信息化作战下舰炮武器系统技术发展探讨

安晓东 谢杨柳 韩玮

（中国船舶工业集团公司船舶系统工程部，北京，100094）

摘要：通过作战空间、作战模式、作战体系等因素分析，提出信息化作战、机械化作战的特点，并对信息化武器装备和技术发展进行探讨；基于舰炮武器系统信息化理解，提出系统发展技术框架，对体系结构等方面工作进行初步探讨。

关键字：信息化，舰炮武器系统，体系结构

Research on development of naval gun system basrd on information combat

An Xiao-dong Xie Yang-liu Han wei

(System Engineering Research Institute of China State Shipbuilding Corporration，Beijing 100094，China)

Abstract： Make a contrast between combat with information and mechanization through combat spaces，pattern and system to draw a conclusion on characteristics of combat with information. According to these characteristics，do a research on weapon equipments with information. Give the technical projects for weapon systems on systematic configuration in the future.

Keywords： information，weapon system，systematic configuration

1 信息化作战特点

信息化战争是一种战争形态，在信息时代各种威慑条件下，交战双方以信息化军队为主要作战力量在陆、海、空、天、地、磁、认知等空间展开的多军兵种一体化的战争。信息化部队以计算机为支撑，信息链为纽带，使部队从单兵到各级指挥员，从各种作战、作战支援到作战保障系统都具备战场信息的最快获取、传输及处理功能的新一代部队；信息化作战能够实现信息的最快获取、信息资源的最佳共享、信息资源的最优使用，达到人和武器的最佳结合，不同层面指挥员高效指挥，提高体系整体作战能力

作战能力主要由杀伤力、机动力、防护力、指挥控制力、保障力等要素构成，不同时期作战能力的表现形态有所不同。冷兵器时代主要依靠体力和冷兵器技能，通过白刃格斗形成作战能力；热兵器时代主要依靠作战人员的数量、武器装备的射程和威力，在平台上运用作战理论使战术和武器装备有机统一，通过火力运用改变提高作战能力；机械化时代主要依靠大规模杀伤力和机动力，基于多元化的作战力量、多种平台协同及多种作战样式提高作战能力，但受信息技术水平的限制，无法形成一体化整体作战力量。信息化时代主要依靠信息技术和系统的体系作战，通过体系内的高度协同提高作战能力。目前，机械化作战与信息化作战并存。

无论何种作战模式，均包含作战空间、作战模式、作战体系、体系结构力等要素，机械化作战与信息化作战特点对比如表1所示。

综上所述，无论何种作战模式其基本组成并无大的区别，均含有“物质（有形的实体）、能量、信息”基本要素，但作战能力的形态不同，其体系结构及要素的使用方式不同；机械化作战体系效能通过提高单元本身的性能和威力，提高弹药的数量和扩大体系规模提高效能，即在三大要素中以物质、能量为主，信息为辅。信

机械化作战在物理域息化作战体系效能提高以信息和系统为基础，贯彻“横向一体、纵向贯通”的信息有序流动原则，将体系内物质、能量、及信息融为一体，提高整体的作战能力。中实施，信息化作战在信息域中实施，但信息域并不是一独立的区域战场，存在于物理域之中，通过渗透于物理域的各领域和作战活动体现出来。物理域中任何一次作战活动依赖于信息域一定的信息活动才能实施，其效能直接依赖于己方信息域的优势；通过在物理域中对敌信息系统的打击，直接破坏信息生成、传输、存储的载体，破坏敌信息获取、处理的能力，致使敌方的武器无法实施攻击。

与机械化作战相比，信息化作战优势是作战行动迅速准确，作战指挥更加简洁流畅，作战保障更加便捷有效，作战能力将有明显的提高。资料报道，等规模的机械化作战部队经过信息化作战的现代化改装后，其作战能力明显提高近十倍。

2 关于信息化武器装备和技术发展的探讨

无论什么时期，武器装备发展和运用始终面向作战能力和作战效能。信息化作战模式下必须突破以往的技术框架，将“武器系统信息化”和“信息系统武器化”融为一体，形成信息化武器装备，实现体系作战能力提高。其中，武器系统信息化是指信息注入武器系统，使得火力（软、硬）实施更加智能、精准、快速；信息系统武器化是指火力运用与不同种类信息建立更加便捷、紧密、安全、可靠的联系，通过清晰且高效的指挥关系、丰富指挥决策信息，实现人与武器最佳结合，达到了信息通过火力转化为能量的效率最高、效能最强的目的。信息化武器装备应该具备如下特点：

