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美国陆军一体化防空反导指挥控制系统即将进入生产阶段

2020-09-22 知远战略与防务研究所 王克格/文访问次数:

【知远导读】2020年8月,美国陆军重新启动一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)新一轮“有限用户测试(LUT)”,并于8月15日和20日在新墨西哥州白沙导弹靶场先后成功实施两次实弹测试,完成了此次“有限用户测试”规定的实弹测试任务。

尽管此次“有限用户测试”还没有结束,但从各项测试结果可以预测,美国陆军一体化防空反导指挥控制系统很快将由研发阶段转入生产阶段。

一体化防空反导作战指挥系统的概念和由来

一体化防空反导作战指挥系统,即IBCS,本身不是飞机、雷达、导弹等武器装备,而是能够使武器装备更好工作的指挥、控制、通信、计算机网络。IBCS是一体化防空反导(IAMD)作战指挥系统(BCS)的嵌套式首字母缩写。具体来说,它被设计用来把互不兼容的陆军雷达系统、防空反导武器等连接起来,将体系内所有雷达探测到的目标数据融合生成高精度的目标航迹,并将航迹数据传递给处于最佳拦截打击位置的导弹发射装置,指挥控制兵力、兵器对来袭目标实施拦截打击。美国陆军一体化防空反导(AIAMD)系统的组成结构如下图所示。

 


美国陆军一体化防空反导系统结构示意图

 

IBCS由作战指挥中心(EOC,engagement operation center)、一体化火力控制网络中继设备(IFCNRelay,integrated fire control network Relay)和适配套件A-Kit(adaptation Kit)组成,其中:

EOC是通用的一体化防空反导作战指挥中心,兼具作战指挥和武器控制的功能,通过置于IFCNRelay里的B-Kits实现与各型作战资源的紧耦合交链;

IFCN Relay是IFCN的射频接入节点,IFCN是自组织、自配置和自愈合的综合火控网络,采用企业集成总线架构和发布订阅机制实现EOC与作战资源的紧耦合交链;

A-Kit是置于作战资源端的即插即打接口模块,该接口模块分为武器即插即打接口模块和传感器即插即打接口模块。


IBCS系统与传感器和武器系统的连接关系

 

2006年,美国陆军成立IBCS项目办公室;2008年9月,诺斯罗普·格鲁曼公司和雷声公司分别获得价值1500万美元的第一阶段研发合同。经过方案竞争,诺·格公司方案赢得美国陆军青睐,并于2010年获得了价值5.77亿美元的第二阶段研发合同,真正开始了IBCS系统的研发。

本轮测试基本情况

2020年8月15日实弹测试基本情况

2020年8月15日,在其中一个一体化火力控制网射频接入节点受到干扰,中继通信中断的情况下,其一体化防空反导作战系统仍然成功拦截了模拟来袭巡航导弹的两架低空飞行的MQM-178无人机靶机。

 



“有限用户测试”期间,IBCS作战指挥中心的士兵使用系统组织实施导弹拦截

 

这次测试在新墨西哥州白沙导弹靶场进行,使用了7个一体化火力控制网络射频接入节点(其中一个受到无线电干扰被关闭),在分布在沙漠上的50千米长的10个不同单元之间共享数据,这10个单元是:

·两部“爱国者”雷达

·两部“哨兵”雷达

·两个导弹连作战指挥中心

·一个营作战指挥中心(负责对两个导弹连的指挥控制过程进行监管)

·三套“爱国者”导弹发射装置,发射两枚PAC-3导弹,摧毁了两个目标

两枚“爱国者”导弹成功拦截两个目标是一件了不起的事。目前的美国陆军条令要求对每一枚来袭导弹发射两枚“爱国者”导弹进行拦截,以便降低拦截失败的风险。如果采取这样的作战策略,未来,在与中国、俄罗斯、朝鲜、甚至伊朗等国爆发大规模战争冲突时,对方的进攻性导弹还没发射完,价格高昂的“爱国者”导弹早就已经用完了。

然而,在部署IBCS系统的情况下, “爱国者”导弹连就不局限于使用自己的雷达对导弹进行制导,它还能够获取位于目标不同方位和距离的其他雷达的数据。例如,“哨兵”雷达被部署在“爱国者”导弹连深远前方,能够更早发现来袭的导弹,额外获取的时间和数据使防空指挥官能够对每个目标仅发射一枚“爱国者”导弹,而不是通常的两枚,而且还有信心把两个目标都摧毁。

