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浅析NIFC-CA系统在美军杀伤网构建中发挥的作用

发布日期:2021-03-18 19:28

  NIFC-CA系统,即海军一体化火力控制-制空系统,是指美海军基于网络中心战战略思想,为了实现远程交战和超视距拦截而不断发展升级的一种分布式、网络化、多层次的防空反导指挥控制系统。NIFC-CA系统于1996年被美军提出,2002年被正式确定为“海上盾牌”能力建设项目,起初被设计用于防空,后来随着新装备的服役以及分布式杀伤概念的不断拓展,该系统也被用于反舰。由于该系统拥有的海、陆、空三条杀伤链能够相互交迭,因此该系统在近几年美军对杀伤网的构建中发挥着不可忽视的作用。

  NIFC-CA系统发展至今,已经成为一个由侦察监视网、信息网和交战网组成的综合网络,通过开放性体系的软件升级,将新的传感器、先进数据网络、中远程防空反导武器集成为一体。该系统的本质是基于先进的数据网络,实现航母、主力战舰、舰载机等重要作战单元的无缝链接,构筑一体化的“侦察-火力-打击”体系,提升航母编队的超视距态势感知和防空反导能力,使美军具备对飞机和巡航导弹的纵深防御能力,并实现战区级的对空防御。

  目前,美军把CEC协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统、标准-6舰空导弹武器系统和JLENS系统作为NIFC-CA系统形成体系能力的关键部分,即五大“关键能力支柱”。这些要素联合起来,将美海军的网络化防空能力扩展到标准-6导弹的最大射程,使美海军能够抗击超视距巡航导弹和飞机。

  CEC协同交战能力系统雷声公司研制的CEC系统通过实时、视距、高数据率传感器和交战数据网络,将来自舰船、飞行器、岸基作战单元或者其他协同单元传感器的数据,分发到所有战场的协同单元,实现直接互联。协同单元集成所有分布的传感器数据,最终形成火力控制跟踪图,每个协同单元都可共享相同的跟踪图。舰艇在共享CEC系统处理的数据的基础上,利用这些数据提示舰载传感器进行态势指示,支持火控级精度的复合跟踪,这样火力平台就可以直接使用这些数据,在没有跟踪到目标的情况下进行协同目标打击。

  E-2D先进鹰眼预警机诺斯洛普·格鲁曼公司研制的先进预警机,装备有AN/ANPY-9型雷达,是NIFC-CA系统的中心节点及主要的空中传感器和侦察平台,并负责协调航母战斗群的其他空中装备。E-2D在NIFC-CA系统中,可以协助宙斯盾舰艇打击舰艇雷达探测不到的超视距海面和空中目标,并将传感器获得的高精度目标要素传递给宙斯盾舰艇。经过CEC系统的复合跟踪处理,宙斯盾舰艇上装备的标准-6导弹可获得火控精度数据,这样就能使宙斯盾舰依托E-2D提供的更强的早期空中预警信息,在自身雷达没有发现目标时发射标准-6导弹,实现超视距空战。作为该系统杀伤链的核心传感器,E-2D负责连接航母编队的所有空中作战平台及编队舰船。目前,E-2D已具备利用CEC和Link-16数据链,为标准-6舰载导弹、AIM-120D空空导弹提供目标指示的能力。未来,E-2D预警机将配备战术瞄准网络技术数据链,可容纳更多的作战单元,甚至在未来可以制导舰载F/A-XX第六代战斗机发射的导弹。

  宙斯盾系统宙斯盾舰艇作战系统作为一个火力控制提供者,是NIFC-CA系统杀伤链的核心,承担对空探测跟踪、复合跟踪与识别、协同打击指挥与控制、标准系列导弹发射与制导等任务。目前宙斯盾系统已经升级到基线年具备初始作战能力。新基线对系统软件环境进行根本性的变革,加强软件的开发、维护和重用,带来真正的开放体系计算架构,提升了支撑作战系统的互操作性和功能性,为NIFC-CA各功能模块的集成奠定了基础。NIFC-CA能力的加入,使宙斯盾作战系统能够利用空中平台传感器提供的火控精度数据对标准-6导弹进行火控解算、装定诸元、导弹发射以及中段指令修正制导,极大地扩展了水面舰艇的作战空间。

  标准-6导弹雷声公司研制的标准-6导弹是NIFC-CA系统的核心武器,射程最远可达370千米,目前可以用于打击各型飞机、无人机、弹道导弹、低空机动飞行或高空超音速导弹,以及水面舰艇。标准-6射速高达马赫数3,其高速高抛弹道实现了远射程。在标准-6飞向弹道高端时,宙斯盾系统先使用E-2D或其他舰外传感器在CEC系统上共享的目标数据来进行中段指令修正(因为是高弹道,所以解决了舰载雷达的制导问题),而在飞行末端时,利用主动导引雷达进行制导来打击超低空的掠海目标。因此,在相同原理下,标准-6能打击掠海飞行的超音速导弹目标,则打击海面上的机动目标也轻而易举,这也就是标准-6通用反舰的原理。

