本文旨在確定英國陸軍陸基防空系統(GBAD)的指揮與控制(C2)需求。討論的背景是英國國防部正在制定綜合防空和導彈防御戰略,陸軍也開始著手實施陸基 GBAD 計劃。本文旨在概述未來空中威脅環境的發展軌跡以及應對該威脅的關鍵組成部分,并由此推導出對英國 GBAD C2 的要求。
未來威脅環境的特點是威脅系統的多樣化和融合。從歷史上看,空中威脅一直根據其打擊不同深度目標的射程和成本進行優化,主要分為兩類:一類是試圖通過低空飛行躲避防御系統的探測;另一類是在高空快速飛行的系統。因此,對防御系統進行了優化,以最大限度地提高其殺傷概率,抵御針對目標的特定威脅。無論是從彈藥所針對的目標,還是從彈藥的飛行特性來看,這些類別都越來越模糊。因此,未來防空系統的設計必須最大限度地提高其作為一個系統的效率,針對同時存在的多種威脅分配適當的攔截彈。因此,防空系統的可持續性越來越取決于 C2 的效率。面臨的挑戰是如何建立強大的分層防空能力,對復雜的炮彈進行識別、分類并分配最合適的擊毀機制。
為了跟蹤這些多樣化的威脅,部隊必須避免依賴少量精巧的雷達,因為這些雷達可能會被壓制,或被孤立和欺騙。相反,防空系統必須能夠融合和整合來自部隊各傳感器的不同質量的跟蹤數據。一些傳感器將專門用于防空,而另一些則是機會傳感器,通常側重于其他目標。例如,聲學傳感器可能會在陸地編隊中大量使用,目的是識別火力來源。如果能獲得數據,這些系統還能提供低空飛行空中威脅的軌跡。要獲取這些數據,就要求 GBAD C2 不依賴于承載者,并能接收由多種手段提供的各種數據。此外,該系統還必須能夠集成新型傳感器和效應器,這可能是隨著新能力的投入使用,也可能是為了應對對手不斷變化的戰術而帶來的新能力。
這些特點尤為重要,因為英國 GBAD 目前的裝備還無法打敗多種空中威脅。例如,英國彈道導彈防御能力完全是皇家海軍的專利。無論英國部署在哪里,無論是與北約盟國還是更遠的合作伙伴一起,都必須能夠為聯合傳感器和效應器以及多國 C2 做出貢獻并從中受益。英國作為一支遠征軍,需要與各種各樣的英國合作伙伴進行整合,這意味著 C2 架構必須能夠在不共享源代碼的情況下向用戶發布跟蹤信息。
目前,值得注意的是,英國缺乏 GBAD C2 能力。由于英國皇家炮兵部隊的職業結構不允許許多軍官長期從事這一領域的工作,因此 7 個防空大隊只有極少數人員可被視為專業防空人員。然而,互操作性要求具備與多個系統打交道的經驗,因此防空專業化和擴大聯絡機會至關重要。還必須指出的是,7 個防空群的兩個團目前的配置能夠在師一級提供 C2 節點。然而,英國希望擁有一個北約后備團和兩個師。同樣明顯的是,由于缺乏組織能力,聯合部隊與多國盟友和合作伙伴之間的聯絡職能至關重要。7 個防空大隊目前缺乏維持這么多 C2 節點的力量。
另一個要求是防空 C2 架構必須是模塊化和可移動的,沒有單點故障。這一點是可以做到的,決策支持工具意味著隨著時間的推移,它可能會變得越來越好。盡管如此,C2 系統必須支持由多個小型單元組成的防空協調,并能迅速打包和移動
俄羅斯全面入侵烏克蘭已有兩年多時間,了解俄羅斯未來潛在的軍事能力對于預測克里姆林宮繼續發動戰爭甚至升級敵對行動的能力至關重要。本研究論文探討了俄羅斯軍隊在 2022 年 2 月后的戰斗表現,找出了戰爭中凸顯的弱點和資源缺口,并考慮了莫斯科軍事復興和現代化計劃的可實現性。
本文探討了俄羅斯基本部隊結構對軍事效率的影響。分析了俄羅斯陸、海、空和 "非對稱 "能力的發展趨勢。本文還探討了俄羅斯國防工業在采購、開發和制造材料方面面臨的挑戰。本文的總體目標是指出俄羅斯將在哪些領域和部門繼續對烏克蘭和西方構成可信的軍事威脅。
盡管過去兩年在戰場上遭受了嚴重損失和失誤,但事實證明俄羅斯軍隊有能力在前線大部分地區保持戰術到作戰層面的巨大壓力。俄軍似乎有能力吸收人員損失,并用新兵堵住戰線上的漏洞。與此同時,俄羅斯最高指揮部正在進行大規模改革,旨在長期增強常規軍事能力。然而,繼續推進烏克蘭戰爭將制約俄羅斯實施和整合這些改革的能力。
在俄羅斯的所有軍種中,地面部隊在戰爭中的投入最大。他們的人員和裝備損失最為慘重。因此,與其他軍種相比,它們的再生能力將在更大程度上取決于俄烏戰爭如何以及何時結束。雖然招募了許多志愿者改善了人力狀況,但裝備的損失似乎更難以為繼。以足夠的數量和速度更換裝備將是一項挑戰,俄羅斯將很難有效地開展連級以上的聯合作戰。不過,陸軍已經提高了偵察、精確制導彈藥和動態瞄準能力。
在空中力量方面,由于急需大規模生產其他領域的裝備以支持正在進行的烏克蘭戰爭,用于航空航天部隊(VKS)飛機和武器更新換代的資源將受到限制。因此,在可預見的未來,俄羅斯在空中領域對北約的最大威脅可能仍然是--和現在一樣--俄羅斯數量眾多、殺傷力強、層次分明的地對空導彈(SAM)系統,以及其不斷增長的遠程打擊武庫。
