劉代軍 王超磊

摘要：闡述了空空導彈智能化對于未來空中作戰(zhàn)的重要意義，從戰(zhàn)略、技術、裝備等角度總結概括了智能化在空戰(zhàn)領域的發(fā)展情況。基于空空導彈自身特點和能力需求，結合未來空戰(zhàn)作戰(zhàn)背景，展望了未來智能空空導彈的發(fā)展以及對未來空戰(zhàn)模式的影響，分析了空空導彈實現(xiàn)智能化需要突破的關鍵技術。

關鍵詞：空空導彈;智能化;關鍵技術;未來空戰(zhàn)

中圖分類號：TJ760文獻標識碼：A文章編號：1673-5048（2019）01-0025-05[SQ0]

0引言

近年來，隨著人工智能技術的爆發(fā)式發(fā)展以及在軍事領域的廣泛應用，其對于作戰(zhàn)模式變革的推動作用也日益凸顯。為奪取未來戰(zhàn)場主動權，搶占智能化軍事的戰(zhàn)略制高點，世界各國智能武器裝備研究進度明顯加快，智能化戰(zhàn)爭時代也許比預料的來得更早、更快、更具顛覆性。

空空導彈作為奪取制空權和實施精確打擊的關鍵武器裝備，也將面臨著未來智能空戰(zhàn)帶來的重大挑戰(zhàn)。因此，智能化技術的研究與應用將是未來空空導彈發(fā)展的迫切需求和重要方向。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

空空導彈智能化是適應未來復雜作戰(zhàn)環(huán)境的重要手段。不斷更新?lián)Q代的干擾手段、多種類型的隱身目標、不斷拓展的廣域作戰(zhàn)，將使未來的空戰(zhàn)場呈現(xiàn)出更加混沌復雜的狀態(tài)，不確定性大幅增加，空空導彈需要借助智能化技術實現(xiàn)目標精準識別、自主態(tài)勢認知以及更強的抗干擾能力，以適應未來戰(zhàn)場變化。

空空導彈智能化是實現(xiàn)與強敵博弈的能力需求。美國AlphaGo等人工智能的出現(xiàn)，已經展現(xiàn)出人工智能在戰(zhàn)術博弈方面的強大優(yōu)勢和巨大潛力，美軍也正在將此技術應用在空戰(zhàn)對抗中。未來與強敵作戰(zhàn)將由人與人之間的博弈逐漸轉變?yōu)樾畔⒌牟┺?、智能的博弈。同時，隱身無人機等新型集群威脅對于傳統(tǒng)空空導彈的作戰(zhàn)效能也提出了重大挑戰(zhàn)，協(xié)同作戰(zhàn)、智能化作戰(zhàn)已經成為發(fā)展趨勢。面對敵我復雜的博弈態(tài)勢，空空導彈需要具備智能決策、自主協(xié)同等能力，完成更為復雜的作戰(zhàn)任務。

空空導彈智能化是未來體系對抗的必由之路。隨著信息化的不斷發(fā)展，作戰(zhàn)體系進一步擴大與融合，未來空戰(zhàn)將是體系之間的對抗。而智能化技術也將拓展至偵查、傳輸、指揮、控制、打擊及評估等空戰(zhàn)的各個環(huán)節(jié)，使得空戰(zhàn)“OODA”鏈條中感知、判斷、決策、執(zhí)行等各個要素由傳統(tǒng)的“以人為主”向“人工智能、機器學習、人機協(xié)同”方向發(fā)展，其中智能化空空導彈作為未來智能化作戰(zhàn)體系中執(zhí)行攻擊的重要節(jié)點，是不可或缺的組成部分。

