基于棋譜設計與運用的編隊多域多PREA環防空反導模型?

丁新民 陽東升 趙永虎 韋定江

（1.中國人民解放軍91593部隊 三亞 572000）（2.暨南大學公共/應急管理學院 廣州 510632）

（3.國防科技大學信息系統工程重點實驗室 長沙 410073）

1 引言

在執行遠海航渡、要域封控等作戰任務中，艦艇編隊需具備較強的防空反導能力。但傳統的防空反導方式存在探測距離近、預警時間短等亟待優化的現實問題，在反艦導彈射程增加、速度向高超音速躍進、多域聯合對海打擊手段愈發多樣的新作戰形勢下，如何發揮編隊協同防空反導優勢，提升編隊抗飽和攻擊能力成為了防空反導領域研究的重點。在分析國內外防空反導相關資料時，發現目前編隊內協同防空反導依舊采用OODA環的單作戰平臺經典指揮控制模式，但隨著單作戰平臺向多平臺的演變，傳統的OODA環的指揮控制機理在對于編隊內部協同防空反導的應用中存在諸多不足，如OODA強調對戰場指揮節奏的有機控制和對戰場的“快速、介入”，戰斗活動的指控循環更快的一方占據戰場主動權，但對于編隊協同防空反導的“連續、穩定”沒有較好的解釋，同時OODA理論可以解釋單平臺對抗活動中的簡單決策，無法描述編隊協同防空反導的復雜性決策。故此，為彌補OO?DA環理論在防空反導作戰描述中存在的不足，本文引入PREA環指揮控制機理，以美軍航母打擊大隊為典型研究對象，對P-預設態勢、R-構建態勢、E-控制態勢、A-評估態勢四個環節的描述，將編隊內部防空反導指揮關系等內容有機整合，為形成體系支撐條件下的防空反導戰術運用奠定基礎。

2 海上合成編隊防空反導的特點

美軍航母打擊大隊是典型的海上合成編隊，通常執行奪取空域、海域控制權，為登臨兵力提供支援掩護、實施戰略、戰役、戰術重要目標威懾打擊等重要作戰任務，在剖析美航母打擊大隊典型編隊對空防御作戰和攻勢對空作戰后，可分析得出海上合成編隊防空反導存在：高超音速武器的突防性、導彈攻防轉換多維性、分域戰術行動并發性、編隊資源要素沖突性四個典型特點。

2.1 高超音速武器的突防性

隨著高超聲速飛行器關鍵技術飛速發展，高超聲速反艦導彈將逐步成為對海作戰中的“尖端力量”，俄羅斯海軍“鋯石”高超聲速反艦導彈預計飛行速度可達到5Ma～6Ma，美國海軍正在研究的Hy?fly項目所設計的高超音速導彈飛行速度大于6Ma。從高超聲速反艦導彈發展中分析該型武器飛行速度快、具有優越的時敏目標打擊能力，憑借良好的氣動外形，可形成較大范圍的殺傷區，將反艦作戰的時空范圍進行了較大程度的延展。在未來海戰中，高超聲速反艦導彈的加入，使得反艦力量可憑借其速度優勢，壓縮殺傷鏈閉環時間，讓該型裝備可成為跨域聚能、瓦解體系、破擊鏈路的殺手锏式武器。當前水面艦艇編隊在應對高超聲速反艦武器威脅時，面臨幾個難點：1）打擊平臺難，其發射平臺遠離我編隊防空反導火力范圍，依托艦艇平臺火力較難打擊；2）及時反應難，由于高超聲速武器的快速性，我方防空反導指揮和火力抗擊的反應時間較短，及時反應較難；3）有效毀傷難，高超聲速導彈多采用灌頂攻擊的攻擊樣式，結合其自身的快速性，可在艦艇平臺預警探測盲區實施火力毀傷，同時，高超聲速反艦導彈可通過信息與火力的跨域聯動，信火一體化作戰摧毀艦艇編隊防空反導體系［1-6］。

