未來遠程對空導彈發(fā)展思考

侯凱宇，賀 敏，金鵬飛

（1.上海航天技術研究院，上海 201109；2.上海機電工程研究所，上海 201109）

0 引言

現(xiàn)代空戰(zhàn)，攻防雙方的博弈向多領域、強對抗發(fā)展。導彈武器的射程已經(jīng)突破傳統(tǒng)防御圈范圍，從超視距向更遠的防區(qū)外攻擊發(fā)展。與此同時，作戰(zhàn)理論不斷推陳出新，以國外分布式作戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)為代表的高彈性、快響應、低成本殺傷網(wǎng)正逐步走向戰(zhàn)場。在可預見的未來，未來空戰(zhàn)中，承擔大范圍預警監(jiān)視、指揮控制和支援保障的大型飛機將撤離作戰(zhàn)前線，以避免關鍵節(jié)點被打擊，同時臨近空間飛行器和下一代隱身平臺將大顯身手，通過快速突防、隱身突襲手段提前擊潰對手。

冷戰(zhàn)時期，美俄先后發(fā)展了數(shù)款遠程對空導彈，射程超過200 km。遠程對空導彈，可對后撤的大型空中平臺、遠程突襲的臨近空間飛行器、下一代隱身平臺實施空中遠程打擊，有效癱瘓作戰(zhàn)體系對前線作戰(zhàn)力量的支援保障，粉碎預先突襲戰(zhàn)術，實現(xiàn)以遠制遠。為此，需從未來空戰(zhàn)場發(fā)展方向出發(fā)，研判未來遠程對空導彈能力特征，辨識關鍵技術，聚焦核心能力突破。

1 空空導彈遠程化趨勢

當前，預警機、指揮監(jiān)視機、轟炸機等大型空中平臺由于功能高度集成，在空戰(zhàn)體系中處于絕對的核心地位。早期的對空導彈“腿”不夠長，無法對相距較遠的敵方重要目標產(chǎn)生威脅，只能等待對方進入射程后再打擊。伴隨裝備技術水平和遠程作戰(zhàn)支援能力的提高，世界軍事強國在空戰(zhàn)武器發(fā)展方面，逐步從視距內(nèi)格斗、中遠距攔射向超視距、超遠程攔截的方向擴展，可實現(xiàn)遠距離上提前對敵方重要目標進行打擊。美蘇在其遠程對空導彈發(fā)展歷程中即體現(xiàn)了這一點。

美國作為最早裝備遠程對空導彈的國家［1］，一開始就將遠程對空導彈作為打擊蘇聯(lián)的高速轟炸機、對抗“飽和攻擊”戰(zhàn)術的重要手段。該型導彈為“不死鳥”AIM-54，如圖1 所示，采用主動雷達導引體制，射程達200 km，最高飛行速度達5 馬赫［2］。“不死鳥”對空導彈需要配合F-14 戰(zhàn)斗機和AN/AWG-9機載雷達火控系統(tǒng)來使用，具備多目標攻擊能力，1962 年開始研制，1966 年5 月導彈完成首次制導發(fā)射并命中目標，1974 年裝備使用。在蘇聯(lián)解體前后的較長一段時期內(nèi)，美國對空導彈射程指標并未出現(xiàn)大幅提升，而面對俄羅斯新型遠程對空導彈的相繼問世，美國也在遠程對空導彈領域再次投入研發(fā)力量，先后提出了“先進聯(lián)合戰(zhàn)術導彈”AIM-260、遠程交戰(zhàn)武器“LREW”等，目前這兩款導彈都處于研發(fā)過程中，其中，AIM-260 射程在300 km 級［3］，遠程交戰(zhàn)武器射程可能更遠［4］。美國還在探索發(fā)展“標準-6”空射型，于2018 年進行了F/A-18 攜帶去掉助推器的“標準-6”的掛機試飛，若成功轉化為對空導彈，將成為美國實施遠距空中攔截的另一種選擇。

圖1 “不死鳥”AIM-54 導彈Fig.1 AIM-54 Phoenix missile

俄羅斯/蘇聯(lián)在裝備研制上向來特立獨行，體現(xiàn)著獨特的裝備發(fā)展思路和戰(zhàn)術運用思想。俄羅斯/蘇聯(lián)深知空中作戰(zhàn)整體能力遜于美國、面對抗不占優(yōu)的實際，擅長發(fā)展不對稱的武器來打擊對方弱點和要害，出奇制勝，遠程對空導彈的發(fā)展正是這種思路的體現(xiàn)。俄羅斯/蘇聯(lián)遠程對空導彈主要有較早的遠程對空導彈R-37 系列和后來發(fā)展的超遠程對空導彈KS-172。R-37 系列遠程對空導彈主要有R-37/37M、出口型RVV-BD 三個型號。R-37最大射程200 km，計劃裝備米格-31BM 戰(zhàn)斗機。R-37M 是R-37 的改進型，最大射程將突破300km［5］。RVV-BD是R-37M的出口型，如圖2所示，最大射程為200 km［6］。KS-172 是俄羅斯1991 年開始研發(fā)的全新的超遠程對空導彈，導彈射程可達400 km，主要打擊北約空中指揮平臺和C3I 節(jié)點，包括空中預警指揮飛機、對地監(jiān)視飛機和加油機等［7］。