雖然俄羅斯海軍在黑海遭受了烏克蘭軍隊令人難堪的損失,但俄羅斯聯邦海軍(RFN)仍然比人們有時認為的更加強大。除了兩個重要的例外情況,烏克蘭海軍對俄羅斯的大部分戰績都是攻擊非常老舊或有限的船只。不過,俄羅斯聯邦海軍的藍水作戰能力絲毫未減。烏克蘭在海上取得的成功令人印象深刻,但這不應掩蓋一個事實,即俄羅斯的全球力量投射能力并未減弱。
長期以來,俄羅斯一直在追求對以信息為中心的現代戰爭愿景至關重要的非對稱能力--包括網絡工具、信息和電子戰、無人和自主系統、反空間作戰、先進的數據分析和人工智能。自 2022 年與烏克蘭的全面戰爭開始以來,俄羅斯在這些領域的能力經受住了考驗--揭示了當前的優勢領域,同時也暴露出弱點、退化點和未來的不確定性。為了降低俄羅斯不對稱方法的長期可行性,西方必須采取政策和戰略,進一步削弱俄羅斯的技術能力,破壞克里姆林宮在俄羅斯國內外的信息戰略。
國際定向制裁和沖突的需求嚴重影響了俄羅斯的軍事工業綜合體(OPK)。目前的狀況對俄羅斯來說是不可持續的:俄羅斯的軍事工業正步入衰退期和創新停滯期,不得不簡化生產來應對。這將影響俄羅斯軍隊對軍事硬件進行資本重組和現代化的能力,以及實現現代化的速度。盡管存在上述問題,但西方軍事規劃人員需要記住,OPK 可能會繼續得過且過地生產 "足夠好 "的系統,這仍將對烏克蘭以及北約及其盟國構成重大威脅。對于俄羅斯尚未在對烏戰爭中使用的對峙和非對稱能力而言,尤其如此。
OPK 的衰落將越來越多地限制俄羅斯在常規和戰略競爭中對稱對抗西方國家和北約的能力,尤其是當技術成為國家力量的更重要因素時。西方軍方及其盟國要想 "超越 "莫斯科,削弱俄羅斯在軍事和地緣政治上的競爭能力,能實施的最好手段就是實施更嚴格、更廣泛的制裁。
歸根結底,能夠削弱俄羅斯在未來幾年重組軍隊能力的最重要因素將是西方對烏克蘭的持續支持。西方國家繼續向烏克蘭提供武器、彈藥、財政支持和援助。不讓俄羅斯取得勝利并迫使其繼續進行長期消耗戰,將進一步削弱其戰爭能力的所有要素。
美國海軍是一支在全球提供前沿威懾的力量。技術的進步和戰略競爭對手的崛起改變了軍事行動的態勢,這可能對美國海軍的前沿存在構成挑戰。這種挑戰可能威脅到美國本土,而軍事戰略的重點是在海外維持部隊。為了確保本土安全,本論文認為美國海軍可以創新并更多地使用無人系統。無人系統將很快成為艦隊力量設計的一個方面,其整合對未來的海軍行動至關重要。美國海軍目前正在開發和測試無人機 (UAV)、無人水面艦艇 (USV) 和無人潛航器 (UUV),以擴充艦隊并提高其能力。這些系統可通過以下任務領域增強美國海軍能力:情報、監視和偵察(ISR)、海上安全、反水面戰(ASuW)、反潛戰(ASW)和水雷對抗(MCM)。
美國是一個海上強國,通過分布在全球各地的海軍力量威懾對手,確保安全。美國海軍通過在世界前沿地區開展行動和使用積極的分層防御戰略來保衛本土。該戰略的目標是在威脅襲擊美國本土之前對其進行威懾。然而,先進技術的出現和戰略競爭對手的崛起對美國海軍依靠前沿存在威懾對手的能力提出了挑戰。面對這些挑戰,本土已成為這些競爭對手威脅的可信目標。為確保本土安全,美國海軍需要創新并適應新興的無人系統技術。本論文探討了海軍如何將無人機、USV 和 UUV 等新興技術融入保衛本土的任務中。
無人系統的創新和集成已成為海軍高層領導的首要任務。美國海軍 "2045 兵力設計"(Force Design 2045)概述了美國海軍艦隊將成為一支混合艦隊,通過將無人系統集成到海上行動中來增強其實力。目前正在對這些系統進行開發和測試,以提高艦隊的整體能力和威懾力。為了繼續保持美國海軍在全球的安全存在能力,本論文根據這些系統的能力和性能,對美國海軍總體計劃中的路線圖所概述的高優先任務領域進行了研究。在這些高優先級任務領域中,本論文納入了可用于保衛國土的任務領域。這些任務領域包括情報、監視和偵察 (ISR)、水雷對抗 (MCM)、反潛戰 (ASW)、海上安全和反水面戰 (ASuW)。
美國海軍在空中、水面和水下都擁有強大的無人機系統。艦隊中的主要無人機包括 MQ-8C“火力偵察兵”、MQ-4C“海衛一”、“掃描鷹”和 MQ-4A “收割者”。另一方面,海軍正在為水面艦隊研制大型和中型無人水面飛行器,為水面下部隊研制 "獅魚"、"金魚 "和 "刀魚"。美國海軍還成立了開發中隊,對這些無人潛航器進行試驗,以加強其與艦隊的融合。這些開發中隊正在對這些系統的能力以及它們能為艦隊提供的服務進行專業測試。
通過對潛在任務領域和海軍現有系統的研究,本論文概述了這些系統可為保衛美國本土提供的潛在行動。這些系統可以為國土執行的主要任務是通過海岸偵察和海岸監視行動進行 ISR。ISR 可以作為一種積極主動的工具,在專業探測和定位潛在威脅的同時,增強美國海軍的海域感知。美國海軍的主要職能之一是海上安全,無人系統可通過與艦隊進行港口安全和反潛/反艦導彈協調來協助履行這一職能。無人潛航器可以通過檢查船體是否存在潛在的水下爆炸物來提供反恐支持。USV 可以加強與 MUSV 的反艦導彈交戰,為水面艦隊提供 ISR 能力,同時正在開發 LUSV,以反艦導彈增強艦隊的殺傷力。無人潛航器,尤其是 "海衛一"無人潛航器,可為海軍的 P-8A 海上飛機提供實時情報,以加強反艦導彈威懾的協調。最后,無人潛航器是水下物體探測、定位和繪制水底地圖的主要工具,可用于執行水下監測任務。