 


在新墨西哥州白沙导弹靶场设立IBCS交战指挥中心(EOC),用于进行“有限用户测试”

 

陆军未来司令部司令约翰·穆雷上将说:“此次测试,多传感器、多发射器和指挥控制系统协同工作,对来袭目标进行了识别、分类,并将目标航迹传输给满足拦截要求的发射器。”尽管对数万亿字节的测试数据进行全面分析还需要几个月时间,但“我对IBCS的开发现状和获取到的知识很满意——老实说,三个月前不是这样的。”

虽然这并不是IBCS第一次成功击落目标,甚至也不是第一次同时击落多个来袭目标(2019年12月12日,美国陆军在新墨西哥州白沙导弹靶场对该系统进行了测试,成功击落两枚巡航导弹),但这次是要求最为苛刻的一次。在本次“有限用户测试”中,操作IBCS系统的不是来自承包商的人员而是正规的陆军士兵;在测试过程中,“敌人”的干扰机对防空反导系统实施了有源干扰,陆军评估人员对系统功能进行严格评估;与以往相比,此次有更多系统接入网络。

2020年8月20日实弹测试基本情况

2020年8月20日,美国陆军在新墨西哥州白沙导弹靶场对IBCS系统进行了第二次飞行测试,成功拦截一枚高速高性能战术弹道导弹和一枚巡航导弹,演示了IBCS系统获取、跟踪、识别和打击来自不同位置、不同速度和不同高度的目标的能力。



在新墨西哥州白沙导弹靶场,美国陆军3-43防空炮兵团的士兵正在为IBCS“有限用户测试”搭建一体化火控中继节点设备

 

诺斯罗普•格鲁曼公司作战系统和任务准备部副总裁兼总经理Kenn Todorov说:“两次飞行测试都取得了成功,这是美国陆军作战采办部门和诺斯罗普•格鲁曼公司项目团队之间承诺和合作的见证。”“我们致力于美国陆军的这一使命任务,期待持续保持这种伙伴关系,以便让能够改变游戏规则的IBCS系统尽快投入生产并装备部队。”

与第一次“有限用户测试”相同,第二次测试由美国陆军第43防空炮兵团第3营的士兵完成。参与测试的作战单元包括两个防空反导连,一个IBCS营作战指挥中心,两部“爱国者”系统雷达,两部“哨兵”防空雷达,四个导弹发射器,一组连接到IBCS一体化火力控制网络(IFCN)的“爱国者”PAC-2、PAC-3和PAC-3 MSE导弹。

 


士兵们通过IBCS作战指挥中心对防空反导作战实施指挥控制

 

飞行测试开始后,战术弹道导弹目标在拦截导弹射程以外的发射点发射,沿弹道飞行;巡航导弹目标低空飞行。两枚导弹各自飞向要打击的目标,多部雷达发现来袭目标并向IBCS系统提供航迹数据。IBCS系统对这些数据进行融合,对每个目标形成单一连续的综合航迹,然后自动给出解决方案。士兵们通过IBCS系统实施指挥控制,包括发射“爱国者”PAC-2拦截巡航导弹和PAC-3拦截先进战术弹道导弹。第二次“有限用户飞行测试”成功完成,使得IBCS项目又向里程碑C接近了一步,IBCS随后将进入生产和部署阶段。

美国陆军导弹和太空项目执行官罗布•拉施少将说:“首先,我为第43防空炮兵团第3营的士兵感到自豪。从去年的新设备培训到现在的“有限用户测试”实弹射击,该团队的专注和坚定将最终为联合部队防空反导带来革命性变革。”“士兵们在高度复杂的实弹作战测试中成功地跟踪、交战和摧毁多个目标,他们的能力令人惊叹,充分展示了一体化防空反导改变游戏规则的巨大技术优势。我们将继续对系统性能进行完善,以便在2022财年的初始作战测试和评估中充分展示系统需求,第43防空炮兵团第3营的官兵使我们对成功充满信心,他们将最终成为首个启用IBCS的营。”

