现代战斗机的飞行试验摘要:根据近几年新机飞行试验的工程实践,结合国外飞行试验的经验,叙述了现代战斗机飞行试验的特点,包括飞行试验的架次和周期,机载测试和地面实时监控,地面支持设施,它机试飞和组织管理;由于电传操纵显得更为突出的飞行试验技术,包括飞控系统稳定裕度、颤振和气动伺服弹性(ASE)、人机闭环飞行品质和大迎角试飞技术,提出了国内飞行试验工作方面目前存在的若干问题.关键词:飞行试验;飞行控制;飞行力学;电传操纵;现代战斗机现代战斗机即所谓第三代战斗机,如:F16,F18,CY-27,Rafale,EF2000等,有如下特征:先进的气动布局,电传飞行控制系统,高度综合化的航空电子系统,高性能的动力装置,包括复合材料的优化结构.由于采用了这些新技术,使飞机具有宽阔的性能包线,优良的飞行品质,突出的机动性,多功能通讯、导航、武器火控和电子战的能力.这些特点给现代战斗机的飞行试验带来了许多不同于以往飞机的飞行试验要求、内容、规模和技术.本文主要根据自己的飞行试验实践,结合国外第三代飞机的试飞经验,概述了现代战斗机试飞的特点、组织管理和试飞技术以及存在的某些问题.1现代战斗机飞行试验的特点试飞架次和周期现代战斗机的试飞架次约1500~4000次,试飞时间约2000~5000h.试飞周期大约是整个飞机研制周期的1/4~1/2,自然时间3~8a.之所以规模如此之大,耗时如此之长,其主要原因是:1)飞机包线宽阔为安全起见,速度、高度、过载、迎角等包线扩展都要循序渐进,逐步扩展.全加力情况下,每分钟耗油达几百公斤,这样一个架次中做动作的时间只有几分钟.诸如此类的因素会增加很多试飞起落.2)飞机功能多、构型多、武器种类多现代飞机功能全,作战对象多,模式多,空/空、空/地、空/海;通讯、导航、识别;作战、巡航、侦察,电子战,空中加油等.任务和目的不同,带来许多不同试飞剖面和试飞构型.3)新技术应用多、系统余度多现代战斗机是先进技术的综合,否则不可能体现整体作战性能.这样就使得飞机需要验证的新技术多,需要考核的系统多.为了飞机的可靠性和生存力,绝大部分的系统都采用了余度的概念.多数情况下,正常系统和应急系统,系统重构和转换都要加以验证,这也是造成飞行架次多的重要原因.机载测试和地面实时监控现代战斗机试飞的参数采集量达几千,地面实时监控参数达一、两千个.机载测试参数多的原因1)系统复杂,需测试监控和验证的参数多一个四余度的数字电传操纵系统所需采集的参数约几百;航电系统主总线的数据量一千以上.如果要测试记录各个分系统的内部总线信息,其总信息量会成倍增加.2)加装测试传感器为了考核飞机及系统性能,了解飞机及系统的工作环境,试飞过程中往往需要测试大量的应变、振动、流量、压力、温度等,需要加装的传感器很多.这一部分的参数量达几百个.3)综合试飞的需要为了提高飞行试验的有效性,缩短试飞周期,减少试飞起落,尽可能采用综合试飞技术,要求飞机测试的参数尽可能覆盖各专业的需要,为此增加了测试参数数量.4)参试飞机互为备份的概念参试飞机出现故障甚至出现意外事故的可能性是存在的.为了不影响整个工程的进度,采取了参试飞机间互为备份的概念,这就要求两架飞机的测试参数要能够相互覆盖,增加了飞机参数的测试量.要求地面实时监控的原因1)保证飞行安全现代战斗机的座舱信息非常丰富,但仍然是总体性的.对于系统内部的细微变化不可能都显示出来.即使能调出详细信息,由于试飞员精力有限,必须靠地面专业人员协助监控飞机及其系统的状况.对于那些需要计算而且通过判据识别风险的特性参数,如颤振阻尼,系统稳定裕度等更需要地面实时解算和监控.2)提高试飞效率由于地面监控具有实时计算能力,试飞结果可以及时得知,这就可以决策下一个起落可否进行,如何进行,是否需要补充试验点或增加试飞动作等等,这样可以大大提高飞行效率.地面支持设施现代战斗机的飞行试验更大程度地依赖地面设施的支持.这里仅列举三项地面设施.1)飞行仿真飞行仿真对于飞控系统控制律开发、验证和优化起着至关重要的作用.对于试飞,它对试飞员的培训、试飞计划编排、任务单演练、试飞结果预测、安全措施拟订都具有重要的作用.特别是对那些风险科目,意义更加重大.把飞行模拟器作为一个培训和交流平台,可收到多、快、好、省的效果.2)航空电子实验室这是系统综合、开发和验证设施,也是试飞过程中排故、试飞方案制定和预演的平台.从经验来看,一个综合性强、使用方便的试飞现场航空电子系统支持设施是非常必要的.3)机载测试系统地面支持设施现代战斗机试飞,要求有很复杂的机载测试系统.这个系统的规模和复杂性不亚于飞机上一个大型的子系统,其采集记录和遥测传输的信号类型几乎覆盖了全机系统所有的信号类型.为了保证这套系统配套合理、检校准确、集成可靠、操作方便、排故迅速,同样需要一套完备的地面支持实验室.它机试飞它机试飞,是型号试飞的重要组成部分,其主要目的是减少主机风险,缩短主机试飞周期,培训试飞员.