舰艇作战系统功能划分方法_闵绍荣

第2卷第5期2007年10月中　国　舰　船　研　究C h i n e s e J o u r n a l o f S h i pR e s e a r c h V o l .2N o .5O c t .2007收稿日期:2007-03-21作者简介:闵绍荣(1961-),男,研究员。

研究方向:舰艇作战系统。

舰艇作战系统功能划分方法闵绍荣中国舰船研究设计中心,湖北武汉430064摘　要:舰艇作战系统的集成设计方向是系统功能优化划分。

通过剖析美、俄、欧洲风格的作战系统功能划分思路,系统地研究分析作战系统功能划分方法,认为系统建模应指导功能划分。

概括作战系统最基本的核心功能,提出依照四条主干线划分功能的方法,建议重点关注新研制功能(如协同交战能力)的划分与实现。

关键词:作战系统;功能划分;系统建模;舰船中图分类号:U 674.7 文献标识码:A 文章编号:1673-3185(2007)05-24-06F u n c t i o n D i v i s i o nf o r C o m b a t S y s t e m s o f N a v a l S h i pM i n S h a o -r o n gC h i n a S h i pD e v e l o p m e n t a n d D e s i g n C e n t e r ,W u h a n 430064,C h i n aA b s t r a c t :T h e i n t e g r a t i o nd e s i g no f s h i p b o a r dc o m b a t s y s t e m s t e n d s t op r o c e e do nt h eo p t i m i z e d f u n c t i o n d i v i s i o n b a s i s .S y s t e m a t i c a l l y f u n c t i o n d i v i s i o n r e q u i r e s a r a t i o n a l m e t h o d i n t h e s y s t e m d e -s i g n .T h r o u g h a n a n a l y s i s o n t h e t y p i c a l f u n c t i o n s d i v i s i o n o f t h e c o m b a t s y s t e m s o f t h e n a v i e s f r o m U .S .,R u s s i a a n dE u r o p e a nc o u n t r i e s ,i t i s f o u n dt h a t t h e s y s t e m a t i c m o d e l i n g s h o u l dg o v e r nt h e p r o c e s s o f f u n c t i o n d i v i s i o n .A s t h e f u n c t i o n d i v i s i o n i s s u b s t a n t i a l l y m i s s i o n p r o f i l e d e p e n d e n t ,a s u i t -a b l e i n f r a s t r u c t u r e o f t h e c o m b a t s y s t e m s s h o u l d b e b u i l t a c c o r d i n g t o t h e m i s s i o n p r o f i l e .T h i s p a p e r p r e s e n t s t h e c o r e f u n c t i o n s o f t h e c o m b a t s y s t e m s ,a n d a d v a n c e s f o u r p r i n c i p l e s f o r f u n c t i o n d i v i s i o n .I t a l s o s u g g e s t s t h a t t h e n e wf u n c t i o n s ,e .g .,c o o p e r a t i v e e n g a g e m e n t c a p a b i l i t y (C E C ),a d d e d t o t h e c o m b a t s y s t e m s s h o u l d b e p a r t i c u l a r l y a d d r e s s e d a n d i m p l e m e n t e d .K e y w o r d s :c o m b a t s y s t e m ;f u n c t i o n d i v i s i o n ;s y s t e m a t i c m o d e l i n g ;s h i p1　引　言为了实现优化设计,舰艇作战系统的集成必须对系统的功能自上而下地划分。

但多年来一直缺少一个公认合理的功能划分方法。

因此,应该剖析国外舰艇作战系统的功能划分方法的本质,了解各国在功能划分时如何适应各自海军的作战任务,从而提出我国舰艇作战系统功能划分的思路和方法,并根据作战系统最基本的核心功能进行扩展和补充。

在吸收工程实践经验的同时,对新研发功能如何划分,提出初步研究思路。

2　国外舰艇作战系统的功能划分2.1　美国舰艇作战系统的功能划分美国国防部赋予未来海军的作战任务是“由海向陆,协同作战”。

明确海军的三大职能是:对全球目标实施海上打击;作为全球战略行动的海上基地;担负美国弹道防御体系的海上防御节点。

美海军制定的舰艇作战功能有三大项:探测感知、指挥通信、交战打击。

舰艇作战系统的功能划分如图1所示。

在设计中借鉴美国的功能划分思想时,结合实际情况,可考虑在“探测感知、指挥通信、交战打击”三大功能的基础上增加一项“辅助保障”功能。

由图1可看出,功能划分主要是以“典型作战过程”为主线,与人们的思维模式比较吻合。

每个大功能实际上是许多分支功能的组合,例如“探测感知功能”就包括雷达探测、红外探测、电子支援措施、电子情报、水声探测等,而指挥决策功能、交战控制功能的功能细化一目了然。