圖2 2011 年莫斯科航展上展出的新型遠程空空導彈RVVBDFig.2 RVV-BD missile on display at the Moscow Air Show in 2011

目前，以美國為首的軍事強國，大力發(fā)展遠程作戰(zhàn)能力，利用網(wǎng)絡化技術，將武器系統(tǒng)的各個節(jié)點納入網(wǎng)絡，對各類武器裝備均在進行一定程度的網(wǎng)絡化改造，以適應復雜戰(zhàn)場環(huán)境，實現(xiàn)對空中重要目標的超遠程攻擊。

2 未來遠程對空導彈發(fā)展需求研判

2.1 未來空戰(zhàn)場重要目標

2.1.1 空中大型平臺

當今空戰(zhàn)體系，是以預警機為核心、多型有人作戰(zhàn)飛機為主要作戰(zhàn)力量、各類支援保障飛機提供火力等資源保障的綜合體。同時，國外正革新空戰(zhàn)理論和裝備，推進空戰(zhàn)形態(tài)變革。在作戰(zhàn)理論層面，相繼提出了多個作戰(zhàn)概念，如空海一體戰(zhàn)、分布式作戰(zhàn)［8］、馬賽克戰(zhàn)［9］?？蘸Ｒ惑w戰(zhàn)追求空海一體聯(lián)合作戰(zhàn)，特別強調研發(fā)和部署距離更為遙遠的滲透性和防區(qū)外情報，監(jiān)視與偵察和精確打擊能力，強化大縱深條件下的遠程打擊力量，通過在預警機、偵察機等的指揮與支援下，空軍轟炸機和海軍巡航導彈核潛艇發(fā)起快速進攻。分布式作戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)理論核心是將打擊鏈路功能分解到分散部署的大量低成本武器和平臺上，同時將核心節(jié)點后撤遠離威脅區(qū)。在戰(zhàn)術運用層面，提出了“快速猛禽”等計劃［10］，通過運輸機與數(shù)架隱身戰(zhàn)斗機組成快速機動小組，可在第一島鏈內(nèi)的小型機場、民用機場內(nèi)快速轉移分隊一級的戰(zhàn)術飛機機隊。通過“快速猛禽”等類似計劃，實現(xiàn)小規(guī)模大型支援保障平臺深入前線作戰(zhàn)。

可以研判，大型平臺仍然是未來空戰(zhàn)重要節(jié)點。實施分布式作戰(zhàn)，需要將進攻和防御能力分布到在更為廣闊的地理區(qū)域上分散部署的作戰(zhàn)單元上，組織、指揮和控制這些分散部署的作戰(zhàn)單元協(xié)同作戰(zhàn)，需要進行統(tǒng)一的態(tài)勢感知、指揮決策和任務籌劃。特別是戰(zhàn)場全局態(tài)勢的感知、融合，戰(zhàn)役級的任務籌劃和決策，目前還依賴具備強大計算能力的大型平臺來完成。分布式作戰(zhàn)基于“海軍一體化防空火控”（Naval Integrated Fire Control-Counter Air，NIFCCA）系統(tǒng)構建，在NIFC-CA 系統(tǒng)中，有人隱身戰(zhàn)斗機和E-2D 預警機成為關鍵節(jié)點［11］。

在體系定位上，大型平臺仍然維持了重要節(jié)點的角色，但從作戰(zhàn)陣位上呈現(xiàn)了新的態(tài)勢——后撤。由于近年來國內(nèi)外防空武器防御范圍逐漸增強和拓展，大型平臺離作戰(zhàn)前線越近，面臨被打擊風險越高，一旦預警機、運輸機等遭受打擊，作戰(zhàn)體系運轉將受到影響。未來，承擔預警監(jiān)視、指揮控制和支援保障的大型飛機將進一步撤離作戰(zhàn)前線，提高生存概率。

