1.3.6 仿真与装备试验

随着现代武器装备的快速发展，实装试验涉及的技术方法复杂度大幅提升，受限于试验科目任务规划、实施流程、目标环境等要素设置众多且关系交联烦杂，实施条件构建不便，多军种协调、多装备调用、多类型人员保障组织困难，经费成本及时间周期等限制，单一的实装试验模式已无法满足新型武器装备鉴定与评估需求，急需向仿真与实装“两条腿齐步走”的试验模式转变，开展大量的仿真试验以全面研究新型武器装备功能性能指标、作战效能和作战使用效果。

建模与仿真技术是武器装备作战试验的关键支撑和重要手段，是武器装备战斗力的检验场和倍增器。在装备试验领域中，建模与仿真主要分为实装动态仿真技术、半实物仿真技术、虚拟仿真试验技术，分别对应L、V、C三种仿真类型。

虚拟仿真试验技术是用武器装备的虚拟模型来代替真实的武器系统，能够解决试验条件和试验环境带来的困难。该类试验方法普适性强，适用于所有的复杂条件和边界条件仿真，同时该方法仿真效率高，能满足短时间内多子样试验的要求。

半实物仿真技术是将实装与虚拟模型结合起来，用物理模型来代替真实装备，该项技术被大量用于雷达系统试验中。半实物仿真试验是在被试设备（针对难以建模的对象）、仿真设备和仿真模型构成的半实物仿真系统上进行试验，减少了外场试验中实装的高消耗性和危险性，增加了数学仿真试验的可信度。

实装动态仿真技术（也称为外场试验、真实物理试验）是直接在逼近真实战场的环境下，以真实的武器装备为试验对象，准确地评价装备的作战效能和适用性。这种试验技术的主要缺点是试验子样少，试验场景覆盖性差。

仿真作为一种重要的科学方法、技术、资源，贯穿采办过程各阶段和各层次，支持系统和体系作战能力试验鉴定，也用于装备体系论证、技术方案验证和性能指标优化、训练使用及战法研究。对于武器装备试验鉴定，虚拟仿真试验为武器装备发展及试验提供了一种强有力的手段，目前，它对装备试验的支持体现在以下几个方面。

（1）支持试验设计。仿真技术可辅助制定武器装备试验方案、减少试验费用、构建试验环境、提供试验样本。具体而言，建模与仿真可应用于以下领域：试验事件的场景开发和时间选择；试验目标、基本分析要素、作战效能指标的确定；控制和测量变量的确定；数据收集、仪器设备和数据分析计划的制订。例如，试验设计人员利用仿真可以检查系统对变量变化的灵敏度，以确定试验的关键变量及其值域。试验人员也可预测各种假设和约束的影响，以支持试验设计。在作战试验中，仿真手段可对时间的选择和场景进行试验和验证。仿真技术还可以对试验设计和仪器设备、数据收集和数据分析计划进行验证。从本质上说，试验前的计算机仿真是对试验进行的预演，是对试验方法的预先评估。建模与仿真对试验规划的支持，可通过战机防空建模试验来描述。通过建模重现典型的试验场景，提供交战次数，涉及防空系统、飞机靶标、交战用时、质量安全、命中率等方面的数据。依据这些数据，就可以制订详尽的数据收集计划。在该试验场景下，当战术已经确定且典型航线已经生成时，就能对航线进行分析，并确定现有仪器设备能否跟踪飞行机群。

（2）支持试验控制和安全管理。仿真可用于试验控制和安全管理，还可以完成因安全因素或其他原因而很难实现的试验事件和场景，如实弹对抗射击、大规模联合部队配备的武器装备、高难度高费用的数据收集和数据处理等。仿真不受安全因素和环境的限制，可以在作战试验中逼真地复现其他方式无法实现的许多环境，包括核效应、大规模联合部队、电子对抗措施、反对抗措施等。如在试验场进行导弹发射试验中，空气动力学仿真试验可对导弹实时位置数据与仿真导弹位置数据进行持续比较，一旦出现重大变化，计算机就会发出自毁指令。

（3）支持结果分析和试验报告。试验设施、试验资源和试验经费的不足，制约了大规模试验活动及其试验数据的采集、分析和处理，从而使得体系化装备作战适用性（包括兼容性，互联、互通和互操作性）试验的充分性受到很大限制。但把试验数据应用于建模与仿真中，可以补充因上述不足与限制而导致的试验缺陷，提高试验置信水平。在进行试验结果分析时，可以把试验数据与规划过程中的仿真预测结果进行比对，以实现两个验证，即试验结果验证仿真和仿真验证试验结果。

（4）为复杂战场环境下的作战试验提供解决方案。在装备作战试验中，仿真试验技术可以为评估武器装备在作战条件下的作战效能、作战能力和生存能力提供解决方案。如在电子战系统的装备作战试验中，仿真试验技术可以构建电子战系统作战试验对抗环境与条件，评估电子战系统试验资源的限制对作战使命的影响，预测对抗结果等。在防空导弹作战试验中，利用机动飞行任务模拟器，对多个喷气式飞行目标和战术导弹目标进行攻击，累计费用会远远低于一枚真实导弹的费用。当还没有武器装备样机时，传统的试验技术难以对整个复杂系统进行作战评估，而仿真手段可根据规定的作战能力要求，通过建立样机模型，将各个独立系统中的模型相互关联，从而对复杂系统的性能做出综合性评估，以开展系统性能改进、技术风险评估和费效等问题研究。例如，美国空军作战试验鉴定中心的“联合攻击战斗机”项目办公室就是通过建模与仿真手段，对F-35进行早期作战试验评估，以确定方案设计的有效性和风险系数。