● 武器装备中广泛应用信息和信息技术，实现武器系统信息化，提高武器系统快速反应及精确打击能力。

● 武器系统之间横向贯通，纵向一体，作为网络中的火力节点，最大限度地提高武器平台的作战效能。

● 武器系统作为火力节点，具备良好应用层面的互操作性，为体系对抗奠定基础。

显然，信息化武器装备是信息时代武器装备的一种形态，传统武器装备由物质和能量构成，信息化武器装备由物质、能量及信息组成，信息因子的注入将传统武器装备的杀伤力和机动力扩展为杀伤力、机动力、智能性和结构力。信息化武器装备是未来发展方向，技术发展必须支撑装备研制，体系结构研究是技术发展框架中至关重要环节。“体系结构”是指系统的组成结构及其相互关系，体系结构不同武器装备的三大基本要素物质、能量及信息之间的关系不同，构建体系的作战能力不同。

海湾战争后美军发现传统的自上而下“烟囱式”结构的指挥及火力运用高度集中，系统的生存能力和抗毁性较差，必须发展分布式体系结构，为此1996年提出了C4ISR AF 1.0版本《C4ISR体系结构框架》，解决一体化指挥自动化的问题。

2000年以后美军开始探讨网络中心战，2003年8月推出了DoDAF 1.0版本（DoDAF由美国国防部US Undersecretary of Defence for Business Transformation工作小组制定的系统体系结构框架即Architecture Framework 简称AF），该版本中增加了运用范围，不仅应用在C4ISR层面，而且应用到所有的任务领域。2006年美军在《四年一度防务审查报告》中指出，未来联合部队将从“互相减少摩擦的联合作战向一体化作战甚至是相互依赖的作战转变”，为此，从顶层、作战、功能等角度描述了未来一体化作战的环境、原则和能力，推进了一体化体系结构研究。2007年4月推出DoDAF 1.5版本，该版本中特别强调以网络为中心的概念；随着一体化联合作战推进，2009年5月推出DoDAF 2.0版本，该版本以数据为中心，引进了国防部体系结构元模型的概念，元模型是由概念数据模型、逻辑数据模型及物理交换规范组成，显然，该版本推出提升了应用层面的互操作程度。

伴随着作战形态的变化，美军经历了 C2-C3-C3IC4I-C4ISR-C4KISR的发展过程，体系结构逐渐由“烟囱式”向“开放式”发展，信息使用由互连、互通向应用层面的互连、互通、互操作发展，实现快捷、高效、准确的作战、支援及保障。为此，我们必须从信息化武器装备的顶层设计入手，采用开放式体系结构设计系统，科学、客观、全面地描述作战需求，以需求为牵引确定系统结构、组成及相互之间的关系，规范技术标准支撑系统有效运行，提高系统互通、互联及互操作程度，提升整体作战能力。

3 舰炮武器系统信息化理解

信息化作战特点是体系对抗，体系是系统的系统，舰炮武器系统作为体系对抗杀伤链的一重要节点，在“远程打击、中程拦截、近程防御”的体系作战中，承担着远程精确打击、中近程综合防御的使命及执行非军事行动任务。传统舰炮武器系统是在一定假设条件下计算并控制弹药的发射，弹药发射后靠惯性飞行，由于目标特性、飞行中环境因素、发射参数等变化，实际弹道与理论弹道存在偏差，射程越远系统累计误差越大，打击目标的效果越差；舰炮武器系统是一有差系统，以往通过预先校射、射击过程中的校射、闭环等方法可以减少一些误差，随着作战形态及目标特性变化，尤其目标速度、隐身、机动等特性变化，以往战法、技术不符合使用需求，必须采用新战术、战法及技术手段解决上述问题。舰炮武器系统信息化是解决上述问题的技术途径之一，将信息因子注入舰炮武器系统，提升舰炮武器系统的智能，对目标实施有效打击。对于承担不同使命任务的舰炮武器系统，面临问题不同，信息化设计技术途径不同。

针对远程打击而言，控制弹药按照设定弹道飞行是提高射击精度的技术途径之一；系统控制弹药飞行弹道的方式不同，需要信息系统提供的信息种类不同，弹药和系统（武器系统和信息系统）铰链信息不同。同时，战场近实时毁伤效果观察信息注入系统，指挥员对战损作出评估，实时制定打击方案，联合其他火力打击目标。

中近程综合防御面临问题是突防的目标速度越来越快、隐身性和机动性越来越好、攻击样式越来越多、攻击能力越来越强，要求提高防御体系首发命中概率、快速反应时间、目标毁伤能力及对导弹流的防御能力，系统具备对突发事件的处理能力。同时，必须解决体系内武器火力运用的空间、时间的无缝连接的问题，消除防御及拦截杀伤盲区。根据目标发展趋势，中近程综合防御对象为空中、掠海小目标、海上大小目标等，其中包含无人装备。该区域内的舰炮武器系统含中小口径舰炮武器系统，其发射装置特性不同，信息化设计不同。针对中口径舰炮武器系统，射程远带来系统累计误差大的问题存在，将控制信息注入弹药，提高其首发命中概率及射击精度，具备同方向导弹流拦截能力；利用信息系统提供的弹目偏差信息实施校射，利用来自其他系统实时监控信息实现火力交接。

