中国指挥与控制学会会刊 
1 中远程防空导弹武器系统面临的威胁环境
1.1 中远程防空导弹武器系统庞大而难以隐藏
2022年,乌克兰从欧洲国家接收的四套中远程防空导弹武器系统,就是因为武器系统的车队过于庞大而导致尚在机库中即被俄罗斯通过卫星照片和相关情报分析和锁定了具体位置,随即俄军朝锁定的位置发射了超远程的巡航导弹,对其进行了彻底摧毁。
2023年,乌克兰的一队正在浩浩荡荡转移中的中远程防空导弹武器系统,被小型无人机携带的相机在数千米外侦测到,无人机实时将目标定位的坐标及车队行进方向发送给了后方的指控中心,指控中心调度了近程弹道导弹对防空导弹武器系统庞大的车队进行了摧毁。
1.2 中远程防空导弹武器系统易被被动侦测定位且撤收时间太长
防空导弹武器系统能够发挥作用的一个前提条件是雷达开机并对外辐射电磁波。根据雷达的作用距离公式,雷达在主动探测模式下的探测距离与雷达的孔径功率积的四次方根成正比,雷达在被动探测模式下的探测距离与被探测雷达的口径功率积的平方根成正比。尽管,现代雷达都大量采用了低可探测波形技术,但仍然效果不理想。因此,通常来说雷达在工作条件下更容易先被探测而不是先探测到敌方。
在攻防对抗过程中,进攻方更容易先探测到某区域有个防空导弹武器系统,并且是不会轻易冒险进入的。如果选择进入,那么一定是非常清楚该防空导弹武器系统的能力边界。如预警机、远距离支援干扰机,采用巡飞在防空导弹武器系统的杀伤空域之外的策略。此时,进攻方采用超低空飞行突入再拉升发射空地导弹或反辐射导弹,或者直接发射超远程巡航导弹,那么留给防空导弹武器系统的选择就剩下两个。一个选择是探测跟踪这些导弹并发射地对空导弹进行拦截作战,但是当面对多发空地导弹、反辐射导弹同时攻击时,地面防空导弹武器系统就有些捉襟见肘了,防空作战探测和指令通道数量不够,导致不能及时发射对应数量或更多数量的地对空导弹来拦截应对。另一个选择是关闭制导雷达、开启雷达诱饵、快速撤收防空导弹武器系统,然而中远程防空导弹武器系统的撤收时间通常在5分钟以上,小于空地导弹、反辐射导弹从发射到到达的时间。
总的来说,当前中远程防空导弹武器系统在与飞机对抗作战过程中,常处于被动局面,这也是这次俄乌冲突中,双方的地面防空导弹武器系统都不仅表现欠佳,还大量出现未能及时发射拦截导弹即被摧毁的最主要原因之一。相反,便携式防空导弹以其小巧的体积和灵活的部署,通过单兵或班组携带藏匿在乌东部、北部和南部的大小村庄中,取得了不小战绩,使得俄军即使在摧毁了几乎所有乌军中远程防空导弹武器系统的情况下,仍不敢放肆以低空飞行轰炸乌境内目标。
1.3 中远程防空导弹武器系统应对超低空飞行器的能力较弱、拦截效费比极低
在俄乌冲突的中后期,乌军多次大量使用自杀式无人机,以超低空方式飞行数百、数千千米后打击俄境内的兵工厂、机场等重要固定目标。然而俄军的中远程防空导弹武器系统应对的方法较为被动和无奈。这主要是受地球曲率和地面树林、房屋、山脉等遮挡物影响,中远程防空导弹武器系统雷达难以有效在较远距离探测和发现超低空飞行的无人机目标。并且,这类自杀式无人机目标价廉量多,乌军常常都是指挥数十架、上百架的自杀式无人机一起行动,使得俄防空部队疲于应对[7]。这类自杀式无人机的单价低于中远程防空导弹的价格,单次行动出现的数量又特别多,危害巨大,需部署多套防空导弹武器系统保护一个重要场地。这使得俄防空部队面临防空导弹武器系统不够用、拦截导弹数量不够用、打不起的困境。
