考虑全域作战能力的空对地打击效能研究_岳源.pdf

收稿日期：2021-07-17修回日期：2021-09-29基金项目：国防科技重点实验室基金（6142101200108）；中国民用航空飞行学院面上项目（J2021-046）；中国民用航空飞行学院青年科学项目（Q2018-169）；民航局教育人才类基金资助项目（14002600100017J173）作者简介：岳源（1989-），男，陕西洋县人，博士研究生，讲师。研究方向：体系作战效能评估，无人机集群任务规划。*摘要：空中联合作战体系通过全域作战能力提高了对地打击的效能。为了研究全域作战能力在作战中的制胜机理，评估空中联合作战系统的作战效能，构建了考虑全域作战能力的空中联合对地打击效能评估指标体系。结果表明，在有较高全域作战能力的情况下，规模较小的作战体系依然可以达到较大的作战效能。但作战体系规模增加到一定程度后，体系的组织结构更重要。该结论可为后续空中联合对地打击的编成和应用提供一定的参考。关键词：全域作战能力；空中联合作战；对地打击；效能评估中图分类号：TJ86文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1002-0640.2022.11.029引用格式：岳源.考虑全域作战能力的空对地打击效能研究 J.火力与指挥控制，2022，47（11）：175-180.考虑全域作战能力的空对地打击效能研究*岳源（中国民用航空飞行学院，四川广汉618307）Research on Effectiveness of Joint Air-to-Ground Attack ConsideringAll-Domain Operation CapabilityYUE Yuan（Civil Aviation Flight University of China，Guanghan 618307，China）Abstract：The air joint combat system improves the effectiveness of ground attack through the all-domain operation capability.In order to research the winning mechanism of all-domain operation capabilityin the combat and evaluate the combat effectiveness of air joint combat system，joint air-to-ground strikeeffectiveness evaluation index system considering all-domain operation capability is constructed.Theresults had shown that under the condition of higher all-domain operation capability，the smaller combatsystem can still achieve greater combat effectiveness.However，when the scale of combat system increasesto a certain extent，the organizational structure of the system is more important.The conclusion providedsome reference for the compilation and application of follow-up joint air-to-ground attack.Key words：all-domain operation capability；air joint combat；air-to-ground attack；effectivenessevaluationCitation format：YUE Y.Research on effectiveness of joint air-to-ground attack considering all-do-main operation capabilityJ.Fire Control&Command Control，2022，47（11）：175-180.0引言为了应对复杂性越来越高的战场环境，全域作战思想应运而生。该思想旨在打破以军种为核心的作战域边界，从而整合各军兵种的作战力量1。这是美军自空地一体战、空海一体战、网络中心战、分布式杀伤作战概念后对军兵种联合作战的新思考2-3。在这种作战思想的影响下，各种作战样式都有了新的变化。空中联合作战是指一定规模的有人作战飞机、文章编号：1002-0640（2022）11-0175-06Vol.47，No.11Nov，2022火 力 与 指 挥 控 制Fire Control&Command Control第 47 卷第 11 期2022 年 11 月175（总第 47-）火 力 与 指 挥 控 制2022 年第 11 期无人机、战术导弹等空中作战力量协同对敌方目标实施打击的作战样式4-6。随着武器平台的信息化、作战体系的智能化，空中联合作战呈现出作战弹性大、接入平台多等特点。传统的作战效能评估模型不能很好地反映空中联合作战中新出现的特点7-8。目前，国内初步对智能化作战体系的效能评估进行了研究。季明等对全域作战的作战能力评估方法面临的困难与挑战进行了讨论8；李妮等从深度学习方法入手对体系效能中的智能化问题进行了研究9；马宁等从多装备协同的角度探索了体系效能的评估方法10；鲁统亮等在考虑信息支援的情况下进行了体系作战的多层建模11；曹冠平从“拓扑环”的角度进行了体系作战的效能建模12。这些研究对联合作战体系的效能评估进行了有益的探索，但都对联合作战中的全域作战能力考虑不足。