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1996年美國《國防授權法》要求國防部集中承擔非致命武器技術研發職責。作為響應,國防部設立了非致命武器項目,并指定海軍陸戰隊司令與國防部長辦公室及各軍種利益相關方合作擔任執行代理。

該項目已開發并驗證了多項技術,其中部分技術已集成至列裝系統。盡管取得這些成就,該項目多年來仍因未能將先進技術轉化為滿足執法、維和與周界防御以外需求的列編項目而受到批評——盡管事實上自2017年以來,作戰司令部已提出32項非致命武器能力正式需求,且各軍種早先也提出過正式作戰需求。根據2023年聯合需求監督委員會備忘錄,這些能力未能列裝是因為它們"常規性地低于優先級的'裁切線',致使各軍種可繼續推進聯合部隊致命性能力的現代化"。該備忘錄指示采取一系列措施提升非致命武器優先級,包括組織架構研究,因為聯合需求監督委員會指出:"當前國防部非致命武器項目的組織范式難以為聯合部隊提供有效能力,以支持積極行動對抗對手脅迫并增強作戰行動中的致命效果。"

為此,美國海軍陸戰隊司令部委托國防分析研究所就新組織范式提出建議方案,以使該項目更好地履行使命。國防分析研究所與聯合中級部隊能力辦公室緊密合作——該辦公室負責運行聯合非致命武器項目,并代表執行代理管理國防部非致命武器項目。聯合非致命武器項目嵌入國防部非致命武器項目框架內,致力于滿足跨軍種需求的研究,同時補充陸、海、空、陸戰隊各軍種特有的研發與采購項目。盡管聯合非致命武器項目聚焦研發工作,但更宏觀的國防部非致命武器項目(包含聯合非致命武器項目)的使命是"開發并列裝介于存在性威懾與致命效果之間的非致命武器,為聯合部隊提供支持。"

研究方法

本研究旨在為國防部非致命武器項目提出新組織范式建議,同時審視要求國防部建立集中式非致命武器項目的公共法時效性。研究主要回答以下問題:

  1. 設立該項目的公共法是否具有時效性/有效性?若否,應對公共法和/或國防部指令作出哪些修訂以更好執行國防部非致命武器項目?
  2. 國防部非致命武器項目自設立以來的實施成效如何?其主要優勢與劣勢有哪些?
  3. 現行國防部非致命武器項目的潛在組織替代方案是什么?

國防分析研究所采用多重研究方法:訪談60余位領域專家、審閱既往研究、評估類比組織模型、進行數據分析。研究所從歷史與現狀兩個維度審視該項目,以理解其組織架構與運行績效。隨后識別出可作為潛在新范式的國防部類比組織模型類型及實例。接著根據項目面臨的主要挑戰制定評估標準,并將標準應用于18個組織機構,以檢驗其是否能解決項目缺陷。經篩選確定4個候選機構進行深度評估。最終就國防部非致命武器項目的新組織范式提出建議。

盡管國防分析研究所的任務是提供組織替代方案與建議,但聯合需求監督委員會備忘錄明確指出,國防部非致命武器項目面臨的挑戰遠超組織缺陷范疇。部分更廣泛的挑戰包括部門戰略調整、全球安全環境變化、領導層優先事項及政策變動。國防分析研究所的若干組織建議嘗試應對這些因素,但組織變革對任何項目外部環境的影響存在局限性。

主要發現

  • 非致命武器并非各軍種優先任務使命

各軍種(除憲兵/安全部隊外)未高度重視非致命武器的開發與運用。各軍種通過其憲兵與安全部隊代表參與國防部非致命武器項目治理機構,但未投入足夠自有資源開發與生產能支持"積極行動對抗對手脅迫并增強作戰行動致命效果"(聯合需求監督委員會引用語)的先進非致命武器。此狀況主要成因包括:

  1. 各軍種的歷史與文化傳統傾向于發展、采購與運用致命性系統。2018年優先強調致命性的《國防戰略》頒布后,這些傳統得到強化。
  2. 國防部層級戰略與規劃指南未直接涉及非致命武器。近期規劃指南未提及非致命武器。非致命武器與灰色地帶競爭(國防部指南全文明確提及)的關聯性屬間接性質,且不如明確提及的能力領域具有說服力。
  • 非致命武器缺乏高層領導倡導支持

國防部非致命武器項目缺乏足夠的高層領導倡導以實現其目標。由于非致命武器并非各軍種優先事項,執行代理和/或項目在國防部長辦公室的主要參謀助理必須積極倡導非致命武器,但近年未見此類行動,限制了聯合中級部隊能力辦公室的工作成效。倡導不足加劇了從原型到列裝系統的轉化挑戰,對于新穎的非傳統能力而言,該問題尤為突出。

  • 缺乏非致命武器運用政策、法律基礎與概念/條令阻礙其應用

國防部長辦公室未制定并頒布運用政策,也未確立使用非致命武器的法律依據,國防部更未驗證現有政策與法律是否授權非致命武器的運用。盡管多年來已定義并批準多種非致命武器需求,聯合參謀部與各軍種同樣未投入開發相關概念/條令。解決指揮官對非致命武器影響平民人口的擔憂以及先進非致命武器在某些作戰戰區(如阿富汗,其本可能挽救生命)的升級風險至關重要。缺乏非致命武器運用政策、法律/條約合規基礎及相關概念/條令,導致指揮官產生可理解的"首次使用恐懼"。

  • 國防部非致命武器項目雖以合作模式設立,但利益相關方缺乏承諾

項目章程指令賦予各軍種與國防部長辦公室多方利益相關方重要職責。執行代理未充分行使其項目管理及在各軍種與國防部資源分配流程中倡導的職權與責任。其他項目利益相關方同樣未履行其職責(如剛提及的制定作戰政策)。

  • 盡管存在局限,國防部非致命武器項目仍展現多項優勢

聯合中級部隊能力辦公室人員被廣泛認可為技術專家(尤其在人體效應領域)。項目其他優勢包括基礎要素,如法規與指令框架、清晰的使命意識、高素質專職團隊;通過瞄準各軍種可能忽略的能力缺口并演示有前景的非致命武器技術以應對需求與展示成果的能力;通過主導諸多北約非致命武器活動及通過兵棋推演與出版物促進非致命武器認知的外聯與協作。

  • 設立項目的公共法仍有效力但需修訂以符合現狀

聚焦國防部非致命武器工作的必要性仍然存在,因為當前大國競爭的作戰環境為一系列非致命武器提供了充分機遇與效用,同時國防部追求提升致命性。部分任務領域范例包括灰色地帶行動、危機條件下的升級管理、以及傳統以人口為中心的安全穩定行動。盡管該法律仍然有效,但應予以修訂(及相關國防部指令),因部分條款已過時、表述不清或使用舊術語,和/或在角色與職責方面存在空白。

建議

以下系列高層建議共同構成新組織范式,含部分具體選項范例。

  • 國防部非致命武器項目應采用新組織范式以實現其目標

國防分析研究所評估認為,國防部非致命武器項目需進行重大變革,整體上形成新組織范式。本研究評估了替代組織模型的對齊性、項目范圍調整及現行組織增強方案。

  • 海軍陸戰隊司令應繼續擔任國防部非致命武器項目執行代理

國防分析研究所未發現能表現更優的執行代理模式替代方案,也未找到比海軍陸戰隊更合適的領導機構——該軍種擁有歷史、傳統與關鍵組織知識,且可論證具備最廣泛(所有軍種中)運用非致命武器的任務場景。將執行代理權轉移至其他軍種、國防部長辦公室或國防機構不太可能解決制約非致命武器能力轉化的主要問題。

