


















摘 要:""""" 對國外多彈協(xié)同項目發(fā)展這一新興領(lǐng)域的研究進行了綜合評述, 并對未來主要技術(shù)方向進行了展望。 首先, 梳理了現(xiàn)階段國外主要的多彈協(xié)同項目概況; 然后, 分析了這些項目的發(fā)展路線和內(nèi)在特點; 最后, 從六個方面探討了支撐多彈協(xié)同對抗的關(guān)鍵能力, 展望了未來需要重點關(guān)注的若干關(guān)鍵技術(shù)方向。 綜述表明, 多彈協(xié)同對抗已成為各國導彈武器系統(tǒng)發(fā)展的新方向和新競爭點, 現(xiàn)階段的智能化水平還難以確保多彈適應(yīng)未來真實體系化對抗運用需求。 在發(fā)展單彈智能化水平的基礎(chǔ)上, 提升彈間網(wǎng)絡(luò)通信、 協(xié)同探測感知、 協(xié)同任務(wù)規(guī)劃、 協(xié)同制導控制、 協(xié)同推演仿真等能力, 能夠為未來體系對抗條件下的多彈協(xié)同對抗能力建設(shè)提供新的思路。
關(guān)鍵詞:"""" 多彈協(xié)同; 多彈編隊; 協(xié)同對抗; 戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)法; 體系化; 網(wǎng)絡(luò)化
中圖分類號:"""" TJ765; V249
文獻標識碼:""" A
文章編號:"""" 1673-5048(2024)06-0001-13
DOI: 10.12132/ISSN.1673-5048.2024.0146
0 引" 言
當前, 國防科技領(lǐng)域正處于新一輪科技革命的關(guān)鍵時期, 加快無人智能對抗力量發(fā)展、 統(tǒng)籌網(wǎng)絡(luò)信息體系建設(shè)運用至關(guān)重要[1-3]。 近年來, 隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展, 以ChatGPT為代表的大語言模型(Large Language Model, LLM)的出現(xiàn)促進了國防領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型, 涌現(xiàn)了大量新技術(shù)[4-8], 使其成為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素, 催生了諸如網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)[9-10]、 進攻性蜂群戰(zhàn)[11-12]、 馬賽克戰(zhàn)[13-14]、 聯(lián)合全域作戰(zhàn)[15-16]等新的智能化對抗概念和對抗樣式, 對軍事領(lǐng)域產(chǎn)生了全方位的滲透與影響。
隨著智能化對抗概念與對抗樣式的不斷發(fā)展與逐步成熟, 未來對抗模式必將是體系與體系之間的對抗。 作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭中精確打擊武器的主角, 導彈在未來體系化對抗模式下, 必將面臨高強度對抗、 多任務(wù)需求、 體系化應(yīng)用等多種挑戰(zhàn)。 在該形勢下, 傳統(tǒng)的單枚導彈對抗所能發(fā)揮的效能將十分有限, 多彈協(xié)同對抗正是順應(yīng)了導彈智能化、 對抗體系化發(fā)展的時代需求。
多彈協(xié)同對抗通過網(wǎng)絡(luò)賦能, 將多枚導彈組成一個網(wǎng)絡(luò)化、 智能化、 一體化的整體, 有效實現(xiàn)彈間信息共享、 能力互補, 從而在鞏固單彈對抗優(yōu)勢的同時, 充分發(fā)揮導彈編隊的數(shù)量規(guī)模優(yōu)勢和體系對抗優(yōu)勢, 實現(xiàn)對目標的高效偵查、 打擊與毀傷等。 綜合而言, 開展多彈協(xié)同對抗研究主要具有以下幾方面的意義:
(1) 創(chuàng)新對抗運用。 在未來體系對抗環(huán)境下, 面對日益增強的導彈防御體系和防御能力, 為避免軍事大國構(gòu)建非對稱對抗能力、 進而威脅區(qū)域和平與穩(wěn)定, 多彈協(xié)同對抗可以為導彈提供更廣闊的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用空間和更加靈活多變的戰(zhàn)術(shù)選擇, 不斷推動信息化智能化條件下導彈對抗運用模式創(chuàng)新[17-18]。