2.2 導彈攻防轉換的多維性

海上作戰力量實施導彈進攻的過程可劃分為四步：制造“迷霧”、撕開“縫隙”、創造“優勢”、奪取“勝利”，該過程實質是：1）在信息域，綜合運用戰場態勢的不確定性，實施軟攻擊手段，對我編隊營造態勢迷霧，使防空反導攔截鏈出現閉環遲滯。2）在物理域，在信息域態勢“迷霧”的基礎上運用一定的導彈數量以恰當的突防策略連續突擊編隊，在防空反導體系內撕開縫隙。3）在認知域，在態勢“迷霧”和體系“縫隙”的影響下，攻防雙方指揮員決策形成了“順境”對“逆境”的不對稱優勢，防御方指揮員OODA環陷入遲滯，攻擊方指揮員占據了OODA環對抗優勢和戰場主動權。編隊防空反導不僅是微觀尺度的單一作戰平臺遭遇對抗問題，更是宏觀尺度的多域性對抗問題。故此，為破擊敵導彈進攻殺傷鏈，在不同作戰域行動中疊加多PREA環嵌套OODA環的體系優勢，需從作戰籌劃伊始，構設防空棋譜，融合直前態勢，“落子”防空棋譜，應對實時態勢，體系賦能抗擊，并全程演化評估，優化決心部署。

2.3 分域戰術行動的并發性

分域戰術行動的并發性是指在同一階段往往存在多個“作戰域”的指揮控制活動。海上合成編隊在遂行多樣化任務時，往往同時面臨空中、水面、水下、電磁等空間的生存威脅，海上合成編隊的作戰行動可能在空、海、潛、電、網等作戰域同時展開。根據海上作戰力量實施導彈進攻的四個步驟，外部作戰兵力實施導彈攻擊時，在物理域，外部作戰兵力可能在海、空、潛三域同時發起導彈攻擊，海上合成編隊需同步進行對海攻擊、防空反導、對潛搜索等多個分域戰術行動。在信息域，在發起導彈攻擊的前、中、后可能同時伴隨著電子戰等信息對抗，可能存在利用電子對抗船、電子對抗機等裝備，實施前期的戰術欺騙或者其他干擾行動，在導彈打擊時，可能利用電子對抗機、彈載干擾源等實施干擾，增加導彈突防概率。在導彈攻擊后，可能為掩護下一波次的導彈戰術行動或兵力撤出實施信息對抗。在認知域，在戰役前期、中期、后期通過兵力的佯動、武器的佯攻、軟硬武器的協同可形成決策“困境”。故此，為應對分域戰術行動的并發性，建立起海上合成編隊宏觀作戰體系的C2（Control Command，C2）多域多環運行框架，對戰場復雜問題進行條件分解并對相關職能進行委托授權指揮，提升海上合成編隊應對防空反導分域作戰行動并發性的作戰執行能力。

2.4 編隊資源要素的沖突性

由于導彈攻防轉換的多維性和分域戰術行動的并發性，導致了海上合成編隊資源要素存在單一作戰域中作戰資源的需求、作戰要素的需求的作戰域內資源需求沖突和整個作戰進程中，部署、轉換、執行各階段作戰資源、作戰要素需求的資源沖突。以美軍航母打擊大隊的防空和反潛作戰域為例，在同一方向執行防空反導與反潛作戰，防空指揮官與反潛指揮官可能同時向編隊指揮官申請在同一方向的作戰平臺資源或作戰系統資源，兩個作戰域在時域、頻域、海域、空域、武器裝備和指揮信息系統資源上皆存在需求，導致了海上合成編隊內部資源要素沖突的發生。

3 傳統的防空反導作戰理論指導與概念模型

傳統模式下的單艦或編隊防空反導作戰主要是以OODA環為指揮控制機理，抽象化地描述了防空反導觀察-預警探測、判斷-威脅估計、決策-作戰決策、執行-火力攔截四個過程。該理論經過多次發展，在OODA環基礎上優化后得到了OODA-A環的防空反導體系構建方式，但其本質上，依舊采用OODA環為理論指導。