这里主要提及两种试验机,一是空中飞行模拟试验机;二是空中航空电子试验机.空中飞行模拟试验机主要是验证本机飞行控制律是否满足飞行品质规范要求,从而优化设计;另外一个主要目的就是培训试飞员.美国空军所有新机必须经过空中飞行模拟这个环节.航空电子试验机在现代战斗机试飞中承担着非常重要的任务,这是因为现代航空电子系统的综合程度高,软件复杂,敏感单元多,天线既多又密,对环境非常敏感,地面环境很难代替空中.一般说来,包括雷达和电子战的航空电子系统在空中它机试飞的时间需要有几百飞行小时.总之,现代战斗机应用的新技术越多,它机试飞越需要.现代战斗机试飞的组织管理一流飞机的诞生需要有一流的设计、制造,也需要有一流的试飞.而从事一流试飞又必须有一个集研制、试飞和使用方于一体的联合试飞力量.基于这种理念,现代试飞的组织管理出现两个原则:即联合试飞和主场地原则.所谓联合试飞,即飞机及其系统的研制厂所,试飞鉴定单位和使用部队共同组织一个试飞队伍,从制定试飞方案和计划到处理和分析技术问题,分工负责,共同磋商,相互支持.对于一个重大型号来讲,参加这种试飞的人数多达数百人.为了开展联合试飞,在试飞地点的选择上采用主场地原则(principale site),即整个试飞尽可能集中于一地进行.力求避免重复,缩短周期,也便于集中优势力量让试飞顺利进行.2飞行试验技术任何一种航空新技术应用都要有相应的新的试飞手段来考核验证.或者是试飞新机动动作,或者是新采集记录方法,或者是新的数据处理软件.但是对现代战斗机来说,对飞行试验技术影响最大的莫过于电传飞机的飞行控制系统,这里仅就这方面的某些试飞科目做一简述.飞控系统稳定裕度试飞控制系统稳定裕度测试这是一般实验室利用通用设备进行的一项常规工作.但是要在飞行中测试飞行控制系统的稳定裕度就要解决许多特殊问题.1)系统输入系统的输入是驾驶杆力或位移,它是通过驾驶员手工扫频来实现的.频率为0·2~5Hz.要求驾驶员从低频到高频连续扫瞄,尽可能使各个频点有足够的谐波信息.扫频的幅值要适当大,以便克服非线性影响.不同频率下的幅值也尽可能保持相等.与此同时,还要尽可能保持飞行状态不变.要做到这一点主要靠试飞员平日训练,特别是飞行模拟器上的训练.2)系统输出系统输出点的选择要根据系统状态,因为飞控系统是一个多回路系统,多个操纵舵面,且舵面之间有交联.一般说来,将驾驶杆指令作为输入,而系统总反馈信号作为输出,计算出开环频率特性,即可得出系统的相位储备和增益储备.特殊情况下,需要测试某一特定控制环的稳定储备,只要这个特定控制环的输入和综合反馈信号是可测的,或是间接可测的.3)数据处理可以采用专用的频率特性处理软件得到系统频率特性,但是对信号的滤波处理非常重要,它直接影响处理结果的有效性.颤振激励颤振试飞历来是飞机试飞中最受关注的课题,因为它直接影响飞行安全.颤振激励的方式很多,其中火箭激振是传统的试飞方法,这种方法简单、作用时间短,特别在全加力或俯冲状态情况下,作用时间显得十分宝贵,但对于电传操纵的飞机来说,必须采用一种新型的颤振激励系统,即用一种机载信号发生单元将各种激励信号通过飞控舵机驱动舵面,从而激励飞机结构和系统响应.这种激励方法的优点是各谐波激励能量集中,效果好;更重要的是,这种方法能测取所需测量点的输入信号,从而进行频率特性分析,得出气动伺服弹性(ASE)稳定裕度.这种方法的最大问题是把飞控系统的动态特性带入整个系统动态特性中去.这就要求数据处理分析中把这些特性分辨出来,以便进行结构动特性分析.另一方面,由于舵机频带限制,使高达50~70Hz的结构模态很难激励出来,这就要求在激励幅值的选择上采取随频率变化,激励幅值也自动改变.如果不这样做,从低频到高频采用同一幅值,要么低频响应过大,影响安全;要么高频响应激励不出来,无法分析.各种激励方法都有其优缺点,发展趋势是用多种激励方法进行关键状态的颤振试飞,以便得出合理和可靠的结果,所付出的代价是增加了飞行起落和时间.值得注意的是,利用飞行中大气紊流对飞机激励响应,进行颤振分析是极有前途的,既安全又节省.事实表明,许多情况下大气紊流的激励能量是相当可观的,甚至比人工激励的能量还要大.还应该指出,在新机试飞中采用的颤振激励系统(FES)不但用于颤振和ASE激励,还可以进行飞控稳定裕度试飞.尤其是航向系统稳定裕度试飞,必须依赖这种设备,因为驾驶员很难用脚蹬去进行人工扫频.FES还可以产生其它信号进行其它科目的试飞,如:阶跃、脉冲,“3211”等,这对操稳分析和系统辩识具有极重要的意义.总之,FES对于试飞工程师们来说具有无限的潜力.人机闭环飞行品质试飞只要是有人驾驶飞行器都有人机闭环飞行品质问题.由于电传操纵系统具有突出的高阶性、高增益性和时间延迟,加上系统内增加了各种信号交联,使得飞机和驾驶员行为之间的耦合关系更为复杂.