(2) 形成規(guī)模優(yōu)勢。 隨著智能導彈技術(shù)的加速發(fā)展, 單枚導彈的對抗能力在不斷躍升。 多彈協(xié)同對抗能夠進一步提升導彈的信息聚合、 自主決策等能力, 實現(xiàn)導彈對抗時的時間、 空間、 安全等多維度協(xié)同, 克服單一導彈的對抗劣勢, 提高導彈對復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境、 高強度對抗條件的適應(yīng)能力, 從而充分發(fā)揮導彈編隊的規(guī)模優(yōu)勢[19-20]。
(3) 提升對抗效能。 在體系對抗中單平臺的對抗能力被極大限制, 多彈協(xié)同對抗以彈間協(xié)同為基礎(chǔ), 圍繞對抗任務(wù)與目標, 基于戰(zhàn)場環(huán)境、 對抗目標等信息的共享與處理, 不僅可有效降低己方對抗損耗, 增大對手干擾、 攔截難度, 更可實現(xiàn)偵查、 干擾、 突防、 打擊等任務(wù)的合理規(guī)劃與決策, 大幅度提高導彈在體系對抗中的綜合對抗效能[21-23]。
針對現(xiàn)階段多彈協(xié)同對抗的發(fā)展情況, 本文系統(tǒng)梳理了現(xiàn)階段國外協(xié)同對抗主要項目概況, 分析了這些項目的發(fā)展路線和內(nèi)在特點, 在此基礎(chǔ)上從六個方面探討了多彈協(xié)同對抗的關(guān)鍵能力需求, 展望了未來需要重點關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)方向。
1 國外多彈協(xié)同項目發(fā)展概況
1.1 美" 國
美國正在加快推動導彈網(wǎng)絡(luò)化、 協(xié)同化、 自主化的構(gòu)建與提升進程, 以使不同類型的導彈能夠?qū)崿F(xiàn)實時交互與自主協(xié)同對抗, 提升導彈的決策效率與對抗效能。
(1) 遠程反艦導彈項目
遠程反艦導彈(Long Range Anti-Ship Missile, LRASM)是由美國國防部高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)、 美國海軍、 美國空軍于2009年起聯(lián)合推動的新一代遠程反艦導彈(見圖1), 是美軍目前最新型多平臺發(fā)射的隱身亞聲速巡航導彈, 具有射程遠、 隱身性好、 抗干擾能力強、 智能化程度高等特點[24-25]。 該導彈由美國洛克希德·馬丁公司負責研制, 由美國海軍和DARPA共同出資, 初衷是替代當時已經(jīng)服役了30余年的“魚叉”反艦導彈。 LRASM項目從2009年啟動, 計劃初期曾是AB兩個子計劃同時運作。 LRASM-A計劃是以JASSM-ER導彈為基礎(chǔ)改良的亞聲速反艦導彈, LRASM-B計劃則是采用沖壓發(fā)動機的超聲速反艦導彈, 但是在2012年1月取消, 后來僅有LRASM-A計劃進入實際工程開發(fā)[24]。 LRASM原型彈在2013年初進行測試, 2014年底全備彈完成首度試射, 具體發(fā)展路線如表1所示。
為了提升對目標的生存能力和毀傷效能, LRASM集成了抗干擾的GPS/INS+數(shù)據(jù)鏈的制導體制, 具有紅外成像制導+被動雷達制導的多模導引頭, 主要性能參數(shù)如表2所示。 LRASM從立項伊始就受到了“分布式殺傷”和“空海一體戰(zhàn)”等對抗體系概念的影響, 其對抗構(gòu)想如圖2所示。 該導彈巡航高度可設(shè)定和自主改變, 通過先進的制導技術(shù)及穩(wěn)定可靠的雙向數(shù)據(jù)鏈技術(shù), 可實現(xiàn)防區(qū)外遠程打擊、 先進綜合突防、 自主智能對抗、 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同對抗。 按照美國空軍的演習規(guī)劃, 4架B-1B轟炸機可一次性投送96枚LRASM導彈, 以驗證大規(guī)模導彈集群的協(xié)同反艦?zāi)芰Α?與目前的反艦導彈不同, LRASM能夠進行自主瞄準, 依靠機載瞄準系統(tǒng)獨立獲取目標, 而無需事先獲取精確情報或像全球定位衛(wèi)星導航和數(shù)據(jù)鏈這樣的支持服務(wù)。 此外, 該導彈被設(shè)計成帶有反制措施, 能夠躲避對方的主動防御系統(tǒng)。
據(jù)美國《防務(wù)郵報》報道, 美國海軍在2024年4月5日首次完成了4枚LRASM的協(xié)同飛行測試(見圖3)。 該測試由美國海軍與洛克希德·馬丁公司合作完成, 全面驗證了LRASM系統(tǒng)從任務(wù)規(guī)劃到殺傷鏈整合, 再到打擊目標的實戰(zhàn)能力, 充分展示了LRASM的高效殺傷力。 此次成功試射也標志著美國海軍在高端武器系統(tǒng)領(lǐng)域邁出了重要一步。
(2)" 新型“戰(zhàn)斧”巡航導彈
