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国外训练模拟技术在武器装备中的应用

2017-03-12 06:06 国尚新闻网 点击次数 :

摘要



  1 引 言

  随着高、精、尖武器装备的大量使用以及信息技术的不断发展,未来战争向着海、陆、空、天一体化联合作战和体系对抗作战方向发展,构建满足未来联合作战与体系作战需要的训练模拟系统已成为世界各国研究的热点。军用训练模拟系统具有安全、经济、可控、可重复、不受气候条件和场地空间限制等特点,受到了外军的广泛重视,多国投入了大量的人力、物力和技术力量,不断研究和探索训练模拟的新理论、新方法。美国制定了一系列的训练模拟系统研制开发计划,建设了海、陆、空多个训练模拟基地,将训练模拟应用到作战训练的各个层面,有力支撑了武器装备尤其是导弹武器系统的研制和战斗力的快速生成[1].

  2 训练模拟技术在武器装备中的作用

  训练模拟是指在训练模拟器/系统实现的模拟作战环境、作战过程和武器装备作战效应下,所进行的操作技能训练、军事训练、军事作战演习、战法研究演练等全过程[2].美国是世界上最早开展训练模拟技术研究和应用的国家,其技术和装备一直居国际领先地位。美国空军在重点发展全球到达、全球作战的威慑性武器装备过程中,尤其重视训练模拟装备的应用和发展,强调构建真实、虚拟与构造无缝连接的一体化训练模拟环境。现已针对不同训练对象、训练层次和任务需要,建立起多层次、多任务的系列化、制式化训练模拟装备体系,在各个层面得到广泛应用,提升了部队的战斗力。俄罗斯同样是训练模拟装备的“大国”和“强国”,长期将训练模拟装备的发展作为装备对抗、军力抗衡的重要方面。训练模拟系统在各国军队的武器装备尤其是在导弹武器系统的装备论证、研制、应用中发挥越来越重要的作用,具体可归纳为如下两点。

  2. 1 武器装备论证及作战效能的检验

  未来作战需要什么样的武器装备,新装备应该具备什么样的作战性能,装备的作战效能如何检验,这是装备需求论证和作战效能检验中的难点问题。但是可以利用仿真技术和训练模拟系统,基于试验与训练一体化的思想构建各种不同层次、不同类型、不同任务的训练模拟系统,模拟未来的各种作战模式和各种规模的作战行动以及战斗行为,通过试验与训练检验现有武器装备的作战效能,发现武器装备存在的不足,科学地提出新型武器装备研制性能需求。

  美国在巡航导弹防御第一论证阶段,就是通过仿真演示来探索应对超视距巡航导弹的作战能力;在“爱国者”导弹需求论证和确立战术技术指标时,采用了大量仿真和建模的方法,大大提高了这种导弹在实战中的可靠性,降低了研制的周期和费用。

  2002 年,美国国防部组织的“千年挑战 2002”模拟演习的第一阶段“联合塑造”行动充分运用了训练模拟技术构建作战环境,红方采用飞机和小型舰船发射大量的巡航导弹,对蓝方进行齐射攻击,蓝方大量模拟舰船被摧毁,其中包括 1 艘航母、1 艘“宙斯盾”巡洋舰和 5 艘两栖舰等美国海军模拟舰艇。演习过程使美军认识到了自身存在的弱点,也促使美国国防部进一步深入研究如何应对巡航导弹“饱和攻击”的威胁,也为后续新型武器装备论证提了很好的建议。

  2. 2 提升武器装备的战场生存能力

  信息化作战条件下的战斗力生成对武器装备作战训练提出了更高的要求,一是要建立一支从装备到作战都酷似假想敌的部队; 二是要建设近似各种真实战场环境的训练基地。建立满足要求的各种层次、各种类型的模拟训练基地,并实施高强度、实战化的模拟训练,是美军提升实战能力的首选途径。自 20 世纪 90 年代起,美军开始将作战模拟训练作为军事训练的基本手段。如美国曾利用侦察卫星拍摄的高分辨率图像,并与测绘局提供的数字地图相结合,构建作战模拟环境,对飞行员进行训练。通过训练,一方面使飞行员找到了在新地域飞行的感觉,另一方面通过训练也找到一种恰当的战术方法。

  3 国外军用训练模拟技术发展与应用特点

  国外长期以来将军事训练模拟技术作为重大战役的战术、战法演练,提高军事训练质量,检验装备的效能、降低军事训练消耗、推动武器装备发展,快速形成战斗力的重要手段。在此方面投入了大量的人力、物力,财力,推动了军用训练模拟技术的长足进步和发展,经历了人工模拟、半自动模拟和计算机模拟的不同发展阶段,取得了丰硕的成果,在日常及战时军事训练中发挥了重要作用。

  3. 1 重视训练模拟的顶层规划和系统建设

  外军一直重视训练模拟系统的顶层规划和体系化的系统建设工作,使训练范围能够覆盖从技能训练到指挥与控制训练,从单兵训练到部队整体训练,从军兵种训练到部队联合训练。特别是美国成立了专门负责研制、开发、管理训练模拟系统以及支持美军训练模拟的执行部门---美军国家模拟中心,先后制定了一系列的开发计划,根据未来战争的需要,建立了30 多个多种级别、多种类型训练试验室,并在各军兵种推广应用,引发了美军训练观念、训练理论、训练手段、训练方式及训练内容等一系列的深刻变革。俄罗斯拥有约占世界半数的模拟训练设备,其先进武器装备几乎都配编有相应的训练模拟系统。英国、法国、德国等国家将发展训练模拟系统作为参加军备竞赛重要方面,致使训练模拟技术及应用也处于世界前列,并形成了十分繁荣的西欧“训练模拟器/系统”商品市场[3].

  3. 2 注重一体化试训平台研制及标准规范制定与推广

  外军注重训练模拟平台技术研究工作,特别是大规模互联互通的试训一体化仿真支撑平台,同时制定了训练模拟系统数据、模型、接口、软件研制的开发规范,并推广应用。如 1995 年美国为建立一个能促进各试验靶场和设施、训练靶场、试验室和其它建模与仿真活动之间的共享、重用、互操作的体系结构,启动了三军联合的“试验与训练功能体系结构”( TENA) 项目,2002 年,TENA 已完成定义并发布其最终总结版。2003 年,所有的新靶场一切仪表要求必须是兼容 TENA 的,联合部队司令部所属的“联合国家训练能力( JNTC) ”项目联合管理办公室( JMO) 确认 TENA 为试验训练的标准公共体系结构。2004 年,提出了《联合环境下的试验路线图》,要求发展和部署一种分布式试验系统,将大量实体、虚拟和结构资源连接起来,2010 年底已组建了 56 个互联、互通分布式试验站,范围覆盖 63个试验靶场和基地,为开展大规模的军事训练提供了条件[4].

  3. 3 利用虚拟现实技术,提升训练模拟系统的逼真度

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