  • 新組織范式應改變現行項目的多個維度

國防分析研究所評估認為,該項目需進行重大變革以實現其目標。這些變革將整體形成新組織范式。具體而言,國防部非致命武器項目應采取以下步驟:

  1. 加強領導與倡導。項目需要更強有力的領導與倡導以實現其目標,并將支持基礎擴展至各軍種現存"熱情孤島"(即憲兵與安全部隊)以外。章程指令賦予執行代理廣泛職責,若予以行使,可提升項目知名度并助力能力向各軍種轉化。多項選項可助提升倡導效能,如提高執行代理在海軍陸戰隊內部及聯合中級部隊能力辦公室主任的層級,將國防部非致命武器項目主要參謀助理從負責采辦與維護的副部長轉至負責研究與工程的副部長。
  2. 改進規劃與指導。項目未能充分促進制定與傳播關于指揮官何時及如何運用非致命武器的清晰指南與政策。關于如何"對抗對手脅迫并增強作戰行動致命效果"的指南/政策制定不足,導致轉化先進非致命技術至列編項目的投資不足。應對選項包括強化武力升級指南、修訂現有指令與管轄法規、將聯合項目資金轉移至國防部全域賬戶。
  3. 擴大外部參與。多數建議選項無法由執行代理單邊實施;它們依賴其他國防部非致命武器項目利益相關方的積極支持。我們建議與各軍種制定轉化協議、讓負責成本評估與項目評估的國防部長辦公室參與資源分配流程、更新軍種間協議備忘錄、更好利用與作戰司令部及各軍種的聯絡機制。
  4. 強化治理與管理。近年,國防部非致命武器項目缺乏能整合跨領域及高層決策權威利益相關方的強健治理與管理架構。整改選項包括重振現有治理機構、指定國防部長辦公室主要參謀助理擔任高級治理機構聯合主席、建立高層決策者間更緊密協調的機制。

總體而言,這些建議有望提升對該項目的認知與支持,并應對其面臨挑戰。建議預設執行代理保持承諾并愿意維持項目領導權。缺乏持續領導力將阻礙多數改進措施的落實,并帶來項目停滯風險。建議應作為協調一致的變革行動推進,以同步努力并向更廣泛國防界傳達項目致力于重大運營模式變革的決心。

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美國政府問責辦公室(GAO)6月17日發布報告指出:盡管美國陸軍將防空反導系統升級置于快速開發軌道并投入數十億美元,但實際成效甚微。

報告《陸軍現代化:防空反導建設可借現代實踐獲益》稱:“美陸軍選擇加速采辦路徑和彈性協議類型來開發部署系統以滿足能力需求——并通過預算流程增列資金申請予以支持——但當前多數防空反導現代化項目尚未形成實戰能力。”

“陸軍正斥資數十億美元進行系統現代化改造以解決已識別的能力缺口,”報告強調,“然而,即使采用加速采辦路徑并增加資金投入,除‘反小型無人機系統’外,陸軍實際部署的能力仍極為有限。”

報告指出,近年來陸軍為應對潛在對手,重新聚焦防空反導系統升級。雖然相關行動始于俄烏沖突前,但這場戰爭突顯了無人機作為飛行彈藥的創新戰術與規模應用。

2021年陸軍為2021-2025財年防空反導系統申請約88億美元預算。至2025年,相關預算申請已增至118億美元——凈增30億美元。報告解釋該增幅源于“新增未出現在2021財年預算的系統,以及資金需求變化”。

報告顯示,自啟動防空反導現代化進程以來,美陸軍“已確立七項核心能力建設項目,并在總統預算提案中持續追加撥款”。這七大系統包括:

  • “一體化作戰指揮系統”:防空反導體系核心,實時分發傳感器數據
  • “機動近程防空系統”:防護地面部隊抵御無人機等空中威脅
  • “定向能機動近程防空系統”:研發車載激光武器
  • “間接火力防護能力二期”:保護補給站等固定設施
  • “間接火力防護能力高能激光/高功率微波系統”:定點防御空中威脅
  • “低層防空反導傳感器”:新一代雷達系統
  • “反小型無人機系統”

報告指出,在能力建設過程中,陸軍“未充分應用數字化工程(含數字孿生技術)等先進產品開發實踐”。領軍企業普遍采用“迭代式產品開發法”:通過“設計建模、仿真驗證與生產的閉環流程,快速交付用戶核心需求”。

七大項目中,“一體化作戰指揮系統”及“間接火力防護能力高能激光/高功率微波系統”應用了該模式,其余五項未采用。但報告強調:“無論開發模式如何,所有防空反導項目均未充分運用可加速進程的現代設計工具。”

其中六項采用了仿真與三維建模技術(基于預設數據的靜態模擬工具)。報告指出其固有局限:三維模型更新需人工介入,數字仿真受預設參數制約。報告建議采用工業界的“數字孿生”(具備實時更新能力的數字化身)與“數字線程”(全生命周期數據互聯)工具鏈。“應用數字孿生技術的企業,其設計迭代與產品交付效率顯著提升。”

調研發現七大項目中多數無應用數字孿生或數字線程的計劃。鑒此,問責辦公室提出六項建議:

  1. 開發“機動近程防空系統”4/5期及“間接火力防護能力”新型導彈時采用迭代開發法
  2. 評估四大項目應用軟硬件融合數字孿生技術的“可行性、效益與成本效益”:
    • 一體化作戰指揮系統
    • 機動近程防空系統1/2/3期
    • 間接火力防護能力系統
    • 低層防空反導傳感器

報告警示:“若不評估現代設計工具的可行性、效益及成本效益并在防空反導現代化中推廣,陸軍或將錯失快速形成戰力的機遇。”

報告建議

受影響機構 建議內容 狀態 說明
美陸軍部 陸軍部長應確保"機動近程防空系統"4/5期(含新型車載平臺)遵循迭代式產品開發方法。(建議1) 未解決 機構響應后將更新信息
美陸軍部 陸軍部長應確保"間接火力防護能力"新型導彈開發遵循迭代式產品開發方法。(建議2) 未解決 機構響應后將更新信息
美陸軍部 陸軍部長應確保"一體化作戰指揮系統"項目評估應用軟硬件融合數字孿生技術的可行性、效益及成本效益。(建議3) 未解決 機構響應后將更新信息
美陸軍部 陸軍部長應確保"機動近程防空系統"1/2/3期——即"斯特特中士"、定向能武器及下一代近程攔截彈——評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議4) 未解決 機構響應后將更新信息
美陸軍部 陸軍部長應確保"間接火力防護能力"全系統變體——含二期子系統、高能激光與高功率微波項目——評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議5) 未解決 機構響應后將更新信息
美陸軍部 陸軍部長應確保"低層防空反導傳感器"項目評估應用現代設計工具(含數字孿生與數字線程)的可行性、效益及成本效益。(建議6) 未解決 機構響應后將更新信息
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美陸軍正將重點從中東平叛行動轉向備戰潛在大規模作戰行動。這一轉變意味著其武器系統(包括遠程火炮和導彈)需優先滿足不同需求。陸軍在快速研發此類系統方面成效參差不齊——四項規劃系統中一項因技術尚未成熟導致測試失敗而被取消。制定的產品開發最佳實踐要求持續評估新技術,僅在其驗證成功后方可納入武器系統。

研究發現

自2018年以來,美陸軍戰略重點已從伊拉克和阿富汗等地的平叛行動轉向對抗近鄰對手的大規模作戰。彼時,陸軍開始推進包括導彈和火炮(即遠程火力系統)在內主戰武器系統的現代化進程,旨在抗衡近鄰對手的軍事實力。

陸軍為支撐現代化進程識別出四項能力缺口,并為四型需升級換代的遠程火力系統制定了對應需求(如射程提升):增程火炮、精確打擊導彈、中程能力導彈系統和遠程高超音速武器。