“戰(zhàn)斧”巡航導彈是一種多用途的巡航導彈, 主要用于精準攻擊設(shè)防區(qū)域內(nèi)的目標, 是美國現(xiàn)役最主要的巡航導彈之一[31]。 20世紀80年代, 為應(yīng)對蘇聯(lián)水面艦艇部隊, 美國海軍研制并列裝了BGM-109B“戰(zhàn)斧”反艦巡航導彈, 其射程超過1 600 km, 能夠在艦隊防區(qū)外進行攻擊。 該導彈使用高爆彈頭、 先進雷達導引頭和高速處理器, 進一步提高了導彈搜索、 水面目標跟蹤和對艦船的毀傷能力[32]。 此外, 該導彈還擁有反輻射模式, 能夠跟蹤并鎖定艦船電子戰(zhàn)系統(tǒng)的主動電子干擾信號源, 引導導彈對其進行攻擊。
“戰(zhàn)斧”巡航導彈的具體發(fā)展路線如表3所示。 據(jù)美國《防務(wù)新聞》2021年初報道, 美國海軍一艘阿利·伯克級導彈驅(qū)逐艦發(fā)射2枚新型“戰(zhàn)斧”巡航導彈(Block5), 分別命中靶標(見圖4), 標志著這種新型巡航導彈具備實戰(zhàn)能力, 試驗推動了該型導彈在美國海軍的列裝。 新型“戰(zhàn)斧”巡航導彈采用了雙向數(shù)據(jù)鏈, 在網(wǎng)絡(luò)化對抗過程中, 美國海軍希望該導彈能和小型無人機協(xié)同對抗, 控制中心根據(jù)小型無人機獲取的目標狀態(tài)對“戰(zhàn)斧”導彈重新定向, 以驗證“戰(zhàn)斧”導彈與小型無人機協(xié)同對抗的可行性, 擴大其戰(zhàn)術(shù)運用范圍。
(3) “灰狼”導彈項目
LRASM和新型“戰(zhàn)斧”巡航導彈Block5是在導彈武器型號研制或改進過程中融入了多導彈分布式協(xié)同對抗理念的新的具體武器型號, 而“灰狼”導彈則完全是美國空軍為了驗證“多巡航導彈分布式協(xié)同打擊技術(shù)”于2017年3月推出的網(wǎng)絡(luò)化、 低成本巡航導彈技術(shù)演示驗證項目[29](見圖5)。 該項目最早可追溯到2016年初以美國空軍研究實驗室巡航導彈為名開展的信息征詢活動, 具體發(fā)展路線如表4所示。
“灰狼”導彈是一種低成本亞音速的巡航導彈, 采用開放式體系結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計, 能夠迅速更換戰(zhàn)斗部和發(fā)動機, 特別強調(diào)了網(wǎng)絡(luò)化對抗能力, 能夠協(xié)同發(fā)起蜂群攻擊, 主要用于對付世界各國的集成防空系統(tǒng), 其任務(wù)靈活性高。 低成本是“灰狼”導彈最大的特點, 使用商業(yè)級的制導系統(tǒng)、 傳感器, 導彈導引頭需要具備多種模式, 可在惡劣氣象條件下對抗, 甚至包含電子戰(zhàn)功能、 防欺騙能力。 “灰狼”導彈另一個戰(zhàn)術(shù)設(shè)想是變身誘餌, 采用模塊化系統(tǒng)后, “灰狼”導彈可模擬大型航空器的特征, 變成誘餌, 讓對方防御系統(tǒng)發(fā)射導彈予以攔截, 從而消耗對方防空導彈數(shù)量。
作為一個技術(shù)演示驗證項目, “灰狼”導彈的核心目標是回答以下兩個關(guān)鍵問題: 第一, “灰狼”導彈能否以“極低”的價格進行生產(chǎn), 需要哪些相關(guān)的設(shè)計和制造技術(shù); 第二, “灰狼”導彈是否可以有效部署在網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同編隊中, 需要哪些相關(guān)的對抗概念和技術(shù)。 值得一提的是, 盡管“灰狼”導彈項目被取消, 但其理念與技術(shù)將被繼承。 在“灰狼”項目下研制的TDI-J85渦輪噴氣發(fā)動機已經(jīng)成功完成空中試車, 在空射巡航導彈、 誘餌彈、 無人機等低成本系統(tǒng)上擁有廣泛應(yīng)用前景。 另外, “灰狼”導彈采用模塊化、 開放式系統(tǒng)架構(gòu), 其彈體設(shè)計也可為其他相關(guān)導彈項目提供支持。
(4)" “金帳汗國”項目
由于美國空軍對武器網(wǎng)絡(luò)化對抗領(lǐng)域持有強烈興趣, 2019年3月, 美國空軍授予科學應(yīng)用與研究協(xié)會公司價值1億美元的合同, 用于開發(fā)“金帳汗國”項目中所需的新型彈藥技術(shù)及綜合武器驗證。 該項目是同“灰狼”導彈項目類似的驗證“彈藥網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同對抗技術(shù)”的演示驗證項目, 不同之處在于該項目中不涉及全新的低成本導彈武器平臺設(shè)計, 而是選擇直接在現(xiàn)有武器平臺基礎(chǔ)上盡快進行網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同能力建設(shè)[37-38]。
