五十多年来,飞机作战生存能力(ACS)设计学科在生产可生存作战飞机方面已被证明是行之有效的。目前,这门学科只关注动能威胁;然而,新出现的一类网络武器给攻防双方无休止的战斗带来了新的挑战。网络是一种合法的防空威胁,最近与网络有关的事件不断增多,这引起了人们对我军及其执行任务目标能力的极大关注。虽然网络武器的攻击载体和破坏机制与传统的动能威胁有着本质区别,但修改 ACS 的基本概念有助于制造可在网络上生存的作战飞机。这项研究为扩展防空系统设计学科的基本原理,将新出现的防空网络威胁纳入其中奠定了基础。在这个新的飞机网络作战生存能力(ACCS)设计学科中,重新定义了 ACS 术语以应对网络威胁,并提出了一个新的网络杀伤链,以帮助评估飞机的网络生存能力。12 个生存能力增强概念的开发旨在帮助项目经理和工程师设计出在敌对网络环境中生存能力更强的平台。使用 ACCS 概率杀伤链对网络攻击进行建模的方法显示了如何评估飞机的网络生存能力,并展示了生存能力增强功能的有效性。
根据罗伯特-波尔博士在其教科书《飞机作战生存能力分析与设计基础》(2003 年)中的定义,飞机作战生存能力(ACS)是 “飞机避开或抵御人造敌对环境(MMHE)的能力”(第 1 页)。飞机的生存能力是其敏感性和易损性的函数。在 ACS 学科中,易受攻击性被定义为飞机无法避开 MMHE 的威胁因素(Ball,2003 年)。这些要素包括火炮、导弹、爆炸弹头、空中拦截器、激光、雷达以及与敌方防空相关的所有其他要素。作战飞机被武器击中的可能性越大,飞机就越容易受到攻击。主动威胁的特征、飞机的可探测特征、防御反制措施、飞机和机组人员的性能以及作战场景都会影响飞机的易受攻击性。
易受攻击性被定义为飞机无法抵御 MMHE 威胁因素造成的破坏(Ball,2003 年)。被击中后飞机被击落的可能性越大,飞机就越脆弱。造成损害的机制类型、击中飞机的弹头数量、飞机的设计以及飞机上关键部件的位置和数量都会影响飞机的脆弱性。Ball 博士将关键部件描述为飞机上执行任务或飞行所必需的部件(Ball,2003 年)。杀死一个关键部件将最终导致飞机失事。飞机之所以易受攻击,是因为其关键部件易受攻击(Adams,2019a)。ACS 学科的目标是通过降低易受攻击性和易损性来提高作战飞机的生存能力。本章稍后将讨论降低关键部件易受攻击性和易损性的概念。
与生存能力相反的是可杀性。在 ACS 中,可杀性是指飞机被击落的难易程度,是易感性和易损性的乘积(Ball,2003 年)。当可杀性降低时,飞机的生存能力就会增强。当易受攻击性或易损性降低时,可杀性也会降低。在防务指挥系统中,飞机被击落的原因可能是飞机的物理损耗(损耗击落),也可能是飞机因失去关键部件而无法执行任务(任务击落)。飞行基本功能(维持可控飞行所需的功能,如升力、推力、控制和结构完整性)和任务基本功能(成功执行预定任务所需的功能)都是多用途、高能和低能预警机必须保护的重要功能。如果敌方的攻击能使目标飞机失去飞行能力或失去战斗力,那么攻击就是成功的。
敌方弹头对飞机造成的损害类型和程度取决于 KEW 的损害机制。在防空系统中,弹头的毁伤机制是 “对飞机造成毁伤的物理实体”(Ball,2003 年,第 280 页)。高爆弹头和穿甲弹类武器的毁伤机制通常是金属穿甲弹和碎片、燃烧材料和爆炸。弹头可以,而且经常使用一种以上的破坏机制。Ball 博士使用 “破坏过程 ”一词来描述破坏机制与飞机物理组件之间的相互作用(2003 年)。在 ACS 中,终端效应指的是受损伤过程影响的飞机部件的物理损伤状态(Adams,2019b)。另一个重要且有用的术语是 “杀伤模式”,用于定义损伤机制如何导致飞机被击落。如果敌方弹头击中飞机,杀伤模式描述了飞机部件的物理反应,导致这些部件无法工作(Ball,2003 年)。如果被击落的组件恰好是一个关键组件,那么组件击落将导致飞机因丧失基本功能而被击落。
为了澄清损伤机制、损伤过程、终端效应和杀伤模式等术语之间的区别,让我们考虑一个燃烧弹击中机翼油箱的场景。这种情况下的毁伤机制是子弹中的燃烧材料。破坏过程是机翼油箱内的物理燃烧。末端效应是击中后在机翼表皮上造成的大洞。最后,杀伤模式是油箱内爆炸,导致机翼控制面无法操作。