2.1.2 臨近空間飛行器

臨近空間飛行器是21 世紀航空航天技術的新制高點，該技術的突破，將對國際戰(zhàn)略格局、軍事力量對比等產(chǎn)生重大和深遠的影響。當前臨近空間飛行器競爭愈發(fā)激烈，多國試圖搶占臨近空間飛行器實戰(zhàn)化先機?？梢灶A見未來，臨近空間飛行器將迎來井噴式發(fā)展，并在3～5 年內(nèi)有望實戰(zhàn)化部署。

臨近空間飛行器主要包括吸氣式和助推滑翔式。吸氣式的典型代表是俄羅斯的“鋯石”和美國的X-51A 等；助推滑翔式的典型代表是美國AGM-183A、俄羅斯的“匕首”等。

臨近空間飛行器相對于傳統(tǒng)目標，其飛行高度高，已超出傳統(tǒng)防空作戰(zhàn)的有效覆蓋空域；且采用跳躍式彈道，彈道高度低、預測難，使目前的末段高層和中段反導基本不具備攔截能力。同時由于飛行速度快、突防能力強，防御方的預警、探測、評估、決策等響應時間極其有限，無法及時發(fā)揮相關作戰(zhàn)效能，使得現(xiàn)有防御系統(tǒng)面臨清零的危險。作為一種改變戰(zhàn)爭游戲規(guī)則的新型裝備，可以實施的任務包括打擊核心通信和指揮樞紐、打擊戰(zhàn)略機動彈道導彈武器系統(tǒng)、打擊大型水面艦艇等，具備對對手的作戰(zhàn)體系關鍵節(jié)點進行針對性突襲，達到使對手作戰(zhàn)體系失效的目的，從而實現(xiàn)以戰(zhàn)術手段打擊對手戰(zhàn)略要點、摧毀或削弱對手的戰(zhàn)略攻擊和防御能力。

2.1.3 下一代隱身平臺

國外正在發(fā)展新一代隱身轟炸機，用于替代已有的轟炸機，新一代隱身轟炸機具備遠程打擊的能力。除此之外，國外還在發(fā)展新一代隱身戰(zhàn)斗機，新一代隱身戰(zhàn)斗機是基于網(wǎng)絡戰(zhàn)、新型傳感器和組織架構而形成的新系統(tǒng)與能力集成體，將成為上一代隱身戰(zhàn)斗機的后繼者。

根據(jù)下一代隱身戰(zhàn)斗機的任務定位，在未來空戰(zhàn)中其將深入敵方領空，并直接在對方領空開展行動，在此情況下，新一代隱身轟炸機將和F-35 等飛機一道來完成對地面目標的打擊任務。由于新一代隱身轟炸機的極低隱身性，執(zhí)行任務時可以不像傳統(tǒng)轟炸機那樣需要戰(zhàn)斗機伴隨護航。同時，國外將新一代隱身轟炸機設想為支持遠程打擊任務的體系架構的一部分，該機可以自主執(zhí)行打擊任務，也可以與各種非機載系統(tǒng)聯(lián)通，獲取或傳遞情報信息。新一代高隱身平臺裝備，將依靠隱身的技術優(yōu)勢，成為對手的空中夢魘。

2.2 遠程對空導彈攔截3 類目標的重要性

遠程對空導彈，若能對未來空戰(zhàn)場重要目標實施遠程打擊，將具有以下戰(zhàn)術意義。

2.2.1 打擊空中大型平臺

通過遠程對空導彈打擊預警機、指揮機，將產(chǎn)生“牽一發(fā)而動全身”的效果，破壞機群編隊關鍵節(jié)點，瓦解指揮控制和傳感網(wǎng)絡，癱瘓航母艦隊“大腦”中樞和“視覺”系統(tǒng)，從而掌握戰(zhàn)場制空權和主動權，能夠起到有效威懾、遏制甚至逼退航母艦隊的作用。

空中加油機給飛行中的飛機補加燃料，可使受油機增大航程，延長續(xù)航時間，增加有效載重，提高航空部隊的作戰(zhàn)能力。遠程對空導彈可迫使加油機遠離前線，大幅降低前線作戰(zhàn)飛機航程、留空時間，使其持續(xù)作戰(zhàn)能力受到顯著影響。

2.2.2 反制快速突防戰(zhàn)術

臨近空間飛行器攜帶打擊火力，或自身即作為打擊武器，將給對手防空系統(tǒng)的防御反應時間、攔截概率提出巨大挑戰(zhàn)。若遠程對空導彈具備對臨近空間飛行器的遠距離攔截能力，借助空基攔截平臺的前出能力，將極大緩解地面防空壓力。以戰(zhàn)術防御手段反制戰(zhàn)術攻擊手段，保護戰(zhàn)略要點的安全性，使作戰(zhàn)體系依然可投入后續(xù)常規(guī)作戰(zhàn)。