當前的戰略環境已成為美國海軍和國土面臨的新威脅。海軍需要通過積極、分層的海外防御繼續保持威懾力。這一戰略可能會使海軍力量捉襟見肘,但無人系統的整合可以成為海軍保持強大海上力量和成功保衛本土所需的解決方案。
本文是研究未來指揮與控制(C2)表現形式的四篇系列論文中的第二篇。本文重點探討了 C2 業務的可能構成:即了解當前的國防 C2 業務以及為適應未來作戰環境要求而可能發生的變化;未來促進 C2 所需的組織和技術屬性及流程;以及這將對整個 C2 業務和相關人員提出的要求。 然后,本文確定了實施變革可能遇到的障礙和機遇,包括國防部門在設計 C2 業務時可能面臨的一些反復出現的困境和權衡。因此,本文的研究結果為第三和第四份文件的進一步分析和建議制定奠定了基礎。
-英國國防業務已經跨越了一個廣泛而多樣的生態系統,擁有多種不同的參與者配置。 -確保整個國防部門擁有具備必要技術和軟技能的人員,將是未來 C2 系統的關鍵推動因素。 -為了在未來啟用 C2 系統,國防作為一個組織還需要培養一些特征和能力。 -未來對 C2 系統的預期要求提出了國防必須解決的若干權衡和難題。 -在未來的多域作戰中,跨域整合預計仍將是 C2 系統面臨的主要挑戰。
數字工程正在徹底改變系統工程領域。美國海軍正在實施數字工程概念和方法,包括數字孿生、數字線程、權威真相來源、基于模型的系統工程以及數字工具和技術,以設計和建造復雜的海軍系統。本論文探討了數字工程在海軍系統測試與評估(T&E)中的應用。論文對海軍采購測試與評估的現狀進行了深入分析,解釋了相關的挑戰和局限性,強調了采用現代化方法的必要性。它全面概述了數字工程,通過海軍和整個行業的幾個使用案例說明了數字工程的影響。報告提出了一個新概念: "數字測試與評估 "是將數字工程方法應用于系統工程的測試與評估階段。這項研究揭示了如何利用數字 T&E 來應對和克服當前海軍 T&E 面臨的挑戰。研究最后提出了海軍實施數字化 T&E 方法的路線圖。這些見解旨在對海軍測試與評估界產生實際影響,指導制定新的戰略和政策,利用數字工程提高性能,促進傳統測試與評估流程的現代化。
圖 1. 海軍系統數字化測試與評估路線圖
數字工程正在徹底改變系統工程領域。2018 年,美國國防部推出了數字工程戰略,并將其定義為 "使用權威的系統數據源和模型作為跨學科的連續體,支持從概念到處置的生命周期活動的集成數字方法"(DOD 2018, 3)。它象征著系統工程實踐的根本性轉變,從傳統方法轉向數字環境中基于模型的技術(Giachetti 2022)。這一戰略轉變要求通過可靠的 "權威真相來源",在整個工程流程和組織結構中開發、利用和分發正式模型和數字信息。這一新興領域影響深遠,可能會影響到美國國防工業和其他各個領域,重塑系統工程的實踐。數字工程能夠提高運行效率和系統性能,創新設計和構建系統的方法,從而為快速發展和技術進步的動態階段鋪平道路。
2020 年,海軍部(DON)發布了一項戰略,正式確定了其對數字工程的承諾,概述了在整個海軍系統生命周期中使用數字工程的愿景。海軍正在將數字工程概念應用于 "鍛造軟件工廠 "等新興項目,旨在加速宙斯盾作戰系統的軟件升級(Katz 2022)。另一個值得注意的應用是潛艇戰聯合戰術系統(SWFTS),在該系統中,數字工程實現了靈活的架構,可快速實現潛艇技術集成、無縫更新并提高系統互操作性(Herber 和 Batchelor,2023 年)。最近,海軍計劃開發集成建模環境(IME),旨在利用數字工程徹底改變系統設計。該數字環境旨在提供一個具有凝聚力的框架,將各種系統模型和仿真單元結合起來,以推動創新、提高系統性能并提升艦隊的整體能力。
本論文探討了數字工程在海軍系統測試與評估(T&E)中的應用。它為傳統流程的現代化和增強向作戰人員提供的能力提供了一個開創性的機會。通過利用現代技術、數字工具和先進技術,數字工程有可能簡化海軍系統的測試與評估流程。然而,在這兩個領域的交叉點上,現有的研究十分有限,顯示出文獻上的空白。數字工程不僅僅是將傳統的測試流程和產品(如測試計劃和分析報告)轉換為數字格式。相反,數字工程需要對系統的整個生命周期進行全面的數字透視。隨著海軍在系統開發中采用基于模型的系統工程和數字孿生等數字工程概念,T&E 對海軍采購項目的快速部署變得至關重要。
本論文首先深入探討了海軍采辦 T&E 的現狀。論文對術語、背景和法定測試類型進行了深入探討,同時概述了復雜的組織結構。它強調了海軍 T&E 工作級集成產品團隊(WIPT)的重要性,該團隊由來自海軍各部門的科學家和工程師組成。該團隊對海軍采購項目的 T&E 活動的規劃、執行、分析和報告至關重要。在研究過程中,我們發現有關海軍 T&E 流程具體步驟的信息非常有限。為彌補這一不足,我們繪制了當前 T&E 流程圖,詳細說明了流程步驟、里程碑和交付成果。
