海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位

海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  出品:科普中国

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海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  出品:科普中国

  出品:科普中国军事科技前沿

  作者:谢武(高级工程师)

  作者:邵永灵 军事专家

  作者:邵永灵 军事专家

海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  作者:于飞(资深科技媒体人)

  策划:宋雅娟

海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  策划:金 赫

  策划:毕孝斌

海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  监制:光明网科普事业部

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  5月24日,中央电视台公布了中国航母舰载机突破夜间起降的画面。从央视播出的画面上看,歼-15降落的过程非常平顺。这不仅说明中国航母战机驾驶员的素质非常过硬,也意味着中国航母的自动着舰系统(ACLS)和技术已相对成熟,我国成为世界上少数几个掌握舰载机夜间起降技术的国家。据了解,航母战机夜间能平稳起降,背后依靠的正是高水平的自动着舰系统和技术。而航母的舰载机自动着舰系统和技术的核心,是通过相关设备舰载机及航母的运动,由此得到飞机降落所需要的航迹,根据飞机的状态得到修正指令,然后自动控制飞机降落。

  据英国《每日邮报》网站2018年6月8日报道,俄罗斯军方正在建立一个巨大的云网络,以便让其情报系统“离网”运作,这是俄军为应对网络战而开展的新举措。

  2018年5月8日,中国空军发言人申进科大校发布消息:国产运-20大型运输机首次开展空降空投训练!这意味着,在装备部队不到两年后,运-20运输机已基本形成战斗力。它也意味着,大运,这种过去只有美苏两个超级大国才有能力制造和拥有的战略性机种,现在也中国所掌握。在中国之外,欧洲,日本也在研发大运,不具备自主研发能力的印度则从美国购买了C-17环球霸王Ⅲ运输机。不夸张地说,在全球军事强国中间已经兴起了一股方兴未艾的大运热。那么,在大运热的背后,到底体现了一种怎样的战略需求?换句话说,大运的功能究竟有哪些?

  大海很大,10万吨的航母在它的怀抱里也是沧海一粟;大海很小,一不留神我们就擦肩而过。这不,据美国国防部刚刚的消息,1架俄罗斯苏-27战斗机在波罗的海对1架美国P-8A反潜机进行了拦截,双方战机相距仅6米,不过美军飞机员表示未受到威胁。类似的事件时有发生,比如去年5月9日,同样是苏-27和P-8A,同样是6米的距离,只不过地点由波罗的海变成了黑海。

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海空相遇,现代战争中大型运输机身处什么地位。  网络信息战由来已久。早在1991年海湾战争期间,美国特工将伊拉克从法国购买的防空系统中使用的打印机芯片,换成含有计算机病毒的芯片,致使伊拉克防空指挥中心主计算机系统程序错乱、C3I系统失灵,伊军因此损失惨重。此次行动令世人大开眼界,网络战由此也逐渐升格为隐形的战争模式。近年来,各主要军事国家都在积极丰富网络战理论,强化网络部队建设,全方位迎接网络战时代的到来。

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  事件过程貌似相当危险,好在危险并没有成为现实。场面上,美俄两国你来我拦,我拦你躲,惊心动魄却有惊无险,持续斗法但斗而不破,刺激有余而危险不足,给人的感觉更像是战斗民族的飞行员在炫耀自己逆天的飞行技术。

  战机夜降航母遇两大挑战 全自动着舰系统应运而生

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  中国空军运-20战略运输机

  其实这样的结果并非偶然,而是双方有章可循、有法可依的结果。上世纪60年代,随着苏联红海军、空军的发展壮大,美苏两国的海空力量开始在公海及其上空频繁接触,各种危险操作也随之而来,比如一方军机对另一方军舰实施近距空中侦察,比如一方使用武器或传感器系统向另一方进行模拟攻击,比如双方利用照明弹或探照灯搞骚扰等等。这些危险操作和骚扰多了,战术层面擦枪走火的可能性必然增大,有可能造成舰艇碰撞以及飞机、人员损失,甚至引发武装冲突。问题是,美苏是世界数一数二的核大国,双方囤积的核武器可以毁灭地球若干次。当然,两国蓄意发动自杀性核战争的可能性几乎没有,但小规模的冲突失控进而演变成大规模战争乃至全面核战争的可能性不能排除。所以,避免核战争的关键是要杜绝各种意外,正所谓将战争的种子扼杀在摇篮里。

