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1、2023美国防空反导典型指挥系统发展目录1 .编者按12 .战略级反导指控与通信系统13 .全球部署基本情况24 .美陆军一体化防空反导作战指挥系统45 .美防空反导领域开放体系架构65.1. 发展历程75.2.应用情况85.3.关键技术95.4.建设特点IO5.5.小结116.美防空反导指挥控制系统发展趋势I11 .编者按防空反导是世界主要军事强国作战力量的重要组成部分,高效的指挥控制系统是防空反导武器系统作战效能的倍增器。美国作为全球军事上最强大的国家,在防空反导领域的发展更是首屈一指。本文从美国防空反导指挥控制系统入手,对其典型指挥系统的发展进行了初步探析。2 .战略级反导指控与通信系统
2、美国战略级全球一体化反导系统中的指挥控制系统名称为“指挥、控制、作战管理与通信系统”(C2BMC)O该系统采用了边设计、边研制、边部署、边改进的建设思路,主要通过依托地基中段防御系统最初的指挥控制系统战斗管理指挥控制和通信系统(BMC3)发展而来,后续版本采取迭代螺旋升级的方式持续进行能力升级。2004年7月底美军部署了该系统螺旋4.3版本并装备各分系统,2004年一2008年经历了一系列演习和地面测试后升级为螺旋6.2版,2011年9月美军开始装备升级版导弹防御螺旋6.4版本。美导弹防御局2017年为研发部署该系统螺旋8.2-1版本申请了4.4亿美元,2019年提出研发部署该系统螺旋8.23
3、版本,并在该版本中集成远程识别雷达,2023年8月宣布升级该系统至螺旋8.2-7版本。MDAIndustryDayConference超高Ii终端超高强终端极高算终端DRSN交换机浏览器显示屏S企业工作站浏览器显示屏企业工作站超高I1i终端战略M令部超高IS终端4浏览器显示屏BCN掩体AeS掩体COMIJuneauPentagonSiteR计划编制器部量站点2计划修制号13企业工作站1计划编制器:USFK)1浏览器显示屏31企业工作站8浏览器显示屏计划的制器计划编制器3浏览器显示屏2计划修制器1运点1套件5部署站点CampSmithDISADECCPACG1TUSSB1ueRidfIo1浏览器
4、显示屏1计划制器1企业工作站4企业工作站2部署站点HQ1EUCOMC2BMC牌越了17个附区09-NA-4705(19Jim09)图1美指挥、控制、作战管理与通信系统浏览器显示屏3 .全球部署基本情况C2BMC是美弹道导弹防御系统的一部分,具备从战略、战役级到战术级的计划、态势感知和指挥控制能力,具备一定的导弹发射器/传感器计划、总体计划评估、传感器管理等火控能力,以及为各系统之间提供数据、决策和通信连接能力。当前该系统套件位于美太平洋司令部、欧洲司令部、战略司令部、北方司令部等部门。北方司令部的系统套件位于科罗拉多州施里弗空军基地一体化导弹防御联合职能司令部导弹防御集成和作战中心。该系统通过
5、一体化作战管理软件控制AN/TPY-2雷达进行威胁信息的跟踪处理,AN/TPY-2雷达通过网络接口处理器与该系统连接,通过1ink-16数据链和防空系统整合器,向具备反导能力的宙斯盾系统传输满足联合战术自动数据信息链(TADI1-J)格式的威胁跟踪信息,还向地基中段防御系统传输跟踪信息。这些数据旨在向其他作战系统提供导弹防御作战信息,提升指挥官的态势感知能力。指挥、控制、作战管理与通信系统从2004年开始研制,研制初期大量重复利用了地基中段防御系统的指挥控制系统模型和软件,快速形成了该系统的初期版本,已经在弹道导弹防御系统中的各级指挥司令部进行了不同程度的试验和部署。目前,其硬件设备在全球部署