這項研究確定了海軍測試與評估界面臨的九項具體挑戰和限制: 基礎設施不足、測試空間有限、威脅和場景不斷變化、測試集成、測試與評估支出、測試與評估成本認知、進度延誤、缺乏數據策略以及人工智能和 ML 測試。這些挑戰領域受到物理環境和傳統 T&E 流程的限制。這種方法越來越與當前的技術環境脫節,缺乏當今快速發展的世界所需的靈活性和適應性。
數字工程由基于模型的原則、權威真相來源(ASOT)和先進數字工具組成。基于模型的原則包括:數字孿生(物理系統的數字復制品);數字線程(貫穿系統生命周期的相互關聯的連續信息流);以及基于模型的系統工程(MBSE),這是一種強調使用系統模型支持系統設計的方法,而不是傳統的基于文檔的系統工程流程。ASOT 是一致且最新信息的集中存儲庫,在整個系統生命周期中統一數據、模型和其他系統相關信息(DOD 2018, 8)。這些原則共同標志著從傳統的以文檔為中心的方法論向全面、動態的數字化環境的轉變。
通過深入研究橫跨各行各業的四個數字工程案例研究,再加上廣泛的文獻綜述,本論文構建了一個矩陣,展示如何戰略性地部署數字工程原則,以解決運輸和評價中的現有挑戰。這種方法涵蓋了數字工程的方方面面,包括數字工程生態系統的概念。該生態系統整合了基礎設施、環境和方法論,將管理和分析系統數據與模型的流程、方法和工具統一起來,與利益相關者的需求保持一致。
這項研究的積累導致了一種被稱為 "數字 T&E "的新方法的發展。這一概念代表了數字工程方法在系統工程測試與評估階段的應用。與傳統的 "設計--建造--測試 "方法不同,該建議要求采用一種更復雜的 "建模--模擬--分析--建造--驗證 "迭代方法。它提供了一個更精確、更明確的框架,為提高系統開發的效率和準確性指明了道路。這一方法的步驟詳述如下:
如圖 1 所示,將這種方法應用到當前的 T&E 流程中,就會產生一種執行數字 T&E 的創新方法。這種先進的數字 T&E 方法由十個步驟組成,通過融入數字工程原理,徹底改變了現有流程。它超越了計劃、準備、執行、分析、評估和報告等傳統的、按部就班的、以文件為中心的階段。取而代之的是一種更加動態、靈活和迭代的方法,強調持續反饋和系統改進。
本論文探討了海軍系統中數字工程和技術與評估的整合,旨在回答首要研究問題。通過文獻綜述和對四個案例研究的分析,論文采用建模-模擬-分析-構建-驗證的方法,提出了數字化 T&E 路線圖,強調了數字化工程的作用。研究結果為提高海軍系統開發效率提供了一條途徑,并有可能在整個國防工業中得到更廣泛的應用。建議強調對數字基礎設施的投資,如基于云的平臺、網絡升級、數字工具和數字雙胞胎。報告還呼吁與國防承包商共同制定新政策,以確保技術數據包和系統模型的訪問權限。此外,報告還鼓勵技術與工程界、學術界、工業界和承包商之間開展合作。展望未來,未來的工作領域包括本體論在 T&E 數據管理中的作用、數字勞動力的需求、使用任務工程測試多個系統模型以支持復雜的海軍行動,以及確定支持數字 T&E 的最佳組織結構。這些大有可為的途徑為進一步完善和擴展擬議的數字化 T&E 路線圖提供了機會。
本科學報告探討了地基防御系統(DS)攔截以地面為目標的巡航導彈(CM)的有效性。該分析開發了一些公式和算法,用于描述地基防御系統針對來襲威脅的交戰機會大小,以促進兵棋推演中的巡航導彈防御分析。根據交戰機會的大小以及所采用的射擊和瞄準策略,計算和分析擊毀一枚或多枚來襲 CM 的概率。然后制定交戰機會數量及其位置的公式,用于分析威脅和 DS 的屬性如何影響成功殺死來襲威脅的可能性。最后,本文將前面的分析擴展到 DS 與 CM 最終目標不在同一地點的情況。總之,本文提供了一系列方便的公式和算法,可為涉及集束彈藥防御的兵棋推演編制參考資料。
雖然威懾是抵御導彈攻擊的第一道防線,但當威懾失效時,就必須建立各種機制,確保人民的安全,使其免受對其領土的實際攻擊。任務式指揮是進行航空航天預警、航空航天控制和海上預警,因此確定如何最好地防御是司令部特別關心的問題。本分析報告旨在支持防空司令部開展的兵棋推演活動。本報告提供了一些方程式和算法,使兵棋推演者能夠快速方便地評估游戲中與巡航導彈防御有關某些行動的成敗,作為了解當前和未來防御戰略的更大工作的一部分。
作為分布式海上作戰(DMO)的一個關鍵原則,盡管有人和無人、水面和空中、作戰人員和傳感器在物理時空上都有分布,但它們需要整合成為一支有凝聚力的網絡化兵力。本研究項目旨在了解如何為 DMO 實現有凝聚力的作戰人員-傳感器集成,并模擬和概述集成實施所需的系統能力和行為類型。作為一個多年期項目,本報告所述的第一項工作重點是建立一個適用于 DMO 建模、模擬和分析的計算環境,尤其側重于有人和無人飛機的情報、監視和偵察 (ISR) 任務。