3.1 經典指揮控制理論——OODA環

OODA環是美軍戰斗機飛行員約翰·博伊德對空中格斗戰斗過程的總結，約翰·博伊德OODA環的最初解釋為“觀察-指向-決策-行動（OODA環）”，即對第二“O”解釋為戰斗機的指向；隨著理論研究的深化，博伊德對OODA環的第二個“O”解釋為“調整”，即戰斗機姿態調整。在20世紀90年代、約翰·博伊德在接觸受到毛主席軍事思想的啟發，將第二個“O”解釋為“判斷”，并提出改進的OO?DA環：“觀察-判斷-決策-行動”。改進后的OODA環理論自提出其備受世界各國的推崇，其以以簡潔優美的形式描述了戰術指揮對抗雙方的一般思維與行動過程，從作戰平臺指控系統裝備建設到一線部隊指揮官的戰術運用，均將OODA環奉為經典［7～8］。

3.2 傳統的防空反導作戰概念——基于威脅的隊形設置與陣位配置

傳統防空反導作戰概念是一種基于威脅的隊形設置與陣位配置的戰術運用模式，其概念模型是基于威脅，出現威脅或者威脅征兆時，設置主要威脅軸、次要威脅抽，以預判或事實威脅為軸線，快速設置編隊隊形和相關防空反導的陣位。單艦或編隊防空反導作戰通過利用各型預警雷達、紅外預警探測設備等組織對空觀察預警，對空情態勢進行融合判斷、完成目標的綜合識別與威脅估計，依據目標協同、時間協同等方式，完成防空反導任務的行動要素協調與火力分配，綜合運用艦空導彈、近防炮、有源/無源干擾等武器完成抗擊（圖1）。

圖1 傳統防空反導OODA環運行過程

3.3 問題與局限性分析

從宏觀尺度審視OODA環對防空反導作戰的指導，雖然OODA環較為全面的描述了防空反導的基本過程，但是依舊存在如下幾個問題：1）基于預判或事實威脅的防空反導時間窗口小，無法快速應對空中威脅或潛在威脅，尤其是水面兵力，機動速度慢，在有限的時間窗口內，無法進入臨時預設陣位。2）當無法預判斷威脅時，編隊的防空反導就失去了基本的指導。3）當存在空中威脅時，防空反導任務是當前的主要任務，但同時伴隨著反潛、對海等其他分域的作戰行動存在，OODA環未能很好的將編隊內其他作戰域作戰行動進行描述。故此，編隊的防空反導任務應當從更加宏觀的尺度構設其防空反導的全過程［10～15］。

4 多域多PRER環的防空反導攔截網模型

根據海上合成編隊在進行防空反導作戰時的特點，并結合海上合成編隊指揮控制機理PREA環，分析可得海上合成編隊防空反導作戰是同時并存有對海突擊、對潛搜索、網電作戰等多作戰域且多PREA環同步運行的體系作戰活動［16～23］。

4.1 基于棋譜設計與博弈對抗的防空反導攔截網指揮控制模型

海上合成編隊防空反導攔截網的構建圍繞當前編隊任務核心（The core Task，TCT）進行，根據當前TCT的作戰需求和防空反導指揮官的能力，進一步確定當前防空反導作戰的指揮控制模式，即集中式防空指揮作戰和委托式防空指揮作戰。如在編隊執行對潛搜索任務時，其TCT為水下疑似潛艇目標的搜索，對空防御可委托由編隊防空作戰指揮官指揮。編隊在進航渡時遭遇多波次導彈攻擊，可進行集中式對空作戰指揮，由編隊指揮官統一進行指揮。故此，TCT是決定防空反導攔截網構建方式的核心。

根據海上合成編隊PREA環指揮控制機理和防御作戰的異步并發特點，海上合成編隊防空反導（物理防御）時，可同步進行對海突擊-攻勢防御、對潛搜索-縫隙防御、網電對抗-柔性防御等多個PREA環。上述PREA環運行時由于其環的起始時間受到TCT任務的影響，起始運行時間有一定差異性，TCT決定了此次任務出航時候的總體PREA環周期，在不同階段下影響著不同分作戰域的PREA環運行周期。

