随着各种高新科技的广泛应用，在现代军用飞机（固定翼飞机/直升机）作战性能和技术性能不断提升的同时，研发和采购成本却不断上升，导致世界各国军用飞机装备数量急剧减少，机队规模大幅缩水。战时谁也承受不起大的损失。为此，再加上现代社会对战时伤亡的高度敏感性，提高军用飞机的战场生存力、减少其战时损失的重要性日益凸显。自卫能力差、在战斗中容易被损伤的军用飞机将很难被各国军队所认可和接受。为此，目前世界各国都在大力探索各种对军用飞机战场生存力有重大影响的新概念、新原理、新技术。主动防护就是其中非常具有代表性、应用前景广阔的一种。
1.军机主动防护概念提出的历史背景和现实意义
自二战结束以来，随着导弹技术的发展，各种空空（地空/空对空）导弹逐渐取代传统的高射炮/航炮，成为军机的主要威胁。如何防御对方发射的各种形式的导弹袭击也成为提高军机战场生存力的关键。未来随着各种高性能空空导弹的不断涌现，军机面临的导弹威胁将进一步加剧；同时随着未来战争形态日益多样化，未来战场环境将更加复杂凶险。在这个时代，机动规避、软杀伤等传统军机防护手段的局限性日益暴露，主动防护的独特优势十分引人注目地显现出来，其对各国军队的吸引力也日益增强。
1. 军机传统的自我保护措施将越来越难以应对高性能空空导弹的袭击
现代军用飞机经过百余年的发展，其自我防护措施已经日趋成熟，但这些措施大多集中在如何避免被发现、跟踪和攻击上。一旦被敌方发现并遭到导弹攻击，飞机只能采取机动规避和软杀伤（主动/被动干扰）两种自我防护措施。但现代空空导弹对军用飞机的这两种防护方式进行了多种优化设计，使军用飞机之间的对抗难度越来越大。
（1）空空导弹导引头的抗干扰能力不断提高，对其干扰将越来越困难。
随着先进成像制导、多模制导和复合制导的广泛采用，现代空空导弹导引头的抗干扰能力越来越强，传统的软杀伤手段越来越难以奏效。例如美国AIM-9X等第四代近距空空导弹广泛采用红外成像制导，它探测的目标是一个图像，而不是像以前的红外点源制导那样一个点，传统的红外诱饵弹、红外干扰机等手段对其基本无效；美国AIM-120C等第四代中距空空导弹，除了广泛采用复合制导外，还有“跟踪干扰源”的末制导方式，目标若对其实施有源干扰，就会“自毁前程”； 美国正在研制的CUDA、“游隼”等最新一代空空导弹，将采用多模导引头（如毫米波雷达/红外成像双模制导），可以充分发挥各种制导方式的优势同时有效弥补各自的不足，从而大大增强抗干扰能力。
此外，部分现役空空导弹还采用了较为独特的制导方式，其工作原理决定了外界很难对其实施有效干扰。如德法联合研制的“独眼巨人”潜空导弹采用光纤制导，通过有线光缆进行人工目标识别和指令传输，因此抗干扰能力较强。
（2）随着空空导弹的机动性不断提高，规避机动对于军机逃避攻击的帮助越来越小。
随着导弹气动设计、高性能动力装置、非常规控制、导弹结构强度等技术的进步，现代空空导弹的最大可用过载不断提高，打击高机动目标的能力不断增强。例如，美国AIM-9X近距空空导弹采用推力矢量控制技术，欧洲“紫苑”15/30近距/中距防空导弹引入直接侧向力控制技术，大大提高了机动性和快速反应能力。二者的最大可用过载均高达60-70g，理论上足以对付最大过载15g以上的高机动空中目标。另一方面，受飞行员生理因素限制，军用飞机平台的最大过载不能无限提高，目前的9g被认为已经接近人体可承受的极限。 因此，面对现代高性能空空导弹的攻击，军机很难像以前那样通过剧烈的机动使导弹所需过载超过可用过载来丢失目标。
此外，值得注意的是，美国AIM-120D和欧洲流星中远程空空导弹还分别采用了双脉冲固体火箭发动机和整体式固体火箭冲压发动机，不仅整个飞行过程的平均速度大幅提升，活动段也明显延长，不可逃避攻击区扩大，特别是在弹道末段仍能保持良好的机动性，从而有效提升打击高机动目标的能力。
2.发展主动防护技术是当前提高军用飞机生存力的现实途径
以上分析表明，为提高未来战争中军机的生存能力，继续依靠提高平台机动性和软杀伤技术，与对手进行一轮又一轮“鬼子高一尺，路高一丈”式的循环竞争已不再是明智之举，而是必须另辟蹊径，寻求其他更加主动的应对先进空空导弹威胁的手段。主动防护正是适应此类需求的一种新型防护理念。
（1）主动防护可以有效弥补机动规避/软杀伤手段在防护效果上的不足。
