张春，雷红飞，邢士勇，张蛟，王歌，赵斌

(1.西北机电工程研究所，陕西 咸阳 712099；2.中国兵器科学研究院，北京 100000；3.63961部队，北京 100012)

防空高炮武器系统主要对付低空、超低空的敌武装直升机、强击机、歼轰机(含隐身飞机)、巡航导弹及战术无人机等空中目标。用于对我军机械化部队遂行跟进防空掩护，保障部队集结、开进、展开和进攻作战的防空安全，也可承担其他重要目标的对空掩护任务[1]。

从装备需求的角度看，防空高炮武器系统在役年限通常为30～50年，而在此漫长的时间内，空袭模式和空袭兵器均会发生时代性的转变，为适应作战使用的能力需求，现役主战高炮武器系统应及时融入现代化技术手段，不断提升防空高炮武器系统技术性能，时刻保持作战能力的有效性。

装备发展的基本途径包括改造和新研。改造是采用新的技术成果和方案，提升技术性能，拓展、改变使用功能，延长使用寿命，使其具备新的用途，甚至达到与新列装装备相同的作战能力[2]。现役装备的升级改造已经成为国内外武器装备的常态化发展方式，并融入到装备研制、使用的全过程。

1 升级改造的意义

1.1 可快速应用新技术、新成果

近年来，国内基础工业发展迅猛，自动化、数字化、信息化、新材料、新工艺等技术突飞猛进，在新研、预研高炮领域一批成果快速涌现，武器装备的升级改造可及时将新技术、新成果应用于现役装备的能力提升，可稳妥、快速地提高部队战斗力。

1.2 可灵活适应不断变化的作战需求

现役高炮武器系统的研制是以特定时期内可以预见的军事需求为依据，随着作战对象和使用环境的变化，原先的设计理念可能已经无法适应新时代军事斗争的需求。高炮武器系统的升级改造可在一定程度上调整、完善其作战使命和任务，可灵活适应作战环境和作战能力的新需求，防空高炮武器系统升级改造是其全寿命周期中的一种必然选择。

1.3 及时弥补部队训练使用中发现的不足

高炮武器系统完成定型并配备到部队后，在部队复杂的作战、使用、训练环境中，会发现研制过程和定型过程中的各种考虑不周、设计不细、生产不严、考核不到、质量不足等问题，这些问题将不同程度地影响高炮武器系统在部队战斗力的全面生成与发挥。通过设计-生产-使用-反馈-改进-再使用的闭环升级改造流程，可及时弥补装备的不足。

1.4 延长武器装备的使用寿命

任何一种高炮武器系统都有其设计使用寿命，但是当武器装备达到其服役寿命极限，可能由于经费预算不足而无法全面退役时，或者新研装备未按计划及时配属到位时，为确保不出现作战体系的装备空白和能力缺失，需要对高炮武器系统升级改造，使其适应作战体系的新需求而超期服役。

1.5 降低武器装备建设费用

有些防空高炮系统在设计之初就留有较大的升级改造空间，通过后续较少经费投入的升级改造，可大幅提升武器系统作战能力，相对于全新研制、全新采购新型防空系统，具有投入少、周期短、见效快等特点，并可在原部队快速形成新型战斗力。在一定时期内看，升级改造装备的性价比、战斗力生成速度远高于新研装备。

1.6 满足军贸市场需求

作为负责任的国际性大国，我国需要维护世界的和平和稳定，同时从保持军工科研和生产能力需求出发，需要大力抢占国际军贸市场。为保持军贸市场的竞争力，在现役高炮武器系统的基础上，根据国外用户的特殊需求，对现役装备进行针对性升级改造，是重要的军贸装备研制方式，并可形成系列化出口产品抢占国际军贸市场。

2 升级改造的方向

2.1 信息化作战能力

高技术条件下，信息化技术是作战力量的基础，也是武器装备战斗力生成的倍增器。信息化技术是近年来国内防空武器系统高速发展的一项核心技术，在防空高炮武器系统升级改造中应利用防空领域成熟的信息获取、信息传递、信息处理、信息使用、信息防护和信息管理技术，确保作战过程中防空力量的有效释放。

防空高炮武器系统信息化改造主要涉及信息获取系统或设备的能力升级，信息快速和可靠的有线或无线传输，信息的融合、分析、整理和提取。利用信息处理结果分配作战资源、拟定作战计划、确定防空行动，同时也要防止敌方获取和利用我方防空系统的信息。通过对防空信息系统的有效管理，充分发挥各种信息作战手段和信息对抗方式的效能[3]。