“金帳汗國”項目初步選定的協(xié)同對抗武器平臺包括小直徑炸彈(SDB-I/II)、 聯(lián)合空地防區(qū)外導彈及其增程型(JASSM, JASSM-ER), 以及小型空射誘餌彈MALD-J, 這三種武器平臺在美國空軍都大量裝備, 且本身都具備一定的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同對抗能力, 將成為“金帳汗國”項目發(fā)展的重要基礎(chǔ)。 “金帳汗國”項目的概念圖如圖6所示,
旨在將傳統(tǒng)的精確制導炸彈或其他類型的可發(fā)射式機載制導武器與人工智能和“蜂群”網(wǎng)絡(luò)自主協(xié)同對抗技術(shù)相融合, 以實現(xiàn)這些機載制導武器在發(fā)射后的飛行航線自主規(guī)劃和對目標的自主協(xié)同攻擊, 提高機載精確制導武器的網(wǎng)絡(luò)化、 自主化和協(xié)同化能力, 增強其在未來對抗中的使用靈活性和對抗效能, 具體發(fā)展路線如表5所示。
在前期大量技術(shù)儲備的基礎(chǔ)上, “金帳汗國”項目已開展多次實際飛行試驗(見表6)。 據(jù)美國《空軍雜志》2023年11月11日報道, 美國空軍“先鋒”技術(shù)孵化器項目中“金帳汗國”與“天空博格人”兩個項目都將在2023年融入“協(xié)同對抗飛機”項目中, 并正式納入采辦序列, 成為美國空軍未來對抗系統(tǒng)的重要組成部分。 這也意味著, 經(jīng)過3年多時間發(fā)展的“金帳汗國”項目, 即將從早期的概念階段進入到實際應(yīng)用階段。 根據(jù)美國空軍目前的計劃, 作為今后美國空軍未來對抗系統(tǒng)的重要組成部分, “金帳汗國”項目里開發(fā)的配套武器, 都會與美國空軍當前使用的大部分主力戰(zhàn)機和今后的NGAD、 B-21“突襲者”隱身戰(zhàn)略轟炸機等新銳戰(zhàn)機進行相應(yīng)的結(jié)合, 從而更好地服務(wù)于美國空軍的“穿透型制空”戰(zhàn)法。 如此, 也就能進一步提升美國空軍之后的整體對抗能力。
1.2 俄 羅 斯
從海上對抗力量上看, 反艦導彈是摧毀對手海上目標的關(guān)鍵性武器。 對于俄羅斯而言, 反艦導彈依靠超遠射程和精確命中率等優(yōu)勢, 成為其對抗美軍航空母艦等大型戰(zhàn)艦的殺手锏。 依托P系列的導彈研制計劃, 俄羅斯開啟了多彈協(xié)同對抗模式在工程實踐方面的探索[42]。
在眾多研制計劃中, P-500反艦導彈(代號“玄武巖”)和P-700(代號“花崗巖”)是兩個聲名遠揚的代表[43], 兩者主要性能及發(fā)展情況如表7所示。 P-500導彈最多可由8枚組成一個“編隊”, 并指定其中1枚為“領(lǐng)彈”。 對于該導彈編隊, “領(lǐng)彈”將保持5 000~7 000 m的高度飛行, 并打開雷達導引頭以搜索目標, 其他“從彈”則關(guān)閉導引頭, 維持30 m的低空無線電靜默飛行, 并和“領(lǐng)彈”進行信息交互共享。 盡管P-500反艦導彈編隊戰(zhàn)術(shù)中有1枚或多枚的長彈可能在飛行途中被探測并擊落, 但其他導彈仍將保持低空高速飛行狀態(tài), 以穿透防空網(wǎng)。 P-700導彈在融合陸、 海、 空、 天等多類傳感器信息基礎(chǔ)上," 能對目標數(shù)據(jù)進行解算后實施任務(wù)規(guī)劃和自主攻擊, 其主要用途是攻擊海上大型的水面艦艇編隊, P-700導彈已體現(xiàn)出了智能化導彈的初步特征。
由于俄羅斯多彈協(xié)同方面公開資料較少, 對于P系列導彈研制計劃, 盡管受制于當時技術(shù)限制, 多彈協(xié)同對抗水平相對較低, 但已具備網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同雛形, 其戰(zhàn)術(shù)價值影響深遠, 不容小覷。
1.3 英" 國
2021年7月1日, 英國國防部宣布向其國防科技實驗室(Defence Science and Technology Laboratory, DSTL)撥款350萬英鎊, 用于開展“協(xié)同打擊武器技術(shù)演示器”(Cooperative Strike Weapons Technology Demonstrator, CSWTD)項目[45]。 該項目旨在探索如何通過升級彈載軟件實現(xiàn)彈間通信, 使導彈系統(tǒng)能夠協(xié)同打擊目標, 提升其對威脅或場景變化的響應(yīng)能力, 從而增強現(xiàn)有武器系統(tǒng)的綜合效能。 7月5日, 英國國防部發(fā)布了該項目中“協(xié)同導彈技術(shù)”的說明視頻。 如圖8所示, 在3枚導彈實施協(xié)同對抗的場景中, 基于彈間通信網(wǎng)絡(luò), 3枚導彈先后進行協(xié)同規(guī)劃和目標分配, 其中2枚導彈打擊新出現(xiàn)的高價值目標, 1枚導彈打擊原有目標。 該技術(shù)方案及對抗場景和美國的“金帳汗國”項目如出一轍。