在一般情况下,因为控制律不断的优化和迭代,使电传飞机具有优良的飞行品质;但在特殊情况下,如驾驶员执行高增益的任务,就有可能形成飞行品质的突降(cliff),产生人机闭环耦合振荡.因为这种情况不是经典的开环品质指标所能反映的,所以现代战斗机试飞强调人机闭环飞行品质试飞.这种试飞就是给飞行员一个高增益任务,如精确跟踪、空中加油、定点纠偏着陆等等,飞行结果和结论主要依赖驾驶员定性评述,参考一定的飞行参数,甚至整理出一定的闭环性能指标,如HQDT(跟踪操纵品质)等.应指出的是,这些试飞验证能说明一定问题,但不能说明全部问题.主要原因是所谓的驾驶员高增益与心理有关,很难形成和确定.截止目前为止,没有一套公认的、可用于工程判断的性能指标去辩识是否存在可能的驾驶员诱发振荡(PIO)问题.既要按常规品质规范检查各种开环指标要求,也要进行人机闭环飞行品质试飞.同时,还要用变稳飞机对试飞员进行飞行品质培训.应该特别指出的是,速率饱和非线性是造成人机闭环耦合振荡的主要因素之一.如果由于某种原因,如临近跑道的局部气流扰动引起驾驶杆修正过快过大,造成飞控系统速率饱和,从而使飞机响应对操纵指令的相位滞后达到180°,形成PIO,这是一种非常危险的情形.不少电传飞机失事都与此相关,对此应引起新机研制者和飞行试验工程师足够警惕,应从飞控系统研制、飞行员培训和飞行试验方案上做更多的工作,防止事故发生.大迎角试飞航空技术愈发展,大迎角试飞变得愈重要.过去的战斗机研究大迎角主要是研究飞机气动特性,防止飞机进入失速/尾旋,一旦进入如何改出,保证飞行安全.那时的飞机机动只把迎角使用到十几度的范围;今天的三代机除研究它的气动特性外,还要研究大迎角的控制律,把正常的飞机使用机动迎角扩展到限制器的范围,例如近30°,而且要验证控制律能否自动防止进入失速/尾旋,一旦进入也能自动改出到安全范围.随着矢量推力技术的应用,下一代战斗机把飞机更大范围的迎角作为正常使用迎角,即过失速机动,使用迎角达50°以上.所有这些都必须通过飞行试验来验证,迎角越大,地面风洞数据可靠性越需要飞行试验来验证.对现代战斗机的试飞,大迎角试飞分为可控区和非可控区两个阶段,在迎角限制范围内为可控区;在迎角限制器范围之外为非可控区.在可控区范围内,通过试飞来考核飞机在20°~30°迎角范围的操纵性和稳定性;确定最小机动速度和最小平飞速度;检查和验证迎角限制控制律的正确性和合理性.在试飞方法上,用常规的操纵动作,如阶跃、脉冲、扫频、纵横航向复合操纵来考核飞机的飞行品质.不过其操纵幅值较常规操纵要大,逐步达到极值,操纵速度也偏于急猛.因为在迎角限制器范围内,失速迎角尚未确定,但确定最小机动速度和最小平飞速度对部队使用又非常重要,为此用保持45°稳定盘旋所达到的表速确定为最小机动表速;用稳定平飞所达到的最小表速作为最小平飞表速;用收敛转弯和减速转弯来验证迎角限制器边界.应该指出,即使进行可控区内的大迎角试飞也应该采取适当的安全措施.这种措施应包括两个方面:一是在控制律中设置临时限制边界,即在最大边界内按2°之差设置2个临时边界,即αmax-4°和αmax-2°,逐步达到αmax;另一个措施是加装反尾旋伞,一旦由于某种特殊原因使飞机进入失速/尾旋,通过正常方式又无法使飞机改出来时,可以通过反尾旋伞使飞机恢复到可控状态.有了这些措施,还可以进行一些较为激烈的战术机动动作来考核迎角限制器的可靠性.如果这些试飞表明,飞机还有放宽迎角限制器的潜力,还可以在αmax的基础上按2°的增量适当扩大飞机的迎角限制包线.可控区试飞结束后,应进行超出α限制值的非可控区的大迎角试飞.进入该区有两种方法:一是使用飞控系统的直链摸态,直接进入失速/尾旋试飞,前提是此时飞机应可控;另一种方法是人工切断迎角限制器,试飞员通过正常系统使飞机进入非可控的大迎角区,首先考核飞机失速和偏离特性以及反尾旋摸态的功能和可靠性;最后还要进行失速/尾旋试飞,确定飞机大迎角气动特性以及进入失速/尾旋后的改出方法.大迎角试飞是一项风险性极大的试飞科目,最大风险在于飞机的行为难以准确予测.为了减少风险,作好充分的技术准备是非常必要的,包括仔细研究风洞试验结果,特别是垂直风洞试验结果;进行模型试飞,摸清飞机的尾旋摸态和改尾旋方法;在此基础上,进行充分的地面模拟和试飞员培训.同时,还要研制和落实有效的反尾旋措施,一般反尾旋伞更为合适.飞机测试对于尾旋试飞也特别重要,尤其是迎角传感器,其范围选择和校准显得更为突出,必要时要专门研制能适应大范围测试的迎角传感器.3飞行试验存在的问题几年来,飞行试验事业有了质的飞跃.从试飞技术、设施建设、试飞员培训、软件开发、机务保障以及试飞组织管理等各方面都有长足的进步.但是我国的飞行试验仍然存在许多不足之处.1)对飞行试验的认识较为肤浅许多人简单认为,试飞是型号研制的最后阶段,没有从顶层上、从深度上把它作为一个系统的工程科学来认识.一种新型号,往往一到试飞就急功近利,急于求成.