綜上，海上合成編隊的多域多PREA環的指揮控制模型，是以TCT為核心確立總體PREA環，根據當前作戰態勢需求，確立指揮核心和指揮方式的防空反導作戰，在防空反導PREA環中：P-預設態勢，利用綜合情報偵察資源對敵軍的行動作出周密決策，確立防空“棋譜”，形成防空反導作戰預案。R-構建態勢，獲取本次任務中面臨的直前態勢，在進入戰區前完成直前準備，并根據直前態勢轉換作戰方案，進行審慎決策，各艦依據威脅方向在編隊防空“棋譜”內落子，進入防空陣位。E-控制態勢，結合實時態勢，快速執行編隊防空反導的作戰方案，進行臨機決策。A-評估態勢，評估態勢貫穿于作戰籌劃-作戰執行-作戰結束的全過程，需評估單艦抗擊效果、編隊抗擊效果、整體防空反導效果對整個戰役的支撐程度等方面內容，實現對PREA環整體的三級調整（圖2）。

圖2 基于PREA環防空反導棋譜演繹過程

同時，各分域的PREA環運行以籌劃為初始點，來襲導彈組織抗擊為部署轉換點而運行，在“棋譜”構設、部署轉入時，戰術執行時充分考慮和當前防空反導任務的兼容性，組織宏觀尺度的作戰協調與作戰資源管理，在編隊指揮中心的統籌下，在該時空內統籌協調分配資源，化解空域沖突、時域沖突、頻域沖突、航線沖突和目標沖突等等（圖3）。

圖3 多域多PRER環的防空反導指揮控制模型

4.2 多域多PREA環的防空反導攔截網模型運行過程

海上合成編隊的多域多PREA環的防空反導攔截網模型運行過程行動圍繞P-防空謀勢與體系設計、R-防空布勢與體系構建、E-防空控勢與體系演化、A-防空度勢與體系評估運行。

4.2.1 P-防空謀勢與體系設計

初始謀劃既要主動設計戰場態勢，在海上合成編隊執行作戰任務前，依據情報、通信、氣象、水文、導航歷史數據等進行態勢演繹，做出諸多不確定性假設，并構設多套作戰預案，主動設計多域多PREA環模式下的防空反導作戰體系。圍繞不同作戰需求和裝備效能進行周密決策，繪制編隊的防空“棋譜”。在設置預案時，以最大程度發揮驅護艦協同防空反導效能為根本原則，劃設不同艦艇在“棋譜”中的防空反導計劃陣位，在美軍航母打擊大隊中，綜合考慮圍繞TCT核心需求和其他各作戰分域的資源需求，通常構設三級防空反導計劃陣位，編隊以外為艦載機防空區，編隊隊形最外層為驅逐艦，內層為護衛艦（圖4）。

4.2.2 R-防空布勢與體系構建

以美軍航母打擊大隊環形梯次防空布勢為例，該陣型下，美航母編隊需在威脅扇面方向派出1架～2架E-2C“鷹眼”預警機和多架戰斗機，形成第一防空攔截邊界，以宙斯盾系統和艦艇防空雷達探測、戰斗機形成第二攔截邊界，第三攔截邊界間在宙斯盾系統支援下，以“標準-2”等艦空導彈完成中近程防空。在進入戰區前，依據直前態勢中對可能面臨的進攻威脅，劃定重點防空、水下威脅扇面，驅逐艦和護衛艦依據威脅扇面進行陣位調整，確立防空反導指揮艦、防空反導打擊艦、防空反導前哨艦，預警機支援保障。防空反導指揮艦為在威脅扇面外的驅逐艦，防空反導打擊艦通常為護衛艦，防空反導前哨艦為在威脅扇面內的驅逐艦，R環需完成在直前態勢下防空反導兵力在“棋譜”中的落子、防空反導交戰規則確定、防空執行艦的組網建鏈，并依據直前態勢完成“A看B導C打”的協同防空作戰模式的直前準備，將作戰預案轉換為作戰方案。利用防空反導前哨艦和預警機等目標指示信息，防空反導指揮艦可構建編隊統一防空態勢并向編隊內部各艦共享（圖5）。