圖:現役系統與遠程火力現代化計劃射程對比

美陸軍在快速開發及列裝遠程火力系統方面表現不一。例如經廣泛測試后,陸軍因技術未成熟導致開發受阻而終止其中一個項目;另一系統雖啟動生產但未能達成列裝目標。相比之下,其余兩個系統均獲成功:一個完成研發測試,另一個完成樣機研制,目前正處于同步列裝階段。

陸軍在遠程火力項目研發中未能始終貫徹迭代式產品開發的最佳實踐。以增程火炮項目為例,陸軍因未通過重評技術可行性來維護健全的業務論證,最終導致項目中止,現正尋求新型自行榴彈炮滿足該需求。精確打擊導彈項目采用線性(而非迭代)開發模式。若采用含數字工程的迭代開發方法,可縮短后續增量開發周期。中程能力導彈系統雖部分應用迭代方法(包括建立具需求靈活性的穩健業務論證),但若能實施其他要素(如開發系統虛擬模型即"數字孿生"),將助力未來開發與生產。

研究背景

陸軍正推進火炮火箭導彈系統現代化,以遠程火力能力抗衡潛在對手的軍事進展。隨著陸軍戰略重心從平叛轉向大規模作戰,亟需較現役系統更具機動性、生存力和殺傷力的新型火炮導彈系統。

根據眾議院報告與參議院報告相關規定,政府問責局需審查陸軍遠程火力現代化進展。本報告旨在:(1)闡述陸軍識別的能力缺口;(2)檢視遠程火力系統現代化研發進度;(3)評估陸軍在研發過程中應用迭代產品開發最佳實踐的程度。

政府問責局審查了需求文件、采辦方案計劃、進度節點與項目狀態更新及預算申請;實地考察俄克拉荷馬州錫爾堡及阿拉巴馬州紅石兵工廠的陸軍需求與采辦部門;依據迭代產品開發最佳實踐標準對比采辦計劃與實際進展。

建議

政府問責局就三項系統采用最佳實踐提出三項建議(此前就遠程高超音速武器迭代開發已提過建議)。美國國防部對建議表示認可。

受影響的機構 建議內容 狀態
陸軍部 陸軍部長應確保為滿足具備遠程火力能力的自行榴彈炮需求而開展的新工作,納入迭代產品開發的領先實踐,例如持續評估業務論證(包括技術成熟度評估)。(建議1) 未解決 ? 當確認相關部門針對本建議采取的行動后,我們將提供更新信息。
陸軍部 陸軍部長應確保精確打擊導彈(PrSM)項目評估在導彈開發中實施迭代產品開發方法(包括數字線程和數字孿生等數字工程工具)的實用性、效益及可負擔性。(建議2) 未解決 ? 當確認相關部門針對本建議采取的行動后,我們將提供更新信息。
陸軍部 陸軍部長應確保中程能力(MRC)項目計劃中關于實施數字工程的實用性、效益及可負擔性評估,包含對數字線程與數字孿生應用的考量,并決定是否將這些工具納入該項目。(建議3) 未解決 ? 當確認相關部門針對本建議采取的行動后,我們將提供更新信息。
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模塊化開放系統方法(MOSA)是一種可以支撐國防部(DOD)設計出維護和升級所需的時間和金錢更少的武器系統的戰略。最近的立法要求采購項目在最大可行范圍內實施 MOSA。GAO 發現,在其審查的 20 個項目中,有 14 個項目報告至少在一定程度上實施了 MOSA。其他項目則提到了這樣做的障礙,如進行相關設計工作所增加的成本和時間。雖然 MOSA 有潛在的好處,但它也可能要求計劃進行額外的規劃,如確保他們解決與 MOSA 有關的網絡安全方面的問題。

模塊化開放系統方法的潛在優勢

然而,在美國政府問責局審查的 20 個項目中,沒有一個項目對 MOSA 的成本和效益進行了正式分析,因為國防部的政策沒有明確要求這樣做。正如美國政府問責局在 2020 年 3 月報告的那樣,項目官員通常只關注縮短采購時間和降低采購成本。除非要求考慮 MOSA 的成本和效益,否則官員們可能會忽視 MOSA 的長期效益。

此外,大多數計劃都沒有在采購文件中涉及所有關鍵的 MOSA 規劃要素,部分原因是軍事部門沒有采取有效措施確保他們這樣做。因此,在項目生命周期的早期,項目可能無法很好地將 MOSA 納入關鍵投資決策。此外,國防部協調各項目組合的 MOSA 流程也無法確保實現潛在效益所需的協作水平,例如在各項目中使用通用組件可降低成本。

法律要求軍事部門確保提供與實施 MOSA 相關的某些資源和專業知識。然而,這些部門尚未評估本部門的 MOSA 需求,也未確定如何在各自部門內調整資源。在此之前,這些計劃可能會面臨資源和專業知識不足的風險,無法實現 MOSA 的潛在效益。

國防部已經更新了一些采購和工程政策,并正在起草相關法規和指南,以解決 MOSA 問題。但差距依然存在,這可能會阻礙 MOSA 的實施。例如,國防部的政策并沒有解決MOSA要求如何適用于使用中間層采購途徑的項目--那些打算在5年或更短時間內完成快速原型或投入使用的項目。

美國政府問責局為何開展這項研究

MOSA使武器計劃能夠更容易地更換部件,從而更好地應對不斷變化的威脅。此外,MOSA 還有助于解決 GAO 曾報告過的武器系統維持成本過高的問題。

眾議院和參議院的報告中都包含了美國政府問責局審查國防部使用MOSA情況的條款。本報告評估了(1)項目實施 MOSA 的程度和原因;(2)項目和組合對 MOSA 的規劃;(3)軍事部門對 MOSA 的必要資源投資;以及(4)國防部為 MOSA 制定的政策、法規和指南。

GAO 審查了 2016 年相關法律通過后啟動的 20 個購置項目的規劃文件。GAO 根據其采購方法和軍種選擇了這些計劃。GAO 還審查了政策和指導文件,并采訪了國防部和軍事部門官員。

建議

美國政府問責局向國防部提出了 14 項建議,其中包括:制定一個分析 MOSA 成本和效益的流程;改進軍部流程,以確保 MOSA 規劃文件的質量,并協調 MOSA 在各計劃中的實施;解決 MOSA 政策和指南中存在的差距。國防部同意這些建議。

  • 美國防部

美國防部長應確保負責采購和維護以及研究和工程的國防部副部長與成本評估和項目評價主任協調,制定一種方法,供項目辦公室在評估武器系統采用 MOSA 的成本和效益時使用。(建議 1)

  • 美空軍部

美空軍部長應確保空軍負責采辦、技術和后勤的助理部長和空軍負責空間采辦和集成的助理部長在審查相關采辦文件時確定所需的步驟,以有效地確定項目是否解決了法規、政策和指南所要求的關鍵 MOSA 規劃要素。(建議 2)

  • 美陸軍部

美陸軍部長應確保陸軍助理部長(采購、后勤和技術)在審查相關采購文件時確定所需的步驟,以有效地確定計劃是否已滿足法規、政策和指南所要求的關鍵 MOSA 規劃要素。(建議 3)

  • 美海軍部

美海軍部長應確保海軍負責研究、開發和采購的助理部長在審查相關采購文件時確定所需的步驟,以有效確定項目是否已滿足法規、政策和指南所要求的關鍵 MOSA 規劃要素。(建議 4)

  • 美空軍部

美空軍部長應確保該部的首席運營官建立一個正式的流程,以協調各計劃的 MOSA,從而實現整個組合的效益。(建議 5)