本文基于空对地打击这一典型作战样式，对全域作战下空中联合作战体系的组成进行了分析。根据其作战体系建立了基于杀伤网的作战效能评估体系。通过对全域作战能力的建模，给出了作战效能评估体系的具体指标模型。1空中联合作战的效能体系1.1全域作战下对地打击杀伤网结构由于全域作战思想下纳入了更多的作战节点，传统意义上的陆域、海域、空域、天域、电域、网域通过构建互连互通的信息域形成信息共享、协同作战的空中联合作战体系。这意味着，空中联合对地打击已经从单一军兵种的杀伤链向全域协同的杀伤网转变13-15。如图 1 所示，这种杀伤网通过作战节点的灵活组合，可以构成自指挥端到行为端的子杀伤网13。子杀伤网可以将点对点的打击扩展为网对点的打击。因此，对联合作战的效能评估应该基于杀伤网进行。1.2杀伤网中的结构要素根据杀伤网结构，可分为信息网、防护网、保障网、打击网 4 个子网。1.2.1信息网信息网是空中联合作战中所有信号、情报系统的总和。所有武器平台上的信息都被集成在这个网中。通过信息网传递的信息，指挥控制系统对战场局势进行分析，对其他子网平台下达指令。1.2.2防护网防护网是所有空中联合作战中防止敌方软硬杀伤力量的总和。该网综合了陆域、空域、海域的防护平台。当侦察到敌方来袭信息，防护网调动全域武器平台进行反击。1.2.3保障网保障网是空中联合作战中所有软硬支援力量的总和。该网可以分为软性保障和硬性保障。软性保障是指网络保障、通信保障、电磁保障等非直接杀伤的支援力量。硬性保障是指油料保障、能源保障、武器弹药保障等其他平台需要正常运转的支援力量。1.2.4打击网打击网是空中联合作战在剧烈冲突中获取胜利的重要力量，是所有杀伤力量的总和。该网集合了所有打击平台，一方面，这些平台在指挥域的统一调度下，配合其他网对敌方目标进行打击；另一方面，这些平台可以通过统一数据链来共享信息。例如，获取敌方信息后，隐身战机可以调用地对地导弹对敌方实施打击。这种作战方式可以隐蔽我方打击平台，使敌方传统防御力量无法有效应对。通过要素的分析，杀伤网具备两个重要特点：1）按照功能而非隶属关系进行组网。这打通了不同隶属关系对作战能力的阻碍，有助于实现诸如 A 平台制导、B 平台打击的跨域作战样式；2）单层网络通过数据链组成杀伤网。这使得整个作战过程一体化程度更高，作战体系的响应能力更强。基于这两个特点，进行空中联合对地打击作战效能评估体系应该注意两个问题：1）考虑评估指标从链状关系转变为网状关系；2）指标体系中对全域作战能力的考虑。1.3基于杀伤网的效能体系作战体系的效能，是指特定的作战体系使用一定编制体制结构在执行作战行动任务中所能达到预期可能目标的程度14-15。空中联合作战系统的效能分析准则是其体系作战能力以及对敌目标打击图 1全域作战思想下的杀伤网1762030（总第 47-）效果有效程度的度量16-18。这里的打击效果依赖对作战域、信息域和认知域等能力的分析。而对作战域、信息域、认知域的能力体现在杀伤网中各子网的作战能力的度量上。因此，需要构建如图 2 所示的基于杀伤网的作战效能指标。基于杀伤网构建空中联合作战效能评估指标体系。该指标体系分为 5 层：第 1 层为体系层面的作战能力。第 2 层包括杀伤网层面的作战能力。主要包括打击力、机动力、防护力、保障力、信息力。第 3 层作战单元层面的作战能力。杀伤网中的能力来源于不同领域承担类似任务的作战单元有效聚合。以打击力为例，打击力主要依赖于有人机打击能力、地地导弹打击能力等诸多作战单元能力的聚合。由于参战飞机来源于各个军兵种，可以把执行同一任务的飞机化为一类，统称为飞机类。同理，可以把参与作战的导弹归为一类，统称为导弹类。以信息力为例，信息力主要依赖态势感知能力、信息传递能力、信息共享能力构成。态势感知能力主要表征所有空中作战单元的立体感知能力。信息传递能力主要表征所有空中作战单元的通信能力。由于各个空中作战单元在全域作战中协同能力十分重要。因此，分别用打击力、防护力中的全域能力、机动力中的体系组织能力、信息力的信息共享能力，来多维度地体现各作战单元的协同能力。第 4 层作战单元层面子系统的作战能力。作战单元的某项能力来源其各个子系统能力的整合。以飞机类打击能力为例，其依赖于飞机的突防能力、毁伤能力、生存能力、制导能力等子系统能力。以信息传递能力为例，主要依赖于信息接收能力和信息处理能力。其中，信息传递能力就是表征各个空中作战单元的通信畅通能力。第 5 层包括作战单元具体参数。按照解析法，作战单元子系统的能力来源于子系统具体的参数。以飞机类打击能力中的毁伤能力为例，其依赖于无人机所携带导弹的数量、导弹的射程、导弹对目标的毁伤概率等具体参数。以通信力中的信息接收能力为例，以损失数据量来表征通信过程中的容错能力。2考虑全域作战能力的效能模型2.1体系层面的效能模型根据图 2 指标体系，可建立如式（1）的空中联合作战效能指标模型。（1）式中，i为 AHP 方法形成的效能评估指标体系中第i 个指标的权重；Ei为第 i 个指标的权重值。Ei分别是 EDJ为空中联合作战体系的打击力；EJD为空中联合作战体系的机动力；EFH为空中联合作战体系的防护力；EBZ为空中联合作战体系的保障力；EXX为空中联合作战体系的信息力。2.2分项指标中的全域作战能力模型全域作战能力在分项指标中表现形式并不相同。因此，其模型也各不同。2.2.1杀伤力和防护力中全域作战能力模型杀伤力和防护力指标中，其全域作战能力一方面体现在接入能力上，一方面体现在集群规模上。图 2空中联合作战效能指标体系示意图岳源：考虑全域作战能力的空对地打击效能研究1772031（总第 47-）火 力 与 指 挥 控 制2022 年第 11 期表 1接入能力等级划分接入能力以接入系数考虑，接入系数可根据空中联合作战接入能力等级来确定。对于接入能力等级可按表 1 来确定，其中，0 级能力最低，10 级能力最高。集群规模主要考虑当时接入空中联合作战体系的导弹数量和飞机数量。综上，全域作战能力 A3的数学模型