空戰體系的演變及發展趨勢觀點

樊會濤，閆俊

1. 西北工業大學 航天學院，西安 710072 2. 中國空空導彈研究院，洛陽 471009 3. 航空制導武器航空科技重點實驗室，洛陽 471009

從飛機發明那刻起，人類戰爭就注定著要由地面逐漸走向空中，從平面走向立體[1]。現代戰爭很大程度上是空中實力的較量，空中戰場已成為影響戰爭進程、決定戰爭勝負的一個重要戰場。誰掌握了制空權，誰就掌握了戰爭的主動權[2]。

空戰的強對抗性使得高新技術往往優先在航空裝備中得到應用。空空導彈的出現，顛覆了使用機炮進行貼身纏斗的空戰舊貌，支撐了中遠距攔射、大離軸格斗等現代空戰形貌；機載雷達和機彈數據鏈的出現，為超視距空戰提供了可能[3]；預警機的出現，將空戰交戰距離擴展到了600 km；隱身飛機的出現，再次強化了空戰的不確定性；智能協同技術的發展，使得空戰體系各要素的內在聯系更為緊密。

空戰的高危險性使得先進作戰理論得以快速發展并指導實戰。“保存自己、消滅敵人”是一切軍事行動的基本指導原則，空戰的制勝機理是先于對手完成攻擊并使對手無法完成攻擊。依據這一機理，前人結合當時空戰體系形貌特征，總結凝練實際空戰對抗經驗，發展出了多個空戰準則[4]。今天，機動與抗機動、干擾與抗干擾、隱身與反隱身已成為現代空戰博弈的三大主題。

理技融合、戰技結合指導著顛覆性技術、新質裝備和新型戰術的螺旋發展。顛覆性技術催生新質裝備，新質裝備顛覆舊有的游戲規則，帶來1+1?2的效果。與此同時，又會快速促進反制技術和反制裝備的發展[5]。時至今日，誰擁有了勝人一籌的態勢感知能力，誰擁有先進的戰斗機和高性能空空導彈，就擁有了決定空戰勝負的重要力量，進而可能影響整個戰爭過程。

本文綜合論述了空戰制勝機理和空戰準則，全面介紹了空戰體系的基本構成，系統回顧了空戰體系70年來的演變過程，凝練總結了體系構成、體系特征和標志性事件，展望了未來空戰體系的發展趨勢，指出了面臨的基礎科學和前沿技術問題。

1 空戰制勝機理和空戰準則

1.1 空戰制勝機理

20世紀人類社會進入了飛機時代，也逐漸進入了空戰時代。從1903年萊特兄弟發明飛機算起大概有120年了，而1921年朱里奧·杜黑發表《制空權》一書也已經整整100年了，從1945年世界上第一型空空導彈X-4出現也已經70多年了。飛機和空空導彈用于戰爭徹底改變了近現代戰爭的面貌，空中戰場已成為現代高科技戰爭的一個關鍵戰場。

回顧百年空戰史，空戰理論不斷推陳出新，武器裝備和關鍵技術不斷升級換代。展望未來發展，事關空戰“變”與“不變”的一些本源性問題值得深入思考，這就是空戰的制勝機理是什么？一百年來，空戰始終圍繞著如何先于對手完成攻擊，而又使對手無法完成攻擊，形成空戰雙方攻擊閉環的時間差，這成為空戰獲勝的基本準則，這一制勝機理至今未變。不同時代的空戰裝備不同，形成了角度準則、能量準則、體系準則等不同的空戰準則。

1.2 角度準則

角度準則是最早出現的空戰準則，起源于機炮戰時代，并延續到空空導彈戰時代，當前依然適用。雛形是波爾克空戰守則(Dicta Boelcke)，由德國飛行員奧斯瓦爾德·波爾克(Oswald Boelcke，1891—1916)提出，后來不斷發展完善[6]。

角度準則認為制勝關鍵是取得更有利的空間占位，主要通過滯后追逐、純追逐、領先追逐3種追逐模式(見圖1)實現。受武器能力限制，獲得尾追占位的一方(圖1中我方)能夠使用機炮或是空空導彈實施攻擊，被咬尾的另一方(圖1中敵方)基本無法使用武器進行反擊。