  • 美陸軍部

美陸軍部長應確保該部的首席執行干事建立一個正式的程序,以協調各計劃的 MOSA,從而實現整個組合的效益。(建議 6)

  • 美海軍部

美海軍部長應確保部門內的首席執行干事建立一個正式的程序,以協調各計劃之間的 MOSA,從而實現整個組合的效益。(建議 7)

  • 美空軍部

美空軍部長應確定在軍事部門和項目層面所需的資源,以便在所有采購項目中最大限度地實施 MOSA。(建議 8)

  • 美陸軍部

美陸軍部長應確定在軍事部門和計劃層面所需的資源,以便在所有采購計劃中最大限度地實施 MOSA。(建議 9)

  • 美海軍部

美海軍部長應確定軍事部門和計劃層面所需的資源,以便在所有采購計劃中最大限度地實施 MOSA。(建議 10)

  • 美國防部

美國防部長應確保 OSD 有關 MTA 途徑的政策為 DOD 采購項目提供指導,以便在最大可行程度上實施 MOSA,并滿足相關的法定要求。(建議 11)

  • 美國防部

美國防部長應確保盡快發布 OSD 指南,充分滿足法定要求,以促進任何新武器系統或現有武器系統的原型設計、采購或維護計劃實施 MOSA。(建議 12)

  • 美海軍部

美海軍部長應確保該部的采購計劃指南為海軍采購計劃提供指導,以便在最大可行范圍內實施 MOSA,并滿足所有法定實施要求。(建議 13)

  • 美空軍部

美空軍部長應確保與 MOSA 相關的部門指南涵蓋該部門的所有采購計劃,并在制定能力文件和進行替代方案分析時提供有關 MOSA 考慮因素的適當信息。(建議 14)

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定向能(DE)武器使用集中的電磁能而非動能來打擊敵軍。盡管美國從 20 世紀 60 年代起就開始研究定向能,但一些專家指出,美國國防部(DOD)在定向能項目上投入了數十億美元,但這些項目未能達到成熟階段,最終被取消。不過,近年來國防部在定向能武器研發方面取得了進展,并于2014年在美國海軍龐塞號戰艦上部署了美國首枚實用定向能武器。從那時起,定向能武器的開發一直在繼續,國防部發布了定向能路線圖,以協調該部門的工作。國防部還提出了 “高能激光縮放計劃”,旨在加強定向能武器的國防工業基礎,提高激光束的質量和效率。

本報告為國會提供了有關高能激光(HELs)和高功率微波(HPM)武器等 DE 武器的背景信息和問題,并概述了部分未分類的國防部、空軍、陸軍和海軍 DE 項目。如果成功投入實戰,地面部隊可在一系列任務中使用激光,包括短程防空(SHORAD)、反無人機系統(C-UAS)和反火箭、火炮和迫擊炮(C-RAM)任務。HPM 武器可提供一種使對手電子和通信系統失效的非動能手段。與傳統彈藥相比,定向能武器可降低后勤需求,降低每次發射的成本,并且(假設有足夠的電力供應)可提供更深的彈倉。不過,這些武器可能面臨動能武器所沒有的限制。例如,大氣條件(如雨、霧、遮蔽物)可能會限制 DE 武器的射程和光束質量,從而降低其有效性。

在美國防部繼續投資定向能武器時,國會可能會考慮武器的技術成熟度、生命周期成本、特性、任務效用、工業基礎、情報需求和監督結構。國會還可以考慮 DE 武器對未來軍備控制協議的影響。

圖 2. 美國防部定向能路線圖概要

美國防部定向能計劃由國防部研究與工程副部長辦公室(OUSD[R&E])定向能首席主任負責協調。定向能首席主任負責制定和監督定向能路線圖,該路線圖闡明了國防部的目標,即 “在定向能軍事應用的每項任務和領域中取得優勢”。據 OUSD(R&E)稱,當前的路線圖概述了國防部的計劃,即在 2025 財政年度之前,將 HEL 武器的功率水平從目前可行的 150 千瓦(kW)左右提高到 500 千瓦級別,同時減小尺寸和重量。國防部尋求 “進一步減小尺寸和重量,到 2026 財年將功率提高到 MW [兆瓦] 級”。作為參考,盡管對于消除不同目標集所需的精確功率水平尚未達成共識,但國防部簡報文件(見圖 2)表明,約 100 千瓦的激光器可攻擊無人機系統、火箭、火炮和迫擊炮,而約 300 千瓦的激光器還可攻擊以特定剖面飛行的小船和巡航導彈(即橫著而不是對著激光器飛行)。1 兆瓦的激光器有可能使彈道導彈和高超音速武器失效。

圖 9. 美海軍激光器開發路線圖

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冷戰期間,美國國防部(Department of Defense,DoD)領導了全球研發工作,并在這一過程中創造了包括互聯網、精確武器和全球定位系統在內的現今常見技術。然而,從那時起,美國防部一直在努力吸收新的先進技術,因為兵力開發轉型或實施新的抵消戰略的舉措未能實質性地改變美軍的設計或能力開發流程。在很大程度上,美國防部在采用方面的困難是由于技術創新的中心從政府轉移到了私營部門,使軍隊日益成為技術的客戶而不是創造者。人工智能(AI)和無人系統就是這種情況,它們已經顛覆了現代戰爭的長期方法。因此,整合這些新技術(其中許多是商業衍生技術)的挑戰為國防部如何改革其流程和組織以促進創新提供了一個很好的案例研究。為此,本研究評估了美國軍方如何才能更及時地開發、部署和集成相關的無人系統,并以美國海軍為例說明了所建議的方法。

美國海軍和國防部將需要人工智能無人飛行器所能提供的作戰優勢。面對像大國,美軍不可能繼續依靠其歷史優勢來威懾和擊敗侵略。相反,美國國防部將需要通過部署一支可預測性更低、適應性更強、復原力更強的部隊,來應對大國的系統摧毀戰戰略。無人系統可以通過釋放美國軍人的作戰創新能力來實現這一目標,美國軍人可以像今天在烏克蘭的軍人一樣,利用無人系統來增加他們可以使用的戰術和效果鏈的種類,這可以破壞大國的計劃和概念,并使美軍有能力維持持久的沖突。

無人系統提供復原力和適應性的能力取決于規模。小規模的群體無法同時應對多個任務線或影響鏈,也就缺乏支持長期作戰的能力。無人系統可以通過放棄強大的自衛功能和專注于少數功能來降低成本和復雜性,從而實現規模化。這些限制要求無人系統與其他無人系統和有人平臺組合成系統簇(SoS),這可能會加劇美軍長期以來在各軍種之間和各軍種內部整合部隊的困難。因此,要實現無人系統的優勢,國防部將建立整合新任務線程和 SoS 的常規流程。否則,美軍各軍種將只能在現有的使用案例中部署單獨的無人系統來取代有人平臺。

美國各軍種已在嘗試通過實驗、快速采購、數字互操作性和聯合全域指揮與控制(JADC2)等舉措來提高其集成 SoS 的能力。然而,正如本報告為美國海軍所描述的那樣,這些工作往往側重于長期服務目標,而非近期作戰問題,并使用自上而下的系統工程流程來指導未來能力的需求。這種傳統方法假定美軍有足夠的時間開發新系統,并且與對手相比保持著巨大的技術優勢,但在美中競爭的背景下,這兩種情況都不可能持久。

為了更快地將非裝備系統納入部隊并獲得由此產生的作戰優勢,美國防部需要改變傳統的采購方法,調整美軍戰術或任務主線,使其能夠整合當今可用的非裝備系統。這種自下而上的 "任務集成 "方法與美國防部占主導地位的系統工程方法形成鮮明對比,反映了商業制造或分銷領域出現的最佳實踐,在這些領域,吸收機器人技術最快、最有效的方法是調整組織的工作流程,而不是開發在現有工作流程中取代人類的機器人。

