認識反導體系戰斗力生成的三個角度

李 奇，秦大國，柴 華

（1.航天工程大學，北京101416；2.中國人民解放軍63611部隊，新疆庫爾勒841001）

0 引言

彈道導彈技術的迅猛發展和快速擴散，對全球安全格局產生了重大影響。各類彈道導彈的大量使用，令導彈防御應對的各類場景更加復雜。反導體系是一個要求其構成要素高強度協調運行的快速交戰系統，在體系總體和構成要素之間，既要能高度集中，又要能深度融合。反導作戰具有協同復雜、時效性強、信息流量大等特點，使得作戰對抗性強、決策準備時間短、決策難度大[1]。傳感器系統、攔截武器系統、指控系統作戰的交互關系復雜、行動步驟環環相扣，后續行動環節的實施以前一行動環節的順利完成為前提，而且，行動過程中的這些環節受到威脅目標飛行時空特性限制，具有很強的時限性，一旦某個環節出現延遲或錯誤，不僅后續環節的行動無法正常開展，而且整個作戰行動都將失敗。所以反導體系能力是反導體系在完成使命任務的對抗過程中通過組分系統間的動態交互涌現出來的新的整體能力，不是各組分系統能力的簡單相加，必須從整體性出發。文獻[2]指出：體系能力的評估不能用簡單系統靜態、局部、分解可加的方式來進行，而必須是整體、動態、對抗三者缺一不可的方式進行。文獻[3]對反導體系作戰指揮系統內信息交互進行了詳細分析，并展開了基于復雜網絡的反導體系作戰指揮系統網絡結構效能評估分析，提出了一些對構建反導體系作戰指揮系統有益的對策建議。

反導體系是復雜系統，具有混沌性，難以形象具體地理解其戰斗力的生成機理，因此需要拓寬思路、另辟蹊徑，嘗試從不同角度加以認知。從作戰進程看，反導作戰符合觀察-定位-決策-行動OODA作戰理論，與鉸鏈一環扣一環的連接方式相似，不斷接續延長，一旦一環斷開，則鉸鏈中斷，作戰進程失控；從體系結構看，各個系統在反導裝備體系中的發展水平參差不齊，體系能力像木桶盛水一樣受各條木板的影響，最顯著的就是最短的木板，存在明顯的木桶效應；從裝備發展看，反導體系戰斗力的生成既依賴顛覆性技術的突破也需要常規裝備數量的增長，而金字塔的堆砌過程中體現為縱向提升和橫向延展，使金字塔在整體抬高的同時也使重心保持較低位置，借鑒這種模式可以使

體系一直處于能力提升且基礎穩定的良性發展中。三個角度從復雜體系的三個側面形象化地描述了反導體系表現出的特征，通過鉸鏈、木桶、金字塔三個物化的模型，可以更加深刻地理解這個復雜體系，為進一步加速戰斗力生成提供參考。

1 鉸鏈結構

1.1 反導作戰流程OODA環

美國軍事理論家Boyd在20世紀70年代提出OODA環理論，基于作戰的邏輯順序將作戰過程抽象為觀察（observe）-定位（orient）-決策（decide）-行動（act）四種行為不斷循環，如圖1所示。反導作戰的流程也可以參考甘特圖[4]表示，如圖2所示。反導體系平時處于戰備值班狀態，當敵方導彈發射時，天基紅外預警系統需要第一時間發現敵情，上報指控中心，提供目標指示信息和發落點預報，指控中心根據來襲方向等情況調用高精度雷達實施精密跟蹤探測，同時，令攔截武器系統進入待發射狀態。在跟蹤目標一定時間后，雷達給出更加精確的預測彈道，攔截武器連續接收目標指示信息并計算諸元，自動發射攔截彈。在導彈飛行過程中還要持續與導彈通信，傳輸目標的位置信息、RCS信息和紅外特性等，幫助導引頭識別誘餌和干擾，直到攔截器捕獲目標，進入末制導，命中目標。如果中段反導失敗，則轉入末段高層和末段低層反導，進入下一輪的OODA循環。作戰時有多個OODA環快速循環交錯進行，一個回合的OODA環周期為T=T1+T2+T3+T4+T5，流程進行到T6便意味著進行打擊效果的評估，亦可視為下一個OODA環的“觀察”。