正确的做法是从工程总体方案中就应规划试飞,从飞机设计开始就要进行飞行试验设计,从投入和周期上都要给飞行试验留有充分的余地.应该认识到,所谓原型机不过是为了达到使用技术要求而研制出来的试验机.有了这个思想,许多飞行试验的问题在设计中均应考虑.试飞员和试飞工程师是飞机设计成员的一部分.只有这样才不至于使型号试飞过于吃力,捉襟见肘,甚至把许多重要问题留到部队使用中.2)预研和技术攻关不够试飞是一门实践性极强的科学,要与时俱进,许多技术发展要领先研究.由于基础工作开展得不够扎实,真正到了型号定型试飞,时间和人力都不允许做过细工作,这势必影响试飞的安全、质量和效率;有些最基础的科目都无法全面进行.3)它机预先验证不够型号试飞的一个基本原则是:能在地面解决的问题不要带到天上;能在它机上分担的风险,不要带到本机上.对这个基本原则贯彻不够.特别是航空电子系统.航空电子系统本机试飞周期最长,实际起落不多,大部分时间在排故和优化系统.有些功能和性能考验不充分.飞机到了部队还在不断改,不断飞,难以形成战斗力.不能不说是一种教训.美国F22的航电软件系统在地面综合试验达1~2万小时,在波音757飞机改装的电子试验机上综合飞行达4~5百小时.他们的做法值得借鉴.4)试飞员培训仍有较大差距与国际水平相比,试飞员理论和实践培训都不够,与国际交流也非常不够.在一些人的头脑里,似乎试飞员和飞行员没有多大差别,这是试飞科目进行得不够深入的重要原因之一.5)试飞与设计结合的不紧密当前飞机设计介入试飞的深度有了改观,但试飞介入设计的深度太浅,这种情况直接影响到试飞的质量.应该说这是两门学问,彼此不能相互代替,只能是互相结合,才有利于航空事业的发展.4结论1)现代战斗机飞行试验的特点是试飞起落多;机载采集记录和地面实时监控参数多;更大程度依赖地面设施支持;它机试飞是现代战斗机试飞工作的重要组成部分;在组织管理上贯彻联合试飞和主场地原则.2)在试飞技术上,电传操纵的应用使现代战斗机的试飞技术与以往飞机有很大区别,如飞控稳定裕度试飞;颤振/ASE试飞;人机闭环飞行品质试飞;大迎角试飞等等,都必须高度重视.3)虽然我国飞行试飞技术较以前有了很大的提高,但仍然存在许多问题有待于去思考和改进.这些问题主要是对飞行试验的认识肤浅,对试飞技术的予研和攻关不够,对它机试飞的作用重视不够,对试飞员的技术培训有待加强;试飞和设计彼此之间的融合仍需努力.
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就从美军近几年来发动的几场战争来写。例文:美军近次战争信息化特点海湾战争期间,美军和多国部队所建立的战区通信网络是有史以来最大、最多、最全、最先进的,它运用卫星通信技术和数字化通信网络技术,把数十年来各国研制、生产和装备的各种战略、战区及战术通信网络和设备全面融合,综合为一体化的高效率的C3I通信系统,以98%以上的高战备率确保白宫、五角大楼、后勤支援基地与中央总部、多国部队和基层作战部队之间的联系,确保洲际之间、战区与本土之间、多国及友邻部队之间、各军兵种之间、飞机、舰艇和坦克等作战平台之间,以及上下、左右、纵横、交叉的不间断的持续通信和信息交换。海湾战争总指挥施瓦茨科普夫上将当时在沙特首都利雅得开设战区指挥部,各下属司令部也是在沙特开设。施瓦茨科普夫与各级指挥官讨论重大问题或研究作战方案基本是采用电视会议或视频面对面商谈的方式进行,各级指挥机构信息沟通也是采取电话、电报、软盘传递等方式进行。科索沃战争是第一次大规模实战运用全球一体化C4ISR指挥控制系统。在科索沃战争中,由于牵涉到北约十几个国家联合作战,所以还是沿用了传统的战略、战役和战术三级指挥体制。阿富汗战争中,美军刻意试验网络中心战和扁平式指挥的能力,所以没有按照战略、战役和战术层次设立指挥体系,也没有在阿富汗战区设立前沿指挥部,只是在美国本土设立了一个战略总指挥部,下面直接就是战术指挥层次,所以这场战争的指挥实际上是一场战略性战斗的指挥尝试。阿富汗战争期间,美军首次试验网络中心战取得了一些成果,比如,从阿拉伯海航空母舰上起飞的舰载机,有80%以上事先并不知道要去战区的什么地方、攻击什么样的目标,只是在起飞以后的飞行途中才接到指挥系统发来的最新任务指令,这时飞行员便可在指挥系统的引导下,选择最佳路径和方式对目标进行攻击。从阿富汗战争开始,网络中心战就已经正式进入作战程序,在这种作战程序中,指挥机构的指挥员和参谋人员最主要的不再是听取下属发来的请示,也不再是拟制电报或下达话音指令,而是在C4ISR系统的辅助指挥控下,侧重于做好这样三项工作:一是通过C4ISR系统掌握敌我双方的情报,驱散战争迷雾,定下作战决心;二是进行作战规划计划,提前下达作战任务指令,确定联合作战中各部队的具体认为是、出动批次、作战任务、作战目的、作战要求,具体各部队如何实施没有必要进行统一部署,只是提出准确的打击时间、地点、目的和要求即可,按照委托式指挥原则由部队自行协同;三是进行毁损评估,对上一次任务的执行情况进行监督和评估,以便确定下一批次的打击任务。