針對美國防部目前的流程并實施任務集成,本研究建議進行以下改革:

1.正式確定任務集成流程,該流程將履行SoS 開發功能,以解決作戰指揮官的近期作戰問題

各軍種和國防部長辦公室(OSD)應履行六項職能,以便更快地部署新的 SoS,這些 SoS 幾乎普遍包含無人系統:

  • 問題定義--與作戰指揮官一起確定并闡明其關鍵作戰問題
  • 解決方案開發和實驗--評估使用新概念和實地或現有技術解決作戰問題的方法
  • 材料采購--獲得試驗和初步部署原型 SoS 所需的系統和工具
  • 數字集成--將 SoS 元素組合到軍事背景下有用的任務線程中
  • 資源配置和需求--為任務集成活動提供資金,驗證成功原型實驗的結果,以便進行采購
  • 運行改進--在實地評估原型 SoS,以驗證需求并逐步完善系統

雖然任務集成將是新的無人系統投入實戰的主要途徑,但各軍種應繼續其系統工程和需求生成過程,以滿足對有人平臺和其他資本投資的預計長期需求。

2.設立一個創新辦公室,作為 SoS 開發的資源贊助者和任務整合過程的管理者

創新辦公室需要多個撥款類別的資金,并有能力與適當的軍種或聯合參謀部辦公室共同驗證需求。短期內,國防部可通過重組現有的軍種或國防部組織及其相關資金來創建創新辦公室。從長遠來看,美國國防部應在廣泛的計劃要素(PE)項目中為創新辦公室分配資金,就像在國防范圍內的研發中使用的資金或組合預算編制模式所建議的資金一樣,以便使有前途的 SoS 能夠迅速過渡到采購和實戰階段。

3.在服務項目執行辦公室(PEOs)和 OSD 設立 DevOps 項目經理(PM)職位

DevOps 項目經理將通過承包各種服務和采購,或將資金轉移到其他政府部門以支持分析和實驗,幫助同步和加速任務集成過程。各軍種應在每個負責非機組人員系統的 PEO 內設立 DevOps PM,以支持任務集成工作,而 OSD 則應在負責研究與工程的副部長辦公室(OUSD R&E)或負責采購與維護的副部長辦公室(OUSD A&S)內為聯合任務線程設立 PM 角色。

DevOps 項目管理角色的設立將標志著文化的重大轉變,因為它將采購專業人員帶入了實驗和需求流程。然而,當現有技術能夠滿足當前和近期的軍事需求時,當更快地引入新能力對獲得作戰優勢至關重要時,將實驗和采購聯系起來是合適的。

4.在服務 PEO 和 OSD 中創建生態系統 PM 角色。在新型武器、任務系統和車輛中,軟件日益成為軍事能力和優勢的源泉

軟件也是當今軍隊整合的機制,就像過去幾代人通過條令和程序進行整合一樣。國防部應在每個采購 PEO 中設立項目管理人員,負責管理 SoS 軟件環境的開發和維護。

生態系統項目管理人員將擁有連接車輛、任務系統、指揮與控制(C2)軟件的政府接口,并監督新系統與生態系統的集成。生態系統項目管理公司的建立將使政府能夠管理和監督供應商的軟件開發工作,包括維護指揮、控制和通信(C3)環境的軟件工廠,以及新系統供應商展示其與生態系統進行數字集成的能力的執行平臺,而不是將更多的軟件開發工作交給政府。

結論

在主導地位不再是既定事實的環境中,美軍將回歸作戰創新。從歷史上看,美軍在獲得隨機應變和發揮創造力的工具和流程后,一直表現出色。通過任務集成實現有效創新所需的許多要素已經到位。要加速實現無人系統的優勢,就需要更好地協調和執行這些活動,以解決當今的作戰問題。如果海軍和國防部不能做到這一點,他們可能會錯失最佳時機,無法在與大國等同行對手的競爭中獲得持久優勢。

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本研究探討了美國國防部(DoD)在冷戰早期對地對地導彈開發的管理,以及陸軍對 "朱庇特"中程彈道導彈(IRBM)的追求。在這些工作中,新興導彈技術對美國防部減少軍種間競爭和重復工作的能力提出了挑戰。盡管美陸軍闡明了使用遠程導彈的潛力,但卻未能說明為何應由陸軍來開發和操作上述武器。相反,陸軍利用 1950 年和 1954 年導彈協議中模棱兩可的措辭,廣泛應用其陸戰職能,蠶食了空軍的預期任務。這導致多個軍種爭奪有限的資源,并利用不成熟技術在當時不可預見的優勢,最終造成冗余。本研究發現,美國防部在 20 世紀 50 年代對導彈開發的管理使日益減少的國防預算捉襟見肘,限制了常規能力的現代化,并加劇了各軍種之間的緊張關系。雖然這些發現基于歷史研究,但卻具有持久的應用價值,因為它們揭示了限制性政策文件中模棱兩可的措辭所帶來的危險,并對參謀長聯席會議和類似的以軍種為基礎的委員會作為管理新興技術的組織的有效性提出了質疑。這些發現尤其適用于當今國防部的政策制定,因為冷戰時期的洲際彈道導彈爭議反映了當前軍種間在導彈開發方面的緊張關系。

研究問題

本研究探討了以下問題: 美國國防部(Department of Defense,DoD)對導彈這一新興技術的管理如何影響陸軍在 1955 年至 1956 年間對射程 1500 英里的 "朱庇特"導彈的追求?三個補充問題支持了這一研究問題: 第一,"朱庇特"導彈如何融入陸軍既定和調整后的服務職能?第二,美國防部在 20 世紀 50 年代制定了哪些限制措施來管理地對地導彈的研發?第三,是什么促使國防部長查爾斯-威爾遜在 1956 年明確了角色和任務,隨后終止了陸軍的 "朱庇特"導彈項目?

本研究認為,美陸軍利用美國防部對導彈發展的模糊指導來發展 "朱庇特"洲際彈道導彈--一種該軍種在作戰上難以自圓其說的武器。面對使命危機和有限資源的競爭,陸軍對新興導彈技術進行了大量投資,并對其服務職能和導彈開發責任進行了廣義解釋。反過來,陸軍不斷擴大導彈射程也造成了重復勞動,這是軍種間持續競爭的產物。遺憾的是,參謀長聯席會議(JCS)無法在內部解決這些沖突,國防部長最初無法解決,后來也不愿意解決,直到 1956 年 11 月才解決了問題。在這方面,20 世紀 50 年代國防部對導彈發展的管理使日益減少的國防預算捉襟見肘,限制了常規能力的現代化,并使各軍種之間本已脆弱的關系出現裂痕。

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2018年美國國防戰略強調,由于新技術的 "無情"發展,安全環境正在迅速變化。隨著這些新興技術在未來戰爭中變得越來越重要,美國國家安全界必須投資擴大具有必要的關鍵技能的個人群體,以應對這種以技術為中心的新環境的挑戰。為了實現這一目標,美國國防部實施了一些外聯計劃,針對從小學到大學和研究生課程的學生,鼓勵他們考慮在科學、技術、工程和數學(STEM)領域的職業。同樣,國防部也投資了許多招聘計劃,包括實習、獎學金和招聘會。這些對關鍵技能的宣傳、教育和招聘的投資也必須與私營部門對許多相同技能不斷增長的需求相競爭。