2.2.3 抵消新一代轟炸機的隱身攻擊

目前遠程戰(zhàn)術打擊主要依靠艦載、潛射以及空射遠程巡航導彈。在近幾次局部戰(zhàn)爭中，當被打擊目標距離超過艦載遠程巡航導彈射程時，將借助轟炸機遠程奔襲能力實施遠程打擊。未來空戰(zhàn)場，新一代隱身轟炸機可以進一步抵近目標實施打擊，若同時具備強悍的遠程巡航導彈掛載能力，可飽和攻擊對手防空系統(tǒng)。一旦遠程對空導彈形成對轟炸機的威懾與作戰(zhàn)能力后，可極大減少突防的巡航導彈數(shù)量，從而在很大程度上抵消遠程精確打擊武器對防空系統(tǒng)的飽和攻擊壓力。

2.3 遠程打擊“偵-控-打-評”需求

2.3.1 預警探測需求

為實現(xiàn)遠程打擊能力，目標的探測與識別是關鍵，考慮地球曲率影響，載機平臺的探測距離受限，需要發(fā)揮體系的作用，融合天基、地基、空基等信息源，通過組網(wǎng)形式實現(xiàn)目標的有效探測識別。在作戰(zhàn)中，由于預警機和地面雷達作用距離無法覆蓋目標所在位置，因此，中制導信息支援主要依靠地基雷達、天基系統(tǒng)等超視距探測手段。除了借助天基系統(tǒng)和地基雷達，還可以依靠多域多元傳感器，如在前置?？沼虻摹o人值守的傳感器網(wǎng)絡，通過主動、被動等方式對目標進行定位。還可以利用前置飛行器作為探測平臺，引導發(fā)射和制導，包括預警機控制無人預警機實施區(qū)域預警探測發(fā)現(xiàn)隱身目標并提供粗精度定位信息的方式，牽引預警機傳感器探測提供高精度情報。

2.3.2 指揮控制與通訊需求

信息融合方面，單個傳感器難以滿足在復雜環(huán)境中對廣域多個目標及多樣目標的跟蹤的準確性，而空基、天基和地基的預警探測平臺面對提供的多源多目標信息進行融合處理，需解決時間、空間配準問題，實現(xiàn)目標航跡關聯(lián)和航跡融合處理，為武器系統(tǒng)提供高精度制導信息。對于遠距離、隱身目標，要求作戰(zhàn)體系具備信號級融合能力。借助武器、天基、空基傳感器獲取目標多視角圖像，將目標圖像信號借助高帶寬網(wǎng)絡上傳云端，通過集中式或分布式的計算網(wǎng)絡融合目標信息，實現(xiàn)更精細化的目標識別。

定位建航方面，為滿足制導信息要求，體系中的預警機或者地面探測中心、天基系統(tǒng)需在對目標建航基礎上具備對探測目標的航跡預測能力，實現(xiàn)對盤旋機動目標的連續(xù)制導能力。隨著導彈射程增加，制導過程時間同步延長，對火控情報穩(wěn)定性提出了更高的要求。體系中單個傳感器在對目標跟蹤過程中可能存在斷批問題。尤其是目標小半徑盤旋、快速降高逃逸、存在有意/無意干擾等場景下的斷批問題會更加突出。需研究提升航跡質量，或具備中制導過程中斷批后快速自動接續(xù)能力。

威脅判斷方面，現(xiàn)有的屬性識別手段依然以敵我識別系統(tǒng)（Identify Friend or Foe，IFF）/二次監(jiān)視雷達（Secondary Surveillance Radar，SSR）和電子偵察為主，識別手段和距離有限，尚不能滿足遠距離打擊的要求。同時，針對電磁靜默的非合作目標，目標類型的識別只能依靠預警機的航線特征等進行，對于航線特征不明顯的偵察機、反潛機、加油機、轟炸機等則不適用，缺乏有效的目標識別手段。

任務規(guī)劃及目標分配方面，隨著現(xiàn)代空戰(zhàn)的日益激烈以及信息化的快速發(fā)展，單機單彈作戰(zhàn)的樣式已經(jīng)不能適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭的需求，協(xié)同空戰(zhàn)應運而生。在協(xié)同空戰(zhàn)中，各作戰(zhàn)單元通過信息流的交互連通作用，能夠有效地提高集群的探測、識別、跟蹤、引導和對敵攻擊能力，并能有效地交替掩護，安全退出。如何對機群及彈群合理有效地分配目標和攻擊任務，使得整體的作戰(zhàn)效能最大化，成為協(xié)同空戰(zhàn)的一個核心決策問題。