實戰中，持續保持尾追占位較困難。在需求牽引和技術進步的推動下，空空導彈從早期僅能在目標尾后小角度攻擊，發展到尾后大角度攻擊，進而可迎頭攻擊目標，乃至如今可全向攻擊目標。

1.3 能量準則

能量準則(Energy Maneuverability，EM)由美國飛行員約翰·伯伊德于1962年提出，主要適用于近距空戰。

能量準則將戰斗機空戰看作一個動能和勢能相互轉換的飛行過程，使用“剩余功率”表征一架飛機的空戰性能[7]，即

剩余功率(SEP)=(推力-阻力)×速度/重量

(1)

能量準則認為制勝關鍵是戰斗機擁有能量優勢，主要表現為更高的飛行速度、更好的機動性能和加速能力。擁有能量優勢的一方，由于發射初速更高，導彈能夠先敵命中；由于飛機的優良機動性，在受到導彈攻擊時，能夠通過機動擺脫或加速逃逸消耗導彈能量，降低被導彈命中的概率甚至甩掉導彈的攻擊。

1.4 體系準則

體系準則也是由約翰·伯伊德提出，核心是OODA循環。

OODA關注空中作戰全過程，具體組成見圖2。第1個“O”為Observe(觀察)，重點是態勢感知；第2個“O”為Orient(定位)，重點是對戰場態勢的分析研判；“D”為Decide(決策)，重點是確定作戰目標；“A”為Action(行動)，重點是武器攻擊。從機炮時代到空空導彈時代，OODA的外在表現形貌隨時代發生著變遷，但內在本質并沒有改變[8]。

體系準則認為制勝關鍵是形成雙方OODA閉環的時間差，率先完成的一方將獲取空戰優勢，主要表現為先敵發現、先敵發射、先敵命中和先敵脫離[9]。

體系準則對現代空戰體系和裝備發展影響深遠。圍繞O、O、D、A這4個環節，能夠加快已方OODA閉環的預警機、機載雷達、空空導彈等進攻性裝備得到長足發展，同時能夠遲滯對手OODA閉環的機動、干擾、隱身等反制性手段不斷涌現，推動著空戰體系在體系特征、裝備形態、核心能力等方面的深刻變革和演進。

2 空戰體系的基本構成

現代空戰體系主要由態勢感知、作戰飛機、空空導彈和飛行員構成。

2.1 態勢感知

態勢感知是一切常規作戰行動的基礎，直接影響和制約著作戰飛機和空空導彈性能的發揮，只有“看見”目標才能“發射”導彈。信息優勢與火力優勢相匹配才能充分發揮體系效能。

空戰體系的態勢感知主要依靠地面雷達、預警機和天基預警/偵查衛星等，載機的態勢感知主要依靠機載雷達、敵我識別和導彈來襲告警等，走過了從目視到雷達、從地面到空中、從機械掃描雷達到相控陣雷達、從信息單一來源到多源信息融合的發展歷程。

2.2 作戰飛機

作戰飛機是空戰的骨干力量，主要包括戰斗機、無人作戰飛機和武裝直升機等。

作戰飛機的性能直接影響空空導彈實戰效能。由于空戰“動打動”的特點，空空導彈在載機不同攻擊態勢下的發射距離存在較大差異。比如F-22A飛機以馬赫數1.5發射AIM-120空空導彈，可使導彈的最大發射距離相比亞音速發射提高約50%。

作戰飛機作為空空導彈的掛載和發射平臺，走過了從弱機動到強機動、從傳統飛機到隱身飛機、從武器外掛到武器內埋、從有人機編隊到有人/無人協同的發展歷程[10]。

2.3 空空導彈

空空導彈是空戰的“拳頭”，作為空戰體系的最后一棒，起到殺傷目標的作用。空戰體系的所有成員都在為空空導彈有效殺傷目標創造了有利條件。

空空導彈的性能高低直接影響著空戰的勝負。目前，空空導彈已經發展了四代，正在預研第五代，形成了紅外和雷達2種制導體系互補、遠中近距結合的裝備體系，走過了從定軸發射到離軸發射、從尾后攻擊到全向攻擊、從近距格斗到中遠距攔射、從簡單戰場環境到復雜戰場環境的發展歷程。