伊拉克战争中,由于地面部队的大规模介入,所以美军又恢复实施三级指挥体制。战略指挥部仍然设在美国本土,技术上主要依托全球指挥控制系统(GCCS);战区指挥部中央总部司令部设在卡塔尔,中央总部陆军司令部设在科威特,中央总部空军司令部设在沙特,中央总部海军司令部设在巴林;战术级指挥机构分别在各司令部下设立战术作战指挥中心。战争中,美军使用了全球一体化指挥控制系统。伊拉克战争中,美国在本土有21处、本土之外基地上有33600名人员对航天侦察监视系统进行支持。美国部署的军用卫星系统覆盖了对伊作战所需的各个信息领域,动用的卫星包括侦察卫星、通信卫星、导航定位卫星、资源卫星和气象卫星等。在侦察卫星方面,主要包括3颗锁眼光学成像卫星,3颗长曲棍球雷达成像侦察卫星,3颗入侵者电子侦察卫星和12颗二代白云电子型海洋监视卫星;在导航定位卫星方面,共投入了GPS—2和GPS—2R共24颗卫星,定位精度从16米提高到10米。还动用了由14颗国防卫星通信系统卫星、4颗军事星和跟踪与数据中继卫星组成保障伊拉克战区战略及战术通信的天基信息传输系统。此外,租用了一些商用卫星,主要是地球资源卫星和气象卫星等。例文2:从伊拉克战争看美国的信息网络战摘要:在新军事变革的引领下,战争有机械化战争阶段发展到了信息网络战的新阶段。从伊拉克战争中,可以看到信息网络战这种作战模式的巨大威力。同时也显示出制约信息网络战的“软肋”,这将为我国的军事变革、军队建设以及信息网络化建设提供借鉴和经验教训。关键词:信息网络战战争,使信息网络成为军事打击和心理战的重要载体,成为一种不可缺少的作战工具。信息战已衍生为一种重要的作战方式和战斗力。传统战争是兵马未动舆论先行,现代战争的信息网络行为已贯穿战争的全过程。从伊拉克战争中可以看出,信息网络已成为一把高悬在战场上的达摩克利斯之剑。一、信息网络战的特点及巨大威力信息网络战在在科索沃战争中就开始显示出来,只不过在伊拉克战争中将其发挥的淋漓尽致。信息网络战是利用强大的计算机通信网络,将各种分散在空间、陆地和海上的探测系统、指挥系统集成一个统一、高效的信息网络体系,使陆、海、空军各级作战人员能够利用该网络共享战场态势、交流作战信息、协同指挥与实施作战行动,其目的是通过攻击敌计算机网络窃取情报,破坏、瘫痪敌信息系统,并采取各种措施保护己方网络安全,夺取和保护“制网络权”。信息网络战的主要特点:一是作战力量广泛。由于信息技术有很强的军民通用性和计算机网络的互联性,使得凡是具有一定计算机网络知识、掌握着一定网络攻击手段的人都可以介入网络战;二是作战对象平等。计算机网络战中,只要拥有高水平的计算机网络人才,网络战就可以得到有效实施,而与国力大小、兵力多少无关;三是作战空间广阔。计算机网络战不受地域限制,只要网络能够到达的地方,网络战都可以实施;四是作战时间连续。计算机网络战不受外界自然条件的干扰,不受天候因素制约,可在任何时段进行。 五是破坏信息系统和影响人的心理,破坏信息系统的效果是敌方无法利用信息系统的设施获得所需要的正确信息,既可以从物理上摧毁地方的硬件设施,也可以是破坏系统软件,使系统崩溃或提供不正确的信息。通过提供对敌方不利的信息可以对人的心理造成影响进而控制人的行为,影响士气,削弱敌方的战斗力。信息网络战主要有三种形式:心理战、电子战和计算机战。心理战是指通过各种手段施加对敌方不利的信息,影响人的心理从而削弱战斗力。电子战是现代战争的主要作战内容之一,将其归为信息战武器主要是因为信息系统的基础是各种电子设备,无论是探测器(雷达,光电设备,监听设备),还是信息处理平台、通讯设施(无线通讯,有线通讯),核心都是电子设备。通过电子干扰可以削弱雷达等探测器的能力,使得敌方无法及时收集信息;无法及时传递信息或者传递错误的信息。计算机是信息系统的基础和平台,在信息系统中具有核心的地位,计算机战是指利用计算机开展的以信息系统为主要目标的作战形式。其形式主要有:利用计算机信息系统的网络特性、电磁特性对敌实施网络窃密和电磁窃密;通过计算机病毒攻击、计算机芯片攻击、网络“黑客” 攻击、电磁干扰等手段实施网络进攻;采取加强“防火墙”技术、断开核心系统与外界的链接等措施进行网络防护;进行系统备份,为网络恢复做好充分准备等。伊拉克战争是21世纪初爆发的一场现代高技术条件下的局部战争,从某种意义上讲也是一场声势浩大的信息网络战,在这次伊拉克战争中,美军作战的速度远远超过了伊拉克军队的反应能力。作战的速度之快和程度之猛烈,使伊拉克军队多次陷于美军的集中打击之中。美军采取的打击方式是,集中摧毁伊军的一个战斗单元,然后迅速移动到下一个目标。伊军的指挥通信系统,也在美军对巴格达发动进攻前被美军彻底摧毁。由实行网络中心战而获得的信息优势,是美军实现快速作战的关键。