通信方面，在空中遠程打擊作戰(zhàn)中，由于范圍廣，環(huán)境復雜，體系組成要素多，要求具備遠距全向、高帶寬、極低延時、高速傳輸?shù)摹靶盘柤墔f(xié)同數(shù)據(jù)鏈”的通信能力。從遠期來看，要求作戰(zhàn)單元具備通信資源覆蓋情況下的隨遇接入能力，具備滿足對遠距離上多個方向的通信需求。

2.3.3 火力打擊需求

1）發(fā)射平臺多樣化。遠程對空導彈需具備適裝多種空中飛機平臺的能力，也可以是陸基車輛、海基艦船。具備強大的平臺適應性，使其在戰(zhàn)時具備更多選擇，將有助于提升遠程對空導彈應對復雜多樣化打擊任務的靈活性，進而提高其作為武器裝備的戰(zhàn)斗力。

2）發(fā)射方式多樣化。需適應不同的發(fā)射平臺和發(fā)射條件，由于遠程對空導彈體型、重量相對較大，一般采用彈射的發(fā)射方式。當采用載彈量較大的轟炸機內(nèi)埋時，很有可能采用旋轉彈射方式發(fā)射。當平臺采用較高馬赫數(shù)超音速飛行時，還要求具備反推式彈射的能力，以盡可能降低對載機飛行產(chǎn)生不利影響。

3）打擊模式要求具備多發(fā)連射或多發(fā)齊射的能力。敵空中重要節(jié)點將具備戰(zhàn)斗機等護航兵力，還可能處于海面艦隊的防空火力保護范圍內(nèi)，依靠單彈不足以保證有效、可靠的殺傷對方。這是對單目標的作戰(zhàn)任務。同時我方有可能需要執(zhí)行打擊多個目標任務。在遠程對空導彈打擊過程中，需要多彈協(xié)同通過協(xié)同探測、協(xié)同導航來保證可靠的中制導以及中末制導交班。

4）網(wǎng)絡化制導能力。敵方重要目標一般位于我方導彈載機探測范圍以外，導彈射程遠、作戰(zhàn)環(huán)境復雜，僅依賴一種信息源提供支撐，系統(tǒng)難以有效作戰(zhàn)，因此，需要采用體系化作戰(zhàn)模式。遠程對空導彈作戰(zhàn)過程中需要由我方作戰(zhàn)體系中的其他探測節(jié)點，如預警機、陸基雷達、衛(wèi)星等提供早期告警、目標識別、目標裝訂、導彈制導等信息，能通過協(xié)同數(shù)據(jù)鏈，將分布在戰(zhàn)場上的各類傳感器聯(lián)網(wǎng)，構成一個巨大的分布式傳感器網(wǎng)絡。通過多域傳感器、多彈組網(wǎng)以及信息的有效融合，不僅能提高信息探測精度，同時能解決單一平臺抗毀能力差、容易受干擾等缺點，進而大幅提高遠程對空導彈的作戰(zhàn)效能。

5）載機前出能力。在執(zhí)行空中遠程打擊任務時，常常需要發(fā)射平臺前突一定距離再發(fā)射載機，這樣，載機的前突能力也是打擊環(huán)節(jié)需要考量的重要部分。隱身能力將影響前突距離和被發(fā)現(xiàn)概率，而飛行速度將直接決定飛機趕赴任務區(qū)域以及撤離至安全區(qū)域的快慢，這些對于執(zhí)行有被打擊風險任務的載機安全性有重要影響。

2.3.4 效能評估需求

一方面，作戰(zhàn)指揮中心需要對遠程對空導彈的打擊效果進行評估，以為后續(xù)決策提供依據(jù)。通過探測目標特性變化及軌跡延伸變化進行打擊效果評估，當目標特性與目標庫配對不同且無軌跡延伸或目標某些典型特征消失時說明擊中目標，當目標特征與目標庫配對相同且有軌跡延伸或探測到目標某些典型特征時說明未擊中目標，需要實施二次打擊。

另一方面，多彈協(xié)同打擊過程中，突前的對空導彈首先與目標遭遇，后續(xù)對空導彈獲取打擊實時圖像、目標實際特征信息、其釋放的干擾信號，基于對前一發(fā)對空導彈的打擊效果的判斷，后續(xù)對空導彈通過在線任務規(guī)劃，實施調整飛行路線和打擊目標。

3 未來遠程對空導彈能力特征與技術發(fā)展方向

3.1 防區(qū)外攔截能力

由于國內(nèi)外遠距空空導彈發(fā)展，空中大型平臺后撤，同時，臨近空間飛行器和下一代隱身平臺的遠距攻擊能力提升，要求遠距對空導彈在完成遠距攻擊任務的同時，需要保證載機或防空導彈系統(tǒng)自身的安全。從能力下限而言，至少需要在敵方護航編隊的最遠攻擊距離外，對敵編隊后方的重要目標實施打擊；從能力上限而言，需要威懾敵方作戰(zhàn)體系后方重要的信息或資源節(jié)點，使之不敢靠近前線，從而無法對前線兵力形成足夠支援，甚至整體撤出。