小口径舰炮武器系统作为硬杀伤的最后一道防线，基于转管炮发射装置特性信息、平台状态变化的位置及速度信息、其他系统信息，有效运用弹丸的散布及高射频，将信息、武器和火力融为一体，形成一高效的作战体系。对目标实施火力无缝连接的接续打击。

4 舰炮武器系统信息化技术框架初步考虑

信息化建设初期，基于未来作战形态及提升作战能力的要求，首先构建行业发展的技术框架；该框架具有承上启下的作用，即将本行业纳入信息化作战体系中，又对行业内发展具有约束及指导作用。围绕舰炮武器系统信息化面临问题，重点开展战术使用、体系结构、规范、专用及总体技术等方面研究，其中战术是工作的重中之重，没有对战法客观、恰当、正确、全面的研究及描述，技术实现是无的放矢；技术是实现战法的途径和手段，技术催生新的作战理念、方法及模式，同时技术是实施作战关键途径；标准是技术和战术实施的基础，没有统一的标准规范，无法实现开放结构和数字化的设计，无法实现技术层面信息的互连、互通，无法实现作战层面服务的互操作，武器系统信息化无法实施。

系统研究工作自顶向下，顶层关键技术突破基础上按照使用、结构、规范要求开展专用技术研究，这样技术框架可以节约时间，降低研制成本，降低风险。本文重点谈谈体系结构及规范标准的看法。

单平台作战时期武器系统相对独立，结构自成一体、相对封闭，指挥体制自上向下高度集中，结构内部耦合性很强，不同结构之间连接松散，结构之间互操作性很差。随着作战模式的变化，体系结构逐渐由封闭向开放发展，指挥体制逐渐由高度集中向分布式发展，那么如何开放是我们构建体系结构时必须考虑的问题？是有形的物质要素开放？还是无形的信息要素开放？从机械化作战和信息化作战特点对比来看，无论何种作战模式，物质要素和信息要素都存在，只是不同阶段使用要素的侧重点及方法有所变化。信息化作战阶段，无形的信息可以成为有形的物质倍增器，信息必须通过有形的物质实体即武器装备转化为火力，对目标实施有效的打击。因而，以信息使用为主线，从作战活动、作战要素、信息传输、信息规范等不同层面建立一种开放式结构，研究战术、信息、活动、能力之间关系；如果体系结构设计中对信息流的研究不全面，将直接导致某些作战要素不完善，某部分作战活动无法有效实施，影响武器系统整体能力的发挥。借鉴美国武器装备的发展思路，采用作战视图、系统视图和技术视图构建开放式体系结构，三视图之间关系如图1所示。

其中，作战视图描述火力单元执行使命所要求的作战任务和活动、单元及信息交互的要求。系统视图描述的支持使命任务事项的单元特征及其互连性要求。技术视图描述的是为保证互操作性而提供的一组特定的技术标准，指导系统单元构造的相互作用、相互依存的一组最小规则集合。技术视图提出的标准规范目标为实现系统技术和作战两方面的互操作提供必要的支撑，互操作包括技术互操作和作战互操作；技术互操作是指节点之间提供动态信息交互及数据交换的能力，并为作战任务的规划、协同、综合和实施而服务；作战互操作是指系统、单元或人员为（或从）其他系统、单元或人员提供或接收服务，并利用该服务的交换提供它们之间协同操作的效率。

构建开放式体系结构，没有完善且统一的标准、规范，无法实现“三互”，无法将火力、信息、机动、防护等多方面融为一体，无法实现信息化作战下“横向一体、纵向贯通”的目的，将严重制约舰炮武器系统远程精确打击、中近程综合防御等方面能力发挥。为此，急需继承原标准规范基础上，构建新的舰炮武器系统行业标准体系表，自顶向下，将系统组成要素统筹考虑，从设计规范、生产制造、试验验证、全周期保障等四方面构建标准体系，指导装备的研制工作。

从机械化向信息化发展过程中，制定完善标准、贯彻落实标准是不可缺少的两个方面。在信息化建设过程中从需求出发，以装备现状及规划发展为基础，重新审视当前的行业标准，在建立新的行业标准同时，牵引“废、改、立”的梳理。在新标准体系建设中强化设计规范研究，总结提炼数字化系统设计理论并形成规范，指导装备研制工作，减少个人经验不足导致装备研制质量下降的问题。编制标准是装备信息化建设的基础，贯彻执行标准是关键。对已有装备按照横向一体的标准进行信息化改造；对于在建和后续装备必须按照横向一体、纵向贯通的原则进行规划、论证和实施。

在体系结构、规范标准框架下，开发舰炮武器系统行业专用技术：开展信息处理及使用研究、系统与信息使用铰链技术、快速处理技术、系统总体技术等方面研究，推进舰炮武器系统信息化进程。

作者简介

安晓东（1963—），女，山西长治，工学硕士，研究员，现从事舰载武器系统研究。