所谓军用飞机主动防护，就是将目前广泛应用于水面舰艇、坦克装甲车辆和地面军事设施的主动防护概念引入军事航空领域。通过给军用飞机配备类似于舰载近防武器系统（CIWS）、坦克主动防护系统（车载APS）和地面“反火箭炮迫击炮”（C-RAM）系统并能以火力拦截来袭导弹的机载主动防护系统（机载APS），通过消除战场上的来袭威胁，增强飞机的自我防护能力（图1）。
图1 军用飞机主动防护概念示意图
与机动规避/软杀伤手段相比，主动防护从根本上改变甚至颠覆了传统的军机防护模式，使其由被动地规避、干扰、欺骗敌导弹转变为主动地探测、跟踪、消灭来袭威胁，从而突破了传统思路对军机防护技术发展的束缚，可以彻底改变军机的战场生存能力。由于主动防护是通过发射拦截导弹对来袭威胁实施硬杀伤来达到防护目的，因此在以这种方式防护军机时，完全可以“以不变应万变”，只要拦截导弹能够命中目标并使其受到有效摧毁，就无需考虑目标是否采用制导方式、采用何种制导方式、抗干扰能力强弱等因素，也几乎不受载机平台机动性、飞行员素质等因素的影响。 这可以从根本上克服机动规避/软杀伤手段的固有缺陷，大大提高防护效能。
（2）主动防护对飞机作战任务造成的不利影响远小于机动规避/软杀伤。
军机采用机动规避方式对抗来袭导弹时，经常会遇到油耗剧增、编队混乱/解体、被迫放弃外挂弹药、影响空战定位、丧失有利战机等一系列问题。而采用主动防护，将从源头上杜绝这些问题，可大大提高作战灵活性。例如，一架即将攻击目标但又面临敌方攻击的军机，在继续跟踪、锁定、射击目标的同时，可以利用APS拦截来袭导弹，而不必中断攻击以躲避来袭导弹。这在形势瞬息万变、战机转瞬即逝的现代战场上，具有很大的实用价值。
与机动规避类似，军机在软杀伤来袭导弹过程中，也会带来主/被动干扰影响我机/友机传感器使用、拖曳式诱饵降低飞机机动/隐蔽性、主动干扰破坏飞机隐蔽性等一系列问题。但当采用主动防护（尤其是采用具有“发射后不管”能力的对抗手段）时，反导拦截导弹一旦发射，就能切断与飞机的联系，上述问题都将迎刃而解，从而大大提高军机的任务效能。
3.由被动到主动，由被动到主动是作战平台自防护技术发展的一般规律
从世界各国陆地、水面、水下作战平台乃至人员防护技术的发展历史可以看出，面对早期威胁，各类平台（人员）均采用伪装、避让、装甲防护等被动手段。但随着来袭威胁技术水平的逐步提高，平台（人员）的防护手段也不断发展完善，最终殊途同归，相继引入主动防护技术。因此，它们普遍经历了由被动到主动、由被动到主动、由软杀伤到硬杀伤的发展过程，最终实现多手段、多层次的综合防护（表1）。在此背景下，军机研制并加装APS以填补相关领域技术空白，恰好顺应并体现了这一普遍规律。
2.发展军机主动防护技术的技术可行性
与舰载CIWS/车载APS一样，成熟实用的机载APS产品的推出也需要充足的技术储备作为支撑。通过对冲突军机/航母导弹性能特点的对比分析，结合国内外相关技术领域的最新进展，可以认为在现有条件下发展机载APS在技术上是可行的。
1.战场环境和平台特点使得军机在反导自卫作战中具有一定的先天优势
现代战争中，由于军用飞机的平台特点和所处的空中环境，其面临的战场威胁在复杂程度上与陆地、水面和水下作战平台有明显不同，显得更加简单甚至单一，这对其配备APS十分有利。
如表2所示，现代战场上军机面临的威胁通常只有防空导弹和非制导弹药两大类，且前者的威胁程度远远超过后者。因此，对于未来的机载APS来说，只要能够有效应对来袭的防空导弹，舰载机的安全就能在很大程度上得到保证。换言之，未来军机只需要装备一种APS，就能实现对几乎所有战场威胁的防护。相比之下，其他陆地、水面和水下作战平台面临的战场威胁不仅更加多样，而且目标特性往往差别很大。因此，当采用同样的硬杀伤手段对来袭弹药实施主动防护时，将很难用一种APS来应对所有的潜在威胁。
2.现代技术条件下，空空导弹反拦截的固有优势正在下降
空空导弹虽然是典型的高速、高机动小型空中目标，但在目标信号特性、飞行弹道、反拦截能力、弹体易损性等方面仍然存在不少薄弱环节，这为未来机载APS反导作战提供了有利条件。
（1）随着机载传感器技术的进步，空空导弹的各种信号特征日益突出。
