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27 Jun,2022

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美国空天防御指挥控制系统发展概述
发布日期:2022-06-27 10:25:57
前言:美国是世界上最早发展空天防御系统的国家,经过数十年的发展,其空天防御系统已由最初的战略防空系统发展为包含防空、反导、反临以及空间对抗的系统。指挥控制系统作为空天防御系统的重要子系统,是美国空天防御能力建设的重点。


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美军联合全域指挥控制示意图

美国尚未建成全域联合的空天防御指挥控制系统,本文根据隶属运营机构不同划分,分别介绍美国导弹防御局、陆军、空军、海军和太空部队的空天防御指挥控制系统发展情况。


一、美国导弹防御局

由美国导弹防御局(MDA)运营的“指挥、控制、战斗管理和通信”(C2BMC)系统能够使美国总统、国防部长以及作战指挥官在战略、区域和作战层面系统地规划弹道弹道防御作战、观察战斗情况、动态管理指定的传感器以及武器系统。C2BMC系统部署于美国战略司令部、北方司令部、欧盟司令部、太平洋司令部、中央司令部、众多陆军航空和导弹防御司令部、空中作战中心以及其他支持作战组织。


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C2BMC系统

C2BMC系统是美国导弹防御局和作战司令部用来支持和集成弹道导弹防御系统(BMDS)的神经中枢。C2BMC系统不仅集成了弹道导弹防御系统(BMDS)系统,在所有飞行阶段识别、跟踪全球的弹道导弹威胁,还能用于规划导弹防御作战、交战期间态势感知、管理导弹轨迹计算软件、管理和控制AN/TPY-2传感器、交战监控、数据交换以及网络管理。当多个弹道防御系统同时工作时,C2BMC系统能够提供协调功能。


C2BMC系统集成的导弹防御系统包括:陆基中段防御系统(GMD),爱国者导弹防御系统(Patriot),宙斯盾BMD系统,末端高空区域防御系统(THAAD),AN/TPY-2雷达,海基X波段雷达(SBX),升级版早期预警雷达(UEWR)和天基红外系统(SBIRS)。此外,C2BMC系统集成了太空指挥与控制系统(Space C2)。美军自2017财年开始了C2BMC S8.2版本的开发,该版本集成了远程识别雷达(LRDR)。


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C2BMC集成的系统示意图

二、美国陆军

美国陆军综合防空和导弹防御系统(AIAMD)为所有的陆军防空和导弹防御(AMD)梯队提供共同的任务指挥,其核心是诺斯罗普·格鲁曼公司(简称诺格)开发的一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)。


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IBCS系统综合火控网络(IFCN)集成的传感器

IBCS旨在将雷达、拦截发射器、操作系统等多种系统通过数据链整合到一起,共享信息,突破单个系统的限制,以应对多个威胁。2006年,美国陆军IBCS项目办公室成立。2010年,诺格公司赢得了价值5.77亿美元的研发合同,真正开始了IBCS项目的研发。2022年1月,诺格公司从美国陆军获得了价值10亿美元的5年期合同,用于生产IBCS系统。


2022年3月,美国陆军在新墨西哥州的白沙导弹靶场完成了IBCS系统的两次最新测试。在第一次测试中,诺格公司的联合战术地面站(JTAGS)将天基传感器的数据提供给IBCS系统,IBCS系统根据该数据在陆基传感器检测到目标之前建立了跟踪。在第二次测试中,IBCS系统在电子攻击环境下完成了对两个巡航导弹目标的持续跟踪。


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安放在白沙导弹靶场的IBCS系统交战作战中心(EOC)和交互式合作环境(ICE)

前沿区域防空指挥与控制(FAAD C2)系统。FAAD C2系统是由诺格公司为美国陆军开发的近程防空指挥控制系统,该系统集成了短程防空(SHORAD)、反火箭、火炮和迫击炮(C-RAM)以及反无人机系统(C-UAS)系统。FAAD C2系统建立在诺格公司的全域C4I解决方案开放式通用架构之上,最终将融入一体化防空反导作战指挥系统(IBCS)。2020年,美国国防部选择诺斯罗普·格鲁曼公司的FAAD C2系统作为反小型无人机系统(C-sUAS)的指挥控制系统。