1軍事領域智能化發(fā)展情況

目前，各軍事強國均圍繞未來智能化作戰(zhàn)開展了全方位的研究工作。

從戰(zhàn)略發(fā)展層面，美國提出了以人工智能為關鍵支撐技術的“第三次抵消戰(zhàn)略”，圖1為美國發(fā)布的《國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》，提出了“分布式作戰(zhàn)”、“蜂群”等一系列新型作戰(zhàn)概念，推動了“智能化導彈”等相關項目的部署，加快了人工智能技術向武器裝備和無人作戰(zhàn)體系的轉化進程。俄羅斯國防部長批準了《2025年前發(fā)展軍事科學綜合體構想》，英國制定了《機器人與人工智能》戰(zhàn)略規(guī)劃，日本防衛(wèi)省發(fā)布了《防衛(wèi)技術戰(zhàn)略》，強調了發(fā)展人工智能技術的重要性。可見，各國已經開始將人工智能技術廣泛應用于軍事領域的研究，未來戰(zhàn)爭體系將是一個由各種智能武器節(jié)點構成的分布式自主化的作戰(zhàn)網絡。

從技術領域層面，美軍提出未來重點關注的五大技術領域：能夠在海量數(shù)據中提取最有價值信息的“深度學習系統(tǒng)”、能夠將人的洞察力和計算機的準確性完美結合以更好更快決策的“人機協(xié)作系統(tǒng)”、能夠用于人與無人系統(tǒng)并行作戰(zhàn)的“人機戰(zhàn)斗系統(tǒng)”、能夠增強士兵能力的“輔助人類系統(tǒng)”、能夠用于做好網絡攻擊準備的“網絡使能及網絡加強武器系統(tǒng)”?？梢姡绹呀涢_始將人工智能技術廣泛應用于武器系統(tǒng)的研究，未來戰(zhàn)爭體系將是一個由各種智能武器節(jié)點構成的分布式自主化的作戰(zhàn)網絡。

從導彈裝備層面，總體上來說真正意義上的智能導彈還未出現(xiàn)，但是智能化技術已應用于導航制導、任務規(guī)劃、目標識別等方面，單枚導彈智能化水平得到了提高。俄羅斯“花崗巖”反艦導彈被認為是最早具備智能化特征的導彈之一，具備軌跡在線重規(guī)劃、自動目標捕獲、多目標分配打擊、自主鎖定和攻擊等智能化特征，并最早引入“領彈”概念;俄羅斯新型“鋯石”高超聲速反艦導彈，在目標引導程序中集成了人工智能算法使得導彈可以自主規(guī)避防空火力的打擊，同時能根據重要性對目標進行分類，自主選擇攻擊戰(zhàn)術和實施方案;美國新型反艦導彈LRASM能依靠先進的彈載傳感器技術和數(shù)據處理能力進行目標探測和識別，在無任何中繼制導信息支持的情況下進行完全自主導航和末制導，智能完成打擊任務，如圖2所示;歐洲NSM導彈可以通過智能目標識別，選擇目標的關鍵部位進行攻擊，同時智能軟件可以控制導彈占據有利陣位，實施多彈同時攻擊，達到一定程度的協(xié)同。

在強博弈、高動態(tài)、強對抗的空空導彈領域，國內外正處于概念研究和單項技術攻關階段，由于體積小、速度快、面臨干擾多、攻擊時間短和目標機動大等特點，對于智能化識別、智能化對抗和智能化協(xié)同都提出了更高的要求和更大的挑戰(zhàn)。

2智能空空導彈未來展望

2.1智能化戰(zhàn)爭時代的到來

軍事革命的發(fā)生并不是無源之水，而是在技術發(fā)展與需求變化的不斷推動下，螺旋式上升發(fā)展的必然產物。工業(yè)革命的蓬勃發(fā)展催生出機械化戰(zhàn)爭時代，坦克、飛機、戰(zhàn)艦的出現(xiàn)極大地拓展了人類的作戰(zhàn)領域，而此時，信息獲取與通訊能力等問題便隨之而來;20世紀70年代以來，以微電子、通訊、網絡以及系統(tǒng)集成等為代表的信息化技術突飛猛進發(fā)展，不可逆轉地改變了戰(zhàn)爭形態(tài)，信息化戰(zhàn)爭時代便隨之降臨;而在未來，隨著信息化的不斷發(fā)展，信息接收與處理能力的需求不斷提高，最終“信息載荷”將超越人類的極限，必須依靠人工智能技術輔助人類做出決策，智能化戰(zhàn)爭時代便應運而生，對抗層次將從“信息域”進一步提高至“認知域”。