IBCS以往试验情况

“AIAMD2013验证”试验

2013年10月22日~11月6日,美国陆军一体化防空反导项目办公室举行了“陆军一体化防空反导2013验证”试验,演示验证了IBCS的能力;此次试验使参试人员初步体验了IBCS系统的能力,降低了系统进行靶场试验的风险,获取了作战人员对IBCS系统硬件、软件以及操作程序的反馈意见。

2015年靶场试验

2015年5月28日,美国陆军在白沙导弹靶场首次对IBCS进行飞行试验,并获得成功。此次试验标志着IBCS项目进入关键试验验证阶段,一体化防空反导系统向具备实战能力方向迈进重要一步。参与试验的主要装备包括:1部“爱国者”雷达和2部改进的“爱国者-2”发射架,并作为组件连接到IBCS的一体化火控网络中。试验中,IBCS系统采用了“爱国者”雷达提供的测量数据,由其跟踪管理器对弹道导弹建立了合成轨迹,然后利用IBCS的任务控制软件评估威胁并生成交战方案;作战指挥中心的操作员通过IBCS任务控制软件直接向“爱国者-2”发射架发出作战指令,发射了2枚“爱国者-2”导弹摧毁了1枚飞行中的弹道导弹目标。作战指挥中心和中继设备的数据还将为飞行试验的分析提供支持。此次试验为首次试验,属于同型作战资源的网络化作战。

2015年11月12日,美陆军在白沙导弹靶场进行了第2次飞行试验,成功拦截一枚低空突防的巡航导弹。参与试验的主要装备包括:营级和连级IBCSEOC、1部“爱国者”雷达和2部“哨兵”雷达、2部“爱国者-3”发射架,并作为组件连接到IBCS的一体化火控网络中。试验中MQM-107遥控靶机模拟巡航导弹的低空突防方式,造成了“爱国者”雷达不能稳定跟踪目标,IBCSEOC利用“哨兵”雷达的合成跟踪数据,计算生成交战方案,并通过IBCSEOC的任务控制软件发射了一枚“爱国者-3”导弹成功命中目标。通过试验验证了IBCS系统按组件集成不同类型的作战资源进行网络化作战的能力。

2016年靶场试验

2016年3月,美国陆军对IBCS系统进行了“有限用户测试”。测试结果表明,IBCS系统既不成熟也不稳定,存在大量软件问题,推迟投入战场应用。

2018年能力测试

2018年3-6月,美国陆军成功进行了IBCS的演示试验,展示了IBCS系统的集成扩展、远程组网、协同交战能力。此次试验将位于新墨西哥州、德克萨斯州和阿拉巴马州的IBCS的9个作战指挥中心,12个一体化火控网络中继节点,以及“哨兵”近程防空雷达,“爱国者”反导系统雷达,“爱国者”PAC-2、PAC-3、PAC-3 MSE拦截器整合成一体化的防空反导作战系统,由美国陆军士兵实际操作,指挥、控制不同雷达和武器系统,采用两种不同的拦截弹同时拦截了两种目标。诺·格公司的导弹防御系统副总裁表示,IBCS系统可整合广泛分布的传感器和发射器并可提供单一综合空情图,极大地增强了系统的整体作战能力。

2019年靶场试验

2019年12月,美国陆军和诺斯罗普·格鲁曼公司使用陆军一体化防空反导作战指挥系统成功地同时拦截两枚来袭巡航导弹。

此次测试在新墨西哥州白沙导弹靶场进行,由美国陆军第30防空反导旅第3营完成;参与测试的系统包括两个IBCS作战指挥中心、一部“爱国者”反导系统雷达、两部“哨兵”雷达和两个PAC-2发射器。此外,美国海军陆战队AN/TPS-59远程战术雷达和F-35战斗机也参与了测试。AN/TPS-59雷达通过Link 16与外部网络相连。

测试中,巡航导弹以机动编队飞行,然后分开攻击两个独立的防御设施。IBCS将来自不同传感器和外部网络的数据进行融合;依托IBCS制定交战计划,发射两枚PAC-2导弹成功拦截两个巡航导弹目标。

此次测试进一步证明了IBCS系统的成熟,以及它支持多域作战的能力。IBCS利用战场上所有可用的资源,通过360度传感器覆盖来提高战场生存能力,并通过使用最有效的武器来拦截每个威胁目标,取得最高的杀伤概率。此次测试体系中加入了海军陆战队和空军传感器,验证了IBCS的开放式架构,以及IBCS与联合部队以及未来的国外合作伙伴无缝联合作战的潜力。