在半個世紀的建模和仿真研究與實踐(例如,見 Forrester, 1961; Law & Kelton, 1991),特別是四分之一世紀的組織建模和仿真工作(例如,見 Carley & Prietula, 1994)的基礎上,獲得了代表當前技術水平的計算建模和仿真技術(即 VDT [虛擬設計團隊];見 Levitt 等人, 1999)。這種技術利用了人們熟知的組織微觀理論和通過基于代理的互動而產生的行為(例如,見 Jin & Levitt, 1996)。
通過這種技術開發的基于代理的組織模型在大約三十年的時間里也經過了數十次驗證,能夠忠實地反映對應的真實世界組織的結構、行為和績效(例如,參見 Levitt, 2004)。此外,幾年來,已將同樣的計算建模和仿真技術應用到軍事領域(例如,見 Nissen, 2007),以研究聯合特遣部隊、分布式作戰、計算機網絡行動和其他任務,這些任務反映了日益普遍的聯合和聯盟努力。
本報告中描述的研究項目旨在利用計算建模來了解如何為 DMO 實現有凝聚力的戰斗傳感器集成,并建模和概述集成實施所需的系統能力和行為類型。作為一個多年期項目,本報告所述的第一項工作重點是建立一個適用于 DMO 建模、模擬和分析的計算環境。在這第一項工作中,將對當今的海上行動進行建模、模擬和分析,重點是有人駕駛和無人駕駛飛機的情報、監視和偵察(ISR)任務。這為與執行 ISR 任務的一個或多個 DMO 組織進行比較確立了基線。這也為與其他任務(如打擊、防空、水面戰)進行比較建立了基線。第二階段接著對一個或多個備用 DMO 組織進行建模、模擬和分析。
在本技術報告的其余部分,首先概述了 POWer 計算實驗環境,并列舉了一個實例,以幫助界定 DMO 組織和現象的計算建模。依次總結了研究方法。最后,總結了沿著這些方向繼續開展研究的議程。這些成果將極大地提高理解和能力,使能夠為 DMO 實現戰斗員與傳感器的集成,并為集成實施所需的系統能力和行為建模和概述。
本綜述旨在介紹統計和統計分析在軍事搜索探測技術評估和報告中的應用。目標受眾是參與軍事搜索能力開發的人員,他們以前可能沒有接受過統計分析方面的培訓,但其他需要做出以證據為基礎的能力開發決策的人員也可能會發現一些介紹性概念是適用的。本介紹旨在利用軍事搜索中使用的技術的技術評估中常見的例子,讓讀者熟悉統計分析的基本概念和語言,因此敘述直接指向具體的討論和概念,而繞過了在學術性更強的綜述中會考慮到的大型重要數學主題。因此,本導論并不力求詳盡,而是為感興趣的讀者提供參考,介紹業界使用的通用語言和概念,并就如何以合理的統計方式報告結果以及解釋他人提供的結果提出建議。
雖然承擔能力開發任務的軍事人員往往擁有多年的經驗和作戰洞察力,但并非所有人都接受過足夠的科學或技術培訓,使他們能夠在整個能力發展過程中從容應對要求他們進行的顯性或隱性風險效益評估中的統計和概率方面的問題。作為技術評估工作的一部分,他們需要將軍事要求轉化為技術要求,確定并分離出相關的物理參數進行測試,設計并執行實驗試驗,進行分析并解釋數據,最終做出以證據為基礎的能力發展決策,這些決策將在未來數年內影響國家能力。這可不是一項小任務。
面對預算和資源有限的壓力,同時又要負責以同樣不斷變化和改進的各種戰備等級的成套技術來應對快速發展的威脅,我們有強烈的動機來確保用于評估軍事技術有效性和局限性的資源能夠產生足夠高質量的證據,為投資和能力發展決策提供可靠的依據。此外,通過開發和應用完善的科學和統計方法,技術評估所投入的努力也能為更廣泛的盟軍能力發展社區提供支持。為確保分析的科學性、客觀性和統計有效性而付出的更多努力,將增加合作伙伴之間的信任,從而使報告的結果可以被有信心地接受,從而限制多余的工作,利用國家投資,促進相互依賴和互操作性的目標。
本文試圖說明無人機戰爭在確保印度國家利益方面的效用。它首先確定了無人機擴散如何在印度的安全目標背景下成為一種威脅和機遇,并討論了無人機戰爭能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。然后,它強調了印度軍隊可以利用無人機戰爭來實現其目標的好處和行動領域,從ISR和 "枯燥、骯臟和危險 "的任務到反恐和后勤。它還談到了反無人機技術和與此相關的挑戰。然后,本文研究了印度的無人機和反無人機作戰能力的現狀。最后,它討論了在未來的無人機戰爭能力建設道路上必須解決的五個問題。本文認為,考慮到印度的地緣政治現實,印度必須采取行動,通過本土生產和國際采購來建設其無人機作戰能力。
從開展精心設計的跨境反叛亂行動到有針對性的打擊,以及在印度洋地區的情報、監視和偵察(ISR)任務,印度軍隊正在戴上各種帽子,以應對該國在21世紀地緣政治環境中面臨的各種威脅(Bhardwaj,2021)。規劃、準備和化解這些威脅需要采取積極主動的方法來采用新的軍事技術,掌握使用這些技術的戰術知識,以及管理這些行動的安全影響的政治能力(Chopra,2022)。