圖1 OODA環

圖2 反導作戰流程圖

1.2 側重鉸鏈關節加強體系韌性

系統之間在作戰時序上存在精度鏈上的交接傳遞過程，每個系統的能力都存在極限和底線，作為前后交接班的參考指標。從誤差收斂過程看，從預警衛星與預警雷達交接，到預警雷達與制導雷達交接，到最后制導雷達與彈上導引頭的中末制導交接，特別是在對抗條件下，每一次交接都足夠健壯，作戰才能形成回路。整個作戰過程中，目標指示系統要與預警探測系統進行目標有無與穩定跟蹤的交接班，在預警探測系統發現目標至超出其范圍的時段內，目標指示系統要實現目標的穩定跟蹤，逐步接管制導任務，這個重疊的時段T2就是鉸鏈的韌性。彈道穩定收斂到達發射諸元的要求后導彈發射，攔截彈釋放攔截器后，目標指示系統還要將識別的威脅傳遞給攔截彈的導引頭，進行中末制導交班，由導引頭接管制導任務，這重疊的時段T4也是鉸鏈的韌性。交接過程是兩個系統之間握手傳遞的過程，涉及任務性質和責任的切分，往往是體系的脆弱性節點。美國進行的攔截飛行試驗在中末制導交班時經常失敗，充分說明體系韌性不足會極大影響整體作戰能力，因此對關節處的韌性加強是提升體系能力的關鍵。要加速OODA環的循環就意味著減少周期T的時長，為實現這個目標，在提升各系統能力的基礎上就需要對每個系統進行科學分配，通過縮短T1、T3、T5，強化T2、T4，在縮短 OODA環周期的同時加強這種交接班的韌性，使反導體系及早發現威脅、及早定位目標、及早部署決策、及早攔截打擊。

2 木桶原理

2.1 反導裝備體系中的木桶原理

著名的“木桶原理”認為，木桶的盛水量取決于最短的那塊木板。反導體系中的預警探測系統、目標指示系統、火力打擊系統、指揮控制系統等均可看作組成木桶中豎立的木板，其底板由通信系統作為支撐，整體戰斗力的體現就是木桶的盛水量，如圖3所示，盛水量的多少取決于最弱的系統。預警探測系統包括預警衛星和預警雷達系統，是反導作戰閉環的起點，要第一時間發現發射活動并發出告警信號，核心要求是贏得時間，確定有無。目標指示系統負責穩定地跟蹤并外推導彈彈道，并要能夠從誘餌、碎片及其它干擾中區分出彈體和彈頭，核心要求是精確識別，精準導引。攔截武器的核心能力是長時間待機，快速發射，在制導雷達的指令下實現對目標的捕獲跟蹤，進而實施攔截。指揮控制系統負責作戰中的情報收集分發、作戰任務分配，核心要求是高效靈活、統籌優化。各個系統在通信系統的結聯下，共同支撐戰斗力的生成。但是由于工業基礎和技術發展階段不同，各個系統性能往往難以均衡，造成有的系統性能過剩，而有的系統性能不足的現狀，所以在針對軍事需求進行反導體系設計時，各系統的指標的合理組合分配便成為當務之急。

圖3 木桶理論

2.2 優化木桶組合提升體系能力

“新木桶理論”（如圖4所示）認為，木桶的盛水量與其放置位置有關，只要將木桶傾斜放置，就能裝更多的水。在此基礎上，如果將木桶的長板與短板的組合方式進行調整，讓長板與長板盡量靠近，短板與短板盡量靠攏，然后將新的木桶傾斜放置，木桶的盛水量又會增加[5]。反導作戰是一種光電信息高度密集的信息化作戰，離開了高精度探測、精確制導與控制，就無法實現直接殺傷[6]。攔截問題的核心在于減少甚至零化最終的脫靶量，而零脫靶量由彈道初始誤差和攔截器的修正能力共同決定[7]。美國GMD系統的EKV和宙斯盾系統的KKV攔截器均是通過自動尋的末制導直接碰撞實現殺傷，“薩德”制導精度范圍是0.15～0.40 m[8]，而核心元器件的能力不足長期限制著俄羅斯導引頭的發展，俄羅斯S-500攔截彈的末制導段最大脫靶量僅能保證小于3 m，相比美國反導裝備，俄羅斯的導引頭能力存在明顯短板，單純通過S-500的導引頭控制精度難以使攔截彈直接碰撞摧毀目標。但S-500系統擁有強大的目標指示系統，RCS=0.12 m2的目標的探測距離可達1300 km[9]，同時其具有先進的發動機技術和破片殺傷技術，在該系統導彈中配置了定向破片殺傷戰斗部和小型核戰斗部，將彈頭對彈頭攔截轉變為殺傷場對彈頭的殺傷。依賴大推力速燃助推技術快速投送攔截器、強大的目標指示系統提前鎖定來襲目標，在導彈靠近威脅時引爆戰斗部實施殺傷[10]。俄羅斯揚長避短，通過雷達精度（長板）支撐導彈制導進入一定誤差范圍內、高速推進系統（長板）爭取時間、破片體殺傷（長板）擴大殺傷范圍，共同降低對導引頭制導和控制能力（短板）的要求，合理調整木桶中木板的組合調整并傾斜木桶的角度，滿足木桶的容積需求。