6、的大小站点超过33个,拥有的相关设备近千套,横跨全球18个时区,通信线路包括3条卫星通信链路和超过77000千米的国防信息系统局通信网络。指挥、控制、作战管理与通信系统当前已部署8.2版本软件,未来将向一体化传感器自动管理和具备全球交战协同能力的方向发展。螺旋8.2-1及以后版本可利用过顶持续红外架构接收来自天基红外系统助推段和中段弹道导弹目标的信息原始数据,并将跟踪数据用于提示弹道导弹防御系统的传感器和武器系统,以及用于态势感知。未来,导弹防御局将依赖螺旋8.2版本来解决之前版本的缺陷和不足,下一步的主要发展方向是一体化自动传感器管理和交战协同以及开发功能更强的全球交战管理器。令部/指挥所,
7、包括国家军事指挥中心、战略司令部、北方司令部、中央司令部、印太司令部和欧洲司令部,以及战区防空反导司令部、空中与空间作战中心、海上作战中心等。二是体系综合与维护设施,主要是隶属于导弹防御局的导弹防御集成与运行中心,该中心位于施里弗基地,旨在为各节点提供运维保障,同时负责管理系统试验、开发与综合。三是传感器与武器部分,包括天基红外系统、前置AN/TPY-2雷达、宙斯盾系统、地基中段防御系统、萨德系统和爱国者系统等。目前正在建造的远程识别雷达计划2023年后接入该系统。2023年美导弹防御局发布了C2BMC新的需求征询意见书,就软件开发需求,特别是能力增量9和能力增量-10需求内容,以及网络能力需
8、求和安全需求、计划编制器需求等方面提出要求并寻求发展未来新的作战能力。能力增量9计划集成、协调和增强的导弹防御作战能力包括:一是支持海基X波段雷达的前置识别;二是支持地基中段防御系统使用先进识别用于拦截作战;三是扩大与“过顶持续红外”企业空间资产接口,从而提高防御中远程导弹威胁的能力;四是为所有类型的导弹威胁提供分层、协调的主动防御;五是为作战指挥官提供更新的导弹防御态势感知能力。能力增量-10主要发展的内容包括:一是新增传感器长期能力的初始部分,提供改进的目标航迹关联、改进的拦截弹同威胁关联的功能,新增传感器除了数据用于评估拦截是否成功之外,还额外增加了系统的战略威胁能力;二是支持在多处陆基
9、宙斯盾阵地和海基宙斯盾舰上部署的未来一代拦截弹,作为欧洲增强中远程导弹防御系统的一部分增强防御能力,同时未来一代拦截弹将提供对中程导弹和中远程导弹的早期拦截能力,并为更强的国土防御提供额外的一层拦截能力;三是扩大导弹防御火控系统协调范围和改进雷达的识别能力,部署先进的识别技术,包括地基中段防御利用来自导弹防御系统全部传感器的融合数据来提高本土防御能力。4 .美陆军一体化防空反导作战指挥系统美陆军一体化防空反导(AIAMD)项目是陆军转型计划中的六大支柱之一,是实现陆军战区防空反导一体化的核心和关键,项目的主要内容为研发一体化防空反导作战指挥系统(IBCS),2010年12月正式开始系统研制。2
10、018年8月,美陆军组织对诺斯罗普格鲁曼公司研制的IBCS进行了为期5周的关键性“以士兵为中心试验事件”测试,并获得成功,验证了该系统远程规模化、网络化作战能力。2019年12月12日,美陆军和诺斯罗普格鲁曼公司成功利用该系统进行爱国者-2导弹拦截2枚巡航导弹试验,这是该系统进行的第5次,也是最后一次研发飞行试验,此次试验成功为该系统进入作战试验阶段,最终顺利部署奠定了重要基础。爱国者雷达雷达接口单元A-套件图3美陆军一体化防空反导系统配置图2023年7月一9月,美陆军进行了IBCS有限用户测试,在8月13日和20日共进行了2次实弹拦截测试并获得成功。此次美陆军重新启动有限用户测试并获成功,标
11、志着项目为转入低速率生产和装备试验做好了技术准备。2023年1月13日,负责采购和维护的美国防部副部长签署采购决定备忘录,批准该项目转阶段进入初始低速生产与装备,开启了为期10年的系统正式生产和装备阶段。2023年该系统完成了最后一次研发试验,2023年10月,该系统完成了初始作战测试与评估。根据美国政府问责局发布的年度采办评估报告,明确一体化防空反导项目向陆军交付的装备数量约为454件。该项目开始低速生产的装备主要用于美陆军的爱国者营、爱国者合成营和间接火力防护能力营,具体装备为交战运行中心、综合协同环境、交战运行中心拖车、综合火控网络中继设备、雷达接口单元套件、发射架网络接口套件等。美海军