無人機或無人駕駛飛行器(UAVs)就是這樣一種尖端的戰爭工具,它已經成為監視和懲罰行動的重要組成部分(Chopra, 2022)。無人機為十幾個國家所擁有,不再限于美國在巴基斯坦和阿富汗的反恐行動。無人機不僅在亞美尼亞和阿塞拜疆的武裝沖突中發揮了決定性作用,而且在最近的烏克蘭-俄羅斯沖突中雙方都在廣泛使用。
對印度來說,這種情況既帶來了細微的安全威脅,也帶來了機會。2021年6月對查謨IAF基地的恐怖襲擊證實了人們的懷疑,即非國家組織正在獲得能夠利用無人機進行恐怖活動的能力(MC,2021)。此外,中國通過水下無人機對印度海軍艦艇的監視表明,該技術也增強了傳統安全問題的破壞能力(Bajpai, 2022)。然而,另一方面,印度在2022年共和國日閱兵中展示了一支無人機艦隊--無人機可以有效地用于領導層斬首、信息收集、削弱敵人士氣和減少軍事傷亡。
因此,考慮到在無人機戰爭中落后的成本和使用這種技術能力的好處 效益,發展無人機作戰能力、 特別是本土化,對印度軍隊來說越來越重要。(Bajpai, 2022)。
強調無人機作戰能力建設在應對印度面臨的安全威脅方面的重要性。
解釋印度軍方可以利用無人機戰爭實現其目標的好處和行動領域。
研究印度無人機戰爭的現狀,并就該國如何進一步發展提出建議。
本研究論文分為六個部分。第一節簡要介紹了無人機戰爭及其歷史。第二節討論了印度在21世紀的安全問題以及無人機在幫助印度解決這些問題方面所發揮的作用。這一節強調了印度資助發展無人機戰爭能力的必要性,并討論了無人機是一種機遇、一種威脅,也是印度實現自力更生的重要工具。第三節進一步深入探討了無人機在戰爭和反恐方面的優勢和用途。這一節的目的是解釋無人機目前在什么情況下被使用,并概述無人機戰爭對該國的潛力。第四節討論了反無人機技術的關鍵方面,以及印度反無人機系統的狀況,特別是針對非國家行為者。第五節將解釋無人機戰爭的局限性和批判性,以提供一個平衡的視角。最后,第六節在結論中解釋了印度無人機戰爭的現狀,并討論了為印度發展無人機和反無人機能力鋪平道路而必須解決的五個注意事項。
本文的范圍僅限于為印度的無人機戰爭能力建設提出理由,而不是探討無人機戰爭本身的各個方面。
本專著追求的是確定美國陸軍如何能夠建立對定位導航和授時的共同作戰理解。規劃人員、分析人員和戰略人員必須了解如何實施空間使能因素和能力,以應對有爭議的作戰環境中的挑戰。最重要的是,本專著試圖回答美國陸軍將如何在未來的多域作戰中減輕定位導航和授時(PNT)的不利影響的問題。空間使能器對于成功彌補BCT級別的空間作戰差距以應對PNT戰爭中的近距離威脅是至關重要的。了解美國陸軍在MDO期間如何針對近距離對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要,這將使美國陸軍在多域作戰中應對作戰挑戰并保持作戰優勢。該專著將提供背景資料,確定美國陸軍在被拒絕、降級和中斷的空間作戰環境(D3SOE)中的GPS所面臨的當前問題,適用于PNT的當前文獻,并分析當前PNT的能力和局限性。最后,它的結論是關于美國陸軍必須如何認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的脆弱性的建議。
在當前的信息和技術時代,世界人口已變得越來越依賴實時數據。無論是手機、電視,甚至是電力,技術已經成為地球上日常生活中提供實時信息的主力軍。隨著這種技術全球化的增加,對美國國家安全的挑戰和保護美國國內外利益的復雜性也在增加。美國繼續在有爭議的作戰環境中投射力量。美國在被拒絕的、退化的和被破壞的作戰環境中通過空間能力投射力量的能力不能僅僅停留在戰略領域,還必須延伸到作戰和戰術層面。
今天,近在咫尺的對手威脅,特別是中國和俄羅斯,正在與美國進行一場越來越復雜的技術競賽。國防空間戰略(DSS)總結提出,由于俄羅斯等大國開發、測試和部署反空間能力及其相關的軍事理論,以便在沖突中延伸到空間,因此構成最大的戰略威脅。這與其說是創造最主要和最致命的武器的競賽,不如說是一場更專注于如何拒絕對手能力的競賽。了解到這些空間支持行動的戰略利益,外國政府正在發展威脅他人使用空間能力的能力。中國和俄羅斯各自將空間武器化,作為降低美國和盟國軍事效力和挑戰美國空間行動自由的手段。
這種拒絕對手能力的技術競賽可能導致信息傳遞的 "內容 "和 "方式 "的范式轉變。拒絕信息傳遞是信息作戰(IO)和多域作戰(MDO)的最前沿。美國陸軍目前在作戰層面上面臨的問題是對定位、導航和授時(PNT)以及空間能力如何在退化、中斷或被拒絕的作戰環境中實現任務規劃和執行缺乏共識。美國陸軍必須了解PNT戰爭如何在作戰環境中發生,以及如何在未來的MDO期間減少所有梯隊對PNT戰爭的敵對使用。