3.1.1 基于SoC/SiP 的電子設備小型化技術

未來導彈要實現(xiàn)更遠的射程，需要進一步減小電子艙段尺寸，解決導彈制導、控制、電氣、導航的系統(tǒng)的集成設計問題。一個重要方向是將各個功能模塊進行拆分，再將各模塊重新整合，減少重復模塊，縮小各模塊尺寸?？刹捎肧oC（System on Chip）/SiP（System-in-Package）技術將導彈電子設備進行集成化和小型化，在不增加導彈直徑和長度的基礎上提高發(fā)動機裝藥質量，從而提高導彈射程。

SoC 技術將微處理器、模擬IP 核、數(shù)字IP 核和存儲器（或片外存儲控制接口）、專用算法、片上總線和相關協(xié)議等集成在單一芯片上，形成一個微小型控制系統(tǒng)［12］。SiP 技術將封裝的內(nèi)涵由簡單的器件保護盒功能擴展到實現(xiàn)系統(tǒng)或子系統(tǒng)功能，通過高度整合可減少印刷電路板的尺寸及層數(shù)，降低整體質量、空間以及材料成本［13］。

3.1.2 高性能固體火箭發(fā)動機技術

提升射程一方面需減小電子艙段尺寸，另一方面需提升導彈發(fā)動機動力。未來可發(fā)展高性能固體火箭發(fā)動機技術，采用高能化發(fā)動機推進劑，提升導彈總沖。例如，疊氮含硼推進劑采用硼作為燃料，疊氮縮水甘油醚（Glycidyl AzidePolymer，GAP）、3，3-雙疊氮甲基氧丁環(huán)（3，3-diazido methyloxetane，BAMO）等疊氮材料作為黏合劑，利用硼的高質量熱值、容積熱值的優(yōu)點，疊氮黏合劑具有正的生成熱、燃溫高和燃燒火焰較強烈等特點［14］，改善含硼推進劑的點火滯延時間和燃燒效率，有效提高推進劑性能。在發(fā)動機尺寸、空間一定的條件下，采用高裝填或滿裝填的發(fā)動機裝填技術也是未來提高發(fā)動機總沖的一種方式，其通過新裝藥工藝提升發(fā)動機裝藥量，從而提高發(fā)動機總體性能，實現(xiàn)導彈攻擊距離提升。

3.2 弱信息支援下的自主作戰(zhàn)能力

未來導彈作戰(zhàn)過程中，利用預警機、陸基雷達、衛(wèi)星等網(wǎng)絡化的探測信息進行攻擊，網(wǎng)絡信息由分布在戰(zhàn)場上的各類傳感器信息構成，由于探測平臺差異以及戰(zhàn)場電磁環(huán)境復雜，信息存在異構、數(shù)據(jù)精度低、數(shù)據(jù)可能存在中斷等問題，導彈需要具備在以上弱信息支援下完成導彈制導攻擊。比如，傳統(tǒng)面空導彈由制導雷達信息進行制導，未來可以利用預警機探測目標，將信息回傳，供面空導彈制導。傳統(tǒng)空空導彈作戰(zhàn)模式為載機向導彈發(fā)送攻擊預定目標并進行制導，為點對點線性交戰(zhàn)模式，俗稱“指哪打哪”，該作戰(zhàn)模式要求載機必須提供高精度、短周期的連續(xù)穩(wěn)定目標信息，同時導彈需獲取衛(wèi)星導航信息，以保證中末制導交班時目標處于導引頭小角度搜索范圍內(nèi)，以確保導引頭能夠準確地截獲跟蹤預定攻擊目標。在弱信息支援下，該作戰(zhàn)模式則面臨攻擊失效的問題，導彈需提升自主作戰(zhàn)能力。

3.2.1 智能探測感知技術

隨著軍事武器的不斷發(fā)展，未來對空導彈作戰(zhàn)以群與群對抗為主［15］，遠程對空導彈在長距離飛行過程中，會面臨各種有人或無人大規(guī)模協(xié)同集群，戰(zhàn)場態(tài)勢復雜。敵方在戰(zhàn)場中同時存在多種目標類型，由于不同目標類型具備不同速度、機動性能，導彈的攻擊概率也不一樣，為實現(xiàn)彈群對戰(zhàn)場環(huán)境中目標的最大殺傷效能，需準確識別出目標的類型，從而使得彈群可選擇更優(yōu)的目標進行攻擊。在弱信息支援下，導彈從體系獲得的目標信息有限，導彈需要具備復雜戰(zhàn)場的態(tài)勢感知和對威脅目標的識別能力。

