1.3 装备试验
1.3.1 基本概念
对研究对象的清晰认识是开展科学研究的前提,本节介绍国内外对武器装备试验基本概念的一些研究现状。
1.试验与实验
实验(Experiment)通常是指为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动;试验(Test)通常是指为了查看某事的结果或某物的性能而从事的某种活动。
“试验”与“实验”的区别包括:二者的目的不同,“实验”是为了检验某种科学理论或假设,如光的干涉实验检验光的波动理论,而“试验”是为了获得关于某事或某物的一个可预期的结果或结论;从科学研究的角度来说,“试验”是演绎过程的终结点,而“实验”是归纳过程的起始点;在具体的实践活动中,“试验”和“实验”活动可能并没有那么大的区别,一旦新的实验成功,就会逐渐成为新的试验方法和流程。
2.装备试验的多种定义
试验技术贯穿于武器装备的全生命周期,为武器装备的论证、研制、试验、管理和使用提供重要支撑。关于武器装备试验,目前国内也进行了大量的研究工作,下面是几个有代表性的武器装备试验的定义。
佘高达教授等认为,装备试验是贯穿装备全生命周期的重要活动,旨在对被试验的装备给出客观的试验结果和合理的试验结论,从而为该装备在定型、作战使用等活动中提供科学指导。
徐英教授等认为,装备试验应包含有两个层次的理解,装备试验的狭义理解就是对被试装备的软硬件进行测试,并获得有价值的数据资料的过程;广义的装备试验包括“试验”与“评价”两个过程,即试验是获取数据的一种途径,然后对各种数据进行分析、处理、比较,以帮助人们做出决策。
常显奇教授等在《常规武器装备试验学》一书中将装备试验解释为:按照科学、规范的试验程序和批准的指标要求,对被试验武器装备性能进行考核的活动;其目的是给出被试装备的各个层级的战技指标和作战适用性的相关鉴定结论,从而验证武器装备的部件、分系统和全系统的设计思想,以及检验生产工艺是否满足设计要求,为确定被试品能否满足设计要求提供科学依据。
郭齐胜教授等认为,武器装备试验是指为了获取关于被试装备的重要数据信息而开展的试验活动,旨在通过对试验结果进行分析评估,给出相应的试验鉴定结果,然后将其与相应的合同中规定的指标进行对比分析,最终给出装备研制情况的综合结论。
张传友研究员等指出,装备试验是为获取新装备的有用数据资料而进行的活动,其目的是检验和评价装备研制、生产、装备等各个阶段与预定计划的符合情况,为装备全生命周期中的各个阶段都提供客观真实的决策信息,是连接研制单位与作战部队的桥梁和纽带,是新装备战斗力形成的重要环节。
曹裕华教授等指出,武器装备试验主要为了适应装备在全生命周期各个阶段的需要,依据预先指定的步骤和方法,对被试装备进行科学验证、性能检验和战术技术性能考核的一种技术活动,包括对装备的技术方案、关键技术、战术技术性能、作战效能等的试验,分为装备科研试验、定型试验和作战试验等。
洛刚教授指出,武器装备试验是为满足军事装备科研生产和使用需要,依据装备系统和体系技术特点、任务能力、作战使用、威胁环境,构建包含计算机仿真、硬件在回路仿真、实物等多种形式在内的试验环境,使用科学方法,试验收集性能、效能、适用性、易损性/生存能力数据,评价技术成熟度和满足使用能力要求程度,为研制、定型、在役考核、训练和作战使用提供支持。
综上所述,武器装备试验在装备全生命周期的各个阶段都存在,并且都以不同形式存在,试验鉴定结果不仅是验证、检验和考核武器装备的重要依据,而且是武器装备全生命周期管理决策的重要依据,因而在国防和军队建设中拥有着至关重要的地位与作用。
武器装备试验的主要目的是为决策者提供必要的信息,校核与验证需求文件中的性能指标,评估技术性能参数的实现程度,确定系统针对预期用途是否具有作战有效性、适用性、可生存性,以及系统在运行过程中是否是安全的。武器装备试验的主要要求是全面、合理、系统,且及早做出试验规划,向系统研制人员、军事用户和决策者反馈清晰、公正的试验鉴定结果。
3.装备试验的新内涵
从2016年开始,我军特别强调和重视武器装备试验,并对武器装备试验的概念进行了统一。目前,我军武器装备试验的规范化定义为:通过规范化的组织形式和试验活动,对装备战术技术性能、作战效能和部队适用性等进行全面考核并独立做出评价结论的综合性活动。同时也指出,武器装备试验是贯穿于武器装备全生命发展周期、全过程的最高国家检验行为。