三種不同的基本能力的組合定義了PNT。定位是指在標準大地測量系統(如1984年世界大地測量系統或WGS84)中準確和精確地確定一個人的位置和方向的能力,或在需要時確定三維位置。導航是確定當前和所需位置(相對或絕對)的能力,并應用于修正航線、方向和速度,以達到世界上任何地方的所需位置,從地下到表面,從表面到空間。計時是指在世界任何地方并在用戶定義的及時性參數范圍內,從一個標準(協調世界時或UTC)獲得并保持準確和精確的時間的能力。計時還包括時間轉移。
授時是PNT的關鍵。它是定位和導航的基礎。GPS的定位和導航數據來自接收設備的授時信號。全球的用戶完全依靠美國空軍維護的衛星群來獲得授時信息。
由于平民依賴PNT,即目前現代技術的支柱,美國軍隊也極其依賴PNT及其能力。廣泛依賴衛星信號進行導航和計時,使美國的關鍵基礎設施和經濟活動處于危險之中。
從戰術層面上進行徒步巡邏的步兵到進行聯合演習的海軍艦艇,甚至是在戰略層面上投擲精確制導炸彈的B-52 "斷頭臺",這些行動的成功執行所需的精確位置的計算都使用PNT。PNT的中斷可能有能力阻止美國軍隊的行動。人們越來越關注對手破壞GPS信號的方法和手段,從而使美軍無法獲得實現 "美國戰爭方式 "的定位和導航信息。美軍必須對付這些對手的措施,以便在被拒絕的、退化的和被破壞的空間作戰環境(D3SOE)中有效運作。
在D3SOE中有效運作依賴于幾個維持連接網絡的天基系統。天基系統和不受阻礙的空間訪問對國家的經濟福祉越來越關鍵,并與美國的國家安全相關聯。美國陸軍依靠空間能力來實現和加強陸地戰爭;幾乎每一個陸軍和聯合行動都受益于這些能力。了解這些涉及的復雜系統的風險將產生一種保護美國利益的預防行動的緊迫感。
基于空間的能力是軍事、商業和民用部門的一個組成部分。目前美國的空間政策闡明了基礎活動,通過加強機構間和商業伙伴關系來改善空間系統的開發和采購。長期存在的空間技術和成本障礙正在下降,這使得更多的國家和商業公司能夠參與到衛星建造、空間發射、空間探索和人類太空飛行中。私人商業公司Space X最近公布了其空間計劃。這可能促進美國商業空間能力和服務的新市場機會,包括依賴美國政府提供的空間系統的商業應用。促進商業應用對有保障的PNT的依賴,可以利用美國的能力來增強和鼓勵新興技術和空間能力的民用和軍用互操作性。鑒于上述概述,本專論將討論在美國陸軍作戰計劃中理解PNT的重要性。
美國陸軍將如何在未來的多域作戰 (MDO) 中減輕 PNT 戰爭的影響?
美國陸軍要求重點支持有保障的PNT和緩解技術,這可能使美國陸軍在MDO期間應對作戰挑戰并保持作戰優勢。為了應對有保障的PNT所面臨的近似挑戰,美國陸軍必須找到新的和全面的方法,通過同時使用其他作戰領域,如網絡戰和電子戰,來減少對計時系統的威脅。這也意味著要建立一個防御性的時間基礎設施和網絡,以維護和改善友好的授時源和授時分配,重點是精確授時的廣泛用途。在GPS被屏蔽的環境中,確保準確的PNT信息被傳遞給作戰人員是絕對關鍵的。為了采用這些技術,并有效地應對近距離的威脅,美國陸軍必須在作戰層面上提高整個部隊對空間能力和促進因素的共同理解。
美國陸軍必須認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的弱點。了解美國陸軍在MDO期間如何對近距離的對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要。MDO方法將等同于美國陸軍如何減少其目前對PNT的過度依賴,同時繼續執行和實現任務的成功。
通過條令、歷史和理論的視角,研究將集中在公開來源的非保密檔案材料、當前和歷史上的軍事學說以及理論框架,以產生一個規范性的建議來回答研究問題。訪問聯合導航戰中心(JNWC)、美國陸軍空間和導彈防御司令部(USASMDC)、美國戰略司令部(USTRATCOM)和位于科羅拉多州彼得森空軍基地(AFB)的美國空間司令部(USSPACECOM)的人員資源,將提供歷史和當前背景以及與研究問題有關的信息。這將有助于指導研究,任何發現,并提供與此主題有關的額外背景。該專著將確定當前的MDO理論,包括當前的空間作戰理論,以了解已確定的PNT脆弱性,在可能的情況下減輕,以及在空間使能器可以彌補任何操作差距的情況下未減輕。空間使能器對于在BCT層面成功彌補空間作戰差距以應對PNT戰爭期間的近距離威脅是最重要的。
本專著將特別關注解決美國陸軍應通過實施集中的系統方法來理解PNT的過程。這個過程將通過在各旅戰斗隊(BCT)實施空間使能器和空間能力來提高對PNT戰爭的作戰理解。空間能力是投射陸地力量和贏得近距離戰斗的關鍵使能因素。本專著分為四個主要部分:第一部分是導言,包括背景信息,指出美國陸軍在D3SOE中面臨的GPS問題;第二部分提供適用于PNT戰爭的當前理論,以及對當前PNT戰爭能力和限制的理解;第三部分分析美國陸軍目前如何計劃和執行MDO;第四部分總結了影響、建議,以及必須進行的額外研究。
