什么是现代综合防空系统(现代防御体系主要技术基础是什么)

作者:Peter W. Mattes少校,美国空军

什么是现代综合防空系统(现代防御体系主要技术基础是什么)

2019101

译者:@BillEinstein

2017年,俄罗斯S-400 SAM系统在列宁格勒附近演习时处于警戒状态。一套IADS可以让SAM无缝地应对多种威胁。照片:俄罗斯国防部

在过去18年作战行动中,占主导地位的低威胁空中战役里长期被忽视的防空,再次成为国防规划的重点。2019年6月,一架飞越波斯湾上空的美国海军RQ-4A高空遥控无人机(RPA)被伊朗革命卫队部队击落,大大加剧了美国和伊朗之间的紧张关系,差点导致报复性军事打击。这架广泛用于中东地区行动的高空情报、监视和侦察飞机,被伊朗衍生型的俄罗斯山毛榉M3(SA-17)中程地对空导弹(SAM)系统击落。

伊朗相对轻而易举的击落美国ISR装备,引起了许多国防分析家和观察家的担忧。米切尔研究所所长、退役空军中将David A.Deptula说,像RQ-4这样的亚音速、非隐身飞机“并不是为了在先进SAM或空对空威胁覆盖的地区作战而设计的。”他说,先进的SAM威胁已经遍布在世界各地,甚至对伊朗这样的二流军事大国也是如此。

空军和国防部高级官员对这一威胁发出警告已经有一段时间了。2015年底,时任海军少将VeraLinnJamieson(在担任空军负责ISR和网络效应行动的三星副参谋长后不久就退休了)与人合写了一篇米切尔研究所论坛论文《融合战的ISR视角》(An ISRPerspective on Fusion Warfare),预测到2030年,一系列反介入和区域拒止(A2/AD)威胁将在世界各地扩散,威胁到美国空军的历史范围和主导地位。这些威胁包括高超音速武器、射程超过150海里的空对空导弹和射程达500海里的远程地对空导弹。该文件警告说,再过10年左右,潜在的对手可能会用先进的被动探测系统和网络能力等工具来加强传统的地基雷达探测,从而推进他们“在我们使用这些能力之前攻击并使其失效”的首要目标。

正如2018年《国防战略》所指出的那样,美国的技术优势正受到来自潜在对手的压力,他们希望削弱美国空军曾经在任何冲突中几乎可以保证的竞争优势。正如著名的空军理论家、美国空军退役上校John A. WardenIII曾经指出的那样,自1939年以来,“没有一个国家在面对敌人空中优势的情况下赢得战争,没有一次重大进攻在面对控制了空中的对手时取得成功,也没有一次防御在面对拥有空中优势的敌人时能够持续下去。” 他补充说,取得空中优势“一直是军事胜利的前奏。”美国的对手和竞争对手,特别是观察到沙漠风暴行动的成功后,敏锐地知道这一点,他们并不简单地专注于提高武器的可及性和射程。相反,他们正在发展在每一个领域 - 陆、海、空、太空、网络空间和整个电磁频谱上行动的整体能力。这些能力不仅仅是进攻性能力,也是防御性工具,以挫败美国空军在未来任何冲突中夺取主动权和建立空中优势的能力。这些防御能力,如雷达、通信系统和SAM,被特意组织成所谓的“综合防空系统”- 或称IADS。

先导图:Dashton Parham;资料图片:周锐、胡永辉(音译)/中国国防部

点击链接,查看米切尔研究所的全尺寸信息图表的PDF文件。

https://www.airforcemag.com/PDF/MagazineArchive/Magazine%20Documents/2019/October%202019/Integrated%20Air%20Defense%20System%20graphic.pdf?continueFlag=35402560e40703e28a9af9182ad913d6

什么是IADS

现代的IADS比单一的SAM阵地或其相关的指挥车和雷达复杂得多。分析人员和作战规划人员在讨论IADS时应努力使用一种共同的语言,并将这一知识纳入其中,以便根据任务的需要针对这些复杂的系统进行规划。这种理解必须包括认识到,以线性的、简单的方法来击败现代复杂的IADS是不够的,而是需要多领域的综合行动。