战术技术性能是指装备在完成预期作战使用功能和战术要求时应具有的性能,也包括装备采用的各项技术所体现出的技术特征,是装备先进性的重要方面,决定了装备遂行作战任务的能力。作战效能是指在特定的作战环境下,部队在作战过程中使用该装备时,完成预期作战任务的能力。作战适用性是指装备在部署和作战使用过程中,其各种使用特性令人满意的程度。
这种定义的好处主要是它客观、准确地反映了武器装备试验鉴定的本质内涵。这个内涵强调装备试验鉴定是一项严谨而科学的综合性军事实践活动,要求按照武器装备试验活动规律和工作流程严格组织。这个内涵从根本上体现了试验的重点,即对武器装备的战术技术性能、作战效能和部队适用性等进行全面考核并独立做出评价结论。
以往对装备试验的界定属于广义概念,既包括了试验又涵盖了鉴定。而装备试验狭义概念,仅仅是指获取数据的过程,不包括对数据进行分析评估得出结论的过程,容易造成广义、狭义概念的混淆。现在全军统一使用装备试验鉴定的概念,不仅避免了概念理解上的交叉与混淆,而且形象直观地描述出了装备试验鉴定的内涵和特点。
按照我军最新的武器装备试验鉴定的概念分类,我军武器装备试验鉴定可以分为三类:装备性能试验、装备作战试验和在役考核。
性能试验重点考核装备战术技术性能达标度,其核心是面向装备,解决“能用”问题,具体包括各类科研过程试验和以鉴定定型为目的的试验等。
作战试验主要评估武器装备作战效能、保障效能、部队适用性、作战任务满足度,以及质量稳定性等,其核心是面向作战,解决“管用”问题。
在役考核主要跟踪掌握部队装备使用、保障、维修情况,验证装备作战与保障效能,发现问题缺陷,考核部队适编性和经济性等,其核心是面向部队,解决“好用”问题。
这三种试验类型层层递进、环环相扣、存在交叉,不能截然分开,也不能完全等同。这种分类方法是针对武器装备全生命周期内不同阶段及状态鉴定、列装定型、改进改型等不同目的划分的,是在充分消化吸收外军优秀成果的基础上,着眼于我军的实际情况提出的,是我军装备试验鉴定工作的一次重要的改革创新。
4.装备试验全生命周期
武器装备全生命周期是指武器装备从论证、研制、生产、使用、维修和保障直至退役的各个阶段的总和。
试验鉴定贯穿军事技术与装备发展的全生命周期,从装备的论证研制阶段一直到最后的退役阶段都要进行不同的评估,检验装备能够满足作战需求,是一个军事强国提高装备战斗力的重要手段。如图1-10所示,在各类装备的全生命周期内,均组织进行性能试验、作战试验和在役考核三类试验,构成三个试验鉴定回路,相应地完成状态鉴定、列装定型,并给出后续改进改型的意见建议。从图1-10可知,我军的装备试验鉴定贯穿于武器装备全生命周期始终,覆盖了论证、方案、工程研制、生产部署与使用保障等武器装备的不同阶段。其中,每一个阶段的试验鉴定工作重点和内容有所差别。
图1-10 我军武器装备全生命周期阶段试验鉴定工作
在论证、方案等早期工作阶段的试验鉴定工作中,武器装备试验工作的重点是参与型号立项论证和研制总要求论证报批,编写报批鉴定定型试验总案和装备性能试验大纲等。主要工作是评估各种可能的装备设计方案,着重分析各种备选方案的成本、进度、作战概念和总体风险,并提出装备方案选择建议。确定系统研发所需技术,提高技术成熟度,并对关键技术进行样机演示验证,降低武器系统技术风险。试验鉴定领域在这一阶段不开展性能试验或作战试验等实质性试验活动,试验鉴定的主要目的是对武器系统各种备选方案进行评估,为选择最佳方案提供支持。
在工程研制阶段中,主要完成图1-10中的“性能试验—状态鉴定”工作回路和“作战试验—列装定型”工作回路,其中,状态鉴定的任务是通过性能试验综合评定装备是否符合立项批复和研制总要求明确的主要战术技术指标,它的结论是作战试验和列装定型的基本依据;列装定型是在状态鉴定和作战试验全部结论的基础上,对装备是否符合立项批复、研制总要求明确的装备战术技术性能、作战效能和鉴定定型试验总案规定的试验内容进行综合评定,以及对装备批量生产条件、生产工艺等进行审查的活动。这个阶段的主要工作:一是一体化系统设计;二是系统能力与制造工艺的演示验证。这一阶段涉及性能试验与作战试验,试验鉴定的主要目的是评估新系统的作战效能和适用性,为是否进入生产部署阶段提供决策依据。