  JLENS系统美军在构建NIFC-CA系统时,为支撑标准-6导弹低空作战,投入力量将空基信息与JLENS系统联通,并不断通过各种低空目标拦截试验,验证系统集成能力。因此,JLENS系统是NIFC-CA系统陆上杀伤链和海上(近岸)杀伤链的重要传感器。

  从主要构成来看,NIFC-CA系统旨在基于CEC等网络数据链,完成航母编队、预警机、战斗机、电子战飞机、浮空器等作战平台的传感器系统、电子战系统、武器系统的网络化协同,构建分布式探测-跟踪-火控-打击的防空拦截链,以传感器网、火控网、武器网的三网合一,实现编队协同作战和超视距防空作战能力。

  NIFC-CA采用系统之系统的体系方法,以上述5项关键部分为主要依托,构建了3类防空杀伤链,分别为舰对空的海上杀伤链、空对空的空中杀伤链、陆对空的陆上杀伤链。每类杀伤链均包含空中传感器、数据链网络、主动雷达制导型导弹和武器控制系统。以下简要介绍三种杀伤链的作用机理。

  海上杀伤链海上杀伤链为该系统的主要杀伤链,其依托五大支柱系统,包括CEC系统、E-2D预警机、基线版本宙斯盾系统、标准-6导弹和JLENS(联合对陆攻击巡航导弹防御浮空式网络化传感器系统),提供对低空、超低空目标的超视距拦截能力。

  首先E-2D与多平台协同,通过CEC提取并融合多传感器的数据,为水面舰艇编队提供实时的超视距预警,提高其防御能力,并定位隐身目标,为防空反导兵力与武器提供火控数据。JLENS则对来袭导弹等进行360远程监视与跟踪,并能够为防空系统提供及时告警;再结合标准-6导弹、宙斯盾武器系统等,从而在扩展单舰防御范围的同时,实现编队的协同作战和超视距防空与杀伤力。

  在该杀伤链上,各个协同作战平台(E-2D、F-35C、EA-18G、UCLASS等无人机、陆军JLENS浮空器系统)进行独立搜索,当确认为威胁目标后,使用探测/跟踪传感器对目标进行跟踪,依靠高速战术数据分发系统(CEC系统中的DDS系统),在协同控制平台上(CEC系统中的CEP处理器和宙斯盾基线作战系统)将战术网络上各平台上的跟踪、探测传感器的数据进行信息融合和威胁评估,生成融合的战术态势图像,提取打击目标,自动生成最优协同防空交战,并通过综合防空火力控制系统组织火力通道(标准-6、标准-2),完成协同防空交战任务。比如,E-2D预警机使用CEC引导宙斯盾舰发射高超声速的标准-6导弹拦截超地平线目标。

  陆上杀伤链陆上杀伤链以E-2D预警机、JLENS系统和TPS-59地/空任务定向雷达作为传感器平台,以CTN复合目标跟踪网(车载的CEC网络)为网络数据链,以CAC2S通用航空指挥控制系统为武器系统,使用AIM-120D陆基型导弹,构成陆对空的辅助型杀伤链。

  空中杀伤链空中杀伤链以E-2D预警机、F-18E/F和F-35C作为传感器平台,以Link-16为网络数据链,以F-18E/F和F-35C为武器系统,使用AIM-120D先进中程主动雷达末端制导空空导弹,构成空对空的辅助型杀伤链。

  在空中杀伤链上,协同平台(E-2D、F-35C、EA-18G、F-18E/F)搜索到目标后,利用Link-16网络数据链,将使用探测/跟踪传感器的信息回传到F-18E/F和F-35C的火力平台上去,为火控提供实时通信能力,并使用AIM-120D先进中程主动雷达末端制导空空导弹进行打击,即实现空对空的防空作战模式。

  总之,通过数据链网络,NIFC-CA系统中的编队舰船、预警机、浮空传感器可完成协同探测跟踪,形成单一态势图;编队内导弹发射平台、其他驱护舰可完成协同导弹制导,从而实现编队内探测-跟踪-制导链的分布式、网络化协同作战,以灵活多样的编队协同样式实现超视距防空作战。

  实现三种杀伤链的有机交迭以构建杀伤网。NIFC-CA的作战流程遵循了美国防部体系结构框架(DODAF),其海、陆、空三种杀伤链组成了一个满足不同环境下防空需求的完整体系,实现了传感器组网、复合跟踪与识别、自动交战决策、分布式资源管理、协同作战规划与动态重规划、分散的作战资源协同运用、共享交战控制等功能。

  一方面,宙斯盾弹道导弹防御系统是美国国家导弹防御系统的海基节点,主要担负中段弹道导弹拦截的任务。目前,基于基线的宙斯盾系统BMD模块已扩展兼容了NIFC-CA的功能,使NIFC-CA体系内各节点的传感器、武器系统与NMD系统相结合,形成岸基和海基组成的一个分布式、网络化的导弹防御“盾牌”,有能力对敌方处在整个飞行阶段的弹道导弹实施拦截,保护海外联合部队作战区域和美国本土。

