國外電子戰裝備作戰試驗的發展及啟示


國外電子戰裝備作戰試驗的發展及啟示

電子戰裝備作為對抗型裝備,其裝備試驗必須置於真實的戰場環境中開展才能合理評估其作戰效能,因此電子戰裝備作戰試驗受到越來越多國家的重視。當前,中國正處於裝備試驗改革的關鍵時期,國外作戰試驗的開展情況值得借鑑。

作戰部隊對電子攻防武器系統的依賴性越來越強,利用並控制電磁頻譜的電子戰已經成為現代戰爭的主要特徵之一。電子戰武器裝備的作戰能力也是未來在全維作戰的戰鬥空間中奪取信息優勢的關鍵要素之一。

作戰試驗是在近似實戰戰場環境和對抗條件下,對裝備完成作戰使命與任務中的作戰效能和適用性等進行考核與評估的裝備試驗活動。電子戰裝備作戰試驗是考核電子戰裝備能否滿足實戰要求的關鍵。現代電子戰裝備作戰試驗具有以下3個特點。

1)趨向系統化、體系化。電子戰裝備技術複雜,集中了當今世界最新技術的攻防設備,將偵察、測向與干擾綜合為一體,向單機對抗向體系化對抗的方向發展,強調在作戰體系中進行全流程作戰試驗。

2)組織協調難度大。電子戰裝備作戰試驗涉及多種參試裝備、儀器儀表、試驗保障設備,涉及的試驗點位多、參試人員多、陣地分佈範圍大、試驗環節多、試驗週期長。

3)試驗環境複雜。電子戰裝備作戰試驗電磁環境具有密集、複雜、多變的特點,頻率從短波超短波、微波到毫米波、紅外、紫外等頻段,空間涉及海上、空中、地面、水下,對試驗環境構建、試驗數據處理等均提出了較高要求。

現代作戰飛機和艦艇等作戰節點均配備了大量的電子戰設備,如何通過作戰試驗評價電子戰能力是各國軍隊面臨的難題。

1、美國軍隊裝備作戰試驗概況

美國是世界上研製和高技術電子戰裝備數量與種類最多、發展最快的國家。經過長期的研究和實踐,美國已在武器和裝備作戰試驗與鑑定方面積累了豐富的經驗,逐步建立了一套裝備作戰試驗體制、法規、標準、內容和方法,形成了相對完整的作戰試驗體系。

對應於裝備採辦壽命週期的全過程,美國將作戰試驗鑑定區分為早期作戰評估、作戰評估、初始作戰試驗鑑定和後續作戰試驗鑑定 4個階段,分別對裝備的概念方案、系統方案、技術方案、實體樣機、部署情況等展開鑑定,使裝備作戰效能和作戰適用性在裝備研發、生產和部署過程中都能得到檢驗和考核(圖 1)。圖 1中的里程碑分別代表方案審批、研製審批、生產審批,其中早期作戰評估應用於方案改進和技術發展階段,同樣適用於演示驗證前期,用於對提供系統潛在作戰效能進行預測,分析備選方案和開發策略;作戰評估應用於系統研製和演示驗證後期,即研製向生產過渡的階段,用於分析系統的潛在作戰效能和適用性;初始作戰試驗和鑑定是批量生產前開展的作戰試驗,用於全面評估系統作戰效能和適用性,評估系統進入批量生產的準備情況;後續作戰試驗與鑑定是系統部署後可能需要進行的試驗與鑑定,用於對初始作戰試驗與鑑定的評估結果進行完善與驗證,以確保裝備在實際作戰環境中的作戰效能。


國外電子戰裝備作戰試驗的發展及啟示

圖1 美國軍隊作戰試驗、採辦週期和裝備發展階段之間的關係

2、國外軍隊電子戰裝備作戰試驗的主要經驗

推動戰略政策落實,促進頂層規範試驗鑑定工作

1)持續推進“左移”倡議。2012 年,美國國防部研製試驗鑑定辦公室提出了試驗鑑定“左移”倡議,即在項目研製早期,將被試系統置於一定程度的逼真環境下,考慮戰術運用並將作戰人員納入對其進行評價,旨在及早地發現並解決技術與裝備存在的缺陷,降低研製風險;此後,不斷對這一倡議進行完善和拓展,6年來,“左移”倡議的主要思想已經落實於電子戰裝備作戰試驗開展工作中。