  航母上的舰载机夜间起降是一件非常困难的事情。因为航母是一个活动的战机平台,在进行舰载机起降作业时,航母本身也会高速航行,这样可以减少舰载机起飞、降落所需要的速度,获得更高的最大起飞重量、更好的降落成功率。即使是动力较弱的航母,移动的速度也会达到26到28节左右。

  资料图片(来自网络)

  大运,即战略运输机,主要承担远距离、大量兵员和大型武器装备运输任务,其特点是运载能力强,载重量超过40吨;航程远,正常装载航程超过4000千米;能空降、空投和快速装卸,主要是在远离作战地区的大型/中型机场起降,必要时也可在野战机场起降。目前,世界现役的大运主要有美国的C-17,C-5,俄罗斯的安-22,伊尔-76,中国的运-20等。

  基于这一考虑,1972年5月25日,苏美两国签订了《美苏关于防止公海及其上空意外事故的协定》。这是一个纯技术性的规则,确立了两国军机军舰在海上发生接触时一系列具体的海军安全操作程序以及限制各种形式骚扰的规程,并规定建立两国海军直接联系渠道和落实、评估协定执行情况的联合委员会等。协定不涉及两国的意识形态和国家利益之争,不影响各自对主权问题的立场和国内相关的法律规定。随后,很多国家也效仿美苏先例签署了类似的协定。

  想一想,在夜间茫茫大海中,在运动的军舰上,飞行员只能借助自身的探照灯与跑道的标志灯等作为参照物进行着陆。舰母飞行甲板比陆地机场要小的多,并且还在不断的运动之中,海上的气候、气流也比陆地复杂和恶劣,这样就大大提高了舰载机着舰的难度。即便经验丰富的美国海军航母航母舰载机飞行员着舰的时候,着舰一次成功概率也不到50%,大部分需要进行复飞。

  美国升级“高逼格”网络司令部,决胜第五作战空间

  众所周知,在信息化时代,战场日益广阔。战争节奏也越来越快。与此同时,各国又无一不在走精兵之路,现役兵员大幅度减少。所以,军队的快速反应能力、机动作战能力以及持续作战能力变得越来越重要,而这些能力的实现都需要有便捷、快速、高效的大型空运保障力量做支撑。与其他运输方式相比,空运最大的优点就是速度快。现代喷气式运输机的巡航速度在800千米左右,涡浆运输机也达到500千米,是其他运输手段的数倍甚至数十倍。所以,它具有快速运送大量兵员、武器装备和其他军用物资到作战前线的能力,能确保部队战略机动、战术投送的规模化、快捷性和突然性。另外。空运不受地形、水文条件的影响,可以跨越许多被其他手段视为天险的障碍,将人员、物资运输到急需的地方。

  协定的缔结为美苏两国海上争夺确立了游戏规则,使这一竞争得以在相对安全、有序的状态下进行,为双方在无法解决根本性矛盾的情况下降低风险、管控危机提供了方法。总的来看,协定得到了较好的执行。不过,美国人没有底线的抵近侦察偶尔也会惹毛了战斗民族。1988年2月12日,美国两艘军舰在黑海靠近塞瓦斯托波尔港口的苏联领海内对苏联进行侦察。苏军舰艇在警告无效的情况下,发出“我舰奉命撞击你舰”的信号后撞击美舰,迫使受损的美舰撤出苏联领海。2015年9月7日,美国国防部消息称,俄歼击机“有失安全”且“不专业”地在黑海上空对美国侦察机进行了拦截,并指出俄军飞机与美方飞机的最近距离仅3米。其实,这里所谓的“有失安全”和“不专业”不过是给美国人一个警告而已,并非是真正的摊牌。