根据一位空军情报专家的说法,IADS是“用来对付敌人对自己声称的领土进行空中渗透的结构、设备、人员、程序和武器”。它不是单一的武器或人员,而是各种要素的综合体,组织起来是为了最大限度地减少空中领域的威胁。因此,一个有效的IADS可以执行三种功能 - 空中监视、战斗管理和武器控制。其中,仅空中监视就包括五个具体的子功能:探测、引发、识别、关联和维持。

空中监视常被称为防空系统的“眼睛”。雷达将“探测”到进入防空系统覆盖区域的飞机,而“引发”功能则将雷达返回的信息转化为“轨迹”。“识别”功能检查轨道,并将其归类为友方、敌方或未知。

这三个阶段相对独立地发生,这就需要一个“关联”功能。例如,如果一个系统看到三条距离很近的轨迹,传感器操作人员可以选择将这些航迹视为单一实体或三架不同的飞机。关联很重要,因为它对武器装备配置有很大影响。最后,“维持”功能允许持续监测特定的轨迹。在现代系统中,这其中的大部分都可以实现自动化,从而减少了“人在环中”的处理,增加了“人在环上”的模式。这就降低了现代IADS中战胜人为因素的能力,更重视对空中监视节点产生多重影响的能力,以降低IADS的意识。

在监视之后,IADS的战斗管理方面包括四个功能。威胁评估、交战决策、武器选择和交战授权。战斗管理标志着从识别威胁到对威胁采取行动的过渡。战斗管理要先确定某条雷达跟踪实际上是一种威胁,然后选择武器来对付这种威胁。交战授权是战斗管理的最后一步,确认威胁、交战和武器选择的决定。

这些决策过渡到武器控制,由特定的武器系统执行武器配对、截获、跟踪、导引、杀伤和评估功能。在武器控制中,也发生了更精细程度的空中监视和战斗管理任务。不同的是,这些都是严格地与交战威胁的具体武器相关。

现代指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I)系统以及IADS使用的程序的复杂性往往被低估。例如,观察到一个IADS的单个武器系统部件,如火控雷达,在IADS内提供空中监视是不寻常的。由于这些武器系统与空中监视工具有相似之处,它们似乎可以做到这一点,因此常常被误认为执行同样的任务。

因此,对防空的控制功能和制导方面的分析往往多于IADS杀伤链的其他要素。这是因为,诸如火控雷达和导弹阵地等作出决定并拥有自己的雷达的能力被认为是在整个系统中履行这些职能,而不论武器在更大的IADS中的作用或责任如何。

现代IADS利用多种通信渠道,包括传统的地面线、光纤网络、无线电频率和电磁频谱链路。针对现代IADS的行动不再能计划针对单一节点或IADS通信手段取得单一效果。

2015年,俄罗斯一款自行式中程地对空导弹和火炮系统(右),铠甲S1,守卫着叙利亚的一个空军基地。左边是两台S-400 SAM发射器。这两套系统一起用于俄罗斯的IADS。照片:俄罗斯联邦国防部

防空和IADS

防空,顾名思义,就是保障一些受保护的资产 - 特别是来自空中领域的威胁的行为。但并不是所有的军队都以类似的心态对待防空。

以俄罗斯为例,根据俄罗斯地面部队理论,俄罗斯规定防空部队要“保护部队和设施在联合作战环境和行军中免受不同手段的空袭(空袭、巡航导弹、无人机)”。为支持这一职责,俄防空部队执行:防空作战、探测敌机并为地面部队提供预警、摧毁敌方空袭手段、战区导弹防御支援。相比之下,美国空军历来根据射程和高度对防空武器系统进行错误定性。例如,战术SAM被认为是近程系统,而战略SAM则被视为远程系统。不过,在试图理解IADS中的武器作用时,分配的任务和防御装备应该是关键的考虑因素。因此,特定防空系统的战术或战略命名不应与其射程挂钩。虽然确实经常存在正相关关系,但这种防空观点可能会导致对防空武器在防区可能产生的影响的误解,以及对某一特定系统的效果的错误排序。这可能导致摧毁一个对当前行动无关紧要的部件,而实际中断或拒绝影响就足够了。