認識到高技能勞動力對國家安全任務的極端重要性,參議院關于2020財政年度(FY)國防授權法案的第116-48號報告要求向參議院和眾議院的軍事委員會提交一份報告,評估國防部教育和招聘關鍵技能人員的計劃,包括網絡安全、STEM、創新、計算機科學和關鍵語言。作為回應,人事和戰備副部長辦公室(OUSD(P&R))的文職人員政策主任要求國防分析研究所(IDA)確定導致現有國防部招聘和發展計劃成功或失敗的共同因素,以改善文職和軍警人員隊伍中關鍵技能的可用性。此外,IDA還被要求就如何改進當前和未來的招募和教育計劃提出建議。

為了完成這項研究,我們與127名個人進行了62次訪談,包括招聘人員、招聘經理和人事專家,以及一系列利益相關者,包括來自學院和大學的代表、研究和發展伙伴以及專業附屬團體。我們還研究了國防部外聯、教育和招聘計劃的現有數據以及其他關于文職雇員和擁有關鍵技能的軍人的數據。由于這些數據來源不包括外聯和招聘計劃的成本,并且在大多數情況下不包括個別計劃的有效性的客觀指標(例如,產生的線索數量,雇用的質量,雇用的保留),這項研究不包括對個別計劃的投資回報的系統評估。相反,我們著眼于整個針對關鍵技能的項目組合,并提供我們對有助于國防部有效獲得具有關鍵技能的個人的能力的因素的觀察。

對美國防部吸引所需技能勞動力的能力有重要影響的一個關鍵點是其截然不同的民用和軍用招募方法。雖然軍事招聘是在全國范圍內進行的,每個軍種都有一支全國性的招聘隊伍,但國防部通常將文職人員招聘作為各個司令部和組織的地方責任。因此,文職人員招募工作資源不足,往往是一種 "拾人牙慧 "的游戲,在組織和規劃方面存在很大不足。此外,文職人員的需求幾乎總是圍繞著現有的勞動力,而不是圍繞著對需要完成的工作和如何最好地完成工作的戰略分析。因此,文職人員的招聘過程通常是被動的。當一個職位出現空缺時,該部就開始尋找替代者;然而,這些職位可能會空缺很多個月才被填補。

相比之下,軍事招聘是非常集中的,并有意識地關注需求。這個系統的弱點是,要求是基于現有的職業道路和技能組合,這可能無法充分確定對新的和新興的STEM相關技能的要求。由于各軍種正在滿足對STEM、軟件和其他關鍵技能的現有要求(在這種要求被記錄下來的情況下),他們的招聘指揮部認為沒有必要采取任何特別的激勵措施或其他措施來改善這些領域的招聘。各軍種在充分確定與STEM有關的關鍵技能的要求方面努力不足所引起的潛在擔憂,可能會因為軍隊采取的培養技能而不是招募技能的方法而得到部分緩解。每個軍種都告訴我們,他們的戰略是招募高質量的人員,然后對部隊進行培訓和教育,以培養專業技能。

基于這些以及在訪談中和通過數據來源提供的其他見解,我們提出了12條建議--8條針對文職人員隊伍,4條針對軍警人員隊伍--國防部如何提高其提供任務關鍵技能的招聘和教育計劃的有效性。

文職人員建議

建議1:制定一個招聘需求程序。軍事部門和國防機構應制定一個需求程序,系統地評估文職人員的招聘需求,考慮到預期的人員流動;可能需要的新技能;軍事人員、文職人員和承包商的適當組合;以及初級人員和有經驗人員之間的平衡。國防部各組織應至少每年評估一次招聘需求,并將這些需求滾動到一個足夠的水平,以確保它們能夠在整個組織內得到系統的解決。

建議2:廣播一個一致的信息。軍事部門和國防部門應尋求渠道,通過這些渠道傳播一致的信息,以提高該部門作為平民雇主的意識。國防部各組織認識到,他們很難僅靠報酬來競爭。為此,國防部吸引高素質人才的努力應強調工作的質量、任務的重要性、工作場所的包容性以及其他工作生活平衡問題。

建議3:確定優先次序,平衡資金。該部應系統地收集和評估主要招聘和雇用激勵措施的成本,包括實習;獎學金和研究金;招聘、搬遷和保留獎金;以及其他形式的溢價薪酬。該部應利用這些成本數據來確定招聘激勵措施的資金缺口,并酌情為具有成本效益的項目提供額外的資金(包括像為關鍵的STEM技能設立的采購勞動力發展賬戶那樣的專門資金來源)。

建議4:制定衡量標準。國防部各組織應制定衡量標準;系統地收集和維護關于新員工的外聯和招聘工作的數據;并對項目績效進行定期評估。衡量標準應包括外聯和招聘活動的成本、從這些活動中開發的線索數量、從這些線索中產生的新員工數量、新員工的來源、員工的質量、員工的多樣性以及員工的保留等方面的數據。衡量標準可能會在地方一級收集,但需要中央指導,以確保數據可以滾動起來,在各組織之間進行比較,并用于指導資源和評估招聘和雇用選擇。

建議5:建立招聘關系。國防部各組織應與不同的高校組合發展和培養系統的招聘關系。可能需要為具有關鍵STEM技能的學生建立一個專業的核心招聘人員,以便在招聘會和類似的一次性活動之外建立校園存在。這些招聘人員可能還需要通過接觸學生組織、與STEM部門互動、贊助學生競賽、利用贊助研究、協助撰寫簡歷以及幫助學生通過國防部的招聘官僚機構來發展更深入的關系。

建議6:制定虛擬工具的最佳實踐。國防部應系統地審查其組織和私營部門的同行如何使用虛擬招聘和雇用工具(如Handshake、USAHIRE、LinkedIn、Salesforce和TalentNeuron)。然后,國防部應制定一套首選工具和最佳做法,并在整個部門推廣。國防部應考慮是否可以通過捆綁要求或企業范圍內的許可證來更有效地資助其中一些工具。

建議7:制定直接聘用的最佳做法。該部應制定使用直接雇用授權的最佳做法,以確保這些授權不會默認為傳統方法或 "更快地做同樣的事情"。最佳做法應旨在提供靈活性和選擇,以適應具體的雇用需求,而不是規定為單一的首選方法。這些做法還應該為公布工作機會、暫定工作機會、使用虛擬招聘工具和評估候選人的方法(包括簡歷、面試、中小企業評估和招聘小組)提供指導。

建議8:解決官僚主義瓶頸。軍事部門和國防部門應通過進行根本原因分析和解決程序缺陷來減少招聘過程中的官僚主義瓶頸。為了實現這一目標,國防部可以改善招聘經理和人事處理組織之間的關系,對這些組織的工作人員進行培訓,使其了解如何使用直接招聘的權限,或者派出專門的團隊,與國防部那些擁有獨特招聘權限和對關鍵STEM技能有強烈需求的組織相配合。

軍事人員建議

建議1:評估和確定STEM需求。各軍種應定期、系統地評估其對現有軍事職業領域中未包括的前沿STEM技能的需求。這些技能包括軟件開發、數字工程、機器學習和人工智能。一旦各軍種確定了制服所需的技能,就應該將這些技能與職業領域、職業道路和部隊要求聯系起來,以便向招募人員傳達。

建議2:整合干部隊伍的宣傳和招募。各軍種應將STEM推廣工作(包括機器人活動、電子競技比賽、黑客活動和類似活動)與征兵目標聯系起來,通過與正在發展關鍵技能并顯示出服兵役傾向的潛在新兵保持持續接觸,努力建立征兵管道。空軍似乎為這種整合提供了最佳模式,它努力系統地跟蹤機器人項目、電子競技比賽和黑客活動等活動的參與者,從中學到大學和其他地方。