  对于夜间降落航母的战机来说,航母的高速运动会带来两大挑战。第一是航母航行时,会在俯仰、侧向等多个方向上都不断摇晃起伏,姿态始终处于动态变化中,这样会导致航母着舰区域的甲板高度不断变化;当甲板高度过低时,舰载机会错过拦阻索,只能拉起复飞;而甲板高度过高,舰载机甚至会直接撞毁在扬起的舰尾上。所以一般舰载机降落,航母上必须有雷达,用于精密跟踪测量舰载机降落的姿态轨迹。

  20世纪末,在高新技术特别是网络信息技术的发展推动下,传统战争理念在新军事变革中发生改变,呈现出海、陆、空、天和网络多维一体的立体战特征,展现了以信息化为主导的未来战争基本形态。美国作为网络技术和信息技术最发达、应用最广泛的国家,这些技术在军事领域的应用一直走在世界前列。美军对第五作战空间——网络空间的作战形式研究以及网络战部队建设发展非常重视,并取得了一系列研究成果和实践先例。

  冷战后的几场局部战争见证了大型运输机的重要作用。在海湾战争中,美军第82空降师受命后在48小时内从美本土启程,远程奔袭上万千米,作为快速机动力量首先进入沙特。在伊拉克战争中,由于土耳其拒绝美军地面部队借道进入伊拉克北部,美国在库尔德人控制区通过空降的方式占领了4个空军基地,然后利用C-17等运输机将大批部队空运到这些基地,完成了对伊拉克北部的占领。

  在中国海军日益强大、开始走向深蓝之际,如何避免海空意外也成为中美之间需要面对的课题。中美两国认真讨论了关于两国舰机海空相遇安全行为准则的重要性。为落实双方元首的共识,2014年12月,中美两国国防部签署了《中美关于海空相遇安全行为准则谅解备忘录》,并于2015年9月签署相关附件,这对双方增进战略互信、避免误解误判和海空意外事件具有积极意义。

  第二个挑战来自于航母的舰岛,航母在高速航行时会因为自身阻挡气流的作用而在后方形成范围非常大的紊乱气流区域,舰载机进入紊流区以后飞行姿态和轨迹会遭受到相当大的干扰。所以对于传统舰载机驾驶员来说来说,克服混乱气流的不可预知影响,精确控制飞机姿态和轨迹实现着舰的表现,一直是他们水平高低的最显著特征之一。

  2009年初,美国将网络中心战列为“核心能力”。5月,美军战略司令宣布征召4000名士兵组建一支网络战“特种部队”。6月23日,美军网络司令部成立,隶属于美国战略司令部,该司令部位于马里兰州的米德堡,由国家安全局局长兼任网络司令部的司令。2017年8月,美国防部将网络司令部升级为一级联合作战司令部。升级后,网络司令部将成为美军最高级别的联合作战司令部之一,特朗普表示“这一新成立的一级司令部将加强美国网络作战能力,并为增强美国的防御能力提供更多的机遇”。

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  正因为有规范,所以海空相遇不会一言不合就开打。

  为了克服这两大挑战,美国20世纪40年代末期就提出了自动化着舰系统的构思,但一直到20世纪80年代中期,才在F18战斗机上实现这一功能的实用化突破,并成为无人机自动着舰的技术基础。因为航母的这一整套自动着舰系统不仅有着非常高的硬件要求,而且其软件系统的难度也非常高。一旦成功,舰载机就无需人工干预,实现全自动着舰。

  俄军构建“网外网”,切断国际互联网入侵的黑手

  美国空军C-17战略运输机

  全自动着舰系统的技术含量很高。从实现原理上看,航母的交通管制中心首先会引导舰载机飞到精确跟踪雷达的截获窗口,然后雷达会一直跟踪舰载机,直到着舰前的1.5~1.8秒——此时舰载机进入跟踪雷达盲区。这个过程中,雷达会不断测量飞机的位置,并根据航母自身的摇摆起伏情况进行修正,计算出当前时间内,飞机相对于航母的精确空间关系。随后计算机会将这一数据与事先储存好的理想着舰轨迹进行对比,并一方面将差异数据发送给舰载机的平显仪,提示飞行员;另一方面,这些差异数据会按照导引规律进行计算,随后按每秒10次的频率不断发送给飞机上的设备。机载设备接受并根据这些引导信息,通过飞行控制系统不断纠正飞行姿态和轨迹,最终让飞机按设置的理想着舰轨迹飞行。