在防空高炮武器系统信息化升级改造的工作中，重点是丰富外部信息手段、提升内部信息利用能力。通过共享近年来防空体系的建设成果，有效接收上级空情预警和目标分配信息，融入防空反导网并成为其中节点；通过宽带通信技术，实现装备间信息高速共享；通过总线技术实现装备内信息实时传递；通过数字化处理技术实现信息挖掘和利用。

2.2 搜索与跟踪能力

随着战场上“低、慢、小”目标全天候打击能力的出现，对防空高炮武器搜索与跟踪系统的手段、威力和精度提出了更高的要求。在防空高炮武器系统升级改造中，需要防空高炮武器系统具备主、被动和全天候探测能力，完善探测手段是必然方向；空袭目标的RCS和红外辐射特性呈现量级的减小，搜索与跟踪系统在满足防空高炮武器系统作战反应时间的同时，其搜索与跟踪威力的要求成倍增长；另外，随着目标结构外形的缩小，其被弹面积大幅减小，为确保对新型空袭目标的高概率打击，提升跟踪精度是升级改造的必然选择。

2.3 火力打击能力

高概率命中和有效毁歼目标是防空高炮武器系统火力打击能力提升的重要方向，具体实施中，借鉴国外的成熟经验，主要升级改造包括实现武器系统弹炮结合，提升防空系统的作战空域，发挥高炮和导弹作战使用的各自特点、弥补相应不足，拓展打击目标的手段，提升综合作战效能；改进和新研高炮弹药系统也是防空高炮武器系统火力打击能力提升的重要内容，主要包括：发展炮控弹药、新研制导弹药、采用弹幕拦截机理、应用含能破片技术，通过上述措施增加高炮弹药毁伤模式、提升高炮弹药毁伤能力等。

2.4 伪装隐身能力

隐身和反隐身作战已成为未来作战的重要方式，在某些特殊的作战环境中，需要防空高炮武器系统在升级改造中发展出伪装隐身能力。伪装隐身能力根据作战环境和对抗双方的作战样式，需要具备昼间可见光环境下的伪装能力，红外和雷达探索下的全天候隐身能力。具体设计中需要改变防空高炮武器系统的电磁学、光学、热学、声学特性，通常采用涂料、迷彩、遮障、烟雾、示假、被动探测、热源隐蔽、热源管理、结构外形、表面材料、有源对消等手段[4]，使敌方难以探测、识别和跟踪，进而实现先敌发现、先敌开火、先敌毁歼。

2.5 “六性”和“三化”

在防空高炮武器系统升级改造中，针对可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性“六性”要求以及通用化、系列化和组合化“三化”标准开展工作，也是升级改造的重要内容。防空高炮武器系统利用新成果、新技术升级改造后，其组成将进一步复杂，指标和使用要求中“六性”相关内容的保持与提升是装备战斗力提升的重要体现，以数字化、自动化、信息化为手段，全面贯彻和落实“三化”的标准和要求开展工作，是满足“六性”要求的重要方法。

可靠性提升是防空高炮武器系统升级改造的重要内容，在具体实施中，通常采取以下技术措施：继承性设计，在武器系统方案及技术设计过程中，尽量继承原系统成熟、可靠的部件及技术，只对关键性能提升或对可靠性薄弱环节进行改进，新研或改进部分也基本采用成熟技术或经过其他项目实践验证的技术；简单性设计，在满足功能和预期使用的前提下，尽可能将装备设计成最简单的结构和外形，采用大规模集成电路替代分立元器件和小规模集成电路，通过软件方式实现硬件功能，简化硬件结构；环境适应性设计，分析自然环境、火炮行军和射击状态下的振动、冲击和烧蚀等主要恶劣环境部位，通过散热、通风、加热、密封、加固、选材、减震、缓冲等措施，提高复杂环境下的可靠性；冗余设计，对承力结构件提供足够的冗余，重要的操纵系统提供双重操纵途径，冗余部分不能有共因故障；降额设计，降低负荷设计额定值，提高安全储备，减少应力峰值与变化，重要电气、电子元器件统一规定降额百分比[5]；预防性维修设计，预估装备关键部位的预防性维修策略，并在升级改造和在役期间不断完善预防性维修准则，将故障防范于未然。