1.4 中远程防空导弹武器系统无法拦截防区外的大型高价值目标
针对几种典型飞机目标,世界上知名的几种典型中远程防空导弹武器系统,如F16、米格29、鹰狮、台风等,设计的武器系统的最远拦截斜距在300 km以内。防空导弹武器系统的雷达对典型飞机目标的预警距离、探测跟踪距离、拦截导弹速度特性及过载能力等指标都是按此要求进行具体设计。
对于更大型目标,如预警机、加油机、大型轰炸机、运输机等,其雷达散射面积是以上几种典型飞机目标的20倍~50倍。对于这些更大型目标,中远程防空导弹武器系统的预警距离、探测跟踪距离远远超过了导弹拦截斜距,这意味着能“看见”却“够不着”。这使得这些更大型目标能在中远程防空导弹武器系统的防御圈外,持续地为空袭作战提供支持,如防区外指挥、加油、超远程火力支援、空投弹药补给等,而地面的防空系统对此却无可奈何。
2 中远程防空导弹武器系统能力提升方向和措施分析
防空导弹武器系统存在的意义在于应能发挥出它的作战效能,包括空情监测、提供高精度的目标坐标及速度参数、对目标直接拦截毁伤等能力。而防空导弹武器系统若要达到较好的作战效能,首先要具备能在战场上生存下来的能力,能持续监视空域、输出空情,其次要能拦截敌方飞行器,而最佳的方法是做到“出其不意、攻其不备”。
中远程防空导弹武器系统至少需在三个方面提升:
(1)开展防空武器系统分布式设计,通过“化整为零”的方式提升系统生存能力和重构灵活度;
(2)开展太空、天空、地面、海面多域协同,提升防空武器系统的隐蔽作战能力和机动部署能力;
(3)开展弹簇化设计,提升针对特定作战环境、特定种类目标的拦截效费比。
2.1 防空导弹武器系统自身生存能力和可重构作战能力
在俄乌冲突伊始,俄军就直接使用大量的机载反辐射导弹摧毁了乌军的地面防空武器系统、预警雷达、反炮兵雷达、电子干扰雷达等。乌军的同型号反辐射导弹被俄军有效实施了反制措施导致没产生战果。乌军从美国引进的反辐射导弹经改制挂载在乌军的战斗机上,卓有成效地摧毁了多套俄军的地面防空武器系统和雷达。这说明防空导弹武器系统的展开和撤收时间太长,远远长于高超声速导弹、反辐射导弹从发射到到达的时间,防空导弹武器系统自带的诱骗系统在反辐射电子对抗中处于了下风。为提升防空导弹武器系统在战场上的生存能力,一是需减少防空导弹武器系统的展开撤收时间,最好是具备行进中作战能力;二是按体系要求配属时空同步系统,将各防空导弹武器系统的火控雷达、预警雷达、光学雷达、预警机以及侦察卫星,甚至拦截导弹输出的测量信号都基于这个时空同步系统,在一个统一的坐标系下输出目标信息;三是要在时空同步系统的基础上,将中远程防空导弹武器系统“化整为零”,构建分布式架构,形成可重构的防空作战能力。
2.2 防空导弹武器系统多域隐蔽作战和机动部署能力
中远程防空导弹武器系统通常由很多车辆组成,每辆车辆由于其装载的功能设备都与常规的普通车辆不太一样,很容易被区分,也容易在工作时被电磁波侦测侦察。需将地面装备都集成设计成标准集装箱外形的、具备独立完整的供电、通信、自标定能力的、能独立开展并完成预设功能的模块化系统,使其具备即停即走和行进中独立作战能力。
按此思路扩展至海面舰艇防空作战集成装备、太空信息支援集成装备、空中信息支援集成装备,形成多域协同、隐蔽侦测、机动平台部署和一体化标准伪装集成设备作战能力。
2.3 防空导弹武器系统弹簇化拦截作战能力