  作为世界二号军事强国的俄罗斯拥有坚实的网络战基础。早在苏联时期就拥有世界上最强大的情报机器,许多克格勃成员在苏联解体后仅赋闲一段时间,便投身新的网络战场。为确保在网络信息对抗中占据主动,俄军建立了特种信息部队,负责实施网络信息战攻防行动。如今,网络信息战已经被俄军赋予了极高的地位——“第六代战争”。

  大运在和平时期也有重要意义,是完成抢险救灾、人道主义救援等非战争军事行动必不可少的保障性装备。在2008年的汶川大地震中,我军伊尔76运输机把大批人员和物资运送到地震现场,美军的C-17也把美国捐赠的救灾物资空运到四川。2011年在利比亚局势紧张之际,我空军出动伊尔-76参与撤侨行动。

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  据英国《每日邮报》网站2018年6月8日,俄罗斯军方正在建立一个巨大的云网络,以便让其情报系统“远离国际互联网”运作,这被业界成为俄军方打造的“第二个互联网”。这个600万美元的项目将全部使用俄罗斯的硬件和软件,并将在2020年全面投入使用。这个“备用网络”将大大改善俄罗斯在其与全球互联网的连接丧失、中断或遭攻击的情况下保持运行的能力。

  大运不仅可以用于兵力和物资的运输与投送,它还是发展各类特种飞机的平台,比如预警机、空中加油机、海上巡逻机、电子战机等等。这些飞机所载的特种设备、油量都在数十吨重,只有大型运输机才能运载,并保证有足够的航程来支援远程作战飞机。所以,大运的成功可以带动一大批特种飞机的发展,对于建设一支强大的海空军具有重要意义。

  我国航母舰载机距离“全自动着舰”又近了一步

  日本大幅扩充网络部队规模,提升网络攻击实战能力

  (作者:光明网军事科技前沿特约作者)

  全自动着舰系统的运用,可以让航母可以高效率出动大批次航母舰载机,平时可以提高航母舰载机的训练水平,而战时可以有效的增强航母打击能力,更好发挥航母编队的作战能力。

  早在2008年,日本自卫队联合参谋部就成立了第一支具有网络战职能的信息化专业部队——自卫队指挥通信系统队,其编成内的网络运用队,专门负责维护、管理与监察防卫信息通信网,并与陆上自卫队系统防护队联合应对网络攻击。2014年3月,日本成立了“网络防卫队”,它由防卫相直辖,日本统合幕僚长进行直接指挥,主要负责24个小时监视防卫省系统与外网连接的部分,以及与陆海空三个自卫队网络共同使用的部分,重点是在遭到网络攻击时加以应对。

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  由于战机的全自动着舰技术比较复杂,目前,世界上仅有美国、法国的航母系统能够实现全自动着舰功能。而美国航母上真正能自动着舰的,也仅有F18系列、X47B、F35C等型号。其它型号飞机只能做到半自动引导降落,将飞机自动引导到最后一段距离,然后飞行员再根据菲涅耳光学助降系统的指引着舰。

  日本共同社于2017年7月17日报道称,日本防卫省将大幅加强“网络防卫队”的规模与能力,人数将从110人增至千人,并且新设自行开展网络攻击研究的负责部门。当前,该部队已经具备了较强的网络进攻实战能力。此外,日本自卫队每年组织多次跨部门网络防护演习,并参加美国的“网络风暴”演习,为自身网络战部队发展积累了丰富的实践经验。

  苏联在解体前开发了“电阻器”系统,功能和原理类似于全自动着舰,但研制中途即遭遇苏联解体,随后停滞不前。而且,“电阻器”的实际水平很低,不仅是各分系统、设备、部件的性能较差,更重要是在数据积累、引导、控制规律的算法设计和软件编写上极不成熟,其整体性能勉强相当于美国20世纪70年代的第二代早期型的水平,在实际使用中只能勉强做到半自动引导。

