战斗机智能火力与指挥控制系统的发展和关键技术

文章编号:1671-637Ú(2006)04-0001-05

战斗机智能火力与指挥控制系统的发展和关键技术

张安1,陈伟2,李相民3

(1.西北工业大学电子信息学院,西安710072; 2.成都飞机工业集团公司,成都610092;

3.海军航空工程学院,山东烟台264001)

摘要:讨论了战斗机航空火力与指挥控制系统的发展趋势,论述了武器系统信息化网络化对航空火力与指挥控制系统的影响,分析了战斗机智能航空火力与指挥控制系统关键技术,在此基础上提出了战斗机智能航空火力与指挥控制系统研究与发展的几点思考。

关键词:智能火力与指挥控制系统;武器火控系统;航空综合火控系统

中图分类号:V271.4文献标识码:A

On development and critical technologies of intelligent fire and command control system for modern fighters

ZHANG An1,Chen Wei2,LI Xiang-min2

(1.Northweste rn Polytechnical U niversity,Xi.an710072,China;2.Chang du Airc ra ft Design and Research I n stiture,

chengdu610092,Ch ina;3.Na va l Aeronautic Enginee ring Aca dem y,Yantai264001,China)

Abstract:This paper presents the history and de velopment of intelligent fire and com mand control syste m onboard modern fighte rs.The m odern warfare is a c ombat of informa tion with focus changing from/platfor m0to/network0. The influence of this trend on airborne fire and comma nd control system is introduced briefly.The c ritical technolo-gies for intelligent fire a nd c ommand c ontrol system onboard m odern fighters a re analyzed.On which basis,we put for ward our ideas on researc h and development of airborne intellige nt fire and c ommand control system.

Key Words:intelligent fire and c ommand control system;weapon fire control;integrated airborne fire contr ol system

0引言

进入21世纪之际,回顾20世纪飞机航空武器火控系统的发展历程,展望21世纪航空武器火控系统的发展对未来航空武器火控系统的发展有着十分重要的意义。在航空武器火控系统技术发展的漫长过程中,随着航空武器火控系统综合程度的不断提高,军用飞机的可靠性、可维护性和作战效能不断提高,智能航空火力与指挥控制系统的发展是军用飞机发展的重要方向,最具代表性的就是美国空军的

收稿日期:2006-01-13

基金项目:航空基础科学基金资助课题(05D53021)

作者简介:张安(1962-),男,陕西岐山人,教授,博导,主要从事航空武器火力控制、复杂系统建模、仿真与评

估、智能化指挥与控制工程研究。F-22、JSF战斗机。随着航空电子技术综合程度的不断提高,强大的航空电子系统为作战飞机实现多功能)全天候的探测能力、武器投放能力和电子对抗能力提供了保证,已成为现代军用飞机提高作战性能的重要手段。

1航空武器火力与指挥控制系统的发展回顾

航空火力与指挥控制系统是指由传感器、航空武器、航空火控和机载作战管理、指挥控制系统所组成的综合闭环大系统。其功能是完成对敌方的空中、地面、水面(下)各种目标的探测、识别、跟踪,进行数据融合和信息处理,评估载机和目标的环境态势,进行作战管理与指挥控制,实施火力分配和控制,以控制载机所携带的各种武器实施瞄准、攻击和引导,并进行作战效能评估。进入20世纪80年代

第13卷第4期2006年8月

电光与控制

ELECTRONICS OPTICS&CONTROL

Vol.13l.4

Aug.2006

后,作战飞机的发展方向趋于多用途型或一机多型。飞机及武器的性能也进一步提高。为了提高目标的击毁率和本机的生存力,对航空火力与指挥控制系统提出了更高的要求。随着技术的发展,航空火力与指挥控制系统将逐步发展成综合化程度更高的具有自动化与智能化的航空电子综合系统。它以综合火控系统为主体,围绕执行作战任务各个阶段的需求,综合了作战飞机通讯、指挥、控制的C3I,飞行控制系统,电子战系统,非航空电子管理与控制等系统。其特点是:能自动构成最佳攻击剖面;可实施全方位、全天候条件下的多目标攻击;航空航天一体化预警系统,可及时侦破敌方的战术意图,电子战系统能对敌方威胁进行综合分析,并选择最佳的电子战方式。