2)不斷完善試驗鑑定政策法規。美國軍隊(以下簡稱美軍)使用試驗與評定有統一的方針政策和管理規程,並且這些政策法規不斷完善,一切試驗活動均依據項目既定的《試驗與鑑定主計劃》實施,詳細規定了試驗與鑑定各有關單位的職責,規定了被試電子戰裝備的技術狀態、管理和質量控制等。

加強試驗鑑定頂層監管作用,確保試驗結果獨立可信

美軍電子戰裝備作戰試驗有科學合理的組織機構,並已形成完備的體系。美國國防部的作戰試驗與鑑定局,各軍兵種還設有作戰試驗與鑑定司令部,負責本軍兵種電子戰作戰試驗與鑑定及聯合試驗的管理,負責規劃、執行和報告作戰試驗與鑑定活動結果,監督相關所有的作戰試驗與鑑定。

美軍作戰試驗鑑定是由獨立的試驗機構組織實施,以體現試驗鑑定的相對獨立,即試驗機構要與研製部隊、採購部門、裝備使用部門相獨立。研製主管部門與作戰試驗與鑑定部門分頭試驗、獨立鑑定、互相制約,從而保證作戰試驗與鑑定結果全面、客觀、公正和可信。

統籌管理試驗資源,強化試驗基礎設施建設

近年來,美軍不斷地通過多種技術手段對電子戰試驗訓練靶場進行改造,以加強電子戰裝備的試驗與鑑定,確保電子戰裝備的作戰效能。

美軍電子戰試驗場數目多、規模大,綜合試驗訓練能力處於世界領先水平,在電子戰裝備試驗鑑定、電子戰作戰訓練和戰術研究中發揮著重要作用。

1954年,美軍建立了第一個電子戰試驗場。目前,美國的海軍、陸軍及空軍共有 17個電子戰試驗鑑定機構,其中美國海軍的電子戰試驗能力在美國三軍中發展最早,至今已有 90多年的歷史,現有 6個電子戰試驗場。美國海軍電子戰裝備通常需要首先通過帕克斯河的研製試驗與評估後,再送往加州中國湖電子戰靶場進行作戰試驗與評估。隨著電子戰不斷演變,美軍強調要開發新的試驗基礎設施,自 2010年以來,美軍一直努力爭取資源改進電子戰試驗靶場基礎設施,用於支持現代作戰系統的試驗。2012年,美國國防部投資了 5億美元在電子戰基礎設施改進項目(electronic warfare infrastructure improvement project, EWIIP)、升級野外試驗靶場、微波暗室等。2016年,為了支持試驗設施的發展,美國國防部試驗資源管理中心(US Department of Defense Test Resource Management Center, TRMC)首次開始採用試驗能力評估和路線圖方法,制定關鍵試驗能力領域的增強計劃,其中主要包括:用於試驗鑑定公共運行場景的射頻頻譜、電子戰試驗鑑定基礎設施建設改進路線圖、紅外對抗試驗鑑定資源投資路線圖等。

國外其他國家也高度重視其試驗靶場建設。俄羅斯將電子戰裝備靶場按照試驗的需求和目的劃分為生產試驗、科研試驗、作戰試驗等類型靶場,並不斷對傳統的試驗技術進行探索、研究,以應對電子戰裝備性能的提高與相關技術的更新。目前,俄羅斯正在建設一個特種電子戰試驗靶場,以應對當今複雜電磁作戰環境。