據(jù)悉, CWSTD項目于2021年4月啟動預(yù)研, 原計劃2023年內(nèi)完成全部工作。 如果進展順利, 英國有望在5年內(nèi)完成該項目的飛行試驗。
1.4 其他國家
2024年3月11日, 印度總理納倫德拉·莫迪宣布印度成功試射了首枚能夠攜帶多彈頭的“烈火-5”導彈, 具備協(xié)同對抗能力。 這一里程碑式的事件標志著印度在導彈技術(shù)領(lǐng)域的重大突破, 進一步提升了其在地區(qū)乃至全球的戰(zhàn)略威懾能力。 此外, 2024年5月28日, 德法安全與防務(wù)委員會在德國柏林郊外的梅澤貝格宮發(fā)表聯(lián)合聲明稱, 德國和法國已同意在未來共同開發(fā)遠程導彈, 旨在瞄準未來體系化對抗需求。
總體而言, 多彈協(xié)同對抗已成為世界軍事變革的一個重要發(fā)展方向, 當前各軍事大國均認識到多彈協(xié)同在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的巨大價值, 紛紛加大經(jīng)費投入, 加快布局推進相關(guān)武器裝備和對抗系統(tǒng)的研制和試驗, 以期盡快形成對抗能力。
2 多彈協(xié)同對抗關(guān)鍵技術(shù)展望
多彈協(xié)同對抗基于彈間通信網(wǎng)絡(luò), 能夠形成多種高效的協(xié)同對抗樣式, 極大地提升導彈武器系統(tǒng)的綜合對抗效能, 已成為精確制導領(lǐng)域的一個研究熱點。 多彈協(xié)同對抗是一個典型的多學科交叉綜合研究與應(yīng)用領(lǐng)域[47-49], 除了要加強對抗理論創(chuàng)新與裝備體系頂層規(guī)劃設(shè)計外, 多彈協(xié)同對抗未來還需要重點關(guān)注和發(fā)展以下六大關(guān)鍵能力與技術(shù)(見圖9)。
2.1 單彈智能自主能力
單彈智能自主能力是多彈編隊協(xié)同對抗的重要前提。 現(xiàn)階段, 在傳統(tǒng)控制方法的加持下, 導彈已基本具備簡單對抗場景下的姿態(tài)控制能力。 如圖10所示, 面對未來日益復(fù)雜的任務(wù)需求, 未來多彈協(xié)同對抗要求導彈還要進一步提升環(huán)境適應(yīng)、 態(tài)勢感知、 健康管理、 規(guī)劃決策、 精確制導和智能突防等能力[50-54]。 只有保證單彈智能化水平的不斷進階, 才能保證多彈編隊在協(xié)同對抗中實現(xiàn)1+1>2的根本目標。
2.2 彈間網(wǎng)絡(luò)通信能力
彈間網(wǎng)絡(luò)通信能力是多彈編隊協(xié)同對抗的核心要素。 多彈協(xié)同對抗具備大規(guī)模、 無中心等特點。 對于多彈協(xié)同對抗場景, 各導彈可以類比為彈間通信網(wǎng)絡(luò)中的各個獨立節(jié)點, 各節(jié)點之間依靠通信模塊實現(xiàn)彈間信息的交互傳遞[55]。 從網(wǎng)絡(luò)層面來看, 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)絡(luò)拓撲切換、 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)交互、 節(jié)點加入或退出、 網(wǎng)絡(luò)攻擊與安全性等因素[56-58])來確保彈間通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性、 可靠性、 擴展性、 安全性和魯棒性。 從通信層面來看, 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注通信的信息尺度(如通信協(xié)議、 通信帶寬、 通信時延等因素[59-61]), 從而增強彈間網(wǎng)絡(luò)通信的一致性、 適應(yīng)性、 可靠性和穩(wěn)定性。
2.3 協(xié)同探測感知能力