圖4 新木桶理論

3 金字塔模型

3.1 反導裝備體系的金字塔形式

裝備的貢獻率模式有多種，可分為關鍵作用模式、線性模式、非線性模式等，體系涌現性效能也可分為同質涌現性效能和異質涌現性效能[2]，反導體系戰斗力的生成如金字塔的搭建一樣，越向頂端越需要各個側面都達到相應高度。裝備的作用可以是縱向升高也可以是橫向加固，均對體系能力產生影響，但是必須明確裝備發展在整個體系內所處的位置，對此從金字塔的高度和重心兩個方面來考慮。其整體戰斗力可用金字塔的高度H表示，其體系的重心可用金字塔的重心高度h表示，其裝備性能所屬的層寬由L表示，如圖5所示。體系優化的方向是提高H，降低h，L的長度會決定金子塔的形狀，重心h和高度H呈正相關關系，但h的變化速度遠低于H，說明體系重心的鞏固更加任重道遠，更能體現對抗條件下體系的能力。

圖5 金子塔的高度H、重心高度h和層寬L

3.2 降低重心加強體系抗毀性

優化反導裝備體系的目的是縮小武器裝備體系能力與使命任務之間的差距，使體系兼具強健和抗毀的特性。裝備體系建設的過程如同金字塔的構筑，需要大小不同的磚塊一步一步堆疊，尖端裝備相比普通裝備可以視為更大的磚塊，可以加速堆疊的效率，但使用更大體積的磚塊也意味著堆疊過程面對更大難度，即技術突破難、生產成本高、維護保養貴等問題。在裝備體系的發展中，不僅財政上要能長期負擔，且能適應威脅的變化，更加注重多用性和跨域性，保持體系能力的延伸拓展的同時也夯實體系的穩定性。從現實情況看，裝備的發展存在一定的階段性，在性能指標沒有顯著提升的情況下，通過增加數量可以在一定程度上提升整體的效能，通過橫向“堆積”逐步提升，實現“量變引起質變”，屬于先橫再豎、螺旋上升的路子，如通過增加雷達的部署數量進而擴大對威脅的感知范圍、提高對威脅的感知精度，如圖6中的1所示；而關鍵裝備的突破提升如同得到體積更大的磚塊，使建設能力跳躍式發展，屬于縱向提升、橫向夯實的方式，如圖6中的2所示，比如美國突破導引頭技術，直接帶動起相關裝備譜系的能力躍升，在THAAD、SM-3和GBI上均得到應用，實現了對多種來襲目標的直接撞擊攔截。美俄都在大力推行武器裝備體系模塊化發展，以提升金字塔的整體高度且保持或降低重心為目標，在提升磚塊體積的同時增加磚塊之間的粘合力，增加體系的抗毀性，確保各模塊之間能夠相互支撐、靈活重組，以火力系統的發展為例。美國的愛國者PAC-3同時具備反導和反飛機能力，薩德THAAD可以完成40～150 km彈道導彈的攔截，跨越稀薄大氣層和空間兩個領域，SM-3在海基多次成功試驗后正論證陸基部署，同時繼續研發“宙斯盾”基線系統，力圖打通SM-3和THAAD的互操作性，使其具備“遠程發射”和“遠程攔截”的能力[11]。俄羅斯S-500更是集防空反導反衛于一體，同時“向下兼容”，可以指揮和控制S-400、S300P系統地空導彈，與A-235和S-400組成遠中近程有效銜接的防空反導體系。這些裝備的共同特點是在作戰區域上各有重點也有重疊，在新上裝備的同時注重升級老舊裝備，提升互聯互通互操作能力，不但降低裝備更新換代的成本，增加體系的火力密度，還可以防止對抗條件下單型裝備受損造成防區空白。

圖6 金子塔模型下裝備體系能力的兩種提升路徑

4 結束語

“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”。反導體系中裝備多型多樣、耦合關系復雜，屬于典型的復雜系統，必須面向整個體系加以認識。鉸鏈結構從反導作戰流程中邏輯順序交接班入手，側重對韌性的重視；木桶理論側重反導裝備體系建設的合理指標分配，進而提升整體能力；金字塔模型更強調在對抗條件下降低反導體系的作戰重心，從而提升抗毀性。從這三個角度切入可以更好地理解體系中交互、演化和涌現的行為，形象直觀地認識體系的作戰流程和裝備發展，促進反導體系能力穩步提升。