浅析NIFC-CA系统在美军杀伤网构建中发挥的作用

作者: 熊海峰

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NIFC-CA系统,即海军一体化火力控制-制空系统,是指美海军基于网络中心战战略思想,为了实现远程交战和超视距拦截而不断发展升级的一种分布式、网络化、多层次的防空反导指挥控制系统。NIFC-CA系统于1996年被美军提出,2002年被正式确定为“海上盾牌”能力建设项目,起初被设计用于防空,后来随着新装备的服役以及分布式杀伤概念的不断拓展,该系统也被用于反舰。由于该系统拥有的海、陆、空三条杀伤链能够相互交迭,因此该系统在近几年美军对杀伤网的构建中发挥着不可忽视的作用。

NIFC-CA系统的组成部分

NIFC-CA系统发展至今,已经成为一个由侦察监视网、信息网和交战网组成的综合网络,通过开放性体系的软件升级,将新的传感器、先进数据网络、中远程防空反导武器集成为一体。该系统的本质是基于先进的数据网络,实现航母、主力战舰、舰载机等重要作战单元的无缝链接,构筑一体化的“侦察-火力-打击”体系,提升航母编队的超视距态势感知和防空反导能力,使美军具备对飞机和巡航导弹的纵深防御能力,并实现战区级的对空防御。

目前,美军把CEC协同交战能力系统、E-2D预警机、宙斯盾系统、标准-6舰空导弹武器系统和JLENS系统作为NIFC-CA系统形成体系能力的关键部分,即五大“关键能力支柱”。这些要素联合起来,将美海军的网络化防空能力扩展到标准-6导弹的最大射程,使美海军能够抗击超视距巡航导弹和飞机。

CEC协同交战能力系统  雷声公司研制的CEC系统通过实时、视距、高数据率传感器和交战数据网络,将来自舰船、飞行器、岸基作战单元或者其他协同单元传感器的数据,分发到所有战场的协同单元,实现直接互联。协同单元集成所有分布的传感器数据,最终形成火力控制跟踪图,每个协同单元都可共享相同的跟踪图。舰艇在共享CEC系统处理的数据的基础上,利用这些数据提示舰载传感器进行态势指示,支持火控级精度的复合跟踪,这样火力平台就可以直接使用这些数据,在没有跟踪到目标的情况下进行协同目标打击。

E-2D先进鹰眼预警机  诺斯洛普·格鲁曼公司研制的先进预警机,装备有AN/ANPY-9型雷达,是NIFC-CA系统的中心节点及主要的空中传感器和侦察平台,并负责协调航母战斗群的其他空中装备。E-2D在NIFC-CA系统中,可以协助宙斯盾舰艇打击舰艇雷达探测不到的超视距海面和空中目标,并将传感器获得的高精度目标要素传递给宙斯盾舰艇。经过CEC系统的复合跟踪处理,宙斯盾舰艇上装备的标准-6导弹可获得火控精度数据,这样就能使宙斯盾舰依托E-2D提供的更强的早期空中预警信息,在自身雷达没有发现目标时发射标准-6导弹,实现超视距空战。作为该系统杀伤链的核心传感器,E-2D负责连接航母编队的所有空中作战平台及编队舰船。目前,E-2D已具备利用CEC和Link-16数据链,为标准-6舰载导弹、AIM-120D空空导弹提供目标指示的能力。未来,E-2D预警机将配备战术瞄准网络技术数据链,可容纳更多的作战单元,甚至在未来可以制导舰载F/A-XX第六代战斗机发射的导弹。

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NIFC-CA系统在近几年美军对杀伤网的构建中发挥着不可忽视的作用