2.4 飛行員

飛行員是空戰的決策主體，是空戰一切行為的操作者和主導者[11]。

空戰是人、機、彈的緊密配合，知裝善用是成為一名優秀飛行員的基本要求。空戰就是飛行員不斷發掘己方裝備優點，同時捕捉對手裝備弱點的博弈過程。

空戰對飛行員的戰術素養要求較高。通過空戰實踐，飛行員發明了高舉高打、逆光占位、飛向太陽、貼地突防、躍升攻擊等多樣化空戰戰術，找到了半滾倒轉、L機動、鋸齒機動等規避導彈攻擊的有效機動樣式，創造了R50偏置制導、協同探測、接力制導、目標重置等適用中遠距攻擊的靈活戰法。特別是干擾和機動的結合運用，進一步為飛行員空戰攻防戰術的發明創造提供了廣闊的舞臺。

3 空戰體系的演變過程

在空戰使用需求、高新技術應用和空戰理論發展等共同推動下，70年來空戰體系不斷演進，體系構成、體系特征、主干裝備等方面都發生著重大變化。空戰體系是重點圍繞如何“用好導彈”來發展；而導彈是重點圍繞如何“好用”來發展。空戰體系已從機械化時代發展到了信息化時代，即將向智能化時代加速邁進，具體演變歷程見圖3。

3.1 早期空戰

空戰最早出現在一戰。早期空戰還沒有空戰體系的概念，主干裝備是第一代戰斗機+機槍/機炮。空戰形態主要依賴飛行員孤膽英雄式的單打獨斗。早期空戰的OODA形態見圖4。

這一時期，飛行員通過目視接敵，雙方抵近到幾百米范圍內追逐纏斗，誰能獲得更有利的空間占位誰就能夠取得空戰的勝利。

3.2 空戰體系1.0

空戰體系1.0從20世紀50年代開始逐漸構建，標志性事件是空空導彈出現并在1958年首次用于實戰。主干裝備是地面雷達+一代/二代戰斗機+一代/二代空空導彈，三者協同促使了空戰體系初步形成，空戰進入機械化時代，空戰體系1.0組成見圖5。

空戰體系1.0的特征表現為：① 以戰斗機平臺為中心；② 地面雷達融入空戰體系；③ 空戰以近距格斗為主。

這一時期，空空導彈得到快速發展，確立了紅外和雷達2種制導體制，但受技術水平限制攻擊距離一般在10 km以內，只能尾后攻擊小機動的目標[12]。

戰斗機迎來機動為王的時代，當受到空空導彈攻擊時，盡力大機動和加速逃逸成為飛行員擺脫空空導彈的主要選擇和有效戰術。

同時，針對空空導彈當時技術弱點，利用自然背景干擾成為規避導彈攻擊的另一種有效途徑，逆光占位、飛向太陽等空戰戰術大量使用。隨著技術進步，紅外誘餌彈、箔條等人工干擾開始出現。

3.3 空戰體系2.0

空戰體系2.0從20世紀80年代開始逐漸構建，標志性事件是預警機出現。主干裝備是預警機+三代戰斗機+三代/四代空空導彈，空戰體系開始逐漸走向成熟。空戰體系2.0組成見圖6，態勢感知成為空戰獲勝的基礎和前提,空戰迎來信息為王的時代。

空戰體系2.0的特征表現為：① 以預警機為中心，預警機成為空戰體系核心；② 中遠距空空導彈出現，超視距攻擊成為空戰主流[13]；③ 干擾和抗干擾成為永恒的主題。

這一時期，預警機和機載PD體制雷達的發展，將空戰交戰范圍擴展到了幾百千米，態勢感知優勢成為空中戰場最大的優勢，發揮壓倒性作用。

增射程成為空空導彈的重要發展方向。采用“捷聯慣導+數據鏈指令修正中制導+主動雷達末制導”復合制導方式的第四代雷達型空空導彈出現，攻擊距離從幾十千米，不斷增加到100 km以上[14]。

抗干擾成為決定勝負尤為重要的能力需求。拖曳式誘餌、面源干擾等新型人工干擾不斷涌現，電子戰飛機大量用于實戰。沒有干擾不了的導彈，也沒有永遠有效的干擾，空空導彈需要適應日益復雜的戰場電磁環境[15]。