協(xié)同探測感知能力是多彈編隊協(xié)同對抗的中間橋梁。 基于彈間通信網(wǎng)絡(luò), 多枚導彈進行態(tài)勢信息的交互共享, 實現(xiàn)對目標多維度的解析, 從而增強多彈協(xié)同對抗的柔韌性和靈活性, 為多彈編隊整體的任務(wù)規(guī)劃和指令響應(yīng)提供關(guān)鍵支撐[62]。 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注多源多域協(xié)同探測感知技術(shù)和多彈編隊協(xié)同探測制導一體化技術(shù)[63-64]。 從近年來的沖突事件可以看出, 未來對抗模式一定是體系與體系之間的對抗, 多彈如何在如此繁雜龐大的對抗模式下持續(xù)發(fā)揮自身規(guī)模優(yōu)勢至關(guān)重要。 具體來看, 未來多彈編隊需要構(gòu)建標準化的交互共享機制, 在陸、 海、 空、 天、 電、 磁等不同對抗空間進行態(tài)勢信息的交互共享, 達到滿足復(fù)雜戰(zhàn)場態(tài)勢感知、 指控一體等任務(wù)需求(見圖11), 支撐體系化對抗模式下對抗效能的最大化。 另一方面, 現(xiàn)有的探測和制導回路是通過解耦設(shè)計, 制導律解算時只考慮目標探測信息的傳遞, 沒有考慮探測和制導之間的耦合影響, 會造成信息缺失。 實際上, 探測與制導兩個環(huán)節(jié)需要緊密耦合: 制導需要實時估計的目標信息作為輸入, 且制導也會影響目標探測狀態(tài)和測量方程的構(gòu)建以及觀測條件, 兩者存在較高的耦合度, 解耦設(shè)計會造成信息缺失, 導致體系化對抗模式下多彈編隊的抗干擾能力不足。
2.4 協(xié)同任務(wù)規(guī)劃能力
協(xié)同任務(wù)規(guī)劃能力是多彈編隊協(xié)同對抗的必要條件。 導彈編隊根據(jù)獲取的態(tài)勢信息, 需要進行對抗任務(wù)的分解和分配, 確保后續(xù)對抗任務(wù)的高效執(zhí)行, 維持整個導彈編隊的正常運轉(zhuǎn)[65]。 從個體層面來看, 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注具備快速響應(yīng)的在線多約束彈道規(guī)劃技術(shù), 確保在復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境下生成理想的彈道軌跡。 從群體層面來看, 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注面向多彈協(xié)同的多約束快速彈道規(guī)劃技術(shù)(非理想網(wǎng)絡(luò)通信條件、 考慮彈間避碰因素、 導彈加入/退出因素等)、 任務(wù)規(guī)劃硬件環(huán)境建模技術(shù)和目標分配技術(shù)[66-68]。 多彈彈道規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展需建立在彈道規(guī)劃技術(shù)的基礎(chǔ)上, 綜合考慮外界環(huán)境、 通信網(wǎng)絡(luò)、 時空約束等條件, 具有高非線性、 高耦合性和高復(fù)雜度的特點, 主要涉及建模分析、 耦合處理、 規(guī)劃算法等三部分, 具體發(fā)展思路如圖12所示。 此外, 未來體系化的對抗模式下, 要求導彈編隊具備快速為每一枚導彈分配對抗目標的能力, 避免對抗資源的沖突與浪費, 確保每一枚導彈“物盡其用”。
2.5 協(xié)同制導控制能力
協(xié)同制導控制能力是多彈編隊協(xié)同對抗的直接響應(yīng)。 導彈編隊基于態(tài)勢信息, 計算生成制導指令, 導引導彈向?qū)鼓繕诉\動, 并滿足時間維度(同時達到、 波次到達等約束)、" 空間維度(打擊角度、 視場角、" 編隊構(gòu)型等約束)和態(tài)勢維度(導彈編隊協(xié)同圍捕)的協(xié)同打擊[69-77], 以提升對目標的毀傷概率和毀傷效能。 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)關(guān)注規(guī)模化、 智能化、 綠色化和強對抗的協(xié)同制導控制技術(shù)。 規(guī)模化是指面向大規(guī)模導彈集群, 建立有效的協(xié)同機理, 合理地調(diào)動每一枚導彈的角色積極性, 實現(xiàn)大規(guī)模對抗模式下導彈編隊的協(xié)同制導控制能力; 智能化是指利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 強化學習等人工智能技術(shù), 提升導彈編隊在體系化對抗模式下的對抗效能, 賦能導彈編隊智能化協(xié)同對抗能力; 綠色化是指在保證原有時間/空間維度協(xié)同打擊的前提下, 進一步提升導彈編隊的能量消耗、 控制性能優(yōu)劣、 收斂性能快慢等約束, 確保導彈編隊整體對抗效能的最大化; 強對抗是指探究導彈編隊在強對抗環(huán)境中新的對抗樣式和攻防對抗策略, 從而順應(yīng)復(fù)雜多元化的攻防對抗發(fā)展趨勢。 總的來看, 規(guī)?;?智能化、 綠色化和強對抗的發(fā)展思路瞄準了導彈本身性能層面和未來體系化對抗的協(xié)同能力需求, 從多維度構(gòu)建了導彈協(xié)同制導控制能力清單。
