合演訓。

航母編隊體系作戰試驗的主要任務形式分為:一體化聯合作戰試驗、跨軍種聯合戰役演訓、跨虛實聯合戰法研練等。

2 航母編隊體系作戰試驗總體規劃

航母編隊作戰試驗工作要緊緊圍繞海軍體系作戰能力實戰化考核的步伐,根據體系編配特點和作戰試驗運用,科學制定組織實施策略,并從試驗指標、典型想定和試驗項目體系等方面系統考慮、頂層規劃。

2.1 組織實施策略

鑒于航母編隊裝備組成復雜、地位重要、體系貢獻突出、各方高度關注,按照一類被試裝備體系制定試驗鑒定策略,在通過單系統、單平臺性能試驗和初級作戰試驗后,進入體系作戰試驗環節,遵循由易到難、循序漸近的原則進行試驗籌劃。總體策略具體體現如下:

1) 圍繞使命任務,重點考核體系協同指揮和作戰能力,注重對空、對海、對陸、對水下等方面作戰能力檢驗,加強組分裝備作戰效能和作戰適應性驗證,突出信息支援條件下海空聯合作戰能力檢驗;

2) 突出編隊特點,以艦載機作戰運用和護航兵力協同配合為重點,統籌安排試驗計劃,嚴格轉階段準入條件和放行準則,完善相關審查機制;

3) 注重虛實結合,采用實兵實裝動態試驗和實兵模擬仿真試驗相結合的方式,構建基于LVC的戰場環境,開展典型任務背景下的實戰化運用和全要素考核;

4) 強化體系邊界,開展復雜及邊界條件下的編隊作戰能力試驗,注重復雜電磁及水文氣象環境下的協同防空、區域反潛,集中對海等體系作戰效能試驗,摸清編隊指揮控制邊界、火力打擊邊界和綜合防御邊界;

5) 綜合統籌資源,做好試驗項目與部隊訓練深度有機銜接,資源保障采用軍民融合模式,試驗數據采用分階段采集、綜合處理方法,結合做好采信、引用和挖掘工作,及時反饋部隊和研制部門,加快體系戰斗力形成。

2.2 指標體系建立

依據航母編隊體系作戰特點和組織過程,將總體目標需求分解為體系編配、單項能力、作戰想定、方面作戰效能和作戰適用性等5大類二級指標,進一步按照“能力-任務-裝備”構建映射關系,如圖2所示。其中,每個單項固有能力都由相應的平臺/裝備提供,能夠完成體系賦予的特定任務,依據編隊體系作戰需求與體系內平臺具備的能力,確定兵力配置與部署形式,結合特定作戰背景和戰場環境,實現編隊方面作戰效能和作戰適用性檢驗和評估。該指標體系為航母編隊體系作戰試驗設計、想定推演、數據采集和綜合評估等奠定了理論基礎。

圖2 航母編隊體系作戰試驗指標體系

2.3 典型想定設計

根據裝備作戰使命及可能承擔的典型作戰任務,提出對應的航母編隊體系作戰試驗想定要求,重點對作戰雙方的兵力編成、作戰企圖、作戰行動過程,以及被試裝備體系編成、使用原則、使用流程進行設想和假定,突出復雜戰場環境描述和對抗威脅條件設置,用于確定作戰試驗參試兵力和試驗環境條件構設要求,指導兵力行動和裝備使用[6]。

航母及其編隊承擔的攻勢防空、防御性防空、連續對海突擊、集中對海突擊、連續對陸突擊、集中對陸突擊和防御反潛等重點作戰任務,設計5類典型作戰試驗想定,包括:①反航母編隊作戰試驗;②對驅護編隊突擊作戰試驗;③保交反潛作戰試驗;④對陸淺縱深打擊作戰試驗;⑤支援兩棲登陸作戰試驗。