智能態(tài)勢感知主要指導彈能夠利用戰(zhàn)場多個平臺的探測信息，以及通過導彈導引頭探測信息共享，通過異構、多信息源的融合處理形成導彈對戰(zhàn)場空間內(nèi)敵方態(tài)勢圖［16］。目標識別主要是識別目標類型和敵我屬性，一方面可以通過單枚導引頭多維度信息獲取進行融合處理，實現(xiàn)目標識別；另一方面，可以通過信號級協(xié)同探測，利用高速彈間數(shù)據(jù)鏈將各個導引頭探測到的信號級信息傳輸至進行信號協(xié)同處理的導引頭，可實現(xiàn)發(fā)射接收全相參處理，提升目標識別能力。

信號級協(xié)同目標識別技術包括導彈間的協(xié)同目標識別和體系之間的協(xié)同目標識別技術，其核心是將不同平臺（包括導彈、長航時無人機、預警機、天基衛(wèi)星等）探測得到的目標模擬信號傳遞至信號處理終端，通過將不同位置、角度探測得到的目標模擬信號進行融合處理得到真實的目標信息，由于目標信息量巨大，未來可采用分布式計算和深度學習等方式對目標信息進行處理，提高計算速度和目標識別效率。由于傳遞的目標模擬信號涵蓋了目標幾乎所有有用信息，因此，通過信號級協(xié)同的方式可有效提高目標探測距離和對目標的識別準確度和速度，極大提高導彈識別能力和作戰(zhàn)能力。

3.2.2 彈群協(xié)同導航制導技術

未來戰(zhàn)爭復雜電磁環(huán)境將導致衛(wèi)星導航拒止情況下單彈導航精度不足，網(wǎng)絡化制導信息精度低，連續(xù)性難以保證。這都會導致導彈的中末制導交班能力下降，使導彈遠距攻擊制導鏈路不能閉環(huán)。隨著未來對空導彈體系化、集群化作戰(zhàn)需求發(fā)展，多枚導彈可以組成編隊，同時完成對空中多個作戰(zhàn)任務［17］，通過協(xié)同導航、制導等提升中末制導交班能力。

未來對空導彈集群作戰(zhàn)的導航模式需要由各個導彈單獨導航飛行轉變?yōu)閺椚憾鄠€導彈協(xié)同導航飛行，基于多個導彈的多個導航設備信息融合技術，并將信息采集、傳輸以及處理等3 個環(huán)節(jié)合為一體的“超級傳感系統(tǒng)”。在信息化戰(zhàn)爭中，基于多彈多導航設備信息融合技術的彈群協(xié)同導航飛行必將取代傳統(tǒng)意義下單彈單導航設備［18］。協(xié)同導航飛行可明顯加強感知的能力和提高體系內(nèi)各用戶信息共享的程度，能夠為“協(xié)同攻擊”奠定良好的基礎，更好地滿足實戰(zhàn)的需求。

彈群協(xié)同導航主要利用數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)將多個彈的導航系統(tǒng)進行信息融合實現(xiàn)協(xié)同導航，以提升單彈的導航精度，如圖3 所示。彈群中的單彈可根據(jù)成本需求、作戰(zhàn)任務和拒止環(huán)境的不同，分別具有不同的導航系統(tǒng)，如慣性導航、衛(wèi)星導航、天文導航、導引頭成像匹配導航等多個異構導航系統(tǒng)。因此，利用彈群中各導彈具有的不同導航系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)鏈信息交互，優(yōu)勢互補，構建異構多源信息自適應智能融合算法，將本彈導航系統(tǒng)信息與彈群中其他導彈導航系統(tǒng)信息進行融合，實現(xiàn)彈群協(xié)同導航，保證彈群在衛(wèi)星導航拒止等復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的導航精度，降低了單彈導航系統(tǒng)的成本。

圖3 協(xié)同導航系統(tǒng)結構Fig.3 Structure of the cooperative navigation system

面對弱信息支援下目指位置信息誤差大、目指速度信息缺失等問題［19］，傳統(tǒng)的單彈搜索策略在有限時間內(nèi)不足以完成對疑似區(qū)域的搜索。彈群可以通過協(xié)同制導和探測，實現(xiàn)有利探測位置占位，通過多枚導彈的探測任務分配與合成，擴大搜索范圍，實現(xiàn)弱信息支援下的中末制導交班［20］。當采用被動導引頭時，還可以通過多彈協(xié)同實現(xiàn)無源高精度定位能力。

