2024, Vol. 46
美国海军一体化防空火控系统（Naval Integrated Fire Control-Counter Air，NIFC-CA）概念[1-2]，最初于1996年提出，随后2002年美国海军正式确定NIFC-CA为其能力建设项目并开始实施。近10年来，随着新技术、新装备的不断发展，在“分布式作战”、“网络中心战”等概念的指导下，美军不断推进NIFC-CA能力建设[3-4]。2015年初，该体系首次在“罗斯福”号航母打击群实施作战部署，表明其作战能力初步形成；2016年美军将SM-6导弹和F-35B战斗机传感器引入该系统中，并成功完成了实弹测试，这标志着NIFC-CA系统得到了进一步扩展。当前，NIFC-CA的主要发展方向是将更多新的飞机传感器和新武器引入到系统网络中[4]。NIFC-CA系统的建设使美国海军具备了远程超视距的反导能力，增强了其在“反介入/区域拒止”环境下的作战能力，将引发美国海军编队远程防空作战模式的巨大变革。
本文对美国海军NIFC-CA系统的相关概念进行概述，重点分析了NIFC-CA系统的杀伤链组成及作战运用，最后总结了未来NIFC-CA系统的发展趋势。
1 NIFC-CA系统美国海军一体化防空火控系统（NIFC-CA），利用先进的数据网络技术，将航母、巡洋舰、驱逐舰、舰载机、预警机等海上作战力量紧密结合起来，实现互联互通，集“侦察-火力-打击”于一体，整合编队体系资源，实现分布式感知，协同打击，极大地提升了舰艇编队远距离超视距拦截能力。
1.1 背景冷战后随着空中威胁发生新的变化，美军迫切需要建立一种新型防空反导体系。美国开展NIFC-CA是在围绕空中和导弹威胁的国际安全环境发生变化的背景下进行的。首先在空中威胁方面，第5代隐形战斗机、隐形轰炸机等有人驾驶飞机的性能有所提升；与此同时，无人机的威胁也在质量和数量上不断增加；各种射程的巡航导弹也在不断增加，这些对现有海军的防空反导系统提出新的挑战。除了这些远程空中和导弹威胁外，美军认为NIFC-CA还应解决射程在几千米至100 km左右的非制导火箭、火炮和迫击炮的威胁，由于价格相对低廉，这些武器已加速向更多国家扩散。
同时，为解决超视距拦截能力问题，提出“海军一体化防空火控系统”概念。地面平台在当今更加复杂的空中和导弹威胁环境中具有固有的局限性，地球的曲率给地面雷达带来了一个固有的问题，限制了它们对抗巡航导弹等低空飞行威胁的范围，这些威胁在它们靠近之前一直隐藏在地平线后面。为了实现拦截超越地平线的目标，即实现远程防空导弹的超视距拦截能力，美国海军提出“海军一体化防空火控系统”概念[5]。
此外，随着“分布式作战”、“网络中心战”理论的成熟和相关装备技术发展，为NIFC-CA体系构建提供了坚实基础。系统集成了协同交战系统、宙斯盾系统、E-2D预警机、标准-6等装备系统，在此基础上，通过工程实践，构建了分布式、网络化编队防空作战体系，即NIFC-CA [6-7]。
1.2 重要意义NIFC-CA的作战部署对美海军编队防空具有划时代意义，这意味着美国海军防空反导能力进入到一体化火控和海上超视距拦截阶段，将有力支撑美军战略布局和战法变革。
1）使美国海军一体化防空反导能力进入到一个新阶段。一体化防空反导（IAMD）是美国海军的核心使命和向联合部队提供的关键能力之一，NIFC-CA是其重要的组成部分。NIFC-CA极大地扩展了传感器网络，允许导弹交战超过雷达地平线，使之在防空方面进入到一体化火控和超视距拦截阶段，极大地补充和完善了IAMD能力。
2）扩展防空拦截区范围，使美国海军能够有效防御新的空中威胁目标，包括隐身目标、超远程高速目标等。NIFC-CA为战术环境中的战区空中和反舰巡航导弹防御提供一体化火控，该系统极大地扩展了水面战舰的超视距空战作战空间。SM-6导弹是海军一体化防空火控系统超视距拦截能力的关键支柱。通过协同作战能力等网络与其他传感器集成，SM-6可以进行超出任何现有防空拦截器射程的交战，即使是中程超音速目标也可以有效拦截。
3）增强美国海军应对反介入/区域拒止威胁的能力。鉴于大国的反介入/区域拒止能力，美国海军在制海权和制空权方面面临重大挑战。海军实施海军一体化防空火控系统技术能力，使平台能够以新的方式进行协调，以便在很远的距离内执行进攻和防御行动。例如，其中潜在的对手可以使用远程武器威胁美国军队，并阻止其舰船在靠近海岸线区域活动。拥有海军一体化防空火控系统能力可以使水面舰艇更成功地靠近潜在敌方海岸的地方，而不会受到远程导弹的威胁。