防空导弹作为空中目标，依然具备各类信号特征（虽然与飞机目标相比比较微弱），会被现代高性能传感器探测和跟踪：①防空导弹弹体为圆形截面结构，雷达隐身性能差，上面还有翼/舵、导引头天线、发动机尾喷管等强散射源部件，因此一般具备一定的雷达信号特征；②防空导弹在高速飞行时，由于弹体表面气动加热、发动机喷管/尾焰温度高、弹体蒙皮对太阳/天空背景的红外辐射反射等原因，一般具备较强的红外信号特征；③防空导弹发动机工作时，会喷出尾焰/羽流，产生“太阳光谱盲区”波段的紫外辐射，因此具备独特的紫外信号特征； ④某些防空导弹的制导雷达、雷达导引头、指令发射机等工作时需要发射电磁波，因此具有一定的射频信号特性。
（2）战时，防空导弹的高机动性并不能随意发挥，会受到多种因素的制约。
虽然防空导弹一般具有较大的可用过载，但在实际作战条件下，来袭导弹既没有必要也不可能采用过于复杂的飞行弹道：①防空导弹在飞行过程中，为保证导引头能持续稳定地跟踪目标，提高飞行末段速度/能量，减少制导系统动态误差，需要尽量保持飞行轨迹平直，而不能随意做剧烈机动；②防空导弹的飞行状态很大程度上取决于目标，只有当目标做出剧烈机动，试图挣脱锁定时，防空导弹才会做较大的调整继续跟踪目标，否则不会频繁机动，白白浪费自身的能量； ③防空导弹在跟踪目标时，会根据自身及目标的运动信息，采用相应的制导方式（三点法、比例制导法等）飞向目标，其弹道遵循一定的规律；④防空导弹的机动性在不同的飞行阶段变化很大，在飞行的最后阶段，其速度/能量通常很低，无法进行大幅度的机动。
（3）防空导弹抗毁伤能力差，容易因火力拦截而失效。
防空导弹为了适应高速高机动飞行，需要尽可能减轻其结构重量，作为一次性武器又需要严格控制成本，因此在弹体结构强度设计上留出的安全余量很低。目前，防空导弹的弹体一般为圆柱形薄壁细长结构，导引头、战斗部、燃料箱等均紧密贴合在薄壳蒙皮上，导引头整流罩通常采用硬脆材料，弹翼/舵面多为薄壁腔体结构。这样的结构特点使得防空导弹弹体十分脆弱，在高速高机动飞行状态时，只要弹体受到局部甚至轻微损伤，在空气动力学作用下，很可能造成灾难性的后果，至少其飞行姿态会被破坏，从而偏离正常弹道，无法对目标造成威胁。
3.相关领域的技术进步为机载APS的早日推行奠定了坚实的基础
虽然目前尚无机载APS设备投入使用，但具有类似功能的舰载CIWS/车载APS和机载软杀伤自卫系统在全球已越来越受欢迎。后两者在研制和使用过程中积累的技术储备和经验可以为未来机载APS产品发展提供很好的借鉴，从而加速军机主动防护技术的实用化应用。
（1）舰载CIWS/车载APS装备的大规模使用，为机载APS的发展进行了早期探索。
为了提高水面舰艇、坦克装甲车辆的战时生存能力，近年来世界各国相继推出了一系列高性能舰载CIWS和车载APS，可有效探测、跟踪和摧毁海/陆战场上各种来袭威胁。机载APS与该型装备相比，在作战思维、工作流程、目标特点、拦截手段等方面十分相似，因此在未来的研发过程中可以大量借鉴、参考和使用前者的技术，甚至直接在其基础上进行改造开发。
例如，车载APS目前已具备对地面战场来袭反坦克导弹、火箭弹等目标进行超近距离拦截的能力，而地面环境远比空中环境复杂和恶劣。部分车载APS型号如乌克兰“屏障”甚至初步具备拦截坦克炮/反坦克炮发射的高速穿甲弹的能力。考虑到穿甲弹的飞行速度极高（可达1800m/s）和目标信号极弱的特点（其弹芯直径只有十几毫米），再加上地面战场环境复杂混乱，如果抛开平台本身的特点不谈，该型车载APS在拦截目标时的作战难度可以说已经达到甚至超过了军机的反导自卫作战。因此，经过一定的适应性改进后，完全可以用于军机，特别是直升机平台。 事实上，当前美国的“综合陆军主动防护系统”/“全光谱近距离多层防御”、以色列的“战利品”等车载APS均推出了可搭载直升机甚至固定翼飞机的改型。
（2）机载软杀伤体系的不断成熟和完善，可以为APS体系架构的构建提供参考。
为了应对日益严重的导弹威胁，现代军用飞机已大量装备软杀伤自我防护系统。该类系统可分三个阶段对来袭导弹进行发现、跟踪和对抗：当飞机受到敌方火控雷达、激光测距仪等设备照射时，系统中的雷达/激光告警接收机能及时告知辐射源出现，并提供其方向、信号特征、威胁类型等信息；当敌方导弹发射时，系统中的导弹接近告警设备能通过来袭导弹的红外、紫外和雷达信号特征跟踪来袭导弹，并提供其方向、到达时间、威胁程度等信息；当来袭导弹进入机载软杀伤设备的有效射程时，系统中的主/被动干扰器将及时启动，对来袭导弹进行干扰、欺骗和致盲。