  以色列军、民共同参与,打造独具特色的网络战力量

  我国在引进“瓦良格”号航母时,并未获得“电阻器”系统,“瓦良格号”航母还在乌克兰时,所有重要设备就已经被悉数拆除,所以我国航母的自动着舰系统应该是自主研发的。

  以色列在1998年就将成功入侵美国国防部的青年招入部队,并开始加大对网络作战的研究力度。在巴以冲突、黎以冲突中,以色列利用网络进攻的方式篡改网页、攻击电视台,以达到影响舆论导向的目的;侵入军方电脑窃取机密,以确定火力打击的重点目标和精确坐标;阻断敌人通信指挥系统,以掌握最佳的作战时机,这一切都是以军进行网络战真实写照。

  从中国首艘航母“辽宁”舰服役,到这次歼-15首次在上面降落,已经过去了五年多时间,现在终于具备了夜间气象的作战能力。这也就是说,我国自动着陆系统至少经历了五年研发时间,离实现全自动地着舰功能又近了一步。

  以色列不仅有军方为主的网络战力量,而且民间企业、私人机构也参与其中。据报道,2017年,以色列吸引了全球网络安全产业投资的16%,仅次于美国;以色列420家网络安全企业中有70家是去年初创的公司。据法国《论坛报》2018年5月12日报道,由以色列情报机构摩萨德前情报人员创立的“黑立方”公司被卷入一些重大事件的核心,诸如该公司被怀疑在伊朗核协议谈判期间监听、监视了奥巴马政府官员。

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  德国从“黑客”走向正规军的网络信息司令部

  我国自动着舰系统等航母技术发展较晚 但具有后发优势

  德国联邦国防军自2006年就开始组建黑客部队。通过建立黑客部队,德国缩短了同其他西方国家的差距。德国联邦国防军2012年提交给联邦议院的文件称,军队已经具备了攻击“敌方网络”的初步能力。

  和美国、法国的成熟自动着舰系统相比,我国自动着舰系统等航母技术确实发展比较晚。中国海军从20世纪80年代开始着手航空母舰的前期技术准备工作,其中舰载机航母起降作为重点领域进行技术攻关,在20世纪90年代在舰载机起降技术方面的取得了初步成果,在此基础上开展了自动着舰系统与飞行控制系统方面的研究。

  2017年4月1日,德国武装部队正式成立网络信息司令部。该司令部与陆军、海军、空军、医疗服务并列,共同构成德国联邦国防军体系。路德维希•雷诺兹(Ludwig Reynolds)中将被国防部任命为首任司令,他表示该司令部的主要任务是运营并保护军方各类IT基础设施与计算机辅助武器系统,同时负责监控网路威胁活动。凭借着这支全新数字化部队,德国将在北约联盟中发挥主导作用。

  不过,我国自主研发全自动的着舰系统,有着巨大的后发优势——不需走太多的弯路,可以直接沿着最有效率的正确方向高速追赶,就如同在歼10项目上,中国花了20年时间完成了对国外先进水平从望尘莫及到能够同台竞技,又在歼20项目花了10年时间,完成了跻身于世界顶尖行列的壮举。

  从相关新闻报道来看,歼-15能够在计算机控制之下自动完成着舰系统,说明中国相关单位已经完成自动着舰系统的研制,凭借后发优势,歼-15采用了比较先进的数字式三轴四余度电传操纵系统,能够与自动着舰系统形成更加紧密的联系,这样就可以像F -18那样着舰过程之中不需要飞行中的操作,形成真正意义的全自动着舰,这是中国航母航舰载机领域一个突破。

  中国北斗卫星导航定位系统的应用也在深入发展,它可以提供更加精确的位置和航迹,所以中国海军和相关单位可以在此基础上发展更加先进的舰载机自动着舰系统,,进一步提高航母舰载机的出动能力,尤其是昼夜恶劣气侯条件下着舰能力,并且为以后的舰载无人作战飞机上舰打下基础。

  尽管我国的航母体系才刚建立起来,有些地方还有欠缺,比如舰载和机载惯性导航设备的精度。但笔者相信,只要中国奋起直追,将全自动着舰系统研究工作扎扎实实的做到实处,战机全天候地自动降落对于我国航母来说并不遥远。(本文图片来自央视视频截图)

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