2.6 協(xié)同推演仿真能力
協(xié)同推演仿真能力是多彈編隊協(xié)同對抗的重要支撐。 在體系化對抗模式下, 如何高效校驗多彈編隊協(xié)同對抗能力至關(guān)重要。 作為一種重要的預(yù)實踐方式和手段, “推演”被廣泛運用于模擬演訓、 沖突分析、 危機分析等領(lǐng)域[78-81]。 《孫子兵法·虛實篇》指出: 故善攻者, 敵不知其所守; 善守者, 敵不知其所攻。 通過構(gòu)建推演仿真能力, 多彈編隊能夠洞穿對手制造的戰(zhàn)爭迷霧, 更好地做到知彼知己。 推演貴在“推”的過程, 因為其允許多彈編隊在協(xié)同推演仿真過程中失敗、 再失敗, 經(jīng)歷損失、 適應(yīng)、 創(chuàng)新。 雖然推演過程永遠無法窮盡未來真實戰(zhàn)場上可能出現(xiàn)的各種意外, 但如果做得好, 就能讓整個導彈編隊為未來潛在沖突做好準備。 未來多彈協(xié)同對抗更應(yīng)創(chuàng)造一種適合的協(xié)同推演仿真環(huán)境, 以便在不完整和不完美的態(tài)勢占據(jù)上風的對抗“迷霧”和“摩擦”中, 應(yīng)用批判性推理技術(shù)并分析協(xié)同對抗策略, 從而牽引促進導彈編隊智能化設(shè)計方法, 孵化新的體系化多彈協(xié)同對抗樣式。
值得一提的是, 近年來隨著人工智能技術(shù)的日益成熟, LLMs以其卓越的自然語言處理能力和廣泛的知識庫, 為多彈協(xié)同對抗推演仿真技術(shù)發(fā)展提供了前所未有的智能化和精細化支持[82-85]。 首先, LLMs能夠深入理解復(fù)雜的指令和語境, 使協(xié)同對抗推演中的信息交流更加精準和高效。 其次, LLMs具備強大的知識融合和推理能力, 能夠為推演提供豐富的背景信息和決策支持。 通過對海量數(shù)據(jù)的深度學習和分析, LLMs能夠準確理解并整合來自不同領(lǐng)域的知識, 為協(xié)同對抗過程中的指揮控制人員提供全面的情報分析和建議。 在面對復(fù)雜多變的對抗環(huán)境時, 大語言模型能夠基于現(xiàn)有的戰(zhàn)場態(tài)勢和對抗規(guī)則, 通過邏輯推理和常識推理, 預(yù)測雙方的可能行動和反應(yīng), 為推演人員提供有力的決策依據(jù)。 此外, LLMs還能夠通過多模態(tài)輸入和輸出, 實現(xiàn)與仿真系統(tǒng)的深度集成。 在協(xié)同對抗推演中, 不僅需要處理文本信息, 還需要處理圖像、 視頻等多媒體數(shù)據(jù)。 LLMs支持將這些多媒體數(shù)據(jù)作為輸入或輸出選項, 使得仿真系統(tǒng)能夠更加直觀地展示對抗態(tài)勢和推演結(jié)果, 提高推演的真實感和可信度。 通過大量的推演學習和訓練仿真, LLMs不僅可以快速高效地驗證協(xié)同對抗策略的有效性, 還有助于反哺導彈總體設(shè)計, 定位導彈性能劣勢短板, 反哺未來面向體系化對抗的導彈總體優(yōu)化方向。
3 結(jié)" 論
本文以多彈協(xié)同對抗為背景, 系統(tǒng)梳理了現(xiàn)階段國外多彈協(xié)同項目的發(fā)展情況, 分析展望了未來多彈協(xié)同對抗需重點關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)。
(1) 從發(fā)展路線和項目特點出發(fā), 綜述了現(xiàn)階段國外協(xié)同對抗項目概況, 并簡要分析了項目的主要特點。
(2) 從單彈維度和協(xié)同維度出發(fā), 探討了多彈協(xié)同對抗未來應(yīng)重點關(guān)注的智能自主、 彈間網(wǎng)絡(luò)通信、 協(xié)同探測感知等發(fā)展方向。
總的來看, 多彈協(xié)同對抗是未來體系化對抗模式下的必然趨勢和時代產(chǎn)物。 現(xiàn)階段的智能化水平還難以確保多彈適應(yīng)未來真實體系化對抗運用需求。 在未來發(fā)展中, 可以遵循先小后大、 先簡后繁、 先同構(gòu)后異構(gòu)、 先同域后跨域的發(fā)展思路, 支撐未來多彈協(xié)同對抗的智能化可持續(xù)發(fā)展。
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Development and Key Technologies Outlook of Foreign