IBCS系统后续研发安排

此次“有限用户测试”原定于2020年春季举行,因为受到COVID-19的影响而推迟。目前测试仍未结束,2020年8月20日完成第二次实弹测试后,美国陆军还将进一步测试该系统对网络和电子战的对抗能力。

IBCS只有通过了“有限用户测试”才能从研发阶段进入生产阶段。对IBCS系统是否能够进入生产阶段进行的评估被称为“里程碑C”,将于2020年11月20日由国防部负责采办和保障事务的副部长埃伦·洛德亲自主持。

即使IBCS通过“有限用户测试”并进入生产阶段,仍然需要数年时间才能完全实现美国陆军的愿景。当前版本的IBCS连接了“爱国者”防空反导系统和“哨兵”防空雷达,新的“低层防空反导传感器(LTAMDS)”雷达和“间接火力防御系统(IFPC)”发射器从一开始就与IBCS兼容;其他系统,如“萨德”、IM-SHORAD和以色列造“铁穹”都必须进行升级才能与IBCS一起工作。

上述系统都属于美国陆军;但是,IBCS已经显示出与空军F-35战斗机共享数据的能力。为此,美军的高层官员对IBCS的发展寄予厚望,希望IBCS能够成为未来联合全域指挥控制网络的重要组成部分,将陆地、空中、海上、太空和网络空间的所有军种都连接起来。

美国陆军防空反导现代化项目负责人布赖恩·吉布森准将说,为将更多不同的系统集成到IBCS中来,陆军以及其他军种正在做大量工作。把F-35战机集成到系统中已被证明是可行的,还有一些项目已在未来五年预算计划中获得了全部或部分资金支持。

陆军未来司令部司令穆雷说,“我看到了未来可能要加入的系统名单,这个名单很长”。IBCS项目将根据成本估算、资金可用性和技术成熟度来确定集成哪些系统,优先考虑那些与现实威胁最迫切相关的系统。他还说,无论做出什么决定,“IBCS系统绝对是美国陆军对联合全域指挥控制的重大贡献。”

IBCS对美国陆军防空反导作战带来的影响

增强前沿部队保护和应对多种空袭威胁的能力

随着IBCS的实战部署,美国陆军前沿机动部队应对战术弹道导弹、无人机系统和巡航导弹威胁时的综合作战效能将得到极大的提升。同时,借助IBCS,防空反导力量的部署也将更加灵活机动,部署配置更小规模的机动防空反导力量成为了可能。

提升美国陆军防空反导一体化作战能力

IBCS一旦实战部署,将使美国陆军防空与反导系统充分融合,形成防空反导一体化作战能力,美国未来的战区防空反导任务将主要由部署了“萨德”和“爱国者”系统的特遣部队完成。利用IBCS项目成果,“萨德”与“爱国者”将实现完全协同交战,并最终形成战区的陆军防空反导一体化立体多层拦截能力。

为未来发展引入新概念新技术做好准备

将开放式体系架构应用于一体化防空反导系统,不仅能将目前的传感器和武器系统集成在一起并融入到更高层级的联合指挥控制系统中,未来还将能同美国的弹道导弹防御系统(BMDS)实现协同工作。更重要的是,未来发展的新概念、新技术、新系统的网络化接入作战也将变得非常容易。

 

参考资料

1.IBCS:Army Missile Defense Passes Most Complex Test Yet,https://breakingdefense.com/2020/08/ibcs-army-missile-defense-passes-live-fire-test/

2.Commandand control system continues strong performance against highly challengingtargets during live-fire test,https://news.northropgrumman.com/news/releases/ibcs-successfully-engages-advanced-tactical-ballistic-missile-and-cruise-missile-during-rigorous-test

3.美军“一体化防空反导作战指挥系统”成型,未来将有三大发展方向,https://www.sohu.com/a/372321188_120336888

4.美陆军在飞行测试中成功利用作战指挥系统IBCS同时拦截多个目标,http://www.360doc.com/content/19/1228/22/67969445_882803453.shtml

[责任编辑:黄潇潇]

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