2.4 試驗項目體系

航母編隊體系作戰試驗的項目設置以體系擔負使命任務、平臺實際作戰能力、裝備研制總要求為基本依據,充分借鑒服役期內體系編配、執行任務時存在的問題缺陷,同時考慮到面對威脅、復雜環境和邊界條件下編隊體系實戰化考核的現實需求,按照體系單能力指標、體系方面戰效能和體系聯合作戰任務三個層次遞進規劃設計試驗項目[7-8],如圖3所示。其中體系單能力檢驗編隊內相同屬性裝備的集成運用能力及兼容性,主要包括預警探測、指揮控制、協同攻防、作戰保障、體系兼容等能力試驗項目;體系方面戰效能檢驗協同指揮條件下體系內裝備對作戰對手的打擊效能,主要包括協同對空、協同對海、協同對陸、協同反潛等效能試驗項目;體系聯合作戰任務試驗檢驗特定作戰環境和背景下編隊體系作戰任務的完成程度及體系效能貢獻程度,主要包括戰略預警下的海空態勢管控、防御性作戰下的編隊協同防空、攻勢作戰下的聯合對面突擊、編隊體系聯合搜/反潛作戰、戰略支援下的信息作戰、海基戰略戰術武器攻防等綜合作戰試驗項目。

圖3 航母編隊體系作戰試驗項目設計

3 航母編隊體系作戰試驗聯合環境構建

航母編隊體系作戰所涉及的試驗環境主要包括自然環境、電磁環境和對抗環境等,鑒于其構設規模大、組織難、消耗高、難以復現等特點,提出了聯合試驗環境構建方法,設計描繪了目標圖像、保障能力、構設手段和技術框架等方面內容。

3.1 核心保障能力

航母編隊體系作戰試驗勢必帶來實兵實彈動用多、試驗安全風險高、測控勤務保障難等問題,必須提前規劃相關保障能力建設[9-10],主要涉及以下幾方面:1)立體多維的海戰場偵察預警與指揮控制能力,覆蓋主要預設戰場,具備實時監控、目標指示、區域內信息支援保障和多元試驗情報信息融合等功能;2)大范圍長航時伴隨式機動多維測控保障能力,覆蓋編隊海空和水下裝備測控范圍,具備伴隨應招式機動測控功能,能夠提供完整的多維測控解決方案;3)多變可控的體系級聯合環境構設與監測能力,覆蓋編隊所屬平臺電磁脈沖強度要求,具備編隊級雷達、光電、通信等復雜環境機動構設和虛實合成功能,能實現區域內復雜環境監測和分析;4)綜合準實時的推演分析與評估能力,具備開展編隊體系試驗方案推演分析、體系編配優化、體系融合率評估、毀傷評估等工作,能夠對作戰原則和戰術戰法開展指導性評估;5)多信息支援下的編隊預設戰場基礎保障能力,能夠實現多編隊體系對抗保障,提供所需的情報信息、戰略支援、對手信息以及相應的后勤和裝勤保障。綜合所有保障能力形成航母編隊體系作戰試驗目標圖像如圖4所示。

圖4 航母編隊體系作戰試驗目標圖像

3.2 集成構設手段

航母編隊體系作戰試驗聯合環境構設總體思路:1)通過想定編輯、模型庫構建、態勢感知和意圖識別等方法,構建基于紅/藍體系對抗的自主戰術運用環境;2)提出基于LVC的試驗環境集成,整合編隊內艦艇實裝、仿真平臺、模擬器和虛擬艦艇平臺等資源,構建以情報偵查、電子對抗、賽博攻防和精確打擊為核心的體系對抗環境,以背景噪聲、通訊信號、雷達電波、輻射傳導和頻譜管控為核心的體系電磁環境;3)采用自然生成方式,構建編隊試驗所需的水文氣象、地理等環境,突出高海況、高溫高濕、復雜氣象水文條件下的組分裝備互聯互通檢驗;4)利用試驗專裝,搭建通信、傳感和指控網絡,形成編隊試驗綜合導調系統,用以內外場高效集成、態勢環境統一監控、數據指揮分發控制等[11]。其構建示意圖如圖5所示。