圖5 R環針對威脅方向防空艦開始落子

在海上合成編隊完成針對特定威脅軸的落子后。由于同時存在水下、電子對抗領域等其他威脅，需在直前階段先明確TCT，根據TCT執行改變指揮模式，執行防空反導集中指揮或防空反導委托指揮，針對防空反導集中指揮或防空反導委托指揮建立集中指揮團隊和委托指揮團隊，時域、空域、海域、頻域、航線、目標等作戰要素和作戰資源根據集中指揮和委托指揮的要求進行統籌協調分配，根據TCT約束、指揮模式的要求、作戰/技術要素保障等條件，進行部署轉換（圖6）。

圖6 TCT約束下指揮模式建立、部署轉換

4.2.3 E-防空控勢與體系演化

控制防空態勢，是多域多PRER環執行環節，根據R-防空布勢與體系構建，對空作戰域的PREA環的E環是在發現來襲目標時，快速執行集中指揮或委托指揮的防空反導作戰方案的執行過程。在編隊攔截網中，編隊防空作戰指揮官是編隊防空反導的核心，負責編隊防空組織等任務，需充分考慮編隊內各艦的運動要素、艦空導彈作戰要素、技術支援保障要素等；編隊防空作戰指揮官組織目標分配時，需根據編隊統一防空態勢相關信息、交戰規則等，并考慮來襲導彈方向上是否存在其他艦艇，明確抗擊組織流程。編隊內單艦的防空反導攔截鏈組織關系如下。

宏觀尺度：在威脅扇面方向，編隊內驅逐艦（前哨艦）和預警機對來襲目標組織觀察預警，傳輸至驅逐艦（指揮艦），指揮艦引導打擊艦、前出戰斗機組織攔截，防空反導作戰指揮官綜合判效，防空反導作戰指揮官根據抗擊情況組織編隊二次攔截或轉火射擊，宏觀尺度編隊內執行以多OODA環并列且相互嵌套式進行，以實現戰斗行動中多OODA環快速優勢疊加。

微觀尺度：微觀尺度執行單艦單一OODA快速抗擊環，打擊艦、前出戰斗機接收目標指示信息后，各艦對空長、飛行員依據本平臺防空要素，組織對空攔截并綜合判效根據抗擊情況組織二次攔截和轉火射擊，及時上報射擊情況。

依據編隊TCT的需求，同步進行其他域作戰。海上合成編隊在多域多PRER環執行環節圍繞P謀勢階段的TCT執行，但是在發現導彈攻擊征候后，部署轉入以對空防御域PREA環為分域首要執行環的運行模式，行動要素、戰場資源向對空防御域PREA環主動傾斜，總體任務的PREA環對對空防御域PREA進行指導，對空防御域PREA向總體任務的PREA環反饋上報運行情況。同時，各分域結合當前防空作戰情況、戰場態勢、水文氣象、支援保障條件等，異步進行各分域作戰，并向當前首要執行環（對空防御PREA環）異步反饋情況，以便及時調整防空態勢。在當面戰場空中威脅消失后，繼續轉入總體任務的PREA環運行。在編隊指揮中心指導下，對空防御作戰域、信息作戰域、艦載機制空作戰域受對空方面指揮官指揮，其余各域受其他方面作戰指揮官指揮（圖7、圖8）。