从以上性能特点可以看出，目前的机载软杀伤自卫系统应对导弹威胁的功能已经相当完备，其工作原理和作战过程与设想中的机载APS十分接近，唯一的区别在于末级对抗措施的不同。未来此类系统经过一定的改进升级，更换一套硬杀伤拦截武器，即可实现向机载APS的转型。尤为值得注意的是，目前部分军机装备的定向红外对抗（DIRCM）系统，能够准确瞄准来袭红外制导导弹的导引头，并向其发射激光干扰光束，使其失明偏离，无法再跟踪目标。该型系统距离真正的机载APS仅一步之遥。 未来只需将现行系统中的低功率激光干扰源替换为高能激光器，即可将其升级为能对任何制导方式（不仅仅是红外制导）空空导弹实施硬杀伤的机载APS。
3. 机载APS解决方案初步研究
基于以上分析，结合当前的技术条件，特别是尽可能地基于现有的成熟技术和产品，可以提出适应未来战场环境的初步机载APS解决方案。
（1）基本思想
为应对日益严峻的导弹威胁，军机配备了机载APS，可以对来袭导弹进行硬杀伤拦截，战时可在来袭导弹的有效杀伤范围之外将其摧毁，或破坏其制导、动力、飞控等系统，使其偏离正常弹道，无法跟踪目标，最终达到提高军机战场生存力的目的（图2）。
图2 机载APS拦截来袭导弹作战过程示意图
（2）功能特点
基于以上基本思路，机载APS应具备以下功能特征：
①由于飞机的速度和机动性远高于舰船和车辆，要求系统与航母平台使用共同的惯性基准，能快速补偿航母的高速运动和姿态变化并自动稳定，实现对目标的连续跟踪，完成射击解算；
②与陆/面反导系统不同，机载APS还需要考虑来自下半球空域的威胁，要求系统在水平和高度方向具备全方位覆盖能力；
③拦截弹具有中等威力和射程，能对一定距离内的来袭导弹造成中等程度毁伤；
④为应对敌方多枚导弹齐射/饱和攻击，要求系统具备不同阵地齐射、同阵地连续射击和多目标攻击能力，具有较强的持续作战能力；
⑤系统兼容性好，可与机载软杀伤系统相结合，形成“软硬结合”的综合自身防护体系；
⑥当敌机接近攻击等紧急情况下，可作为自卫武器使用。
（3）系统组成
机载APS的功能结构将由威胁预警、目标检测、精确跟踪、处理控制和拦截武器等子系统组成（图3）。
①威胁预警子系统：由雷达、激光预警设备组成，用于探测、识别各种电磁/激光信号威胁，并通知机载人员和处理控制子系统，以便系统及时作出反应。
②目标探测分系统：由雷达、激光、红外、紫外等传感器组成，能根据处理控制分系统的指令和威胁告警分系统提供的告警信息，对处于发射、加速等各个飞行阶段的导弹进行搜索和探测，判断其类型，评估威胁程度，初步测算其弹道参数，推算可能的命中时间。
③精确跟踪分系统：由雷达、激光、红外、紫外等传感器组成，根据处理与控制分系统的指令和目标探测分系统提供的初始目标信息，实时跟踪来袭导弹并精确测量其方向、速度、距离等数据。
④处理与控制子系统：作为整个系统的指挥中枢，根据各子系统提供的相关数据，计算来袭导弹的引导点、计算射击参数、下达拦截指令、评估拦截效果。
⑤拦截武器分系统：由发射装置和制导/非制导拦截弹药组成，根据控制分系统的指令对来袭导弹实施硬杀伤。
（4）运作流程
图4 机载APS操作流程图
四、国外军用飞机主动防护技术现状
主动防护作为军机防护的概念，在世界军用航空装备发展史上出现的时间并不算晚。早在20世纪50年代，随着空空导弹对军机的威胁日趋严重，苏联、美国等国家在研制远程轰炸机时就考虑为其配备具有反导自卫功能的航炮或空空导弹。此后至21世纪初，欧美国家及苏联（俄罗斯）在军机主动防护领域进行了大量的概念探索和方案论证，但由于一些关键技术未能取得突破，这些概念方案大多停留在纸面上，未能转入正式的产品研制。进入21世纪以来，随着精确制导、微电子、新材料、先进制造等技术的快速发展，此前机载APS发展面临的许多技术瓶颈均得到了不同程度的缓解甚至消除。 在这个时代，美国，以色列，欧洲和其他国家（地区）对积极保护军用飞机的概念变得越来越感兴趣，并且它们在相关领域的投资逐年增加，而且他们的技术正越来越接近实际应用。