建議3:調整STEM推廣和招聘方法。各軍種應制定有針對性的方法,在需要關鍵STEM技能的職業領域識別、激勵和招募個人(如前述建議所確定)。例如,可以修改軍事能力測試,以確定潛在的軟件人才;可以設計單獨的廣告活動,以接觸STEM領域的人才;可以組建專門的團隊,系統地追求STEM的招聘。在某些情況下,尋求具有特定技能的應聘者,而不是尋求整體 "質量",并認為技能可以通過在職培訓計劃來培養,這可能是合適的。在任何情況下,針對STEM技能的招聘應該超越簡單的建立技術形象,進入更廣泛的廣告和營銷工作。

建議4:協調文職人員招聘。各軍種應該協調軍事招聘和民事招聘,至少在STEM領域。各軍種應擴大其外聯和招募工作,以確定和追求具有關鍵STEM技能的個人,無論他們是否有能力達到軍事體能標準和服兵役的傾向。此外,對于那些無法完成ROTC或軍事學院的課程,但擁有有用技能和服務愿望的人,可以將其轉為可能的民事任務。

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現代軍隊依靠電磁頻譜來運作。因此,通過干擾和定向能量攻擊電子和信息系統會降低現代對手的作戰系統。冷戰結束后,美國的對手在電子攻擊能力方面進行了投資,而美國陸軍則基本上放棄了自己的能力。意識到這一點,陸軍現在正投資于新舊電子武器以縮小差距,在陸軍試驗多域作戰概念時重新獲得電子攻擊能力。本專著的目的是回答這樣一個問題:"美國陸軍如何在MDO空間中利用電子攻擊?" 本專著提出,陸軍作戰部隊應將新興的干擾和定向能武器整合到一個作戰系統中,將物理、控制論和道德效應融合到對敵人的深度攻擊中。這一建議對條令、組織和領導者的發展有重大影響。作者的意圖是鼓勵陸軍領導人將環衛系統中的進攻行動視為當前和未來戰場上聯合武器作戰的關鍵。

一 新興電子攻擊技術

1 無人機和反無人機干擾

無人機系統和傳統的干擾技術已經融合在一起,形成一種新的能力。正如前面的案例研究中提到的,俄羅斯已經在無人機上安裝了干擾器,作為其Leer3 EW系統的一部分。在美國,陸軍和空軍希望更深入地測試空中發射的多功能無人機群,這些無人機可以快速穿越戰場進入對手的支持區,以識別、破壞甚至摧毀高回報目標。陸軍作戰能力發展司令部的合同提案要求這些無人機配備ES傳感器和EA武器,能夠同時探測敵人的作戰秩序,進行干擾,并觀察火力任務。陸軍的建議表明,網絡化的EW無人機在近距離、縱深和支援領域都有作用。除了在更大的收集-火力架構中的整合,EW無人機群可以通過欺騙性的信號和特征支持作戰機動。雖然這一系統尚未投入實戰,但該提案表明,陸軍正在考慮將EA能力與不斷擴大的無人機群整合到一個更廣泛的作戰系統中。

反無人機干擾系統有效地發揮了機動短程防空(SHORAD)武器的作用,保護單位和關鍵節點免受觀察和攻擊。許多反無人機武器干擾或欺騙測向和通信系統,導致無人機墜毀或返航。理想情況下,反無人機EA系統可以與戰區的IADS相連接,能夠迅速解除空域的沖突,辨別敵我雙方。然而,在有爭議的EMS環境中與低空飛行的無人機交戰的被動性質將使蓄意的空域和EMS解沖突變得不可能,特別是對于裝備有便攜式變體的部隊。

2 高能激光器

定向能源武器的破壞潛力來自于隨著時間推移轉移到目標的能量。高能(HE)激光器的能量通常在千瓦到兆瓦之間。在低端,這些武器可以使傳感器失明。隨著能量的增加,它們可以降低敏感的電子元件,加熱設備和人員,使其不能再發揮其功能,并導致燃料或彈藥爆炸。 美國海軍在實施高能激光器方面處于領先地位,2014年在一艘水面艦艇上安裝了第一臺。它現在在許多艦艇上都有一系列的激光器,從光學 "炫目 "到150千瓦的光束。光學、發電和傳播方法的進步使得在海上、空中和太空以及陸地移動系統中使用高能激光成為現實。

陸基高爆激光系統可以發揮許多功能。在戰術層面上,高爆激光器可以抵御來襲的彈藥,使無人機失效,并壓制敵人的主動防護系統,作為動能射擊的補充。空軍安裝在卡車上的 "恢復基地拒絕的彈藥"(RADBO)系統使用高爆激光器在舒適的距離內引爆地雷。陸軍目前正在開發一種300千瓦的車載激光器,以防止火箭彈、火炮和迫擊炮的攻擊。在戰區和戰略層面,高爆激光器可能是對抗高超音速導彈的唯一有效手段。根據大氣條件和可用功率,地面高爆激光器可以瞄準敵方軌道上的衛星。

高爆激光器可以有效地作為動能武器的彈藥替代物。這也是有代價的:功率要求、交戰時在EMS中的信號增加,以及由于遠距離和跨域的影響而可能造成自相殘殺。高爆激光器還可能受到大氣條件的限制,盡管該領域的進展正在努力克服這一挑戰。

3 非致命、反人員定向能

激光與物理環境中的元素的相互作用使DE有了非致命的用途。美國軍方在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動的高峰期試驗了 "疼痛射線",作為其主動拒絕系統(ADS)的一部分。該系統是為控制人群而設計的,它將電轉化為毫米級的無線電波,加熱皮膚中的水,在幾秒鐘內產生難以忍受的熱感。對ADS的1.1萬次測試只導致了兩次受傷。另一種應用是用激光在人員附近產生等離子體球,然后用其他激光誘發物理效應,如幽靈般的聲音或周圍空氣中難以忍受的噪音。聯合非致命武器局正處于將激光誘導的等離子體效應武器用于加熱目標的皮膚,產生極其響亮或混亂的聲音,以及投射口頭命令的邊緣。

非致命的DE武器可用于固定地點的安全,可在安全和鞏固行動中使用,并可通過使人群遠離道路來提高流動性。然而,這些武器的新穎性可能會在信息環境中產生負面效應。斯坦利-麥克里斯特爾將軍在ADS部署后的幾周內就下令將其從阿富汗撤走,因為塔利班讓人們相信美國在對平民進行 "微波",使其患上癌癥和不孕癥。

4 高功率微波武器

高功率微波(HPM)武器旨在通過用電磁能量壓倒目標的電子裝置來拒絕、干擾、損害或摧毀它們。HPM是可擴展的,根據HPM投射的能量的多少來呈現所需的效果。在較低的范圍內,HPM激增的能量足以 "鎖定 "一個系統,拒絕其使用。在較高的功率范圍內,HPM會破壞集成電路。與干擾器不同,HPM可以在目標系統不工作的情況下實現其效果。反擊HPM需要對整個電子系統進行加固,因為激增的能量會通過暴露的電線、端口、天線和光學器件滲透進去。與高爆激光器不同,HPM是區域性武器。破壞性效果通常是在較近的范圍內產生的,而破壞性效果可以在較遠的距離上實現更大的面積。作為區域性武器,HPM在對付無人機群時特別有用,空軍已經部署了至少一種HPM武器來保護其地面設施免受無人機攻擊。2017年,波音公司和空軍成功測試了 "反電子高功率微波高級導彈項目"(CHAMP),這是一種巡航導彈,旨在用機載HPM摧毀計算機和電子設備。將這種技術應用于無人機系統或基于直升機的運載系統,為遠程HPM攻擊提供了另一個載體。

