展望机载火控系统：智能提供战场方案自主执行(2)

协同作战技术示意图。

火控系统的全攻击过程。

OODA回路。

　　火控系统关键技术

　　火力控制技术是根据武器装备作战使用的要求，随自然科学、技术科学、工程技术以及工程实践的发展而形成和不断发展的关于火力控制系统的研究、设计、试验和应用的理论和科学知识。火控技术的主要关键技术包括：

　　云协同作战技术

　　未来空中力量作战是C4KISR联合作战，各作战平台之间实现战场信息共享，实现统一的目标探测、态势感知、火力指挥与控制，从而完成对敌方目标的软硬杀伤。战斗机将从目前以平台为中心的作战模式转向以网络为中心的作战模式，在未来战场中战斗机将成为网络中心战中的一个节点。

　　云协同作战技术是指通过建立基于作战任务服务的分布式火力控制系统结构，依靠各交战平台提供的探测、决策控制、武器攻击、制导等功能服务，实现机群协同的任务组合，从而形成协同的目标探测、识别与跟踪、武器发射与武器制导与协同防御能力。对空中作战任务进行按需自主服务，提高系统鲁棒性、降低作战成本，形成作战能力互补的空中作战体系。

　　即插即用武器综合技术

　　火控系统要对新作战需求快速响应，迅速形成作战能力。即插即用武器综合（PnPW）就是基于此要求提出的一种全新的武器火控系统综合概念。它是指通过建立开放式的系统构型、软件框架，制定通用化、标准化的系统互连接口，改飞机平台与武器系统之间的紧耦合关系更改为由已知构件组成、具有开放式体系结构的松耦合系统，提高火控系统与武器之间的互用性和通用性，以保证武器集成时的互用性、可移植性和可复用性，实现在无需更改飞机软/硬件的情况下，能够将新型武器快速集成到任何飞机上。实现由设计时段（以年计）的武器综合转变为应用时段（以周计）的武器集成。为实现PnPW，需要建立并规范大量的包含电气、物理和逻辑要素在内的机械/电气/物理接口和逻辑/功能接口等接口标准，以支持各种作战系统、作战单元或部队之间的相互协同。即插即用武器综合的基础一是标准的硬件接口，二是标准的软件接口，同时也应具有开放式的系统架构。

　　智能火控技术

　　战斗机驾驶员要实现从“操作员”到“指挥员”地位的转变。现代作战飞机所配备的机载设备和机载武器种类越来越多，飞机的作战任务越来越复杂，而飞机所处的作战环境则越来越恶劣，驾驶员的工作达到了自身智力、心理和体力能力的极限。大量汇集到座舱的信息流和许多必须由手动操作实现的飞行控制和武器控制大大削弱了飞行员对战术态势的评估能力、对不同操作方法的分析能力和采取最优方案完成作战任务的决策能力。机载火控系统的智能化就是在这种需求下产生和发展的。智能火控技术是利用人工智能技术将飞机任务系统中的空战信息和知识融合、目标信息分析、敌我战术态势评定、武器资源调度、火力效能评估、攻击轨迹控制等技术进行智能化设计，并且以专家系统、神经网络、模糊控制等为实现基础，以对付现代空战日趋严峻的不确定性和复杂性。其可大大地提高飞机任务系统的自动化、智能化水平和作战效能，并且具有极强的系统自适应能力和人机互换性。

　　作战信息融合技术

　　火控系统要及时、准确、全面地获得战场“最多的信息”，但给飞行员要提供“最少的数据”，这对作战信息融合技术就提出了更高的要求。先进机载武器火控系统要对多传感器所提供的目标信息进行融合，并对多种传感器进行综合和管理，以便它们能够达到最佳的配合使用以提高对目标的探测、跟踪、识别能力和对战场态势的了解，给飞行员提供统一和简明的战场态势图，为进一步进行战术决策、目标分配和任务分配等提供良好条件。作战信息融合将成为新一代作战飞机武器火控系统的显著特征。作战信息融合的重点是要满足战斗机在空天地一体化、电磁对抗、信息对抗等复杂战场环境下作战的能力需求。

　　作战效能分析与评估技术

　　评估是决策的前提，评估的“质量”直接影响到决策的“质量”。武器系统效能评估就是武器系统能成功地完成其规定作战任务，满足作战需要的程度。作战效能作为火控系统完成规定任务的度量，能从总体上描绘出火控系统在一定环境下完成规定任务的实际能力。其不仅可以使火控系统的方案论证、发展规划和技术决策等更加科学，而且可以定量描绘出火控系统的发展前景和改进方向。另外，现代信息化空战中信息环境的复杂性和作战过程的对抗性给机载火控系统也提出了许多新的需求。如何综合利用载机平台获得的战场信息，帮助飞行员快速、准确地了解当前时刻的交战态势，并预测未来的对抗作战过程和效能，提高飞行员对交战过程的控制能力和预知能力是一项十分突出的问题。该技术主要包括态势评估、武器发射后命中实时评估、威胁评估、杀伤力评估，作战训练实时评估等内容。

　　对抗条件下武器火控系统地面验证与评估技术

　　作战飞机面临着在未来日益复杂的战场环境下充分发挥火控系统性能，实现战斗力最大化的现实问题。而目前的火控系统研制过程中，系统性能验证考核过于依赖实装的实地试飞、靶试等方式，仅能覆盖非常有限的几种典型任务剖面，难以充分反映系统在战场复杂电磁环境、目标强对抗条件下全使用包线内的实际性能。因此必须充分发挥地面仿真试验的作用，开展覆盖武器火控系统全任务过程、全使用包线，逼真复杂战场环境与目标强对抗环境的动态半实物仿真试验，实现对武器火控系统的工作流程、时间特性、响应特性、显示特性、攻击包线、杀伤概率等方面进行人在回路中的实时动态验证和性能评估。该技术主要包括分布式动态仿真技术、对抗性目标仿真技术、飞机/武器/火控半实物综合仿真技术、统一战场环境生成技术等内容。

　　基于模型的火控系统研发技术

　　机载火控系统越来越复杂，不同学科、不同领域之间相互交叉、相互融合；任务系统的设计与集成、验证与确认也面临着沟通、效率、周期、成本等诸多挑战。基于模型的系统工程以建立系统的不同视角模型为中心，结合“双V”流程模型，驱动仿真、产品设计、实现、测试、综合、验证和确认环节，从而能够更容易构建满足用户要求的火控系统。以利益攸关者需求为出发点，通过需求分析/定义、架构分析/设计、系统设计等活动，建立起系统的业务模型、概念模型、用例模型、架构模型、分析模型、设计模型，进一步建立系统的验证模型、仿真模型以推进系统验证和确认“双V”流程。只有建立高效的研发体系，才能适应火控系统多样化的作战需求，快速为战机形成新的战斗力。

　　火控系统未来展望

　　现代战争正在向着空天地一体联合作战、远程精确打击、网络协同攻击等高技术形态演变，火控系统也向着高性能、功能综合化、智能化、信息化方向发展，以提高对敌打击和自我防御为目标，适应未来战争的有人/无人多机协同、全天候、全方位、全高度的作战需要。需求的牵引和技术的推动不断引发火控系统技术和能力的变革，最高的性能、最低的成本、最好的作战适应性已成为火控系统的基本要求，未来火控系统必将是具备高性能、高智能化、能为飞行员和战场决策者提供解决方案和辅助/自主执行能力的核心大脑，是智能火力打击、立体式综合防御、先进指挥控制、嵌入式训练评估等一系列功能在内的高度综合的智能系统。（中航工业首席技术专家 中航工业光电所副所长　朱荣刚）