宙斯盾系统  宙斯盾舰艇作战系统作为一个火力控制提供者,是NIFC-CA系统杀伤链的核心,承担对空探测跟踪、复合跟踪与识别、协同打击指挥与控制、标准系列导弹发射与制导等任务。目前宙斯盾系统已经升级到基线-9,基线-10也将于2023年具备初始作战能力。新基线对系统软件环境进行根本性的变革,加强软件的开发、维护和重用,带来真正的开放体系计算架构,提升了支撑作战系统的互操作性和功能性,为NIFC-CA各功能模块的集成奠定了基础。NIFC-CA能力的加入,使宙斯盾作战系统能够利用空中平台传感器提供的火控精度数据对标准-6导弹进行火控解算、装定诸元、导弹发射以及中段指令修正制导,极大地扩展了水面舰艇的作战空间。

标准-6导弹  雷声公司研制的标准-6导弹是NIFC-CA系统的核心武器,射程最远可达370千米,目前可以用于打击各型飞机、无人机、弹道导弹、低空机动飞行或高空超音速导弹,以及水面舰艇。标准-6射速高达马赫数3,其高速高抛弹道实现了远射程。在标准-6飞向弹道高端时,宙斯盾系统先使用E-2D或其他舰外传感器在CEC系统上共享的目标数据来进行中段指令修正(因为是高弹道,所以解决了舰载雷达的制导问题),而在飞行末端时,利用主动导引雷达进行制导来打击超低空的掠海目标。因此,在相同原理下,标准-6能打击掠海飞行的超音速导弹目标,则打击海面上的机动目标也轻而易举,这也就是标准-6通用反舰的原理。

JLENS系统  美军在构建NIFC-CA系统时,为支撑标准-6导弹低空作战,投入力量将空基信息与JLENS系统联通,并不断通过各种低空目标拦截试验,验证系统集成能力。因此,JLENS系统是NIFC-CA系统陆上杀伤链和海上(近岸)杀伤链的重要传感器。

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美军E-2D先进鹰眼预警机

从主要构成来看,NIFC-CA系统旨在基于CEC等网络数据链,完成航母编队、预警机、战斗机、电子战飞机、浮空器等作战平台的传感器系统、电子战系统、武器系统的网络化协同,构建分布式探测-跟踪-火控-打击的防空拦截链,以传感器网、火控网、武器网的三网合一,实现编队协同作战和超视距防空作战能力。

NIFC-CA系统三种杀伤链的作用机理

NIFC-CA采用系统之系统的体系方法,以上述5项关键部分为主要依托,构建了3类防空杀伤链,分别为舰对空的海上杀伤链、空对空的空中杀伤链、陆对空的陆上杀伤链。每类杀伤链均包含空中传感器、数据链网络、主动雷达制导型导弹和武器控制系统。以下简要介绍三种杀伤链的作用机理。

海上杀伤链  海上杀伤链为该系统的主要杀伤链,其依托五大支柱系统,包括CEC系统、E-2D预警机、基线-9版本宙斯盾系统、标准-6导弹和JLENS(联合对陆攻击巡航导弹防御浮空式网络化传感器系统),提供对低空、超低空目标的超视距拦截能力。

首先E-2D与多平台协同,通过CEC提取并融合多传感器的数据,为水面舰艇编队提供实时的超视距预警,提高其防御能力,并定位隐身目标,为防空反导兵力与武器提供火控数据。JLENS则对来袭导弹等进行360°远程监视与跟踪,并能够为防空系统提供及时告警;再结合标准-6导弹、宙斯盾武器系统等,从而在扩展单舰防御范围的同时,实现编队的协同作战和超视距防空与杀伤力。

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标准-6导弹是NIFC-CA系统的核心武器

在该杀伤链上,各个协同作战平台(E-2D、F-35C、EA-18G、UCLASS等无人机、陆军JLENS浮空器系统)进行独立搜索,当确认为威胁目标后,使用探测/跟踪传感器对目标进行跟踪,依靠高速战术数据分发系统(CEC系统中的DDS系统),在协同控制平台上(CEC系统中的CEP处理器和宙斯盾基线-9作战系统)将战术网络上各平台上的跟踪、探测传感器的数据进行信息融合和威胁评估,生成融合的战术态势图像,提取打击目标,自动生成最优协同防空交战,并通过综合防空火力控制系统组织火力通道(标准-6、标准-2),完成协同防空交战任务。比如,E-2D预警机使用CEC引导宙斯盾舰发射高超声速的标准-6导弹拦截超地平线目标。