美军能知道伊军的位置,而伊军不知道美英联军的位置,也不知道联军的下一个攻击目标。因此,可以说美国以网络中心战赢得了这次战争的胜利。1.及时获得可靠的目标信息这次战争中,先进的卫星系统、侦察飞机、地面站和地面侦察人员等,组成了一个天、地(海)、空一体化的情报、侦察和监视(ISR)系统。它为部队提供作战空间的情况,包括各部队的部署、兵力兵器、作战意图等方面的情况和提供毁伤效果评估。它也为战斧巡航导弹和由全球导航定位系统制导的联合直接攻击炸弹等的精确打击提供目标信息,为反爱国者导弹提供预警和目标信息。在海湾战争时,美军一般需要两天的时间才能完成对目标的侦察评估和打击准备,而现在最快只需几分钟。太空是未来战争的制高点。在ISR领域,由于卫星侦察和监视的覆盖范围大,并能实现全球覆盖、运行时间长和在平时可以进入敌方领土等优点,已成为实施网络中心战的前提。其中,6颗军用成像侦察卫星通过伊拉克上空,包括3颗KH-12卫星和3颗“长曲棍球”雷达卫星。每颗卫星一天两次通过伊方上空。KH-12卫星精度达到米。“长曲棍球”雷达卫星最高精度达到米。美军充分利用了有人和无人侦察机、战机以及个人跟踪系统所提供的实时情报和图像。这些信息定向直接传送到指挥部或者指挥官的战区指挥控制车。实时的情报和图像有助于区分敌我,减少传感器到射击器的时间。美国国防部所拥有的所有情报、监视以及侦察资源,在战争中都高速运行,为联军地面指挥部的陆军指挥官以及世界范围内的其他指挥官,提供了一幅通用的作战图。美军已经在通信与数据网络中集成了ISR平台,并为它们的运行提供带宽。2.提高了信息传输的速度、质量和安全性保障军用信息传输系统的畅通,提高信息传输的速率和可靠性,加强信息管理能力,是实施网络中心战的重要保障。卫星通信以其广域覆盖和全球覆盖,独特的广播、多播能力,快速灵活组网,支持不对称带宽要求和可以按需分配带宽等优势,为战场信息网络的建设提供了条件。美国国防部投资16亿美元构建了国防文电系统,对其全球范围内的通信进行安全加密,确保向国防部用户、各业务局以及合同商传送秘密以及最高机密的信息安全。在伊拉克战争中,使用这个系统较之使用自动数字网或其他类似的军用文电系统,其传输速度更快、保密性更强且更易于使用。国防文电系统的信息,是通过用于分发语音、视频以及数据信息的国防信息系统网(DISN)进行传输的。由于严格的保密原因,国防文电系统的信息与Outlook的信息有些微小差别。但是用户可以在计算机上编写国防文电系统信息,然后使用带有加密令牌的Fortezza卡,对信息进行标记并加密。当美英联军在伊拉克战场与伊军交战时,网络空间的战斗也在紧张地进行。自对伊战争爆发以来,联军的网络系统遭受了轻微的网络攻击,而且尝试发起攻击的行为异常频繁。因此,认为不安全的设备将被迅速隔离,脱离网络并进行病毒扫描,以防止更大问题的发生。在实际战场上,如果部队身处危险境地,程序将被保护,甚至破坏那些面临危险的设备和系统,以避免敏感的数据流落到敌人的手中。例如,链接到国防部保密IP路由器的计算机带有可移动硬盘,一些加密设备也有类似的保护措施。在美军驻卡塔尔的联合空中作战中心,在开始指挥所有联合空中任务之前,其信息系统需要进行鉴定与授权。信息安全公司负责承担了这项紧急任务。3.依靠有效的数据链实施精确打击网络中心战的一个重要特点是通过信息网络系统,在武器平台之间实现横向组网,做到信息资源共享,从而最大程度地提高武器平台的作战效能,以实施精确打击。传统的以坦克、战车、火炮和导弹为代表的陆基作战平台,以舰艇、潜艇为代表的海上作战平台,以飞机、直升机为代表的空中作战平台等,都必须在火力优势的基础上兼有现代信息优势,才能成为真正的高技术信息化武器装备。因此,一种链接各作战平台、优化信息资源、有效调配和使用作战能量、用于链接整合军队各战斗单元的数据链,正日益受到重视。数据链将成为未来军队作战力量的“粘合剂”和“倍增器”。此次对伊战争中,美军基本上使用的是旧式飞机和坦克,但这些旧武器通过网络进行链接,从而把飞机的座舱、指挥所和坦克驾驶员联在一起,使其看到他们视野外很远的地方,从而大大提高了战斗力。3月底伊拉克一度被沙尘暴,搅得昏天黑地,但是美军仍能清楚地看到战场上的情况,甚至在高空飞行的B-52轰炸机的飞行员,也能透过滚滚黄沙,俯瞰地面的动静。B-52轰炸机能通过使用其他侦察机传送过来的雷达图像,对伊拉克军队进行精确轰炸。这次战争中美军广泛使用的“21世纪旅和旅以下部队战斗指挥系统”,是一种基于因特网的通信系统。它综合了卫星、无人机和特种部队的信息源。它已成为美军数千装甲车、坦克和直升机上的标准装备。这个系统实现了坦克之间、直升机之间的共享数据。坦克可以发送文本信息,在激烈的战斗中文本信息的可靠性高于语音通信,直升机也可以通过文本信息呼叫炮兵火力支援。每台车辆都有计算机地址用于识别,车辆的位置信息通过全球定位系统随时修正更新。