美国军方很注重综合,例如在宙斯盾系统中就由指挥决策系统M k 2来完成综合显示与指挥决策。

美国之所以按“探测感知、指挥通信、交战打第5期闵绍荣:舰艇作战系统功能划分方法击”来进行功能划分,主要是便于更高级别的系统综合,即复杂大系统集成。

以协同交战能力(C E C)为基础建立“探测感知网”,以联合战术信息分发系统(J I D S)和数据链为基础建立“指挥通信网”,以未来的全球信息栅格(G I G)为依托建立“交战打击网”。

2.2　俄罗斯舰艇作战系统的功能划分俄罗斯海军的作战任务是在海上机动作战,他们舰艇的作战功能是以攻击为主,防御为辅。

在这个思想指导下,俄罗斯连航母上都装备远程对陆/对海攻击导弹,与北约国家的战略思想截然不同。

在具体舰艇作战系统的功能设计中,俄罗斯主要是围绕各平台武器通道各自为战,舰长主管进攻武器,副舰长主管防御武器。

由图2可看出,俄罗斯早先由于不太接受西方的I T技术(包括网络技术),因此,俄罗斯舰艇作战系统的信息综合与协同能力较弱。

图1　美国舰艇作战系统功能划分示意图图2　俄罗斯舰艇作战系统功能划分示意图2.3　欧洲舰艇作战系统功能划分欧洲国家海军的任务主要是在北约的框架下分别承担某些军事作战任务,通常不太注重各个国家独立作战能力。

他们强调舰艇的通用性与综合性,同时,注重与协约国舰艇之间的信息交互。

欧洲海军舰艇作战系统的功能主要是将“作战管理系统”作为核心考虑。

根据欧洲A r m a r i s公司的功能划分观点[1]:作战系统=作战管理系统+受动器(软/硬杀伤武器)+传感器+内/外通信+导航作战管理系统=作战指挥系统+公共支援系统。

作战指挥系统包括战术控制、实时行动、武器分配(兵力控制),主要管理当前战术态势。

公共支援系统包括预先安排控制的非实时响应、计划分析,以及这些行动的准备(兵力调动)25中　国　舰　船　研　究第2卷和程序,主要管理广泛区域态势,而作战管理系统负责所有的指挥控制+网络等。

由图3可看出欧洲舰艇作战系统的功能划分是以作战管理系统为核心向外放射的,具有武器通道灵活、信息高度共享、战位便于复用、增加或裁减某个功能很便捷等优点。

图3　欧洲舰艇作战系统的功能划分3　依照四条主干线划分功能3.1　基于制式装备研制的分工划分功能军事装备在各个工业部门开展研制时,就已经有一个基本的功能要求,以及与各家厂商研制的“制式”装备之间的功能划分。

在国外舰艇的研制中,任何新建造舰艇的作战系统组成单元不可能全部是新研发的产品,恰恰相反,即通常大部分系统是已经过使用的成熟技术,只有少部分是新研制的。

例如当时装备在日本“金刚”级驱逐舰上的美国宙斯盾系统,就是以成熟的厂商配套组成产品来划分功能的。

“金刚”级舰的作战系统由以宙斯盾武器系统为中心的25个子系统组成(在宙斯盾作战系统中,子系统被称为“单元”),如图4所示。

3.2　基于作战系统体系结构划分功能未来作战系统一体化结构要求以“模块”作为集成单元(又称“原子模块”)。

在系统设计时,把各类电子设备、武器等划分成若干个模块(即模块定义和设计),对所有模块的功能、规格、接口、信息流程、控制时序等给出详细描述。

当模块完成研制并通过代码检验、覆盖检验、性能检验验收后,就可以与其他模块一起集成。

基于作战系统结构,可从以下三个方面划分作战系统模块。

3.2.1　探测器的功能模块划分图4　“金刚”级驱逐舰作战系统单元划分传统的主战探测器———多功能相控阵雷达可被划分为5类功能模块:射频天线阵(含波束控制器)模块、前端信号处理模块、接口模块(需要向协同交战处理器输出原始数字化信息)、强实时任务机模块(又称“探测服务器”)、操控终端模块(即多功能标准显控台)。

协同交战信息设备可划分为3类功能模块:协同处理器模块、信息分发模块、协同天线模块。

水声系统可划分为4类功能模块:水声基阵模块、水声信号处理模块、水声协同处理机模块、操控终端模块。

26第5期闵绍荣:舰艇作战系统功能划分方法3.2.2　控制系统的功能模块划分传统的指控系统可划分为6类功能模块:操控终端模块、情报服务器模块(全舰共享)、战术服务器模块、数据库模块(全舰共享)、视频/音频网络模块(全舰共享)、数据网络模块(全舰共享),其中4类全舰共享的模块其他系统可以共用。