2 作战运用分析NIFC-CA采用系统之系统（System of Systems，SoS）的体系方法，以协同作战能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）、E-2D先进鹰眼预警机、宙斯盾系统、标准-6（SM-6）导弹和联合对地攻击巡航导弹防御高空网络传感器系统（Joint Land Attack Cruise Missile Defense Elevated Netted Sensor System，JLENS）为主要依托，构建了三类杀伤链路，分别为空对空的空中杀伤链（From-The-Air，FTA）、海对空的海上杀伤链（From-The-Sea，FTS）、陆对空的陆上杀伤链（From-The-Land，FTL）[2]，空中传感器、数据链网络、武器控制系统和主动雷达制导导弹是各类杀伤链的重要组成部分[8]。
2.1 空对空杀伤链及运用空对空杀伤链依托E-2D先进鹰眼预警机、F-18E/F战斗机、F-35C战斗机、AIM-120D导弹和Link 16数据链，不断增强从传感器到打击有人机、低空来袭巡航导弹以及无人机的打击能力[9]。
1） 杀伤链组成
空对空的辅助型杀伤链组成，如表1所示。
|
表 1 空对空（FTA）杀伤链组成 Tab.1 Kill chain composition from-the-air |
2） 作战流程
空对空杀伤链闭合流程如图1所示。
|
图 1 空对空杀伤链典型作战流程示意图 Fig. 1 Typical operational flow chart of kill chain from the air |
①协同平台（E-2D预警机）实施空中目标搜索、预警、侦察；
②发现目标后，利用Link-16网络数据链路将探测/跟踪传感器信息传输到F-18E/F和F-35C火力平台，为火控提供实时通信能力；
③舰载机发射AIM-120D中程主动雷达终端制导空空导弹进行攻击，即实现空对空的防空作战模式。
在NIFC-CA作战系统中，空中杀伤链防空反导预警区可以扩展至航母编队战术中心点400 km以外[7]，不仅可以对来袭目标超越地平线探测跟踪，还可以对威胁进行多次多层超前拦截；整合战场各传感器信息，为指挥官提供完整的战场态势图，提高航母编队抗干扰能力。E-2D先进鹰眼主要任务是为其他飞机和水面舰船提供早期预警和监视、指挥和控制以及态势感知。E-2D先进鹰眼航程超过
海上杀伤链为美国海军一体化防空火控系统（NIFC-CA）系统的主要杀伤链，其依托协同作战能力（CEC）系统、E-2D预警机、宙斯盾系统、SM-6导弹和JLENS，提供对低空、超低空目标的超视距拦截能力。
1） 杀伤链组成
海上杀伤链以E-2D预警机和JLENS作为传感器平台，以CEC为网络数据链，以宙斯盾系统为武器控制系统，使用SM-6舰载防空反水面拦截导弹，构成海对空的主要杀伤链，如表2所示。
|
|
表 2 海对空（FTS）杀伤链组成 Tab.2 Kill chain composition from-the-sea |
2）作战流程
海对空杀伤链闭合流程如图2所示。
|
图 2 海对空杀伤链典型作战流程示意图 Fig. 2 Typical operational flow chart of kill chain from the sea |
①协同平台（E-2D预警机和陆军JLENS浮空器系统）实施空中目标搜索、预警、侦察；
②发现目标后，利用CEC数据链，回传水面舰艇；
③水面舰艇通过宙斯盾武器控制系统，利用SM-6导弹实现对目标的打击，完成海对空的防空作战任务[10]。
在NIFC-CA作战系统中，美国海军提康德罗加级巡洋舰和阿利伯克级导弹驱逐舰上的宙斯盾弹道导弹防御系统是海上杀伤链的主要海基组件。AEGIS使用SPY-1雷达和SM-6能够探测、跟踪、瞄准和拦截巡航和弹道导弹目标，在检测和识别区域导弹威胁后，宙斯盾弹道导弹防御可以使用由SPY-1提供的跟踪信息引导的SM-6标准导弹来攻击和拦截目标，跟踪能力超过100个目标，射程超过100n mile。宙斯盾弹道导弹防御系统的巡洋舰和驱逐舰还具备在雷达“发现”导弹目标后最快10 s内拦截短程和中程弹道导弹的能力[11]。NIFC-CA将海基和空基的不同传感器联网到一个火控系统中扩展了导弹射程和传感器的作用范围，CEC系统与E-2D先进鹰眼舰载机载雷达和控制系统飞机以及舰载的SM-6相结合，舰艇利用网络中E-2D先进鹰眼收集的雷达目标数据，可以向舰艇本身无法看到的来袭反舰导弹发射防空导弹。
2.3 陆对空杀伤链及运用陆对空杀伤链与陆军的JLENS相结合，依托E-2D先进鹰眼预警机、通用战术网络、先进的舰地/空导弹武器系统等，为机动部队提供防御漏洞支援和直接支援，形成广泛的作战能力。
1）杀伤链组成