2.2智能空空導彈對未來空戰(zhàn)模式的影響

從第一代空空導彈投入實戰(zhàn)開始，空空導彈的更新?lián)Q代就成為促使空戰(zhàn)體系不斷發(fā)展的重要因素?？湛諏椫悄芑夹g的不斷發(fā)展也將推動智能化空戰(zhàn)時代的到來。

智能感知、智能決策、智能協(xié)同等一系列創(chuàng)新技術的應用與突破將牽引著空空導彈在智能化的方向上不斷前進，將使單枚導彈具有“高智商”的自主能力和感知能力，使多枚導彈具備“高情商”的協(xié)同作戰(zhàn)能力。未來真正意義上的智能空空導彈可以最大程度上實現(xiàn)攻擊自主化，從而催生出新的空戰(zhàn)模式，集群協(xié)同打擊、群目標精準打擊、欺騙式打擊、巡飛式打擊等新型作戰(zhàn)樣式將粉墨登場，對空戰(zhàn)模式產生顛覆性的影響。

從信息保障層面來看，智能空空導彈將大幅減小對載機制導信息的依賴性，消除空空導彈攻擊鏈中的信息短板，利用從體系獲取的態(tài)勢信息進行攻擊，使空空導彈發(fā)射的靈活性大幅提高;從戰(zhàn)術決策層面來看，智能空空導彈強大的自主能力和協(xié)同能力將為飛行員的決策提供更多的戰(zhàn)術選擇;從博弈對抗層面來看，智能化技術為未來空空導彈的能力拓展提供了更大的空間，通過算法的升級優(yōu)化和機器的深度學習可以使智能空空導彈能力升級，更加有效面對未來不斷出現(xiàn)的新型威脅和不斷變化的干擾環(huán)境;從作戰(zhàn)效能層面來看，智能空空導彈具有強大的“軟實力”，在同等硬件成本的條件下，具有“強智能”的空空導彈作戰(zhàn)效能將會大幅提升。

3空空導彈智能化的關鍵技術

空空導彈智能化是顛覆傳統(tǒng)空空導彈的技術，是將人工智能技術應用于飛行控制、數(shù)據鏈路、彈道規(guī)劃、任務決策、目標探測、對抗干擾等空空導彈打擊鏈的各個方面，改變傳統(tǒng)攻擊樣式，使空空導彈實現(xiàn)作戰(zhàn)的局部自主或完全自主。面對未來空戰(zhàn)的新樣式、新威脅和新環(huán)境，空空導彈的智能化需要實現(xiàn)智能感知識別與對抗、自主規(guī)劃與決策、多彈協(xié)同作戰(zhàn)、靈活飛行、智能毀傷等技術。

3.1智能感知識別與對抗技術

為了適應未來空戰(zhàn)的復雜作戰(zhàn)環(huán)境和多種威脅，需要空空導彈具備智能感知識別與對抗能力，主要分為三個技術層面：

一是面向復雜戰(zhàn)場的態(tài)勢感知技術，主要指空空導彈夠綜合利用戰(zhàn)場多源探測信息以及彈載傳感器獲得的地理信息和敵方武器發(fā)出的多維度信息，通過多傳感器的異構信息融合以及智能計算處理，確定作戰(zhàn)空間內的敵方態(tài)勢。

二是面向空中威脅的智能目標識別技術，在通過彈載智能探測系統(tǒng)，利用紅外、雷達等多模復合導引頭實現(xiàn)多維探測的基礎上，以仿真、試驗結果以及專家經驗為“大數(shù)據”，在多維特征空間中對目標識別問題進行精細化建模與學習，提高智能算法識別性能，通過與數(shù)據庫中目標特征的對比實現(xiàn)對目標的快速精準識別，為導彈有效毀傷目標與作戰(zhàn)效能評估提供信息保障。

三是面向干擾的對抗策略智能學習技術。從策略角度講，干擾對抗過程可以看作是一個“非對稱信息博弈”問題?？湛諏椥枰兄蓴_變化狀態(tài)，動態(tài)地做出最優(yōu)的抗干擾決策與動作，以規(guī)避或者降低敵方施加的干擾對精確制導信息感知與處理過程的影響。借助強化學習技術可以實現(xiàn)空空導彈干擾對抗最優(yōu)動作決策的智能學習與訓練，從本質上實現(xiàn)干擾對抗全流程的智能化。