俄罗斯的SAM在全国各军种都有部署,而使某一系统具有战术性或战略性的因素是SAM所防御的目标或地区的性质 - Warden称之为“重心”。决定因素可以包括领导力、设施、野战部队的前沿梯队或其他关注点。这些中心是由其分配到特定的指挥与控制(C2)结构和分配的任务来定义的。这是一个重要的区别,因为根据最近的分析,S-300、-400和-500型SAM系统有巨大的宣称射程( 有些甚至达到500海里)而大多数俄罗斯防空装备都是近程和中程品种。因此,以距离为单位的射程与某一系统在IADS中的首要地位更为接近。据报道,S-500的射程为500海里,在Su-35“侧卫”或 铠甲-S1导弹系统的预期作战半径之上,它很可能是IADS的第一道防线。

"防空 "一词从目标发展的角度提供了IADS的功能特点,有助于理解一个具体系统的作用,它在更大的目标系统中的功能及其意义。很明显,像S-400或铠甲这样的系统是为防空而设计的。但其他系统,如Su-35或MiG-35“支点”战斗机,也可能提供防空功能,就像美国空军的F-15C“鹰”执行防御性对空(DCA)任务一样。电子战系统也是如此;其他防御能力可以也确实间接或直接影响空中作战,支持防空。

2016年,俄罗斯阿斯特拉罕阿舒鲁克射击场演习期间,俄罗斯军人在S-300指挥控制拖车中监测数据。照片:俄罗斯联邦国防部

系统的体系

在整个美国空军中,SAM系统常常被误解为单一的关键部件,如导弹阵地或雷达,用于瞄准目标。这无意中贬低了SAM系统和更大的IADS的其他组成部分。因此,应该回答这样一个问题:在讨论IADS时,什么是系统?

像S-400 SAM这样的系统,不应简单地看成是一个运输起竖发射车(TEL)或一个雷达。俄国人自己介绍说,S-400由一个战斗管理系统、6个独立的SAM系统、维护设施等节点组成。根据俄罗斯国防文献,S-400系统执行任务至少需要7辆汽车,这还不包括C2车辆、发电机、燃料和油料、工程设备和支援人员 - 或者说是防御资产本身。

因此,S-400只是组成IADS的一系列系统中的一个组成部分。一个IADS中可以有一个S-400或多个S-400,这取决于任务或需要防御的区域。不同的武器也可以用不同的能力捆绑在一起,比如将S-400与铠甲-S1-一种射程较近的公路机动SAM能力配对。字面分析会错误地得出结论,认为这只是两个系统在近距离工作。实际情况是,铠甲和S-400是一个综合系统的一部分。根据该武器制造商俄罗斯国防产品出口公司(Rosoboronexport)的文献,铠甲-S1在击退“大规模空袭”时,经常用于加强防空群。这与飞机和电子战能力有直接的相似之处。最终,所有这些系统都是相互联系的,以便提供无缝的综合防御。

整合和防空系统

整合将各种系统结合成一个高效的防御项目,并允许IADS的三种功能同时和重复发生。实际上,它采用线性的IADS杀伤链,允许平行的杀伤链在更广泛的系统中同时发生。 不过,现代IADS更具弹性,其运作方式很像社交媒体平台。删除一个用户或组件并不能阻止Facebook帖子的传播。在IADS中必须使用多重攻击来拒止、延迟和降低“消息”,因为任何一次攻击都不可能永久地破坏每一个关键环节。