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前沿区域防空指挥与控制(FAAD C2)系统软件

三、美国空军

E-3哨兵、E-8C联合星等预警机提供了目前美国空军所需的空天防御指挥控制能力,而正在开发中的先进战斗管理系统(ABMS)旨在代替这些预警机的机载指挥控制系统。此外,美国空军计划在未来用E-7楔尾取代E-3哨兵,首架原型机预计在2027年交付。


波音E-3哨兵。E-3哨兵在美国空军服役已有40多年。1965年12月,美国空军系统司令部将AWACS作为一项高优先级项目设立。1970年7月,波音公司赢得了生产E-3的合同。1973年1月,美国空军批准波音公司开始全面生产AWACS。1977年3月,第一架E-3哨兵交付美国俄克拉荷马州廷克空军基地的第552空中预警和控制联队。E-3哨兵的“机载预警和控制系统”(AWACS)旨在为空中作战中心提供监视、指挥和控制、战场管理和通信,在北约的利比亚、阿富汗以及打击“伊斯兰国”行动中发挥了关键作用。AWACS包含一个“指挥、控制和战斗管理”(C2BM)系统,该C2BM系统配备了Link 11和Link 16战术数据链路,能够提供近乎实时的数据共享网络。


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E-3哨兵预警机

波音E-7楔尾。E-7楔尾是波音公司最新的机载预警和控制(AEW&C)平台。2020年,波音公司测试了AEW&C系统,该系统结合了波音公司的C2BM系统与诺斯罗普·格鲁曼公司的有源电子扫描阵列(AESA)。与E-3哨兵的AWACS系统相比,AEW&C系统可将总体运营成本降低66%,且具有更强的作战能力。


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E-7楔尾结构图

诺格E-8C联合星。诺格E-8C联合星的“联合监视目标攻击雷达系统”是一种机载战斗管理、指挥控制、情报、监视和侦察平台,其主要任务是为战区的地面和空中指挥官提供目标监视,以支持作战行动。E-8C联合星上的雷达和电脑系统可以收集和显示地面部队的详细战场信息,并将这些信息近乎实时地传送到美国陆军和海军陆战队的公共地面站以及其他地面指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I)节点。


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E-8C联合星

先进战斗管理系统(ABMS)。ABMS是美国空军开发的下一代指挥和控制系统,也是美“联合全域指挥与控制”(JADC2)架构的核心。美国空军已经进行了两次ABMS演习:2019年12月的演习重点在于美国空军、海军平台以及传感器的互联;2020年7月的演习将美国空军的飞机、美国海军的舰艇以及北约的军舰联系起来,旨在模拟应对可能来自俄罗斯的威胁。


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先进战斗管理系统(ABMS)概述

四、美国海军

美国海军的空天防御指挥控制系统包括舰载的舰船自防御系统(SSDS)和“宙斯盾”作战系统(ACS)、机载的E-2鹰眼C2BM系统等。


舰船自防御系统(SSDS)

SSDS系统是美国海军在先进作战指挥系统(ACDS)基础上升级而成的作战管理系统,是一种集中式、自动指挥与控制自防御系统,可为所有航母和两栖舰提供综合作战指挥能力,使这些舰艇能应对反舰巡航导弹的威胁。该系统由美国雷神公司研制,主要装备于美国海军的两栖舰和航母等非“宙斯盾”舰上。SSDS的指挥控制系统是美国海军战术数据系统的后续产品,该系统同MK14武器指挥系统、MK68和MK86舰炮火控系统、“鱼叉”导弹系统、MK114和MK116水下火控系统相连接。


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舰船自防御系统(SSDS)示意图

“宙斯盾”作战系统(ACS)

ACS系统是一个集传感器、武器系统、计算机、软件和显示系统为一体的综合海上作战系统,装备了ACS系统的舰船可执行多种任务,如防空、弹道导弹防御、反潜、水上防御、海军对岸水上火力支援及发射战斧巡航导弹打击目标等。经过改装的反导型“宙斯盾”舰在新的软件协调下,可以反巡航导弹、反弹道导弹甚至反卫星作战。