3.2自主規(guī)劃與決策技術

攻擊的進一步自主化是空空導彈智能化的重要體現(xiàn)。自主規(guī)劃與決策技術是指通過彈載計算機智能算法使空空導彈在攻擊過程中具備一定的推理、判斷和決策能力，體現(xiàn)了空空導彈的認知智能，主要分為兩個技術層面：

一是空空導彈實時彈道規(guī)劃技術，根據作戰(zhàn)任務、目標信息、戰(zhàn)場環(huán)境信息、導彈自身狀態(tài)、到達目標時間等，實時規(guī)劃出最合適的飛行彈道，自主機動飛行，實現(xiàn)對指定目標的打擊。

二是空空導彈智能決策技術，即多模復合制導空空導彈可以通過態(tài)勢信息，在執(zhí)行飛行員攻擊指令的前提下進行一定的智能決策，針對目標、干擾特性與戰(zhàn)場環(huán)境，自主改變制導方式、優(yōu)化攻擊方案，以提高導彈作戰(zhàn)效能。

3.3多彈協(xié)同作戰(zhàn)技術

網絡中心戰(zhàn)環(huán)境下，敵方目標通常以編隊形式出現(xiàn)，具備較強的體系化綜合防御、攻擊能力。為提高空空導彈生存能力和攻擊效能，協(xié)同作戰(zhàn)已成為空空導彈智能化發(fā)展的重點方向之一。

空空導彈的多彈協(xié)同作戰(zhàn)能力不同于傳統(tǒng)單枚空空導彈獨立完成攻擊任務，在面對未來復雜作戰(zhàn)任務時，通過多枚空空導彈之間高動態(tài)組網，實現(xiàn)基于信息共享的任務規(guī)劃、彈道規(guī)劃、協(xié)同探測和目標分配等功能，形成空空導彈智能集群式的新質作戰(zhàn)能力。多彈協(xié)同作戰(zhàn)可以克服單枚導彈探測體制局限與性能瓶頸，每枚導彈都作為一個高性能感知與決策的智能體，通過對戰(zhàn)場信息和態(tài)勢的感知，利用數(shù)據庫智能學習與智能計算過程，根據作戰(zhàn)目的與限制條件，共同完成空中攻擊構型調整、協(xié)同搜索策略、目標智能分配等環(huán)節(jié)。同時，根據導彈自身屬性和編隊飛行情況，實時完成協(xié)同作戰(zhàn)中每枚導彈的彈道規(guī)劃，實現(xiàn)彈群的分布式智能化協(xié)作以及彈群集體智能決策。

3.4靈活飛行技術

隨著“空天一體”、“多域聯(lián)合作戰(zhàn)”等概念的不斷出現(xiàn)，未來空戰(zhàn)戰(zhàn)場范圍將進一步拓展，空空導彈作戰(zhàn)包絡也將隨之擴大?？諝饷芏?、溫度、光線等自然環(huán)境的巨大差異，對空空導彈飛行中的動力、阻力和熱防護等問題提出了挑戰(zhàn);同時，目標飛行性能的不斷提升也對未來空空導彈的機動性能提出了更高的要求。因此，需要通過自適應智能飛行控制、自主導航與制導、智能材料與智能結構、能量智能管理發(fā)動機等手段，從控制、導航、材料、結構、能量等多個角度實現(xiàn)空空導彈更加靈活的飛行能力。

3.5智能毀傷技術

面對未來種類更加多樣的空中威脅，空空導彈的毀傷方式也需要更加智能。智能毀傷技術主要是指空空導彈基于對目標的智能識別，根據目標類型、遭遇條件、環(huán)境條件等信息，辨識目標關鍵要害部位，自主選擇起爆方式和方向，以達到對目標的最大毀傷效果。

4結束語

當前空空導彈面臨著作戰(zhàn)環(huán)境復雜、目標種類多樣、作戰(zhàn)效費比不高等一系列問題，積極發(fā)展空空導彈智能化技術有望成為破解空空導彈發(fā)展模式的瓶頸，是實現(xiàn)空空導彈跨代式發(fā)展的重要途徑。