加密的数据通过无线电在部队车辆之间传送。跳频技术使敌方无法对信号进行导向目标追踪。坦克的所有功能都通过一台相当于奔腾Ⅲ的计算机控制。如果主系统出现故障,将由备份系统继续操作。如果整个计算机系统全部失效,最后可用手动控制。一旦坦克乘员被俘,他们可以在极短的时间内删除敏感的数据。全球导航定位卫星更是精确打击的关键。在战争中,依靠美军的GPS系统,为美军的精确打击武器提供了有效保障。美军这次所使用的精确打击武器为海湾战争的10倍左右。在这次伊拉克战争中,他们投掷精确制导炸弹万枚,其打击精度明显高于海湾战争。在这次战争中,美军能使用大量精确武器,对伊拉克领导目标和共和国卫队,实施时间敏感型的攻击。4.实现了部队快速机动在机械化战争时代,由于部队的通信、机动和兵力兵器投送能力有限,无法很快地集中兵力,实施攻击。地理位置上的限制,还使部队很难在保持高度协调一致和得到充分后勤保障的情况下,实施快速、远距离机动。但是,在实施网络中心战后,部队将不再受地理条件的制约而实现快速机动。在伊拉克战争中,美军第3机械化步兵师创造了日行170公里的开进速度,这等于海湾战争时部队开进速度的3倍。令人关注的是,这种机动方式直奔要害领域,甚至可以不顾暴露后勤保障的危险。由于部队能够进行快速机动,就可大大减少参战人员的数量。这次伊拉克战争,在伊拉克战场的美军总人数约万人,远远少于海湾战争时的50万人。二、从伊拉克战争看信息网络战的不足由于伊军在这次战争中几乎没有任何信息战和网络战的任何能力,让美军在网络空间如入无人之境。实际上,美军的信息网络仍然是较脆弱的,在这次伊拉克战争中,美军的信息网络的安全性和可靠性,实际上也没有受到真正的考验。尽管如此,美军在作战中暴露出的一些问题,也揭示了美军的网络中心战尚须进一步改进的方向。第一,假信息掣肘美军战斗力在信息战中,战斗力的形成和发挥依赖于对信息的正确采集、处理和使用。在现代战争中信息量的空前增大和信息传播环节的增加难免造成虚假信息的泛滥和有用信息的失真现象。这就使信息在采集和处理过程中真假难辨,进而影响战斗力的发挥。在海湾战争中,伊军放置的假坦克、假阵地使美军侦察系统摸不清虚实,采集回来的信息也良莠不齐,从而导致美军判断失误,对假目标狂轰滥炸。同样的,在科索沃战争中,美军的侦察卫星不能完全识别南联盟巧妙的伪装,对移动的车辆和其他目标难以跟踪,也不能穿过云层和森林发现目标。因此,当北约得意洋洋地宣布“重创”南联盟军队几天之后,南联盟人民军军容整齐地开出隐蔽地域。当时他们只损失了十几辆坦克。第二、信息化武器发挥作用受战场环境限制信息战对作战环境要求很高。气象和地理条件都会影响到信息进攻。比如丛林、沙漠、山地等地形和恶劣的天气就会对信息武器系统产生影响。美五角大楼承认在对南联盟的空袭中,复杂的气候和地理环境迫使北约取消了20%以上的空袭行动。在“伊拉克自由”行动中,沙尘暴曾使美军信息化武器失灵,大大延缓了作战行动。第三,信息网络系统发达却易受攻击首先,美国不能独占信息战的技术。它要占领和控制世界信息市场就必须输出先进软件、硬件和加密技术,并创造信息环境。然而由于信息技术的扩散性和共享性,使得美国在建立起一个信息系统平台用于信息战时,也为其他国家和个人利用这个平台攻击美国提供了机会。并且袭击这种信息系统的大部分技术,如计算机、调制解调器很便宜。因此,任何头脑灵活的人都可以把自己武装成信息战士,轻而易举地使美国军用和民用电脑网络陷于瘫痪,甚至可以破坏美军高层决策机构所依赖的指挥控制系统。其次,庞大的信息系统使美军在信息进攻面前招架无力。在国内,美军和政府行使职能越来越依赖于国家信息基础设施,大量的后勤社会化保障不得不借助民用通信网。美国防部有200万台计算机、1万个局域网络、100多个长途网络。这些网络设备用于协调和执行国防部各方面的任务,包括从武器设计到战场管理。虽然美军进行实际作战的计算机一般是安全可靠的,但是管理军饷、人事、运输、零部件的计算机防护能力低,而且与公共通信设施联网,极易泄密和遭到破坏。在国际上,美国是当前信息技术最发达的国家。统计资料表明,因特网上80%的信息来自美国,而世界范围内80%的数据处理是在美国进行的。美国高度发达的经济依赖完善健全的全球信息网络。随着信息网络的不断扩大深入,美国经济对全球的依赖性就愈强,美国的文化和经济与世界各国的联系就会越发紧密。这样美国不仅将能向世界各地随心所欲地伸出触角,同时通过“计算机接口”也将自己更全面地暴露于世界,更易于成为众矢之的。据美国防部的报告指出,政府和军队的信息系统曾遭受过万次攻击,成功率高达88%,可是检测到的只有4%。这4%中95%无法采取任何应急措施。可见庞杂的信息系统可使美军在信息进攻面前毫无招架之功。在信息战中,美军要是想维持其信息技术优势,就必须加大信息工程建设、改造、维护和更新的投入。但是这笔费用非常大,美国现在还不能轻松承受。比如,作为集高、精、尖技术于一体的信息化武器平台往往价格不菲。