陆上杀伤链以E-2D预警机、联合对地攻击巡航导弹防御高空网络传感器系统（JLENS）系统和TPS-59地/空任务定向雷达（Ground/Air Task-Oriented Radar，G/ATOR）作为传感器平台，以复合目标跟踪网（Composite Tracking Network，CTN）为网络数据链，以通用航空指挥控制系统（Common Aviation Command and Control System，CAC2S）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，如表3所示。
|
|
表 3 陆对空（FTL）杀伤链组成 Tab.3 Kill chain composition from-the-land |
2）作战流程
陆对空杀伤链闭合流程如图3所示。
|
图 3 陆对空杀伤链典型作战流程示意图 Fig. 3 Typical operational flow chart of kill chain from the land |
①协同平台（E-2D、JLENS、TPS-59G/ATOR）实施空中目标搜索、预警、侦察；
②发现目标后，利用CTN网络数据链，回传通用航空指挥控制系统（CAC2S），为火控提供实时通信能力；
③使用AIM-120D路基型导弹进行目标打击，即实现地对空的防空作战模式。
在NIFC-CA作战系统中，联合对地攻击巡航导弹防御高空网络传感器系统（JLENS）系统作为陆上杀伤链的主要传感器平台，与宙斯盾导弹系统集成，使导弹能够拦截地平线上的目标。JLENS是一种安装在飞艇状气球上的特殊雷达，可以轻松地看到地形和其他障碍物，用于提供远程目标信息。JLENS传感器具有360°视野，可以同时跟踪多个威胁目标，探测范围最远可达550 km。JLENS通过海军的协同作战能力（ECE）网络连接到舰船上的宙斯盾作战系统，然后能够使用目标数据并使用SM-6拦截目标；JLENS还可通过CTN网络与陆军的爱国者防空系统交换雷达数据，使用地面AIM-120导弹拦截目标。
美军NIFC-CA在“分布式”、“网络中心战”指导思想下，解决了美国海军编队防空的超视距拦截问题，提高了美海军防空反导能力。
3 启示建议随着美军NIFC-CA不断发展完善，其成为世界各军事强国海上防空反导体系发展的方向。结合美军NIFC-CA未来发展，提出以下3个方面的启示建议。
3.1 扩展性方面美国海军一体化防空火控系统（NIFC-CA）中不同的传感器、武器和相关系统可以联网在一起，从而提高性能、更好的防御覆盖范围、更经济地使用系统增强能力。正是这种连接性和传感器能力的结合使得战场空间的扩展成为可能，这对于NIFC-CA的发展来说非常重要。海军工程师正在努力将新的飞机传感器和新武器引入海军一体化防空火控系统（NIFC-CA）系统，近期目标是引入机载F-35的射频传感器数据来扩大SM-6反导弹系统的交战范围。以往NIFC-CA防空交战会使用E-2D高级鹰眼作为发现目标的传感器，然后使用协同作战能力（CEC）作为链接，将目标数据传送给最终发射武器的舰船。F-35将使用其射频传感器检测超视距威胁并将数据发送回基线9宙斯盾战斗系统，然后发射SM-6拦截威胁。使用舰外传感器的能力扩大了配备SM-6导弹的舰船的射程，使它们能够远程发射，而不是等待敌方导弹进入舰船的雷达场。这扩大了这些舰艇拦截来袭敌方导弹的战场空间，并允许充分利用远程拦截器的能力。
在扩展性方面，通过借鉴美军的做法，我国应增强防空作战系统的可扩展性，可快速接入各传感器、武器等资源，扩展战场覆盖空间，实现超越地平线的目标跟踪和打击。例如，美国海军NIFC-CA计划致力于通过将不同的防空雷达和传感器系统与海军防空系统联网，将防空扩展到地平线之外。通过将宙斯盾巡洋舰等舰艇连接到更大的防空雷达网络和系统，该舰艇可以使用其他雷达来提供应对远程威胁所需的目标数据。海军已成功整合E-2D先进鹰眼、F-35B联合攻击战斗机和陆军JLENS并入NIFC-CA，在未来将寻求整合F-35C、F/A-18E/F超级大黄蜂和EA-18G咆哮者。由此可见，联网机载、导弹和舰船传感器是更好地识别超视距威胁的一种方式。我国应扩展重要空中作战平台，利用飞机、导弹传感器能力，将防空体系感知范围向敌方前沿扩展。