According to the current research trends in the field of active protection technology for military aircraft abroad, the airborne APS under development can be divided into three categories: helicopter APS, large aircraft APS and tactical aircraft APS. Among these three types of airborne APS, helicopter APS is the most mature and the closest to practical application. Since 2010, the United States and Israel have successively proposed a series of conceptual schemes, among which the US "Helicopter Active Protection System" (HAPS) and Israel Fliker have entered the product development stage and successfully conducted range tests. In the field of large aircraft APS, the United States has launched conceptual schemes such as "Kinetic Air Defense" (Figure 5) and "Hard Kill Self-Protection Countermeasure System" (HKSPCS) in recent years. The former is planned to be equipped with stealth bombers such as B-2A and B-21, and the latter is intended to be used for large combat support aircraft such as transport aircraft, early warning aircraft, and tankers. In the field of tactical aircraft APS, the United States has started early research and development of the "Small Advanced Capability Missile" (SACM) and "Micro Self-Defense Munition" (MSDM), and Europe has launched the "Hard Kill Defense Assist System" (HK-DAS, Figure 6) R&D plan. All three are small/micro air-to-air missiles with small size and light weight. Among them, SACM will also have dual capabilities of combat air combat/anti-missile self-defense. In addition, the United States has also begun technical pre-research on a newer generation of airborne APS using high-energy laser weapons as an anti-missile interception means, and is implementing a series of projects such as "Endurance", "SHiELD", and "Beam Projection and Compensation" (BP&C). 其中，“ Shield”在地面射击测试中成功地击落了目标，并计划由F-15战斗机在2021年进行空中测试。
五、结论
尽管到目前为止，尚未在全球范围内正式使用空中的APS产品，并且这种设备的战斗有效性尚未在未来的实际战斗中进行测试，但从多年来的相关测试和评估中进行判断飞机的自我保护技术，甚至在很大程度上改变了未来空气战斗的“游戏规则”。