但是，智能化技術是在機械化技術和信息化技術基礎上發(fā)展起來的，智能空空導彈不是“銀色子彈”，不可能一招制敵，需要指揮、控制、通信等體系的支撐和發(fā)展才能發(fā)揮最大效能。同時，智能是一個相對的概念，未來與強敵對抗是一個博弈上升的趨勢，隨著科學技術的不斷發(fā)展，智能水平也會不斷提高。

參考文獻：

[1]文蘇麗，陳琦，蘇鑫鑫，等.智能化導彈與導彈智能化研究[J].戰(zhàn)術導彈技術，2015（6）：21-26.

WenSuli，ChenQi，SuXinxin，etal.StudyofIntelligentMissileandMissileIntelligentization[J].TacticalMissileTechnology，2015（6）：21-26.（inChinese）

[2]槐澤鵬，佟澤友，梁雪超，等.智能導彈武器系統(tǒng)綜述[J].導航與控制，2017，16（5）：104-112.

HuaiZepeng，TongZeyou，LiangXuechao，etal.OverviewofSmartMissileWeaponSystem[J].NavigationandControl，2017，16（5）：104-112.（inChinese）

[3]夏國洪，王東進.智能導彈[M].北京：中國宇航出版社，2008.

XiaGuohong，WangDongjin.IntelligentMissile[M].Beijing：ChinaAstronauticPublishingHouse，2008.（inChinese）

[4]樊會濤，崔顥，天光.空空導彈70年發(fā)展綜述[J].航空兵器，2016（1）：3-12.

FanHuitao，CuiHao，TianGuang.AReviewonthe70YearDevelopmentofAirtoAirMissiles[J].AeroWeaponry，2016（1）：3-12.（inChinese）

[5]苗昊春，楊栓虎，袁軍，等.智能化彈藥[M].北京：國防工業(yè)出版社，2014.

MiaoHaochun，YangShuanhu，YuanJun，etal.IntelligentlizedAmmunition[M].Beijing：NationalDefenseIndustryPress，2014.（inChinese）

[6]熊俊輝，舒孟炯，秦建飛，等.導彈智能化技術及作戰(zhàn)模式探討[J].飛航導彈，2017（4）：3-5.

XiongJunhui，ShuMengjiong，QinJianfei，etal.DiscussiononMissileIntelligentTechnologyandOperationalMode[J].AerodynamicMissileJournal，2017（4）：3-5.（inChinese）

[7]AndreiMS.MicroTechnologyforPositioning，NavigationandTiming[R].DARPA/MTOforPublicLease，2011.

[8]FaragherR，HarleR.Innovations：GettingClosertoEverywhereAccuratelyTrackingSmartphonesIndoors[J].GPSWorld，2013，10.

[9]周梁.“打了不用管”與導彈智能化[J].國防科技，2001（10）：56-58.

ZhouLiang.“NoNeedtoTakeCareofIt”andMissileIntelligence[J].DefenseTechnologyReview，2001（10）：56-58.（inChinese）

[10]王宜曉，劉曉恩，韓鴻碩.國外先進導彈武器技術發(fā)展研究[J].中國航天，2013（8）：32-39.

WangYixiao，LiuXiaoen，HanHongshuo.ResearchontheDevelopmentofAdvancedMissileWeaponTechnologyAbroad[J].AerospaceChina，2013（8）：32-39.（inChinese）

[11]唐江，謝曉方，孫濤，等.智能反艦導彈協(xié)同攻擊策略研究[J].飛航導彈，2011（11）：57-61.

TangJiang，XieXiaofang，SunTao，etal.ResearchonCooperativeAttackStrategyofIntelligentAntiShipMissile[J].AerodynamicMissileJournal，2011（11）：57-61.（inChinese）

[12]魏東輝，王長青.人工智能在飛航導彈上的應用與展望[J].飛航導彈，2017（1）：3-9.

WeiDonghui，WangChangqing.ApplicationandProspectofArtificialIntelligenceinAerodynamicMissile[J].AerodynamicMissileJournal，2017（1）：3-9.（inChinese）