戰斗機機動和干擾能力并重，兩者綜合運用催生了大量新的對抗戰術。同時，隨著交戰距離越來越遠，敵我識別成為一項重要的現實問題，相應的交戰規則也隨著時代在發展。

3.4 空戰體系2.5

空戰體系2.5基本上從2005年開始形成，標志性事件是F-22A隱身戰斗機的出現。主干裝備是預警機+隱身戰斗機+反隱身空空導彈。隱身飛機融入空戰體系，空戰進入信息化+隱身化時代。

與空戰體系2.0相比，空戰體系2.5的體系形貌基本相同，但體系特征更為顯著。空戰體系2.5的特征表現為：① 預警機仍是體系的中心；② 以超視距空戰為主；③ 隱身戰斗機融入體系，反隱身成為機彈共同面臨的難題；④ 機間鏈、機彈鏈廣泛應用，體系節點間的聯系更加緊密。

圖7給出了70年來戰斗機RCS不斷減小的發展趨勢。與傳統戰斗機相比，F-22A、F-35等隱身戰斗機的RCS降低了1～2個數量級[16]。圖8展示了預警機對非隱身戰斗機和隱身目標的探測能力，探測距離由500～600 km，壓縮到200 km左右。

隱身打破體系平衡！隱身使得機載雷達“看不遠”、空空導彈“打不遠”，帶來感知失效和武器失能，成為反制“信息為王”的重要手段[17]。為此，載機普遍采用相控陣雷達，空空導彈開始嘗試使用相控陣雷達導引頭和紅外/雷達復合導引頭[18]，地面米波雷達重煥生機。

同時，體系的信息化水平繼續提高，多機協同、接力制導等空戰戰術得以飛速發展，投擲式干擾等新型干擾走向靈巧化。

4 空戰體系的發展趨勢與展望

在空戰需求和技術發展的持續推動下，空戰體系還在不斷的演變和發展。從當前發展趨勢看，以智能、分布、協同等為要點的空戰體系3.0初露端倪，即將到來。

4.1 展望空戰體系3.0

空戰體系3.0將由隱身戰斗機、無人作戰飛機和第五代空空導彈構成，將由平臺為中心向網絡為中心轉變。

人工智能正逐漸成為戰爭形態質變的第一推動力。空戰體系3.0很可能將進入智能化時代。標志性事件是有人/無人智能協同的出現，成為可以預見的一種全新的作戰力量，必將改變空戰游戲規則。在2020年的納卡沖突、2022年的俄烏戰爭中，具有自主、智能等特征的多型無人機/巡飛器在偵察、打擊、評估等方面取得了突出戰果。無人智能裝備的實戰表現，帶來了讓人耳目一新的交戰樣式，也顛覆了傳統戰法和舊有觀念。

空戰體系3.0的體系特征是：

1)以網絡為中心，全平臺隱身。美軍提出“未來不采購不隱身的飛機”[19]，計劃在2035年前后實現主戰飛機的全隱身換代。

2)有人/無人協同成為空戰新形態[20]。智能無人機作為先遣機前突到高危戰場前沿，隱蔽抵近獲取敵方信息，有人機置身于敵火力范圍遠邊界，指揮無人機編隊實施攻擊閉環，實現從傳統射手向指揮官的轉變。美國開展了武庫機、忠誠僚機、飛行導彈掛架、SoSITE等多項演示驗證技術，探索空戰體系3.0的發展[21]。

3)臨近空間高速飛行器等新型裝備進入空戰。2022年的俄烏戰爭，俄“匕首”機載高超聲速武器已經用于實戰。預計2030年，高超聲速飛機或將實現武器化。

4)人工智能將得到廣泛應用，逐漸融入空戰體系[22]。早在2016年，美國辛辛那提大學與美國空軍實驗室合作的人工智能多機中距空戰系統(ALPHA)在模擬器中戰勝了退役空軍飛行員，被稱為“迄今為止最具有侵略性，反應迅速，最具活力和可行性的AI。