2.6 电磁兼容性和复杂战场电磁环境适应性

随着战争模式向多域空间拓展，网络电磁域内的战争已成为一种常态，因此，与电磁相关的各项军用标准和要求也在频繁更新与升级。在现役装备的升级改造工作中，按照不断更新的相关电磁军用标准和要求开展技术设计和测试验证是防空高炮武器系统升级改造的重要内容，特别是按照新标准和新要求审视，现役防空高炮在电磁兼容性方面均不同程度地存在技术设计缺陷。因此，在防空高炮武器系统升级改造中需要系统性地开展电磁兼容性设计，主要通过空域防护控制、频域防护控制、时域防空控制、能域防空控制、搭接设计、系统地线设计[6]，以屏蔽、滤波和接地为手段，全面提升防空高炮武器系统电磁兼容性和复杂战场电磁环境适应性。

2.7 实战化模拟训练水平

贴近实战的模拟训练系统是基于模拟训练技术、航迹和弹道模拟技术、网络化技术和人工智能技术研发[7]，是和平环境下提升部队战斗力的有效手段，是部队战斗力生成模式的重要一环，也是国外装备技术发展的重要研究内容之一；防空高炮武器系统实装使用、维护和训练成本高昂，提升实战化模拟训练水平是新时代防空高炮武器系统升级改造的重要内容。在开展模拟训练系统升级改造工作中，需要通过基于实战背景、人机对抗和自主学习能力的模拟训练系统，设定各种典型作战模式和典型目标航迹和弹道特性，有针对性地训练指挥员组织作战指挥的能力，训练操作手在对抗压力环境下对装备各项功能操作应用的能力，提升人-装结合后在激烈对抗环境下部队的战斗力。

3 升级改造的步骤

3.1 提出升级改造军事需求

防空高炮武器系统升级改造通常由装备的使用部队或军贸用户提出问题、装备的军事需求、改进方向和关键能力[8]，结合待改造装备的使用年限、技术状态、装备数量等实际情况，梳理准确、合理的改造需求。

3.2 开展升级改造方案论证

由军方论证单位或工业部门论证升级改造的必要性、指导思想、总体思路、主要指标和使用要求、初步技术方案、改造经费和时间进度要求；在此基础上，工业部门提出详细的技术方案，通过对多种可行的技术方案的性能优势和能力不足的对比分析，结合工业能力、技术基础、经费投入和进度需求，明确最终的装备升级改造方案。

防空高炮系统升级改造方案论证和新研方案论证的最大不同，是要综合考虑改造前原装备的承力结构和电气架构特点[9]，在一定约束条件下，以改造指导思想为依据，损失部分或局部性能最优而换取综合改造效果和综合作战性能的最优化。

3.3 实施改造技术方案

升级改造方案经论证部门、部队或军贸用户确认后，在用户技术代表的监督下，由工业部门组织实施样机的技术升级改造。在实施过程中，对前期预料不足或考虑不周而出现的问题，及时开展技术沟通，必要时可调整局部技术方案，当出现重大技术问题时，可能会对升级改造的系统技术方案推倒重来，确保技术方案的可实施性。

3.4 考核验证升级改造效果

待样机完成改造后，需对样机达到的技术状态进行贴近实战环境下的考核并确认各项性能指标和使用要求满足方案论证需求，对技术改造过程中形成的技术文件进行正确性验证和合理性评价，对升级改造后的综合作战能力、系统保障能力和体系化融入能力进行评估。待各方面的升级改造效果达到用户需求后，可完全固化装备的技术状态。

3.5 升级改造现役装备

对现役装备按照确定的升级改造技术状态和改造实施方案进行现场或返厂改造升级，安装验收规范进行状态验收，确保防空高炮武器系统、装备、分系统和设备达到所需的技术指标和作战能力。

4 结束语

防空高炮武器系统的升级改造是防空装备发展的重要内容，贯彻于防空高炮武器系统的全寿命周期[10]，因此，在新立项研制防空高炮武器系统时，就需要充分为未来装备升级改造预留余量和空间，采用开放式体系结构，从技术上保障防空高炮武器系统持续升级改造的潜力；贯彻模块化和通用化要求，从设备标准上满足持续升级改造的要求；从计划上有序推进，促进防空高炮武器系统升级改造有计划地组织实施。