超低空拦截作战能力建设的难点在探测,就是受地形、地球曲线限制,难以远距离、及时发现超低空目标。俄罗斯防空武器系统采取的是将雷达举升起来的措施,但这样易暴露己方目标。随着无人机技术的发展,可为防空武器系统配备集成搜跟一体雷达的长航时巡飞无人机,这种在己方空域低空飞行的无人机,是比较难以被敌方摧毁的,可由无人机完成对超低空目标的侦测。
针对徘徊在“防区外”的大型高价值目标,利用其雷达散射面积大、机动能力弱等特点,开展超远程拦截导弹设计。超远程拦截作战能力建设的难点在于拦截导弹的作战信息精度链难以闭环。在目标相距较远时,探测网络提供的目标位置误差较大,而拦截导弹的探测系统对目标的作用距离有限,在有限的对目标空域搜索时间内难以完成对目标的探测、搜索、锁定和跟踪。可通过设计具有“水漂式”弹道、空中游荡弹药等特定功能的超远程拦截导弹,实现对“防区外”大型高价值目标的有效拦截作战。
针对超低空、超远程、高效费比防空作战需求,设计专用于超低空拦截、低成本自杀式无人机的防空导弹,设计专用于超远程拦截大型高价值目标的“水漂式”游荡导弹,与常规中远程防空导弹一起,形成弹簇化防空导弹设计要求。
3 建设防空体系的技术途径和效能展望
构建防空体系的重要性是毋庸置疑的,但是构建什么样的防空体系、如何构建,却存在较大分歧。首先应明确体系是基于现有众多的武器系统建立,而不是另起炉灶;其次是要明确体系的能力是无边界的,任何有能力边界的体系都是因为其架构不够包容或当前技术或工艺水平还不足以支撑该装备的研制等导致的[8]。任何位于边界上或边界之外的任务需求,都应该可以通过在通用架构中增加相应武器来补充。所谓的通用架构,是指统一的时间基准、空间基准、坐标系、格式化的消息标准(含统一的指令格式)、通用数据链通信编码标准、装备的健康状态管理标准、半自主/自主决策算法标准等。在这个通用架构下,指挥控制是分布式的,探测是分布式的,火力是分布式的,体系构建的总体技术途径如图1所示。火力不仅包括防御类武器,还可包括进攻类武器等。
体系能力的发展就是不断突破现有能力边界的过程。根据中远程防空导弹武器系统能力提升方向和措施分析的结果,对体系下“三网”——指控网、探测网、火力网——建设提出具体发展方向的要求[9]。对按体系要求建设的“三网”效能进行评估,第一个预期效果是“隐蔽三窟”,就是很难被发现、发现了很难被摧毁、被摧毁了的也仅仅是某一已经转移后的废址[10]。第二个预期效果是探测网节点收发分离、相位同步、联网工作,信号发射节点易被敌方侦测而置于腹地,信号接收节点价值高、易隐藏,可将单一高价值信号接收节点按功能拆分成可组合的多个而置于前线,并且具备快速展收和机动能力。第三个预期效果是快速展收、快速机动、打完就跑,如空投布置、集装箱伪装、水下或山洞隐藏等等,体系效能展望如图2所示。
4 结束语
俄乌冲突中中远程防空导弹武器系统集体难以发挥作用,并不意味着中远程防空武器失去了价值,相反应着重从体系的角度建立中远程防空导弹武器系统。
本文分析了中远程防空导弹发展面临的困境,从增强系统抗打击能力、构建可重构防空作战能力、加强隐蔽作战和机动部署能力、弹簇化拦截导弹设计能力等方面,提出了基于当前已有的装备,新建时间基准、空间基准、信号相位基准、基础坐标系、消息标准、编码标准、装备健康标准和半主动/主动决策构建体系基础架构的具体措施,形成了防空体系建设的技术途径,通过体系效能展望,能有效支撑夺取新形势下的制空权[11]。