空戰體系3.0時代，OODA閉環時間差的制勝準則依然發揮著主導作用。

新近的幾場局部戰爭實踐表明，在偵察、信息引導、對地攻擊等較低對抗烈度場景下，無人智能優勢凸顯。無人智能裝備的大量運用有效提高了人主機輔的靈活性，結合信息高速作戰網絡支持，實現了戰場信息單向透明乃至戰場實時可視，使得作戰指揮決策更加直接和快捷。在實戰中甚至出現了一方已完成攻擊閉環，而另一方還未感知對方的壓倒性局面。

盡管在強不確定性、多任務、高威脅的現代空戰對抗條件下，無人機自主能力離實戰還有一定距離，但是隨著無人、分布、智能、協同的發展和融合，必將實現從人主機輔向人機融合轉變、從集中探測向分布式探測轉變[23]，OODA將演化為O2→A。對空戰體系3.0組成的展望見圖9。隨著武器裝備自主能力的提升，空戰必將進入智能為王的時代[24]。

4.2 預測空戰體系3.0+

腦科學、模糊數學、計算科學等基礎領域的突破性進展，將有力推動人類社會邁入智能時代的進程。

當前科學技術日新月異，發展迅猛，預測空戰體系V3.0+帶有很強的探索性，也有很大難度。在此，筆者就發展趨勢和技術方向進行大膽地預測，談幾點看法，供大家參考。

一是從體系構成上看，空戰體系V3.0+將由全域無人飛行器+自主智能武器構成，無人、自主、智能成為普遍特征。

二是從體系中心上看，空戰體系將從實體中心到泛化中心(網絡中心、分布式系統)轉變，最終發展到無中心。

三是從作戰域上看，智能戰爭或將代替實兵戰爭，不戰而屈人之兵[25]成為可能。腦域對抗成為新的作戰領域，腦機結合面臨終結者困境。

4.3 面臨的基礎科學和技術問題

可能影響未來空戰體系發展的主要有人機協同、自主性、互操作性、網絡安全和持久適應性5項基礎科學和技術問題。

一是人機協同。人機協同是指通過人機交互，機器能夠自主配合人的工作，實現人類智慧和AI的有機結合，充分發揮各自優勢協作完成任務。為實現人機協同，需要解決人機混合智能理論及算法、人機共融智能互聯技術、集群協同任務決策及行為控制技術、人機自適應數據策略、腦控技術等。

二是自主性[26]。自主性是指系統根據對世界、外界環境以及自身的理解，運用自身知識，自主地開發和選擇不同的行動方案以實現目標任務的能力，包括自主感知外界環境、自主適應環境變化、自主優化行動方案、自主完成任務目標等。為實現自主性，需要解決面向任務的彈性云技術、透明計算技術、基于零樣本/小樣本先驗數據的目標/干擾與環境智能認知技術、海量數據的自適應信息提取與智能融合技術等。

三是互操作性。互操作性是指無人系統之間、無人系統和有人系統之間能夠實時通訊、分享信息、合作完成任務的能力，能夠實現系統的能力倍增。為實現互操作性，需要采用開放式體系結構，制定一套通用接口與服務、標準數據總線、相關數據模型及信息共享方法，提高系統復用能力和任務彈性。

四是網絡安全。網絡安全是指通過一定的保護措施阻止未授權的控制、未授權或無意的數據披露，以確保各部件涉及的信息和數據安全的能力。為實現網絡安全，需要重點發展數學、信息與通信、先進材料和信息情報等學科。

五是持久適應性。持久適應性是指無人系統在較長時間內、在自身彈性組件的支持下，即使部件或組件出現問題，仍然能夠及時應對，消除不利影響，并繼續保持原有功能的能力。為實現持久適應性，需要解決自適應攻防對抗與系統自愈技術、先進高能量空間比能源技術、適應惡劣環境工況的免保障技術等。

5 結束語

空中戰場仍是軍事斗爭的主戰場，作用與地位將日益重要。空戰體系的發展以制勝機理和制勝準則為指導，以技術顛覆變革為基礎，以超越上一代為目標，空戰游戲規則、體系特征、體系構成及裝備形態等將不斷演變。展望未來，空戰體系必將在物質維和信息維雙賽道的交織博弈演進外，開辟以智能技術為驅動的自主維第三賽道，迎來空戰體系發展史上新的歷史時刻。

智能為王的空戰時代已然呼之欲出！