12、宙斯盾一体化防空反导指控系统美海军一体化防空反导指控系统目前主要发展的是一体化火力控制.防空部分(NIFC-CA)计划。该计划是美海军集成协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统和标准-6导弹等,形成的分布式、网络化航母编队防空作战体系,是典型的区域性一体化系统,主要针对飞机、反舰巡航导弹,以及弹道导弹的末段防御。与之前的同类作战体系相比,该计划在继承协同交战能力系统基础上,实现了空中传感器、指控系统和拦截武器的互联互通互操作,使航母编队中宙斯盾舰首次实现了对舰载雷达视界外空中目标进行超视距拦截。图4美海军一体化防空反导示意图协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统和标准-6拦截弹分别
13、构成了该计划体系的三个相互耦合网络,即信息网、传感器网和交战网。该体系以信息网为骨干神经,整合编队各舰所有传感器,通过组网、数据融合实现远距离发现、跟踪目标和目标信息的分享,最后以宙斯盾舰发射标准-6导弹为拦截手段,通过本舰之外的中继制导和弹上的主动末制导发现和拦截目标,可以充分发挥导弹的动力性能,形成突破以往编队防空作战极限的体系能力。该计划的海上杀伤链,由E2D预警机、F35飞机提供远程传感器预警,协同交战能力系统提供数据传输,宙斯盾基线9.C1为指控系统,标准-6导弹为拦截武器,已具备海上远程交战和超地平线防空拦截和反舰的实战能力。未来该系统还将集成F/A18E/F、F35C战斗机等装备
14、,形成更多的新型打击链。5 .美防空反导领域开放体系架构开放体系架构具有架构灵活多变,体系易于扩展、集成和升级,互操作性强,经济性好,具有可裁剪特性等,因而近年来,其研发思想和相关技术得到了快速发展,逐步体现出强大的生命力和后发优势。美国防空反导系统不断发展的过程中,经历了从单一系统的研发装备到实现装备的体系化的转变,装备体系的建设中开放体系架构逐步取代了最初的封闭体系架构。5.1. 发展历程采用传统封闭系统架构的开发模式已经成了武器系统发展的重大瓶颈问题。为了解决上述问题,包括同时考虑性能、成本、工业使用的成熟度、可长期采购性以及升级潜力等方面,将开放体系架构技术应用于大规模复杂信息系统的开
15、发成为了必然。2003年,美军在信息技术领域全面转向“开放系统”技术体制,要求只要条件可行,在任何情况下都应当应用模块化“开放系统”方法。2004年8月,美国海军负责装备研发和采办的副部长公布了“开放架构”政策,建立起一个包含所有系统司令部和项目执行办公室人员的专门机构一一开放架构企业团队,开始负责整个海军实施“开放架构战略”的全局工作,同时明确了各系统司令部和项目管理办公室对“开放架构”实施的职责。美国海军作战部随后发布了海军开放架构需求文件,提出“开放架构”的原则,要求在所有的武器系统和作战系统研制、升级中考虑“开放架构”的要求,至此“开放架构”成为美国海军的战略,推动美国海军全面实施向开放系统技术体制的变革。2013年,美国防部经过多年的实践和发展,发布了开放体系架构项目合同管理实施指南1.1版,为武器装备在发展政策方面提供指导。目前美国大量的武器装备研发采办都是基于开放体系架构设计和实施的,典型案例包括美国海军的“宙斯盾”系统现代化发展、海军正在发展的防空和反导雷达、陆军正在发展的“一体化防空反导作战指挥系统”、新型的低层防空反导雷达等。美军大力推行“开放式体系架构”设计思想,通过各层次之间的标准接口,屏蔽与上层之间的紧耦合,提升对应用层的开放性支撑;将软件与硬件分离,实现局部软件升级即可实现系统能力提升。根据系统架构的开放程度分为五级,不同级别的主要特征概括