電子與信息技術的發展,首先是以第三代半導體和微系統為代表的主要技術,將使下一代預警機系統大幅度減少任務系統的裝機代價,提高能源和空間的利用效率,從而在產品形態上呈現高度綜合化或一體化設計的顯著特征,甚至帶來“分不清”和“兩極化”。一是分不清傳感器和平臺。任務系統天線和載機機身的一體化設計正在迅速發展之中,智能蒙皮技術正在成熟,而分布式射頻技術由于突破了半波長的布陣限制,可以更為有效地利用機體面積,將具備誘人的機載應用前景。二是分不清雷達、通信和電子戰。多功能寬帶陣列使得雷達孔徑成為系統孔徑,第三代半導體帶來能量利用效率的成倍提高和帶寬的進一步拓展,為工作在不同頻段的有源無源系統提供更大的能力,例如提升電子戰系統的靈敏度,或使通信系統獲得更高的系統增益、帶寬和抗干擾能力,并實現從全向通信向定向通信的轉變。三是分不清天線、射頻和處理,數字化不斷前移,設備結構和系統集成架構將發生深刻變化,系統的功能將更多地由軟件來配置和實現。兩極化也是一體化發展的重要體現,也可能帶來預警機的重要變革。具備獨立能力的微系統陣列,使得設備的體積向納米量級發展,安裝代價正在極小化,為在有限條件下實現系統能力的極大化準備了條件。
從產品形態上看,電子與信息技術的持續發展,可能使預警機在高度一體化設計的同時,呈現出日趨顯著的分布式特點:一方面,平臺和任務系統以及任務系統的不同功能組成部分之間高度集成;另一方面,預警機的各功能組成部分有可能在空間上部分或完全分布。原來依靠機內有線網絡進行集成的方式有可能通過無線網絡來實現,因為網絡帶寬和容量的劇增,使得無線互聯與有線互聯的差距在顯著縮小,硬件的高度集成、占比下降和軟件的增加,也許在更遠的未來將使得預警機作為整體而消失,而每個組成部分在一體化的基礎上又能實現多功能,并且融入體系成為“泛在網”的節點,預警機有可能變成傳感器和指控節點的“塵埃”。這種情況下,預警機的內網(支撐機載設備集成的網絡)和外網(支撐體系形成的網絡)將合二為一。
在計算機和軟件技術的主要支持下,認知雷達和認知無線電技術在快速發展,預警機的智能水平將持續提升。由于作戰任務的多樣化、電磁環境的復雜化和作戰速度的持續加快,第三代預警機必須具備全面感知電磁環境的能力以及依據電磁環境和任務要求自動進行自我管理的能力,情報應該可以實現從機器到機器的、無需人工干預的綜合,情報分發應該可以根據當前任務需要和鏈路狀態自動進行,這種分發對于操作員是不可見的,人、環境與任務必須同處于一個閉環之內。
預警機分布式和智能化的發展,意味著預警機在產品形態上,繼有人/無人機在一體化、智能化等方面充分發展的同時,有可能逐步無人化。當然,在可以預見的未來,在尚未實現腦與認知科學的重大突破之前,智能化的發展尚不能完全擺脫對人的依賴,雖然無人預警機可能成為預警機的重要產品形態,但“人在回路”仍可能是單件預警機裝備或預警機裝備所處體系的特征。因此,通過采用新的顯示技術和改善操作員工作環境,提高裝備的人性化水平(實質上是促進裝備作戰效能的提升),仍將是預警機裝備發展的應有之義。而已經成熟或快速發展的三維顯示、語音識別、便攜式/可穿戴和體感交互、多點觸控等新興交互或自然用戶界面技術,為改善用戶體驗和人機工效提供了豐富的選擇。
4 結語
預警機是作為空中作戰體系中的節點而誕生的,其七十年的發展主要體現在它自身作為單件裝備在不斷增強能力的同時,在體系中的作用也逐步提升,是裝備作戰體系和體系作戰能力建設的重要依托。未來的預警機,通過應用微系統技術、認知技術、寬帶無線網絡技術和新興人機交互技術等快速發展的信息技術,在產品形態上將呈現高度綜合化、智能化和人性化的特點,甚至無人化。無論是何種產品形態,未來預警機將從空基信息系統的雷達站、指揮所逐漸成為核心與樞紐,在打擊鏈的更多環節發揮更大作用,支撐實現體系級的協同探測/評估、協同識別、協同指控和協同打擊。因此,新一代預警機全面按照打擊鏈來設計,立足基于信息系統的體系作戰,結合各類作戰任務/樣式以及在打擊鏈的相應環節中預警機應該承擔的職能,建立二維的指標體系(一維為作戰任務維,一維為某一作戰任務對應打擊鏈中的各個環節維),明確相應的工作模式,同時高度重視協同探測、識別、指控和打擊等環節的應用系統的開發(即將相應的職能和模式通過硬件或軟件實現程序化和界面化),厘清預警機地位和作用的變化對指揮關系的影響,從而支撐構建以預警機為核心的空基作戰體系并充分發揮預警機的裝備效能。
作者簡介:曹晨(1974—),男,湖北當陽人,博士,研究員級高級工程師,博士生導師,主要研究方向為復雜信息系統總體設計。
原載《中國電子科學研究院學報》2015年第2期
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