本專著的目的是從防空歷史和空中力量穿透這些防御的工作中提煉出教訓。它從第一次世界大戰、第二次世界大戰、越南、"沙漠風暴 "以及俄羅斯和中國的現代發展中確定了六條經驗。這六條經驗為空軍和地面部隊在未來進行壓制敵方防空(SEAD)和滲透行動的努力提供參考。本專著探討了聯合部隊應如何對待SEAD任務的問題,以及來自陸地領域的部隊是否應在穿透地基防空系統方面發揮更重要的作用。
T.R. Fehrenbach提醒我們注意戰爭的一個持久特征。無論我們的技術變得多么復雜和先進,武裝沖突仍然需要士兵參與。空中力量理論家認為,在未來的戰爭中,人類可能不再需要近距離的暴力對抗,僅靠空中手段就能達到目的。雖然純粹的空戰仍然是一個遙遠的想象,但地面部隊將繼續奮勇向前,與泥濘中的人們一起奪取目標。本專論并不是說空中力量是不必要的;相反,它是至關重要的。空軍的覆蓋面和影響力已經與地面機動密不可分,在最近的戰爭中,空軍已經成為軍隊進攻的必要先導。然而,空中優勢作為地面進展的先決條件的模式可能不再成立了。移動式和便攜式防空系統的擴散,加上危害地面部隊的遠程打擊能力,無論其位置如何,都可能迫使地面作戰先于其空中補充。
本專著討論了聯合部隊在未來應如何進行壓制敵方防空(SEAD)。它考慮了攻擊性空軍和地面防御者之間的斗爭。具體來說,它討論了防空系統的進步已經發展到了美國空軍無法繼續承擔壓制和穿透它們的主要份額的程度。在未來,美國陸軍可能不得不對綜合防空系統(IADS)進行第一輪打擊,為美國空軍開始空中優勢的戰斗打開大門。
海上防空對于地面部隊的機動自由至關重要。在減少對手的防空資產之前,敵人的空軍可以隨意攻擊機動編隊。自從20世紀初早期的飛行者從飛機上投下第一件武器以來,空中力量對現代機動作戰一直是至關重要的。空中和地面防御系統已經發展到這樣的程度,即一支軍隊如果不首先擊敗其競爭對手的空軍就進行攻擊是不可想象的。迅速而徹底地擊敗伊拉克的防空系統并隨后摧毀其空軍,對于聯軍在 "沙漠風暴 "行動中的快速機動和壓倒性勝利至關重要。 以美國空軍為先導,然后是地面機動的SEAD模式是如此強大,以至于美國和北約的競爭對手注意到并進行了調整。今天的綜合防空系統(IADS)是高度網絡化的,相互支持的,并且是分層深入的。 這些防御網絡,再加上遠程彈藥的出現,造成了一個多層面的問題。國際防空系統迷惑了敵方空軍為其地面部隊建立機動空間的能力,同時遠程火力也使這些攻擊部隊受到威脅。先進的IADS與遠程彈藥的雙重困境,要求我們考慮我們目前的SEAD方法是否足夠。
所提出的假設是,聯合部隊應該作為一個密切協調的地面和空中團隊進行未來的SEAD。美國陸軍應該為反應靈敏、強大和機動的防空和導彈防御系統、遠程精確火力、地面發射的反輻射制導導彈(ARGM)和游動彈藥提供資源。
所采用的方法是對SEAD的歷史、理論和學說的研究。它考慮了SEAD從第一次世界大戰到現在的歷史。反擊空中和導彈威脅(聯合出版物3-01)將SEAD歸類為主要的進攻性反空(OCA)任務。其目的是 "通過破壞性或擾亂性的手段使敵方的地表防空系統失效、摧毀或暫時退化。" 美國部隊發展SEAD是為了應對日益復雜和有效的地基防空系統,它與防空的進步有效地共同發展。本專著中的防空歷史有五個主要部分。第一部分討論了第一次世界大戰中的空中力量發展,以及早期空軍能力的提高如何為地面機動提供了機會。一戰中對空襲的反應導致了二戰期間為防止滲透而對空中武裝進行牽制的武器的產生。二戰的戰斗人員完善了一戰中創造的技術,為進攻的空軍和地面的防御者開發了更致命的瞄準系統和改進的彈藥。在越南戰爭期間,越南人民軍(PAVN)采用了密集的防空武器組合,這需要美國裝備和訓練專門的飛機來壓制北越的防御;這是SEAD能力的第一個例子。接下來,該專著回顧了美國在 "沙漠風暴 "行動中對空地戰的運用,以顯示SEAD的有效性,以及它如何為其他世界大國進一步調整以對抗FM100-5中的理論提供了基礎。 第五章考慮了俄羅斯新一代戰爭(RNGW)、中國遠程導彈以及防空武器的擴散以防止滲透。作者將SEAD理論和學說的演變與歷史實例結合起來,說明空軍與IADS之間的競爭是如何發展到今天的高精尖系統的。最后,該專著提出了一個地面部分未來在對抗現代IADS的戰斗中的貢獻模式。
聯合部隊如何進行未來的海空防務行動,對于各軍種在面對未來的國際防空系統時如何整合和合作至關重要。現代國際防空系統對未來的空中行動,以及暗示的地面行動構成了一個重大障礙。國家和非國家行為者對地對空武器的使用加劇了國際防空系統的瓦解問題。它極大地提高了進行海空導彈和滲透敵占區所需的戰斗力水平。阿富汗圣戰者組織在蘇聯-阿富汗戰爭中使用 "毒刺 "導彈,以及最近在烏克蘭上空擊落馬來西亞航空公司MH17航班,都是這些系統的擴散已經超出既定軍隊嚴格使用的例子。在未來的戰爭中,雙方都可能面臨一個連續的國際防空系統和非正規部隊采用的未聯網的防空。聯合部隊必須開發多種方案來擊敗這些系統,并擴大他們的方法,以最大限度地提高靈活性,使空中和地面部隊能夠對由國際防空系統和獨立的地對空武器防御的對手構成眾多威脅。