目前,ACS系统已经衍生出“基线0~9”,最新型“基线-9”,已于2012年投入使用。如今正在研发的“基线-10”,根据美国公布的信息,将在2023年具备初始作战能力。“基线-10”将整合SPY-6(AMDR)雷达、Link-16/CEC数据链、“标准”系列导弹(SM-3,SM-6等),具备“海军一体化火控防空”(NIFC-CA)能力。此外,基线10继续升级弹道导弹防御能力,扩大探测防御范围,未来将突出编队体系化协同能力,同时注重防空反导两方面的任务使命。


MK1指挥和控制系统是ACS系统的重要分系统,作为全舰的指挥控制中心,负责建立战术原则,显示并处理来自舰上各传感器的信息,做出威胁判断和火力分配,协调和控制整个作战系统的运行。


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“宙斯盾”作战系统(ACS)示意图

诺格E-2鹰眼C2BM系统

诺格E-2鹰眼是由美国海军运营的舰载预警、指挥和控制飞机,现役型号包括E-2C鹰眼和E-2D高级鹰眼。E-2鹰眼为美国的航母打击群和联合部队提供全天候空中预警、空中作战管理以及指挥控制,其他任务包括地面监视协调、空中拦截、进攻性和防御性反空中控制、近距离空中支援协调、时间关键打击协调、搜索和救援空中协调和通信中继。


作为航母打击群空中联队的一个组成部分,E-2鹰眼使用雷达、敌我识别和电子监视传感器来提供预警和对潜在敌对空中和水面目标的威胁分析。除了战斗群之外,鹰眼的指挥和控制能力使其成为一个多任务平台,因为它能够协调单次飞行中可能出现的并发任务,包括:空中打击、陆军支援、救援行动、管理节点之间的网络等。


与E-3哨兵和E-7楔尾预警机类似,E-2鹰眼能够跟踪巡航导弹、敌方飞机等威胁,并将跟踪数据传输到指挥中心和友军飞机。在洛克希德·马丁公司生产的AN/APY-9机载预警雷达的支持下,E-2D高级鹰眼可以跟踪550公里范围内的目标。E-2D高级鹰眼在美国海军一体化防空火控(NIFC-CA)系统中发挥着关键作用。


E-2D高级鹰眼于2014年获得初始作战能力。2022年1月,诺格公司向美国海军交付了第51架E-2D高级鹰眼。


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E-2D高级鹰眼

五、美国太空部队

美国太空部队(USSF)计划在2022年底之前用太空指挥与控制系统(Space C2)代替太空防御作战中心(SPADOC)。Space C2计划开始于2018年,此前的几十年间,美国空军部一直致力于改进SPADOC,最终选择启动Space C2项目。Space C2计划除了开发基础设施以外,还将为决策中心开发应用程序用于收集、处理和分析天基传感器和地面传感器的数据。


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Space C2示意图

小结:未来的空天防御是由监视、侦察、跟踪、目标识别、跟踪武器/作战和杀伤评估等多种作战行动构成的一体化联合作战,指挥控制系统是实现该目标实现的关键。美国的空天防御指挥控制系统建设对我国有一定的参考价值。2022年3月,美国国防部签署了联合全域指挥控制(JADC2)实施计划。未来我国应加强各军种指挥控制系统的互联互通,建立国家空天防御联合指挥控制中心,确保空天防御体系能够应对日益复杂的空天威胁。


主要参考资料
[1]MDA.Command and Control,Battle Management,and Communications.
[2]MDAA.Command and Control,Battle Management,and Communications.
[3]Integrated Battle Command System (IBCS) connects the Joint Force,enabling effects across all domains.
[4]Northrop Grumman integrates widest variety of sensors to date into IBCS for successful intercept of cruise missile target.
[5]MDAA.Northrop Grumman E-2 Hawkeye.
[6]DoD Announces Release of JADC2 Implementation Plan.
[7]US Space Force preparing to decommission legacy command and control system.



来源:高端装备产业研究中心

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