陆上杀伤链  陆上杀伤链以E-2D预警机、JLENS系统和TPS-59地/空任务定向雷达作为传感器平台,以CTN复合目标跟踪网(车载的CEC网络)为网络数据链,以CAC2S通用航空指挥控制系统为武器系统,使用AIM-120D陆基型导弹,构成陆对空的辅助型杀伤链。

空中杀伤链  空中杀伤链以E-2D预警机、F-18E/F和F-35C作为传感器平台,以Link-16为网络数据链,以F-18E/F和F-35C为武器系统,使用AIM-120D先进中程主动雷达末端制导空空导弹,构成空对空的辅助型杀伤链。

在空中杀伤链上,协同平台(E-2D、F-35C、EA-18G、F-18E/F)搜索到目标后,利用Link-16网络数据链,将使用探测/跟踪传感器的信息回传到F-18E/F和F-35C的火力平台上去,为火控提供实时通信能力,并使用AIM-120D先进中程主动雷达末端制导空空导弹进行打击,即实现空对空的防空作战模式。

总之,通过数据链网络,NIFC-CA系统中的编队舰船、预警机、浮空传感器可完成协同探测跟踪,形成单一态势图;编队内导弹发射平台、其他驱护舰可完成协同导弹制导,从而实现编队内探测-跟踪-制导链的分布式、网络化协同作战,以灵活多样的编队协同样式实现超视距防空作战。

NIFC-CA系统构建美军杀伤网的具体途径

实现三种杀伤链的有机交迭以构建杀伤网。NIFC-CA的作战流程遵循了美国防部体系结构框架(DODAF),其海、陆、空三种杀伤链组成了一个满足不同环境下防空需求的完整体系,实现了传感器组网、复合跟踪与识别、自动交战决策、分布式资源管理、协同作战规划与动态重规划、分散的作战资源协同运用、共享交战控制等功能。

一方面,宙斯盾弹道导弹防御系统是美国国家导弹防御系统的海基节点,主要担负中段弹道导弹拦截的任务。目前,基于基线-9的宙斯盾系统BMD模块已扩展兼容了NIFC-CA的功能,使NIFC-CA体系内各节点的传感器、武器系统与NMD系统相结合,形成岸基和海基组成的一个分布式、网络化的导弹防御“盾牌”,有能力对敌方处在整个飞行阶段的弹道导弹实施拦截,保护海外联合部队作战区域和美国本土。

另一方面,以E-2D作为中继,整合海基、空基与陆基不同防空武器平台,协同执行防空拦截火控任务,将三种杀伤链织成了一张杀伤网。引导宙斯盾舰以标准-6导弹实施舰对空交战,只是NIFC-CA的功能之一。在构建杀伤网的过程中,该系统以配备了新型CEC终端机(AN/USG-3B)的E-2D为核心,海上杀伤链用于引导宙斯盾舰发射的标准-6,空中杀伤链可用于引导F/A-18E/F战机以AIM-120D导弹拦截超远程目标,而陆上杀伤链则引导陆基的SLAMRAAM导弹(AIM-120D陆基型)交战。

该系统综合运用舰艇编队和其他平台探测信息,具有超出发射平台所属雷达作用距离的超视距作战能力,特别是能帮助美军形成单一的集成空景图,最大程度上外推拦截武器对目标的首次拦截距离,这样就能极大降低分层次反导防空时的火力转换的反应时间,在不同防空武器进行分层防空时就可以做到无缝衔接。

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