航空火力与指挥控制系统和技术在上世纪得到了飞速发展,它的发展经历了4个发展阶段,第一阶段:20世纪60年代以前的瞄准具阶段;第二阶段:20世纪60年代末~70年代的平视显示/武器瞄准系统阶段;第三阶段:20世纪70年代~80年代综合航空火力控制系统阶段;第四阶段:综合化、自动化与智能化的航空电子火控系统。

进入20世纪70年代,飞机武器火控系统发展进入综合航空电子时代,飞机的综合航空电子系统也经历了四代发展阶段。第一代称为分立式航空电子系统,每一功能模块都有独立的专用传感器、处理器和显示器,连接是点对点的。即雷达、通信、导航,各自具有专用的传感器、处理器和显示器,并通过点对点的连线连接。第二代称为联合式航空电子系统,广泛应用于现役飞机,资源共享只在信息链的后端控制与显示部分;使用几个数据处理器完成低带宽的数据传输交换功能,如导航、武器投放、外挂管理、显示、控制等,各单元之间通过1553B总线交联。这种结构是大多数现役军用飞机所使用的结构。第三代航空电子系统称为综合式航空电子系统,/宝石柱0和F-22航空电子系统是其典型范例。第四代航空电子系统称为先进的综合航空电子系统,/宝石台0和联合攻击机(JSF)的航空电子系统是其典型范例。主要的特点是在第三代的基础上采用了整个航空电子系统的统一航空电子网络并推进了传感器系统综合。

由此可见,航空火力与指挥控制系统越来越复杂,综合程度越来越高。未来航空火力与指挥控制系统正向适应下一代作战飞机的综合化、智能化和自动化方向发展,以提高命中概率和作战效能为目标,为适应未来战争的全天候、全方位和全高度的远、中和近距相结合,满足电子干扰与电子对抗的自动化指挥与控制作战需要,中、远距/发射后不管0超视距和精确攻击防区外航空火力与指挥控制系统,必将得到迅猛的发展。

2信息化和网络化对航空武器火力与指挥控制系的统影响

/随着进入21世纪,战争正从以-平台.为中心的-各自为战.演变为以-网络.为中心的-体系对抗.。0/信息就是战斗力0正在成为各国军方、工业界和学术界的共识。信息化是航空火力与指挥控制系统新军事变革的重要内容。机电式的计算装置、陀螺仪等精密仪器设计制造技术的发展形成了第一代的机电式瞄准具火控系统;晶体管技术、机载数字计算机和惯性导航技术的发展形成了第二代的平显/武器瞄准火控系统;电子技术(数字技术)、信息工程、计算机技术和控制技术的发展形成了第三、四代的综合化航空火控系统;信息化和网络化技术正在孕育着新一代的高智能化和自动化的火力与指挥控制系统。

航空火力与指挥控制系统信息化的主要承载体是各字战术信息网络和各类武器和传感器平台的武器火控系统。军用飞机是一类重要的武器和传感器平台,除了自身需要遂行给定的任务之外,同时还是整个作战对抗体系的重要信息来源。为了适应未来的作战需求,除了已有的各种能力之外,航空火力与指挥控制系统必须具有使飞机可以成为多个网络的节点的能力,必须具有承担信息对抗使命的能力,必须具有更为增强的辅助决策和攻击能力。航空火力与指挥控制系统的作战效能由3个大的因素来决定:战场态势知晓能力、平台性能和武器的打击性能。航空火力与指挥控制系统信息化的核心是战场态势的知晓能力的增强和指挥决策和火力控制的智能化和自动化。

信息化战争的特点:1)高超的感知能力是信息化战争的前提;2)快捷的网络通讯是信息化战争的基础;3)精确的武器投放是信息化战争的关键。信息化战争所涉及的一系列崭新课题的技术基础已迫在眉睫。有人/无人飞行器的密切协同与空地一体化指挥、决策将引发空战模式的重大变化;对空中/地面固定与活动目标的远程精确打击能力将显著提高空军在未来战争中的重要地位;航空火力与指挥控制系统的高精度定位、远程探测、数据通讯、武器

2电光与控制第13卷