Multi-Missile Collaborative Projects
Liu Shuangxi1, 2, Xu Xiaoping3, Huang Wei1, 2*, Yan Binbin4, Lin Zehuai4, Ma Wenhui5
(1. College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;
2. Hypersonic Technology Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;
3. Beijing Institute for Advanced Study, College of Advanced Interdisciplinary Studies,
National University of Defense Technology, Beijing 100101, China;
4. School of Astronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China;
5. School of Sciences, Xi’an Technological University, Xi’an 710021, China)
Abstract: A comprehensive review is conducted on the research in the emerging field of multi-missile collaborative projects internationally, with an outlook on the major technological directions for the future. Firstly, an overview of current major multi-missile collaborative projects abroad is provided, followed by an analysis of their development trajectories and intrinsic features. Finally, the key capabilities underpinning multi-missile collaborative engagement are explored across six aspects, alongside a look ahead at key technological directions that merit special focus in the future. The review indicates that multi-missile collaborative engagement has emerged as a new direction and focal point of competition in the development of missile weapon systems globally. Given the current state of intelligence, it remains challenging to ensure that multiple-missiles can meet the demands of future systematic combat operations. Building on the intelligence of individual missiles, enhancing inter-missile capabilities in network communication, cooperative detection and sensing, cooperative task planning, cooperative guidance and control, and cooperative simulation can offer innovative approaches for enhancing multi-missile collaborative engagement capabilities in future systemic confrontations.
Key words:" multi missile collaboration; multi missile formation; collaborative confrontation; tactical tactics; systematic; networking