3.2 全域性方面美国NIFC-CA将来自空中（FTA）、海上（FTS）和陆地（FTL）的3种杀伤链结合在一起，实现了全域性作战能力。目前，美国国防部现在打算通过发展联合全域指挥和控制（JADC2）网络，将空中、陆地和海上平台在广阔而分散的区域实时共享信息以优化作战。NIFC-CA包含JADC2的任务目标，因为它将舰载雷达传感器与空中监视节点集成在一起，以检测从地平线外接近的反舰巡航导弹，并提示舰载标准导弹有足够的时间跟踪和拦截威胁。例如，海军大力投资NIFC-CA的网络，该网络将机载传感器平台与水面舰艇连接起来。NIFC-CA允许E-2D先进鹰眼雷达飞机和F-35C联合攻击战斗机发现敌方飞机或来袭导弹，然后将数据传输到宙斯盾巡洋舰和驱逐舰，甚至濒海战斗舰，然后可以向他们自己的雷达看不到的目标开火，目标是将飞机的远程传感器范围与水面舰艇的更强大的火力相结合。同样NIFC-CA已经做了一些工作来整合陆军联合陆地攻击巡航导弹防御高空网状传感器系统（JLENS）。宙斯盾战斗系统基线9也进行了一些小的改进以接受来自新传感器的数据，这一成功是部署更大的全域进攻性水面作战能力的早期步骤。
在全域性方面，借鉴美军的NIFC-CA系统，我国面临的挑战是创建一个海、陆、空互操作的传感器和武器平台链接的系统。要优先考虑在平台和系统之间的实时数据共享和联合指挥控制能力方面的建设，如，利用先进技术、软件、平台集成、先进传感器、自主性、有人-无人协作以及跨所有领域的先进网络方面的专业知识来支持我国新兴的多域联合指挥和控制需求。防空和导弹防御本质上是一种多域作战，通常，这些行动需要复杂的指挥和控制架构，使所有传感器集成到一个统一网络中，以便传感器和效应器之间可以快速共享目标数据，使防空系统能够更有效地应对复杂的威胁。例如，雷神公司将通过其合作交战能力（CEC），进一步开发传感器、雷达和“检测-控制-交战”技术，CEC是关键新兴船舶防御技术的一个组成部分，旨在“联网”传感器和雷达技术，以便更好地识别和摧毁反舰导弹、无人机和敌机等逼近的威胁。
3.3 感知性方面美国NIFC-CA背后的核心原则是态势感知和目标协同定位。航母战斗群中的每一个平台都将通过一系列现有的和计划中的数据链进行联网，这样航母战斗群指挥官就能尽可能清晰地了解战场。下一代E-2D先进鹰眼拥有新的雷达、战区导弹防御能力、多传感器集成和诺斯罗普·格鲁曼导航系统战术玻璃座舱。洛克希德·马丁海事系统和传感器公司开发了AN/APY-9固态电子导航超高频雷达[12]。空中联队的总体空战管理器预计将通过其雷达和电子支持措施探测目标和引导武器，并将这些信息与EA-18G、F-35C和其他来源的数据相结合，E-2D将进一步增强NIFC-CA的时态感知能力。第5代战斗机F-35采用了诺斯罗普·格鲁曼公司的多功能高级数据链，多功能高级数据链能够与其他飞机连接并在战斗机之间自动共享态势感知数据。网络中的平面越多，共享的数据就越大，形成的图像就越全面。第5代战斗机的一个关键定义属性是它通过其最重要的传感器融合和外部通信能力为联合作战带来的力量倍增效应，这种能力在完全实现后，将显著提高F-35的态势感知能力，以更好地了解海上作战环境。
美国在水面战态势感知方面的优势不是因为任何单一的平台或雷达系统，而是因为航母战斗群的合作交战能力（CEC）能力，可以将整个舰队的多个传感器的数据合成到一个单一的、实时的、合成的对手跟踪图像中。真正的优势在于CEC能够指挥舰队中的任何武器平台向普通合成图像开火，而不管武器平台的雷达是否能看到目标。CEC扩展了航母战斗群的雷达范围，降低了单个舰船对敌方电子战攻击的脆弱性，并提高了整个舰队的总体精度和态势感知。我国面临的挑战是开发更有弹性的系统和更远程的能力，能够干扰、削弱和摧毁美军的态势感知能力，并努力通过发展自己的战略态势感知能力以及破坏或摧毁美国能力的平台和系统来赶上美国，如电子对抗系统建设。
4 结 语随着美军全球公域介入与机动联合作战样式推进，美国正在不断改进升级完善NIFC-CA，使其成为分布式网络化作战的重要组成部分，推动了美国海防空反导能力进入到一体化、超视距、分布式拦截阶段。本文首先阐述了NIFC-CA系统的相关概念；在此基础上，分析了美海军NIFC-CA系统的作战运用情况；最后，针对我军一体化防空提出一些发展建议，为我军海上一体化协同防空作战提供借鉴意义。
| [1] |
O'ROURKE R, FOREIGN AFFAIRS D, DIVISION T. Navy wetwork-centric warfare concept: key programs and issues for congress[C]// Proceedings of the Congressional Research Service, Library of Congress, 2002.
|
| [2] |
O′DONOUGHUE N A, MCBIRNEY S, PERSONS B. Distributed kill chains [R]. United States: Arlington VA, 2021.
|
| [3] |