在“性能试验—状态鉴定”工作回路中主要组织性能试验,完成状态鉴定,进行小批量试生产。性能试验又可以分为性能验证试验和性能鉴定试验,其中,性能验证试验是指为验证技术方案的可行性和装备性能指标的符合度,为检验装备研制总体技术方案和关键技术提供依据的性能试验活动,属于科研过程试验;性能鉴定试验是指为考核装备性能的达标度,为状态鉴定和列装定型提供依据而进行的性能试验活动,属于鉴定考核试验,按照内容又可以分为战术技术性能鉴定试验和作战使用适用性能鉴定试验。
在“作战试验—列装定型”工作回路中,主要组织作战试验,完成列装定型,进行批量生产。作战试验包括初期作战评估、中期作战评估、作战试验申请与审批、拟制作战大纲、作战试验准备、作战试验实施、作战试验结束和作战试验综合评估等环节。
在生产部署与使用保障阶段,主要任务是组织武器装备在役考核,完成“在役考核—改进升级”工作回路。主要是指新研装备通过列装定型、完成批量生成,并有装备调配部门成建制分配给相应部队后,由试验鉴定单位组织实施在役考核,独立给出考核评价结论,以及后续改进或改型的意见建议;同时,可视情给出效费比评价意见,为后续采购提供决策咨询。
武器装备性能试验与作战试验本质上具有完全不同的目的。武器装备性能试验的目的是检验武器装备是否达到规定的性能指标要求,支持是接受还是拒绝该装备列装使用的行为决策。其强调的是对武器装备性能是否合格判定的准确性,而对性能指标达到的“真实”值并不关注(事实上难以给出)。而武器装备的作战试验除支持武器装备是否列装使用的行为决策外,更重要的是评估武器装备的作战能力或作战效能,用于指导装备的作战使用,这就要求装备的作战效能指标评估具有较高的准确性,进而使作战能力或作战效能评估具有真实性。
作战试验与性能试验相比,具有以下特点。
(1)环境变化复杂。要充分考虑到可能的各种地表环境(如平地、山地、高海拔地区、沙漠等)、气候环境(温度、湿度、能见度等)和对抗环境(光电对抗、电子对抗、算法对抗等)。
(2)目标种类增多。应根据作战需求设置不同种类和特征的目标,模拟实战环境的目标特性,以考核智能化地面侦察装备对各种目标的识别能力。
(3)任务样式丰富。应将敌方武器装备作为作战试验的任务目标,以作战部队的实战战术要求来开展各项实战化试验。
上述分析表明,性能试验、作战试验、在役考核3个试验类型尽管考核的重点各有不同,所处装备发展阶段不同,但环环相扣,缺一不可。主要体现在以下3个方面:①3个试验阶段以武器装备为核心,全部试验过程和试验结论能够清晰描述装备的全方位性能,是装备试验鉴定的一个有机整体,把控着装备全生命周期的装备发展走向;②3个阶段试验数据具有明显的交集,一些数据可作为下一阶段试验的输入,一些数据对其他阶段数据分析有帮助,一些数据可作为修改技术方案、提升装备战术技术性能的依据;③3个试验阶段是新研装备体系贡献率形成的必经过程。性能试验回答的是新研装备在功能上能否存在满足体系对该装备贡献率需求的问题,如装备的火力打击性能,是该装备在整个装备体系的火力打击功能中的组成部分之一,如果其性能达不到体系对该装备此项功能的需求,该装备就无法有效地与该体系融合,就会成为该体系中火力打击性能的短板,就存在难以满足需求,无法继续发展的问题。作战试验鉴定回答的是该装备固有的在体系中贡献率大小的问题,如装备的作战适用性,通过作战试验,在按照一定的战法、由训练水平相当的人员操作等边界条件相对清晰的条件下得出的装备作战适用性,就是装备固有的属性。在役考核回答的是装备在整个体系中如何实现体系贡献率或提升体系贡献率的问题。即通过在役考核,不断修正、改进和提升装备的作战效能和作战适用性,使装备和人、法、保、环有机结合在一起,使该装备在体系中贡献率得到确立和提升,全面提升战斗力。
5.虚拟仿真试验
虚拟仿真试验是指综合利用建模与仿真、测试、通信和网络等多种技术手段,为装备试验提供支持的试验新方法。它具有研制周期短、研制费用低、研制风险低和形式更加保密等优点。虚拟仿真试验利用室内试验场资源开展试验,它可以提供在野外试验场通常不能获得的较为全面的作战场景环境,并以此来支持真实物理试验,共同完成试验任务。
虚拟仿真试验可以分为半实物仿真试验和数学仿真试验两类,按照LVC的分类方法,它通常对应的是V和C两类仿真试验资源。虚拟仿真试验适用于技术指标、战场环境适应性的试验鉴定,也适用于作战战法和作战计划等其他内容的试验鉴定。它可以帮助确定需要试验的关键变量,支持试验规划执行,扩展和归纳试验结果,通过建模与仿真可为评估武器作战效能、适用性、生存性提供全面信息。