圖7 TCT約束下多域多PREA環運行過程

圖8 TCT約束下多域多PREA環指揮關系

4.2.4 A-防空度勢與體系評估

A環是對從籌劃至執行的全過程演化評估，根據主要的作戰階段，可分為TCT約束下的防空反導效果和TCT約束下多域多PREA環的A環效果評估兩個方面。

TCT約束下的A環評估防空態勢可劃分為三級評估：1）戰斗中，對于戰術/技術/程序的臨時調整，發射艦可自主完成對目標的觀效評估，并由發射艦自主實施二次攔截或由編隊防空反導指揮艦統一組織，根據態勢變化，對未命中/漏抗目標的二次抗擊。2）單次戰斗結束后，編隊整體作戰決心不變，編隊防空反導指揮艦依據防空反導執行艦的彈藥消耗量、自身損傷情況等要素，對防空反導執行陣位進行部署調整，保證威脅方向的防空反導作戰能力。3）防空戰斗結束后，需要依據作戰損耗情況，在整體作戰任務不變時，適時進行作戰決心的調整（圖9）。

圖9 TCT約束下的A環評估

TCT約束下多域多PREA環的A環評估：1.評估當前TCT作戰效能、防空作戰效能、其他分域作戰效能，及時調整各分域作戰運行的戰術/技術/程序，重新快速迭代各作戰分域OODA環優勢。2.根據TCT作戰效能、防空作戰效能對編隊戰斗的支撐度、各分域作戰效能等，在總體TCT任務決心不變的情況下，重新調整部署，進行TCT和其他各域的作戰任務準備。3.對上述評估完成后，根據實際任務需求，調整作戰決心，重新進行TCT任務的調整、各作戰分域的任務部署（圖10）。

圖10 TCT約束下多域多PREA環的A環評估

4.3 防空反導C2過程對比

多域多PRER環的防空反導攔截網與傳統模式下防空反導作戰的指揮控制過程（C2）進行對比分析。傳統的防空反導作戰，以OODA環為指導只單獨構建了單一執行平臺的攔截鏈，在觀察發現或可以預判威脅時即展開相關的作戰行動，位于編隊防空反導作戰運用時，對來襲多波次多目標的導彈，未充分考慮潛在威脅和二次部署轉換，缺乏體系對抗優勢，無法適應多戰術平臺的作戰需要。

根據多域多PRER環的防空反導攔截網構建的防空反導作戰體系，自上而下主動設計防空反導作戰過程，形成了多環嵌套的防空反導作戰概念，PREA從作戰籌劃階段綜合考慮了戰場態勢的不確定性，在作戰預案中設置了具有高度彈性的“防空反導棋譜”，為構建彈性攔截鏈奠定基礎。在R環中依據重點防御方向和潛在威脅，在防空計劃陣位中“落子”，構設了彈性攔截陣位。E環執行防空反導過程中，應對多波次來襲導彈時，充分發揮了P（計劃陣位）和R（執行陣位）的效能，將編隊內部的攔截鏈有機整合、柔性編成、動態重組，使得攔截鏈間聚合疊加形成彈性攔截網，防空作戰指揮官統一指揮攔截點的行動部署，著力提升了編隊協同防空能力。

5 結語

多域多PRER環通過在謀勢階段的預先周密謀劃，化解了認知域的決策“困境”，在布勢階段對指揮節點、執行節點、探測節點陣位的靈活布勢，消除了信息域的態勢“迷霧”，在控勢階段基于交戰規則和實時態勢執行攔截抗擊，截斷了物理域的導彈進攻鏈，在度勢階段對全過程的“臨事適變”，迭代了體系部署變換的優勢，保證了戰場的主動權，在多作戰域形成了全過程的對抗優勢。在PREA環內，面對多波次目標來襲導彈具有高度彈性，可依據防空計劃陣位、防空執行陣位、來襲目標要素等情況，進行快速的部署轉換，如敵方第一波次反艦導彈為佯攻時，可通過臨機轉換指揮節點、執行節點、探測節點，快速轉換前哨艦與指揮艦關系的相位關系，前哨艦在其計劃陣位內進行“前出-后撤”機動，打擊艦的快速陣位機動，實現了多條“目標-傳感器-射手”的攔截鏈向“意圖-構想-行動對抗”攔截網的動態匯聚、重組。