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潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)行業(yè)概況與關鍵技術(附報告目錄)
2020-2026年潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)行業(yè)前景預測分析報告
1、國外潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)概況
20世紀90年代以來,各海軍強國紛紛開發(fā)了新一代潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng),這些系統(tǒng)技術水平領先,作戰(zhàn)性能優(yōu)秀,具有采取開放式架構(gòu)、信息化程度高、綜合處理能力強、經(jīng)濟可承受性好等特點。代表了潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的未來發(fā)展方向。
(1)美國
美國海軍“弗吉尼亞”級潛艇的指揮、控制、通信和情報系統(tǒng)(C3I)是由洛克希德·馬丁公司海上系統(tǒng)與傳感器分部研制。該系統(tǒng)通過開放式、分布式及實時的網(wǎng)絡架構(gòu)將以前的潛艇系統(tǒng),如聲吶、雷達、作戰(zhàn)控制和導航等,集成在一起。借助這種耐壓殼內(nèi)的局域網(wǎng),“弗吉尼亞”級潛艇的所有作戰(zhàn)控制和通信系統(tǒng)實現(xiàn)了互聯(lián)。
與以往通過軍用采購來提供專有解決方案不同,洛克希德·馬丁公司在要求苛刻的潛艇環(huán)境中采用民用現(xiàn)成(COTS)硬件和軟件技術對潛艇的C3I系統(tǒng)進行創(chuàng)新性設計。通過采用COTS技術和開放式體系結(jié)構(gòu),避免了采用成本高昂的軍用產(chǎn)品與技術,使得“弗吉尼亞”級潛艇的C3I系統(tǒng)研發(fā)與采購成本顯著降低,全壽期成本也相應降低。開放式系統(tǒng)使得“弗吉尼亞”級潛艇的C3I系統(tǒng)能夠使用更先進的計算機、信號處理器和軟件算法,選用民用市場上可用的更先進的能力,滿足不斷變化的軍用需求。C3I系統(tǒng)通過與其他先進作戰(zhàn)平臺進行實時信息共享,促使“弗吉尼亞”級潛艇更好地融入聯(lián)合作戰(zhàn)行動。C3I潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)是美國海軍第1套全方位綜合作戰(zhàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)幾乎集成了潛艇上搭載的所有電子設備,形成一個以光纖局域網(wǎng)連接的全分布式系統(tǒng)。相較于AN/BSY一1和AN/BSY.2潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng),C3I潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理能力方面分別提高了55和26倍。
(2)俄羅斯
俄羅斯?jié)撏ЬC合作戰(zhàn)系統(tǒng)繼承了蘇聯(lián)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展模式,具有堅實的理論基礎,但是相較于美國,俄羅斯國內(nèi)電子信息方面相對薄弱,為達到系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能,保障技術上的可實現(xiàn)性,采取“專艇專用,講究實效”的設計原則,其一般以聲吶系統(tǒng)、自動信息控制系統(tǒng)(作戰(zhàn)指揮控制系統(tǒng))為核心進行設計,目前列裝的典型潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)包括“基洛”級常規(guī)動力潛艇自動信息控制系統(tǒng)、“阿穆爾”級常規(guī)動力潛艇作戰(zhàn)指揮與控制系統(tǒng)。
(3)德國
德國潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)的研制始于20世紀80年代,這一時期德國阿特拉斯電子公司研制推出具有專利權(quán)的模塊化Isus 83潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng),并于1990年裝備206A型常規(guī)動力潛艇(已退役)。20世紀90年代,在ISUS 83潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)的基礎上,阿特拉斯電子公司采用基于COTS、開放式系統(tǒng)網(wǎng)絡等技術研制出新一代ISUS 90潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng),該系統(tǒng)保留了ISUS 83作戰(zhàn)系統(tǒng)的模塊化方法,但其從擁有專利權(quán)的技術轉(zhuǎn)型到商用流行技術。目前ISUS90潛艇綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)裝備于以色列的“海豚”級、意大利的“薩烏羅”級、土耳其,南非,葡萄牙的209型、希臘和韓國的214型等常規(guī)動力潛艇上。
2、關鍵技術發(fā)展情況
(1)新一代潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)技術
體系架構(gòu)技術是作戰(zhàn)系統(tǒng)設計的基礎和關鍵,國外新一代常規(guī)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)多數(shù)以商用主流高速以太網(wǎng)技術為支撐,采用開放式、層次化的體系結(jié)構(gòu),實現(xiàn)對作戰(zhàn)相關各系統(tǒng)設備的綜合管理和控制。新一代潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)技術包括作戰(zhàn)系統(tǒng)層次體系框架技術、基于構(gòu)件的作戰(zhàn)系統(tǒng)一體化軟件功能架構(gòu)技術、潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)以太網(wǎng)絡應用技術研究(包括網(wǎng)絡拓撲體系結(jié)構(gòu)技術、網(wǎng)絡信息分類策略和傳輸控制技術等)等。
(2)面向服務的作戰(zhàn)系統(tǒng)統(tǒng)一計算環(huán)境技術
該技術主要采用面向服務技術,基于高性能處理設備,構(gòu)建作戰(zhàn)系統(tǒng)統(tǒng)一的服務注冊與發(fā)現(xiàn)、綁定、流程控制、功能重組、接口適配等基本運行平臺,為潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)提供服務創(chuàng)建、集成開發(fā)和部署工具,實現(xiàn)信息共享和功能互操作,支持面向任務的作戰(zhàn)系統(tǒng)靈活組織、配置和動態(tài)集成,適應裝備不斷發(fā)展及升級擴展要求。
(3)作戰(zhàn)系統(tǒng)新型信息交換機制技術
對于潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)而言,集成和互操作性特別重要。因此,國外在系統(tǒng)設計中盡可能減少專用接口和數(shù)據(jù)格式,廣泛采用成熟商用技術、標準,從而降低風險和成本,提高系統(tǒng)集成效率。為此需要解決實現(xiàn)系統(tǒng)間信息交換、系統(tǒng)互操作的方式方法,重點研究潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換格式驗證,突破專用協(xié)議,設計實現(xiàn)新的數(shù)據(jù)交換格式。
(4)一體化聲吶及多陣數(shù)據(jù)綜合處理技術
該技術重點解決一體化聲吶設計和多基陣數(shù)據(jù)融合處理關鍵技術,包括:合理配置陣型,提高聲基陣綜合程度;突破多聲陣數(shù)據(jù)的綜合處理,提高聲吶系統(tǒng)的目標探測、跟蹤、識別等綜合處理能力;充分考慮多路徑傳播、海底多角度散射等復雜條件,提高復雜水聲環(huán)境下聲吶系統(tǒng)的性能。
(5)多武器綜合控制及發(fā)控通道優(yōu)化設計技術
該技術綜合考慮潛艇配裝的魚雷、水雷、導彈、對抗器材等武器的作戰(zhàn)能力、運動目標的解算精度、敵我態(tài)勢的影響,建立基于作戰(zhàn)效能的潛艇武器指揮控制模型,實現(xiàn)對各種武器的發(fā)控通道綜合組織、綜合發(fā)控和同時導引,減少武器發(fā)射與控制信息的傳輸環(huán)節(jié),實現(xiàn)指控部位對潛艇武器的直接控制,提高潛艇多武器控制能力、系統(tǒng)快速反應能力和任務可靠性,以最大限度地發(fā)揮武器的作戰(zhàn)效能。