展望机载火控系统：智能提供战场方案自主执行

基于模型的系统工程。

地面验证与评估。

F-35战斗机的火控任务系统。

　　空中力量是未来作战的核心力量。近几次局部战争和地区冲突表明，空中力量在战争中发挥着主导作用，夺取空中优势是空中力量顺利实施作战的先决条件，空中打击已成为战争的主要手段。

　　飞机平台、机载武器、机载火力控制系统（以下简称火控系统）是形成军用飞机作战能力的三大要素，三者的有机结合形成了航空武器系统，其中飞机是运载工具，武器是打击力量，机载火控系统则是指挥控制中心，是飞机的“大脑、神经和感官”。没有机载火控系统对目标的精确瞄准，对武器弹药的正确管理和对攻击过程的有效控制，武器弹药的威力也就难以发挥。火控系统的性能直接决定了武器弹药投射的命中精度和飞机作战效能的高低，影响到飞机的出勤率和载机自身的生存率。作战飞机不同的作战模式，都是靠火控任务系统来实现的。

　　机载火控系统概念及发展历程

　　由于要从运动着的飞机上去打击运动着的敌机及地面部署的军事目标，自然带来空战的特殊性：一是飞机是在六自由度空间迅速运动变化的载体，不能有充分准备、发现、识别、跟踪、打击敌人目标的过程和时间，作战机会稍纵即逝；二是空中打击的对象有飞机、导弹、装甲车辆、舰船、潜艇等活动目标，以及导弹阵地、桥梁、工厂和车站等固定目标，需要各种各样的武器弹药，就有各种各样的目标定位、投射瞄准方式的需要。火力控制系统就是面向各种作战任务，以武器攻击效能最大化为核心，由产生、处理、传输和显示相关信息的设备组成的综合系统。机载火控系统按照装备的飞机、武器和作战使命可分为战斗机火控系统、特种飞机任务系统、无人机任务管理系统等，本篇主要介绍战斗机的火控系统。火控系统通常由目标信息传感器（雷达、红外搜索跟踪系统、前视红外、瞄准吊舱、电子战）、载机信息传感器（惯导、大气机等）、火控任务处理设备（火控机、任务机、综合核心处理机、作战飞行软件OFP）、显示设备（平显、下显、头盔等）、悬挂发射装置（悬挂物管理系统、挂架等）、通信设备（通讯/导航/识别等）等几大部分组成。

　　飞机在作战过程中，需要由火控系统来引导作战飞机进行目标的搜索、识别、跟踪，测量目标与载机的运动参数，与战场信息网络交换信息，进行全局信息融合和态势感知，引导载机沿最佳航路向目标飞行；进行武器发射条件计算，控制火力的方向、密度、时机和持续时间，并向飞行员显示必要的飞行操纵和攻击信息。总之，火控系统实现了作战飞机的如下任务能力：

　　地面任务规划能力；

　　指挥引导能力；

　　目标探测、识别与跟踪能力；

　　对空目标攻击能力；

　　对面/海目标攻击能力；

　　多任务综合管理能力；

　　武器发射控制与制导能力；

　　综合电子战和信息战能力；

　　信息通信与处理能力；

　　综合态势显示能力

　　联合作战能力等。

　　国外的研究结果表明，航空武器系统的作战能力与飞机推力、单位重量剩余功率、机动能力、最大作战半径等因素的1次方成正比，与最大盘旋角速度、稳定盘旋角速度的1.5次方成正比，与预警能力的3次方成正比，而与武器和火控系统性能的4次方成正比，由此不难看出机载火控系统在航空武器系统作战能力体系中占据着至关重要的作用。机载火控系统就像一个情报机构，它不断地对作战环境做出评估并决定最佳行动方案。这就构成了空战的OODA回路。

　　观察（Observe）：通过使用传感器收集战场空间的信息。这些传感器可以在本机上，也可以是其他一些平台。

　　定位（Orient）：进行数据融合，形成统一的战场空间图像，使其比任何一个传感器产生的图像更全面和准确。

　　决策（Decide）：选择行动方案。它包括启用一个新的传感器以获得更多的信息，重新规划飞机航线以规避某个威胁，计划一个规避机动或者计算某个武器的发射方案等。

　　行动（Act）：迅速执行做出的决定，实现火控攻击。

　　火控系统在空战OODA回路中起显著的作用，火控系统的作用就是加快本机的OODA环，破坏对手的OODA环，从而实现“先敌发现，先敌攻击、先敌命中”的作战效果。

　　火控系统作用于包括地面任务（攻击）规划、机上引导、编队指挥、目标信息融合和攻击计划、决策、武器瞄准投放、攻击效果评估全攻击过程。

　　半个多世纪以来，随着科学技术的发展，航空火控系统得到迅速发展，概括起来，共经历了四个发展阶段：瞄准具、平显/武器瞄准系统、综合火控系统、高度综合化智能化火控系统。

　　20世纪60年代以前，将电子管雷达、陀螺组件等设备，通过模拟计算机与机电式光学瞄准具交联到一起，形成了第一代机载火控系统，面向机炮、炸弹、火箭等武器，实现了前置追踪、水平轰炸、俯冲轰炸等功能。

　　在20世纪60～70年代，飞机开始装备具有导航与瞄准功能的平显／武器瞄准系统（HUD／WACS）。这一时期随着中距和远距拦射导弹的使用，在空空火力控制上出现了拦射原理，并发展成了由火控雷达、模拟计算机、显示器和惯性导航组成的火控系统，实现了拦射、热线、CCIP、CCRP等火控攻击功能。

　　在20世纪70～80年代，利用串行数字多路数据传输总线把目标探测分系统、本机信息传感分系统、综合显示分系统、外挂管理分系统和火控计算机分系统等综合起来，构成分布式集中控制的综合火控系统。实现了超视距多目标攻击、近距大离轴攻击、对地精确打击等火控功能。

　　20世纪80年代末期以来，就进入了高度综合化智能火控系统的发展阶段，该阶段机载火控系统和其他分系统一起构成高度综合化的航电火控系统，不再明确区分火控系统的界面划分，在作战时，整个航电系统都处于火力控制状态。该系统实现了多传感器信息融合、任务处理综合化、战场态势综合显示、攻击与防御一体化、作战全过程的智能辅助决策等功能。