“爱国者”导弹每枚110万美元,“战斧”式巡航导弹每枚135万美元,E-8电子侦察机每架亿美元。目前,信息技术的研制费和采购费在飞机、舰船、坦克、大炮等武器装备中占22%~30%,在导弹中占45%,而在一体化信息系统C4ISR中,所占比例更高。此外,信息化武器装备的软件系统具有看不见、摸不着和专业性强的特点,其研制和采购费用高昂,更难估算。同时由于信息安全的投资回报收益在短期内并不显著,甚至可能会血本无归,即便是财力雄厚的公司也不愿倾力相助,政府也难免资金短缺。所以,在信息战中,美军防御乏力。要改善这种状况,恐怕还需要相当长的一段时间。信息网络技术或知识优势可能赢得战争,,但是这种优势是十分脆弱的,这种优势可能因为一根保险丝而全面改变,也可能因为一句谎言,也可能因为你保护自己的优势不被敌人偷去的能力有限等原因而失去。优势的这种脆弱性在于认识掌握信息的主体,人的任何一点疏忽都会造成错误。历史证明,不管是在冷兵器时代还是网络时代,人仍然是决定战争成败的关键。网络中心战虽为决策优势提供了条件,但从信息优势转变为决策优势还要取决于指挥员乃至整个军队的素质。而在军队各种素质中最重要的是创造性。三、几点启示:信息化社会里,一切政治、经济、文化和军事活动都将围绕网络这个中心来进行。在未来战争中,控制了网络空间,就意味着夺取了在陆、海、空、天多维空间里行动的自由权。为了应对网络战的威胁,夺取制网络权,世界各国都在加紧备战网络战。而目前我国的信息安全形势极为严峻,实施和抵御信息网络战的能力同世界先进水平相比,尚存在较大的差距,其主要表现为:一、硬件方面受制于人。我国目前尚不能自给生产CPU芯片,计算机网络系统的其他部件的关键技术,也都掌握在外国生产商手里。二、软件方面漏洞较多。由于我国在信息安全方面起步较晚,国内使用的大部分软件存在有安全隐患。另外信息安全技术也与世界先进水平有较大差距。因此,大力加强军队的信息网络化建设,提升整个社会的信息网络化水平,增强全民族的国防意识,是适应未来信息战要求的一项极为迫切的工作(一)是落后就要挨打,尤其是在武器装备上,不能有太大的时代差,否则在战场上就无法获取哪怕是战术上的优势,这就很难打赢战争,因此应进一步推进军事信息网络化建设。未来的信息化战争,以宽带、大容量、数字化的网络传输能力为基础和前提,所以,加快军队的信息网络化建设,特别是末端建设和移动网络的建设势在必;进一步提高一体化建设水平。未来作战是联合作战,指挥自动化系统的真正一体化还有较长的路要走,只有加快建设和发展适合自己国情的综合集成系统,才能真正实现情报侦察、预警探测、信息对抗,特别是武器平台控制的现代化目标。此外,还必须推进民族信息产业的发展,一个国家的信息战能力是建立在本国信息产业的发展水平上的。因此,我们要在这方面下大力气去抓,优先发展信息产业。同时充分发挥我国社会主义体制方面的优势,集中全国的人力、物力,在国家的统筹规划下展开联合攻关,以形成我们的优势领域,铸就自己的“撒手锏”。(二)是必须创新作战理论,装备技术落后可怕,但思想观念滞后更危险。作战理论的创新一方面要求和现有武器装备相匹配,一方面又要与作战对象相协调,伊军的作战理论非常落后,在这两个方面都不适应,因此应进一步加强综合军事理论研究。面对世界新军事变革的影响,应不断跟踪探讨适合各自国情的信息化建设特点与对策,加大军事理论创新的力度,从而促进多出成果,加速发展。(三)是要注意建设周边以及国际安全战略环境,伊拉克的失败与萨达姆在国内推行独裁统治,在国际上缺少朋友很有关系。(四)培养网络训练人才。在未来的信息战中,人的因素仍然是首要的、是决定战争胜负的最主要的因素,高素质的人才能驾驭高科技的装备。要适应网络战需求培训三类人才:一是专门从事网络对抗研究的电脑专家队伍;二是懂得网络对抗技术及其战术的指挥员队伍;三是具有一定计算机网络基础知识的网络技能操作人员,逐步造就一支专门从事网络对抗的计算机专家队伍。(五)建立网络安全防护屏障。必须制定一系列的网络安全法规体系,将计算机及其网络技术的开发、应用、管理、安全问题法律化,以法律手段保障计算机网络安全;应该开发相应的防护技术。技术是实现网络安全精锐武器,必须发展网络防护技术。应着重开发密码鉴别技术、计算机网络信息泄漏防护技术、计算机网络安全等薄弱环节检测技术等,首先确保网络系统的安全。在此基础上加强对军事情报的研究和改进,军事情报是迈向执行信息战略规划的第一步。参考文献:1、[美]阿尔文.托夫勒,《未来的战争》,新华出版社,1996年版2、[俄].利西奇金 .谢列平著,《第三次世界大战——信息心理战》,社会科学文献出版社,2000年9月版。3、张绍忠著《怎样打赢信息化战争》,世界知识出版社,2004年6月版。
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