SCHANZ M V. The combat cloud[J]. Air Force Magazine, 2014, 7: 38-41. |
| [4] |
刘维国, 刘晓明, 王一琳, 等. 美国“海军一体化防空火控系统” 发展研究[J]. 战术导弹技术, 2017(2): 21-25+57. LIU Weiguo, LIU Xiaoming, WANG Yilin, et al. Analysis on the development of american naval integrated fire control-counter air system[J]. Tactical missile technology, 2017(2): 21-25+57. |
| [5] |
PERNIN C G, AXELBAND E, DREZNER J A, et al. Lessons from the army's future combat systems program [M]. Santa Monica: RAND, ARROYO CENTER, 2012.
|
| [6] |
荀飞正, 金钊, 邹德广. 美国海军防空反导一体化火控系统发展研究[J]. 飞航导弹, 2015(2): 36-40. XUN Feizheng, JIN Zhao, ZOU Deguang. Review the development of an integrated fire control system for air defense and anti-missile in the US Navy[J]. Aeroymamic Missile Journal, 2015(2): 36-40. |
| [7] |
赵峰民, 朱传伟, 黄敏. 美海军一体化火控-制空系统作战能力分析[J]. 飞航导弹, 2019(9): 84-88+89. ZHAO Fengmin, ZHU Chuanwei, HUANG Min. Analysis of the combat capability of the integrated fire control-air supremacy system of the US Navy[J]. Aeroymamic Missile Journal, 2019(9): 84-88+89. |
| [8] |
刘兵, 张宏, 李娜, 等. 美国海军综合防空火控系统发展研究与思考[J]. 飞航导弹, 2021(7): 73-78. LIU Bing, ZHANG Hong, LI Na, et al. Research on the development of integrated air defense fire control system for the US Navy[J]. Aeroymamic Missile Journal, 2021(7): 73-78. |
| [9] |
黄东亮, 张铁军, 戴苏榕, 等. 美国跨域作战体系研究[J]. 航空电子技术, 2021, 52(2): 22-26. HUANG Dongliang, ZHANG Tiejun, DAI Surong, et al. U. S. cross-domain operations system research[J]. Avionics Technology, 2021, 52(2): 22-26. |
| [10] |
宫尚玉, 陈亮, 王月悦. 美"海上一体化防空火控"体系发展及对抗思路分析[J]. 电讯技术, 2022, 62(12): 1859-1864. GONG Shangyu, CHEN Liang, WANG Yueyue. Analysis of U. S. navy NIFC-CA system-of-system development and countermeasures[J]. Telecommunication Engineering, 2022, 62(12): 1859-1864. |
| [11] |
MORTON J F. The aegis warship joint force linchpin for IAMD and access control[J]. Joint Force Quarterly, 2016, 80(2/3): 149-161. |
| [12] |
GRANT C J. CEC: Sensor netting with integrated fire control[J]. Johns Hopkins APL Technical Digest, 2002, 23(2): 149-161. |