3.3 強對抗下的有效殺傷能力

戰(zhàn)場環(huán)境日益復雜，有人或無人大規(guī)模協(xié)同集群、常態(tài)化高強度多樣式干擾是未來戰(zhàn)場環(huán)境的主要特征［21］。要求導彈在復雜的電子干擾和目標機動規(guī)避等對抗條件下，通過感知、預測敵方干擾和機動，動態(tài)地做出最優(yōu)的抗干擾或攻擊策略，以規(guī)避或者降低敵方施加的干擾對精確制導的影響，提高殺傷概率。

3.3.1 自主規(guī)劃與決策技術

自主規(guī)劃與決策技術要求導彈隨著目標信息的不斷變化，能自主動態(tài)制定和調整打擊任務、決策，對航跡進行必要的局部修改或進行重新規(guī)劃。

由于戰(zhàn)場中導彈數(shù)量和目標數(shù)量多，導彈和目標在空中的態(tài)勢比較復雜，多枚導彈在飛行過程中，需要針對復雜的、不確定的作戰(zhàn)條件，對導彈的戰(zhàn)術意圖和行為進行實時決策，合理分配各枚導彈的攻擊目標及協(xié)同打擊策略，使導彈從探測、跟蹤、尋的、攔截到最后摧毀目標的整個作戰(zhàn)和制導過程實現(xiàn)完全自主，實現(xiàn)多彈協(xié)同攻擊的最大打擊效益。自主規(guī)劃與決策技術可通過空戰(zhàn)對抗情景仿真，建立以大量仿真樣本的“大數(shù)據(jù)”，通過深度學習系統(tǒng)進行訓練，構建自主決策數(shù)據(jù)庫，彈群依據(jù)自主決策數(shù)據(jù)庫邏輯依據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢變化進行實時決策，實現(xiàn)導彈對戰(zhàn)場態(tài)勢動態(tài)適應和攻擊效能的提升。

彈道規(guī)劃根據(jù)導彈的決策結果、目標信息、戰(zhàn)場環(huán)境信息、導彈自身狀態(tài)、到達目標時間等，實時規(guī)劃出最合適的飛行彈道，自主機動飛行，實現(xiàn)對指定目標的打擊。一般飛行員面臨導彈來襲告警，會選擇機動規(guī)避，空域上多發(fā)導彈可從多個角度協(xié)同進行攻擊，對目標形成夾擊、合圍，甚至導彈數(shù)量較多時，可做到無論目標如何機動，都存在最佳攻擊態(tài)勢的導彈。彈道規(guī)劃可采用飛行時間、攻擊角度控制的協(xié)同制導律實現(xiàn)同時、預定時間間隔、預定攻擊角度等協(xié)同策略命中目標，提高對目標的命中概率。

3.3.2 智能抗干擾技術

導彈需要具備在復雜對抗環(huán)境下的抗干擾能力，例如典型的抗遠距支援干擾、自衛(wèi)干擾、拖曳式誘餌干擾、空射誘餌、拖速/拖距密集假目標等干擾，實現(xiàn)干擾條件下假目標檢測和目標跟蹤。典型復雜電磁干擾態(tài)勢場景如圖4 所示。

圖4 典型復雜電磁干擾態(tài)勢場景示意圖Fig.4 Schematic diagram of typical complex electromag‐netic interference situation scenario

傳統(tǒng)單一維度的信號和數(shù)據(jù)處理難以挖掘和利用全部維度特征信息，且各維度信號和數(shù)據(jù)處理是獨立進行，沒有利用不同維度特征間的關聯(lián)信息，未來遠程對空導彈可通過時、頻、空、圖像、波形、能量等多維信息融合處理，采用基于人工智能的抗干擾處理手段，對多維特征信息進行綜合運用，挖掘不同維度信號蘊藏的信息及相互間的關聯(lián)信息，大幅提升對干擾的識別和對抗能力。

4 結束語

本文對未來遠程對空導彈的發(fā)展需求、能力特征和關鍵技術進行了分析，首先對國外空空導彈遠程化趨勢進行了研判，根據(jù)發(fā)展趨勢分析了未來遠程對空導彈3 類主要打擊對象——空中大型平臺、臨近空間飛行器和下一代隱身平臺，并分析了遠程對空導彈攔截3 類目標的重要性。進一步從遠程打擊“偵-控-打-評”體系出發(fā)，分析了遠距作戰(zhàn)對于預警探測、指揮控制與通信、火力打擊以及效能評估四點需求，并提出了未來遠程對空導彈防區(qū)外攔截、弱信息支援下自主作戰(zhàn)、強對抗條件下的有效殺傷能力特征與技術方向，以其對未來對空導彈發(fā)展提供參考。