當今,作戰試驗環境的構建貫穿作戰試驗的規劃、實施全過程,通過使用試驗實體、仿真模擬設備、靶場設施、儀器儀表設備等來構建模擬真實的戰場環境(圖2)。


國外電子戰裝備作戰試驗的發展及啟示

圖 2 作戰試驗環境構建

結合訓練與演習,在實戰中檢驗提升能力

當今,在以和平為主導思想的時期,難以提供真實的作戰試驗環境服務於電子戰裝備的作戰試驗與鑑定。各國均力圖創建更逼真的電子戰作戰試驗資源。美軍在此進行了很多探索,一方面加大對相關試驗資源建設力度;另一方面積極地探索新的試驗途徑。主要採取 3種方式:在日常訓練中結合開展作戰試驗;在演習中結合開展作戰試驗;在充分利用現實戰爭中的真實戰場環境試驗裝備。

儘管電子戰試驗與訓練的目的有所不同,但是由於都採用相同的模擬設備,且環境設施也非常相似,美軍嘗試將模擬設備與環境進行有機地結合,從而更加充分地利用靶場資源。美軍旨在建立一種標準、分佈式互聯互通、共享協作性強的靶場,不僅可以同時滿足多類型作戰試驗鑑定和聯合演訓任務的需要,也可以將部隊的訓練計劃與試驗任務進行結合。使用靶場的各種模擬設備設置逼真的電子戰環境,在作戰試驗中同步開展相關訓練任務或在試驗部隊的訓練中設置試驗任務,在取得更好的試驗效果的同時也節省了經費和試驗資源。

“演習”歷來是美軍新興裝備開展作戰試驗的重要平臺,美軍通常在演習中採用作戰仿真、檢驗、對抗等多種手段開展試驗評估。通過演習,在海陸空各平臺,對不同來源、不同時期作戰性能各異的電子戰系統進行一體化和試驗,從體系作戰的角度評估不同作戰裝備的作戰效能。在演習中開展作戰試驗可有效地提升電子戰裝備的列裝速度,大大提高其效費比。

最好的作戰試驗場地是戰場,在實戰中應用與評估無疑是最權威且有效的試驗手段,也成為軍事強國檢驗評估裝備作戰效能的重要手段。在阿富汗、伊拉克戰爭中,美軍均派遣了評估人員,對含電子戰裝備在內的所有裝備進行評估。俄羅斯在對敘利亞的作戰中,不僅使用列裝的新型裝備,同時也使用了一些正在研發和試驗的裝備,將戰場作為試驗場,通過與歐、美國家電子戰裝備進行實際對抗發現自身裝備的不足,並以此為依據對裝備不斷完善。

推動高新技術應用,提高試驗鑑定效率

1)推動建模仿真技術的應用。建模仿真可以確定試驗中的關鍵變量,提高試驗的科學性和嚴密性,也可提高試驗的效費比。美軍的電子戰試驗已由過去的“試驗-調整-試驗”實裝試驗方式調整為運用仿真技術的“預測-試驗-評估”新型試驗策略。從美軍試驗鑑定經費預算可以看出,虛擬靶標、虛擬對抗裝備、電磁環境仿真等技術手段所佔比例很大,廣泛應用於機載電子戰裝備和艦載電子戰裝備的訓練與試驗中。例如雷達威脅模擬器可以控制生成各種雷達信號,靈活構建了複雜的雷達對抗環境,同時又可以用於雷達對抗信號狀態採集,進行電子戰裝備作戰能力評估。這些裝備具有可重複利用、置信度高、參數可調、效費比好等特點大大降低了複雜對抗環境的構建成本。

2)引入大數據分析概念。為進一步提升美軍電子戰作戰試驗的組織管理能力,研製試驗鑑定辦公室正嘗試利用大數據分析技術,學習商業或政府部門的實踐經驗技術,在電子戰系統的全壽命週期內持續有效地更新知識庫,同時加強試驗鑑定數據的共享,提高試驗管理能力。大數據分析在電子戰上的應用,一方面用於分析不同測試條件下的試驗數據,發現缺陷、預測結果、減少風險;另一方面可用於後續試驗鑑定、系統升級改進等方面,對複雜趨勢和未知問題進行診斷和可視化分析。