具有最大戰略潛力的HPM武器是非核電磁脈沖(EMP)。一旦美國研究人員認識到核爆炸伴隨著電磁能量的大規模激增,美國和蘇聯就開始研究用非核彈藥復制這種效果。雖然CHAMP使用機載電池來發射其HPM以達到局部效果,但EMP炸彈將爆炸能量轉移到磁場中,在整個作戰區域產生HPM效果。組件技術已經成熟到EMP炸彈或導彈是可行的地步。雖然國防部沒有公開其EMP研究,但在2017年,國防部向工業界征集一種 "彈藥投送的非動能效應",該效應能夠 "在不破壞與這些系統相關的硬件的情況下使對手的基本工業、民用和通信基礎設施失效"。該提案要求用標準的陸軍155毫米射彈來實現這一效果。96F 97 該提案所要求的能力指向某種火炮發射的EMP武器。由于C2系統和光電傳感器依賴于敏感和脆弱的電子器件,成功的EMP攻擊對對手的影響可能是決定性的。

二 新興電子攻擊技術的影響

博伊德斷言,戰斗人員必須有道德-心理-身體的和諧才能進行抵抗。要破壞這種和諧,需要將致命的、機動的和道德的努力結合起來。施耐德斷言,戰斗有三個領域:道德、控制論[心理]和身體。各個領域都會受到能力的影響,包括EA。結合這些觀點,我們得出了一種方法來理解新的電子攻擊能力如何在多領域作戰中被利用(見圖3)。考慮到案例研究,現在的任務是考慮我們如何將新興的EA系統與現有的能力相結合,在物理、控制論和道德領域產生影響,以支持致命的、機動的和道德的努力。

圖 3.“在作戰中應用電子攻擊的模型”。

1 物理領域的現代EA

電子武器特性的最重大變化是開發了能夠直接摧毀敵人系統和平臺的電子武器。HPM和HE激光系統有能力摧毀無人機和飛機。陸軍的高爆激光器目前集中在防空和反無人機任務上,但這些激光器瞄準地面上的敵方平臺只是時間問題。戰斗車輛上的主動保護系統,如以色列的 "戰利品 "系統的擴散,可能需要在用直接或間接火力攻擊這些平臺之前,通過干擾或DE武器對其進行抑制。為工兵部隊配備RADBO或類似的高爆激光系統,將使他們能夠迅速減少雷區,在行動中能夠更快地進行地面機動。

無人機群ES/EA干擾器,與間接或精確火炮協同作戰,形成了一種觀察-壓制-打擊的能力,有可能遠遠超出前線部隊的作戰范圍,支持偵察和反偵察任務。裝有高爆激光器的航空平臺將為陸軍提供其最遠距離的直接火力武器系統,能夠在距離目標數英里的地方升空進行瞄準射擊,然后落回地面。作為常規致命打擊的一部分,EMP炮彈將摧毀主動防護系統和反火力雷達的電路。

陸軍EA系統也將在物理領域支持MDO的其他服務。DE武器的效果上限可以延伸到太空,使其能夠與飛機交戰以支持空軍。消耗性的無人機干擾器可以激活敵方的EA系統,顯示其位置以便聯合瞄準。裝備有小型EMP裝置的特種作戰部隊可以使岸基雷達和導彈系統在沿海和海上行動中無法使用。陸軍高能激光器有可能通過從地面瞄準敵方衛星來支持太空部隊。

2 網絡領域的現代EA

雖然美軍傳統上將EA集中在網絡領域,但現代EA武器為陸軍提供了沿著作戰區域的長度和寬度攻擊網絡決定性點的潛力。蜂群無人機可以將陸軍各師的干擾范圍擴大到遠遠超過空地作戰的30公里。ES系統可以提示高爆激光器來干擾(或炸毀)指揮節點的天線。HPM和EMP彈藥將使整個網絡無法使用,嚴重降低了指揮官在分布式部隊之間提供目的和方向的能力。成群的EA無人機和固定的誘餌可以模擬平臺和指揮節點的電子特征,欺騙敵人并模糊其電子監視工作。同樣的能力也可以用噪音淹沒EMS,在關鍵時刻隱藏關鍵系統的使用或機動。

無人機干擾器和高爆激光器可以壓制防空系統以支持空軍行動。電磁炮是在MDO中產生機動窗口的完美武器,因為它可以使不發光的防空雷達失效,而不會使載人的空中干擾機處于危險之中。地面干擾器可以破壞衛星和地面站之間的聯系,使太空部隊的資產騰出來用于其他行動。EA系統可以刺激敵方網絡,或創造可能有利于敵方網絡內部的網絡行動的缺口。針對網絡決定性點的EA的累積效應將使敵人無法對加速的致命打擊作出反應,也無法對進入脆弱地區的滲透性機動作出反擊。

3 道德領域的現代EA

陸軍可以在戰術、作戰和戰略層面上將現代EA技術用于對抗敵人的意志。在戰略層面上,EMP彈藥可以作為一種有效的威懾手段來對抗對手的行動。從多個載體--空中、太空、海上和陸地--發射的EMP提供了核交換之外的升級選擇。在作戰層面,一個模擬蜂窩網絡同時干擾真實網絡的系統,如俄羅斯的Leer 3,將幫助指揮官更有效地管理信息環境。對分散的部隊使用戰術電磁脈沖,從電子上切斷他們的總部和相鄰的編隊,將在紀律性不強的部隊中產生恐懼和威脅。激光誘導的等離子體效應可以在塑造行動中使用,作為致命的動能打擊或快速穿透機動的前奏,制造恐懼和焦慮。

正如俄羅斯人在烏克蘭所展示的那樣,操縱性電子攻擊是利用聯合網絡行動中獲得的情報的一種機制。我們的網絡戰士必須與EA和心理行動相結合,以收集情報,制作欺騙或信息,然后以無線方式投射到對手的網絡。

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6月8日,美國政府問責署發布《武器系統年度評估:更快部署能力面臨的挑戰仍然存在》報告,指出國防部正努力提高其開發和交付武器系統的速度,但許多武器項目仍面臨延遲問題,部分原因是國防部在武器系統技術、設計或生產的關鍵決策點上沒有獲得正確信息。

這是政府問責署發布的第20份武器系統年度評估報告,共對63個重大武器系統項目進行評估,其中包括40個重大采辦項目、4個未來重大采辦項目和19個中間層采辦項目。政府問責署發現,在29個尚未交付能力的重大采辦項目中有8個平均延遲7.8個月,9個延遲2至12個月;為更快交付能力而設立的中間層采辦項目,沒有可比較的里程碑,難以進行統一的進度分析,其中3個項目存在顯著延遲。

此次評估的國防重大項目中,按照類型分,包括10個導彈和彈藥項目,10個衛星項目,10個艦船項目,7個飛機項目,6個C3I、傳感器和雷達項目,4個地面作戰/車輛項目,2個潛艇項目等。其中,導彈和彈藥項目主要有遠程防區外巡航導彈(LRSO)、高超聲速空射快速響應武器(ARRW)、小直徑炸彈II(SDBII)、精確打擊導彈(PrSM)、增程火炮(ERCA)、遠程高超聲速武器(LRHW)、增程型先進反輻射導彈(AARGM-ER)、常規快速打擊(CPS)等。

按照軍種分,包括26個空軍項目、14個陸軍項目、22個海軍項目、1個國防部項目。

GAO認為,評估的重大項目普遍存在采購費用明顯超支、進度延遲、網絡安全措施未落實等問題。超過一半的重大國防采辦項目延遲實現初始作戰能力,如MH-139A灰狼直升機、紅外搜索和跟蹤、CH-47F現代化運輸直升機、MQ-25無人機系統等。

本年度的報告還新增了對國防工業基礎有關風險的評估,發現在政府問責署審查的59個項目中,超過一半對工業基礎風險進行了跟蹤,但也有近一半的項目未制定專門的工業基礎評估計劃,并建議采辦與保障副部長辦公室更新國防部工業基礎評估指令,以明確工業基礎評估要求,確保掌握重大工業能力風險。

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