圖5 編隊體系作戰試驗集成環境構設方式

3.3 關鍵技術框架

體系試驗聯合環境構建需要成熟可靠的技術實現途徑作為保證,在借鑒外軍成熟經驗、結合我軍試驗條件實際的基礎上,提出基于LVC集成的體系試驗環境關鍵技術框架[12],包括以分布式仿真、多源異構仿真集成、中間件、網關接口等為基礎的通用技術,以環境劇情生成、對象建模、聯合多分辨率模型聯邦、資源配置集成等為對象的模型技術,以環境開發、運行、管理、監測、互感互抗、演示推演、專裝管控和接入等為紐帶的運維技術,以綜合評估、結構優化、資源優化等為約束的評估優化技術。其體系框架如圖6所示。這些技術都是航母編隊體系聯合環境構建需重點關注的領域,并應掌握自主知識產權。

圖6 體系試驗環境構建關鍵技術框架

4 航母編隊體系作戰試驗評估

開展航母編隊體系作戰試驗評估重點是要區分與單裝備、單系統評估之間的界限,明確評估階段、內容、流程和方法體系,融合各階段評估數據,最終獲得典型任務下的體系綜合能力結論。

4.1 評估內容

航母編隊體系試驗評估的基本出發點是體系的使命任務、作戰運用和技術提升,與傳統單裝/單系統試驗評估相比,更加注重整體功能性能,突出在聯合任務中的綜合效能,以及體系內各裝備的適應性和貢獻程度。因此,航母編隊體系試驗評估的主要任務可歸納為:通過前期試驗設計及組織實施過程,獲得有效試驗數據,結合相關仿真試驗信息,對編隊體系整體性能、對抗效能、適用性、通用質量特性、體系集成度/融合度/貢獻度等指標進行綜合評估,為航母編隊體系編配,裝備結構優化,系統效能提升提供建議。

其關鍵環節主要涉及:實裝試驗原始數據采集與處理;仿真推演數據回灌;評估指標體系建立;評估模型確立;開展綜合評估。

4.2 方法體系

鑒于航母編隊功能復雜,體系考核指標眾多,需同時兼顧裝備性能、體系能力、作戰效能以及試驗效果,方法上綜合利用現有手段,構建評估方法體系如圖7所示,具體選擇上可根據實際情況決定[13-14]。

圖7 體系試驗評估方法體系

4.3 模式選擇

體系試驗評估的復雜性決定其需要一種特定指導模式,能引導試驗者高效確定不同階段、不同屬性的指標評估要素、方法和優缺點,以克服實際過程中的盲目性,提高評估目的性和合理性。因此,本文從評估要素、屬性、階段、方法和優缺點等方面建立不同模式之間的匹配關系,提出了五類模式,如圖8所示。模式一是利用專家打分、模糊評判等方法對初始作戰評估階段體系固有能力進行評估,得出靜態效能的相對值;模式二是利用作戰仿真、統計試驗等方法對中期評估階段體系作戰效果進行評估,得出靜態效能的效用值;模式三是利用ADC法、SEA法等方法結合實兵試驗評估階段對體系功能性能和適用性進行評估,得出體系動態指標的綜合值;模式四是利用統計分析、數學解析和作戰模擬相結合的方法在作戰試驗綜合評估階段對體系編配、作戰能力、適用性進行評估,得出典型任務條件下的指標集;模式五是利用層次分析、對比法等方法結合部隊演訓、新裝備論證的評估階段對體系作戰效能、融合度、貢獻度等指標進行評估,獲得體系指標的擴展值。

圖8 體系試驗評估模式

5 結束語

本文系統研究了航母編隊體系作戰試驗總體規劃與方案設計,提出了作戰試驗項目體系,開展了聯合環境構建方法研究,探討了評估方法與模式。鑒于航母編隊組成復雜、地位重要,體系作戰試驗設計要求高這一特點,應加強頂層設計和策略研究,構建“能力-任務-裝備”互為映射的指標體系,以典型想定為依據,設計體系單能力、方面作戰效能和聯合任務能力為核心的項目體系,發揮試驗總體規劃的指導和約束效用;由于編隊體系試驗規模大、消耗高、復現難,提出了試驗聯合環境構建方法,設計描繪了目標圖像、保障能力、構設手段和技術框架等方面內容;明確了航母編隊體系作戰試驗評估階段、內容、流程和方法體系,提出了各階段試驗數據融合處理的初步構想,設計了五個不同的評估模式;預期成果能為航母編隊體系作戰試驗的頂層設計和創新研究提供技術參考。