3、電子戰作戰試驗的建議

分析國外軍隊的成功做法,對於開展電子戰裝備作戰試驗具有借鑑和啟示意義。

深化電子戰裝備作戰試驗與鑑定理論研究

1)理論研究對於開展和實施電子戰作戰試驗具有重要的指導意義。要推動理論創新,深入分析電子戰裝備作戰試驗與鑑定的特點和規律,借鑑國外先進經驗,研究並提出當前電子戰裝備作戰試驗與鑑定的目標、思路和措施。重點深化作戰試驗考核指標和作戰試驗想定設計理論研究,合理建立作戰需求向作戰試驗指標要求的映射。重點開展基於多源異構數據的綜合評估方法研究,融合內、外場試驗結果,對裝備作戰效能給出綜合評價結論。

2)理論聯繫實際,將最新的作戰試驗理論成果應用於新型電子裝備的定型鑑定試驗中。通過實際檢驗發現問題,再進行研究探索,完善後不斷進行檢驗,使電子戰裝備作戰試驗與鑑定理論體系在實踐中不斷充實和改進。

完善電子戰裝備作戰試驗與鑑定法規標準體系

完備的法規政策是開展和實施電子戰作戰試驗的前提和基礎。目前,美軍已經建立了完備的“法律-法規-規章”三級法規體系,包括國會的立法、國防部的指令和條例、各軍種的條例和手冊等,對規範其作戰試驗的組織與開展發揮了重要的指導作用。明確了作戰試驗鑑定的地位和作用、各級職責、實施方法及依據等,保障了電子戰裝備作戰試驗工作的順利開展。電子戰裝備的作戰試驗與鑑定標準體系要結合電子戰裝備自身的特點,從作戰試驗全流程上,針對性地對管理方式、組織模式、責任機制等方面進行探索實踐,進一步完善電子戰裝備鑑定定型法規制度體系建設。

建立健全作戰試驗與鑑定管理體制

探索優化作戰試驗組織管理機制,進一步明確各級裝備試驗鑑定管理部門及各階段執行力量間的職責分工,科學設計職能定位、理順工作關係,逐步固化裝備作戰試驗的管理組織和責任體系,為構建責權明晰、運行順暢、科學合理的試驗鑑定法規體系提供實踐基礎和制度保障。

加強電子戰裝備作戰試驗保障條件建設

目前,美國在作戰試驗保障條件建設方面形成了比較成熟的方案,有力地保障了裝備作戰試驗任務的完成。中國需結合具體國情,借鑑國外先進經驗。制定合理電子戰作戰試驗靶場建設的總體統籌規劃;按照模擬與實裝、內場與外場、定性與定量相結合的原則,加強複雜作戰環境構設、藍軍裝備與戰法模擬、靶標體系構建、作戰效能分析評估、模型數據管理分發等手段建設,進一步夯實試驗能力基礎;建立各單位數據資源與信息共享機制;加強作戰試驗環境條件建設,包括接近真實作戰環境的試驗靶標、水文氣象、電磁環境等。

培養優化電子戰裝備作戰試驗與鑑定人才隊伍

電子戰裝備作戰試驗鑑定工作專業性強,對參試人員的能力、經驗等要求很高,因此,需要積極開展試驗與鑑定人員的配合與優化工作。美軍在各軍種都設置了作戰試驗鑑定機構與作戰試驗部隊,研製試驗時就能夠提前介入、全程參與併發揮主體作用。因此,需要推動試驗鑑定資格認證與教育培訓工作,加強專家隊伍建設和專業試驗人員建設,以保證作戰試驗的科學性與充分性。

作戰試驗對於確保電子戰裝備的實戰效能、規避裝備研製風險等方面具有極其重要的作用。當前,中國正處於裝備試驗改革的關鍵時期,國外作戰試驗的開展情況值得借鑑。今後,結合具體電子戰型號裝備作戰試驗工作的開展,針對試驗相關的理論與技術仍需進行進一步深化研究。(責任編輯 衛夏雯)

參考文獻(略)

國外電子戰裝備作戰試驗的發展及啟示

王智,中國人民解放軍91776部隊,助理研究員,研究方向為國防裝備試驗與鑑定。

注:本文發表於《科技導報》2019 年第4期,敬請關注。


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