在组件一级,一些系统具有运行局部版本的IADS的能力。S-400有自己建制的空中监视能力、战斗管理和交战功能。但单一S-400独立运行并不能单独提供防空功能。在这种情况下,单一S-400将(至少)与 铠甲-S1密切配合,提供全面的防空能力,以最大限度地发挥一个系统的优势,同时减轻另一个系统的弱点和脆弱性。换一种说法,IADS项目可以防止Su-35、S-400或铠甲-同时对抗单一威胁,还允许每个系统无缝对抗多种威胁。这是通过冗余的现代通信工具来实现的,包括卫星通信、4G(以及现在的5G)蜂窝网络、公共交换电话网、数据链路、Wi-Fi网络、云计算等。现代通信网络范围不仅可以实现冗余,还可以实现数据的无缝传递 - 无论一个部队的梯队或控制范围如何。因此,对IADS的分级或线性理解,并不能正确体现战术部队与上级总部部队的互操作性。

现代一体化使得“跳过梯队”的概念经常发生,即通信跳过一个组织的中间步骤。如果一个中级作战管理节点在战斗行动中被摧毁或与IADS的其他部分隔离,单个防空部队可以直接与师或领导总部联系。这与沙漠风暴行动中的伊拉克IADS、盟军行动中的塞尔维亚IADS,甚至是奥德赛黎明行动中的利比亚IADS相比,都有很大的变化。这些IADS大多采用20世纪80年代 - 甚至70年代的技术建造,其特点是有限的通信手段和静态的防空角色分配。今天的现代IADS可以通过上述网络和工具进行整合,允许更多的无缝数据共享,仅受限于指挥官对角色、责任和决策的授权决定。因此,现代空中作战中“IADS回滚”的模式,如果不适应多领域、多效果的方法,就会严重过时。现代的IADS现在可以很容易地减轻单个节点的破坏或隔离,其速度可能比目前回滚策略中复杂的解决问题的方法更快。

结论和建议

(美国)《2018年国防战略》将俄罗斯和中国确定为“修正主义大国”,旨在挑战美国在各个领域的军事优势。如上所述,现代IADS使这些国家能够挑战美国军队,并创造环境,使其有可能投射自己的力量来削弱和消除美国的优势。因此,情报分析人员和规划人员必须了解并透彻理解现代复杂的IADS,以便在战术、作战和战略层面上向决策者正确传达这些威胁,以支持战役目标。各级领导层必须有共同的认识,以建立一个共同的模式,并形成一种批判性思维的文化,这对战胜现代IADS至关重要。

在现代联合作战行动中,应逐步取消对传统的IADS回滚策略的依赖。相反,领导人和规划人员应鼓励真正的联合战役互操作性,利用跨领域的致命性和非致命性效果来击败防空系统。分析家和规划者必须明白,在未来的冲突中,彻底摧毁或拒止单一的节点或通信媒介的情况可能永远不会发生。更现实的做法是寻求破坏、降低或延迟的效果,并同时运用武力来实现这些效果,以便摧毁敌方的重心 - 包括IADS。

最终,军事分析家和战役规划者应听取沙漠风暴、盟军和奥德赛黎明 行动的教训,同时努力调整作战方法,以应对更复杂的威胁,以确保美国空军在未来冲突中掌握主动权的独特能力。充分了解对手的IADS重心(其中包括人的依赖性、关键设备和基础设施、通信、计划以及部署和使用战术、技术和程序)对于制定和执行有效的多领域反IADS战略仍然至关重要。在2030年代及以后,随着系统复杂性的稳步提高和防御技术的改进,这些要求只会越来越高。

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Peter W. Mattes少校,美国空军,是一名情报官员,目前在内华达州内利斯空军基地第19武器中队担任作战主任,该中队隶属于美国空军武器学校。此前的任务包括支持各种空军平台和任务,包括F-16CM、分布式通用地面系统(DCGS)和空中作战中心(AOCs)。他曾部署支持奥德赛黎明、统一保护者、新黎明、自由的哨兵、坚决支持、恢复希望和固有决心等行动。本文改编自米切尔论坛论文《系统的体系:究竟什么是综合防空系统》(Systems of Systems:What Exactly is an Integrated Air Defense System),全文可下载:www.mitchellaerospacepower.org。这里所表达的观点和意见是作者的观点,不一定反映美国空军或国防部的观点。(俺也一样)

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