  另一方面,以E-2D作为中继,整合海基、空基与陆基不同防空武器平台,协同执行防空拦截火控任务,将三种杀伤链织成了一张杀伤网。引导宙斯盾舰以标准-6导弹实施舰对空交战,只是NIFC-CA的功能之一。在构建杀伤网的过程中,该系统以配备了新型CEC终端机(AN/USG-3B)的E-2D为核心,海上杀伤链用于引导宙斯盾舰发射的标准-6,空中杀伤链可用于引导F/A-18E/F战机以AIM-120D导弹拦截超远程目标,而陆上杀伤链则引导陆基的SLAMRAAM导弹(AIM-120D陆基型)交战。

  该系统综合运用舰艇编队和其他平台探测信息,具有超出发射平台所属雷达作用距离的超视距作战能力,特别是能帮助美军形成单一的集成空景图,最大程度上外推拦截武器对目标的首次拦截距离,这样就能极大降低分层次反导防空时的火力转换的反应时间,在不同防空武器进行分层防空时就可以做到无缝衔接。

  为系统不断纳入新元素以充实杀伤网。一方面,美海军将MQ-4C纳入NIFC-CA。美海军在对NIFC-CA系统用于反舰进行测试时,发现现有的机载传感器平台E-2D进行海上目标探测的危险性较高,而且E-2D主要被用于舰队防空和空战指挥任务,加之NIFC-CA还欠缺用于识别海上目标的空中平台。因此美海军借助MQ-4C搭载的MFAS雷达、MTS-B光电/红外传感器、ESM、AIS探测和识别海上目标,并利用CEC系统作为通信链路将目标数据回传至宙斯盾舰,更为安全可靠地指示舰队对海上目标开展超视距火力打击。

  另一方面,美海军正在加速列装一款名为LRASM的超远程重型隐形反舰导弹。当宙斯盾舰和舰载机、空军的B-1B轰炸机大量配备LRASM时,美军为自身军力目标所假设的“反介入/区域拒止”的导弹威胁就会被很大程度上抵消。因为宙斯盾舰可以用同时具备先进防空、反导、反舰的标准-6导弹来完成更多的任务,即在不增加防空拦截弹的情况下还增加了打击能力,而LRASM的逐渐列装又弥补了美海军舰艇反舰的短板,并可实现全维度的立体饱和攻击。依靠先进的ISR体系,美军对战时海区的制海权和制空权争夺有了多样化且高效的军事选择。

  除此之外,美军还给该系统加入了许多其他的作战要素,融合更为先进的装备技术,比如舰载无人侦察打击系统等,以扩展NIFC-CA的应用范围,由此大幅提高美海军的防空反导能力与超视距攻击能力,不断充实杀伤网并使其立体化。

  与盟军合作形成联合防空反导体系以强化杀伤网。NIFC-CA体系采用了开放式的体系结构,不仅便于系统软件的升级、维护和重用,还可以在不断地升级扩展中纳入盟军的新型武器装备和传感器。在太平洋地区,美军试图协同日本、韩国、澳大利亚等海上力量,在第一岛链附近区域形成分布的、一体化的防空反导网络,建立起一个战略级导弹防御体系。

  澳大利亚、韩国、日本都准备向美国采购标准-6导弹,并将本国的宙斯盾驱逐舰升级为基线艘霍巴特级驱逐舰,日本为2艘新建的27DDG驱逐舰和2艘升级的爱宕级驱逐舰,韩国为3艘世宗大王级驱逐舰,而美军第七舰队升级过NIFC-CA能力的阿利伯克级宙斯盾驱逐舰和提康德罗加级导弹巡洋舰也相继部署在日本的横须贺等在日海军基地。这些表明了美军加强了与盟军联合作战力量的部署。

  随着太平洋地区美国与其盟国NIFC-CA系统组件的广泛组网,美海军在该地区进一步实现了一体化防空反导能力,形成了一张杀伤网,在广阔的战场空间为整个美军及盟军提供防空和反导能力。足球直播!同时,美海军的弹道导弹防御系统通过与在盟国部署的导弹防御系统相结合,能够将陆基和舰载先进武器和传感器系统组成一个分布式、网络化的分层防御“盾牌”。可见美军与盟军的合作对杀伤网的构建起到了更大的强化作用。

  针对近海等复杂环境下防空反导作战面临的视距限制以及武器系统探测性能下降等难题,NIFC-CA系统采用体系弥补单元的方法进行解决。具体来说,通过分布式资源管理,实现传感器的动态组网和对目标的复合跟踪与识别;通过对分散的作战资源的协同运用,实现了自动交战决策和共享交战控制;通过将杀伤链交迭编织,并不断扩充该系统的参与要素和参与方,实现了对美军杀伤网构建的支持与增益。对此,我方应加快发展升级舰载预警机、远程空空导弹、远程反辐射导弹和相应的电子干扰手段,需加以认真研判并正视技术条件的不足,争取早日形成我方一体化防空火控体系。