隨著未來競爭者愈發熟悉形勢變化,他們將日益嘗試開啟新型戰爭模式,深刻改變當前主要圍繞戰場展開、以國家軍事力量為載體的克勞塞維茨戰爭理念。技術融合在未來20年內不僅將在社會層面引發變革,還將改變戰爭形態——軍事能力將日益呈現自主化、網絡化、多域化和精確化特征。
隨著北約《2022戰略概念》的通過,北約各國元首和政府首腦已承認“歐洲-大西洋地區已無和平”。在認識到北約面臨全方位競爭環境的同時,各方確立了應對所有作戰領域多樣化與日俱增之挑戰的共識。破壞性事件頻次與范圍日益擴大之際,潛在對手和戰略競爭者展現出持續削弱聯盟履行核心任務能力的意圖。北約盟軍轉型司令部獨特的未來研究項目“戰略前瞻分析”(Strategic Foresight Analysis),以聯盟戰略概念為基線(即“碎片化世界”),深入探討了趨勢演變軌跡。在“全方位競爭”的未來世界中,技術將提供賦能,規則適用性減弱將構成誘因,強權政治將驅使各方行為體日益涌入監管不足的全球空間——無論太空、大氣層、北極、海床、失敗國家領土,抑或虛擬與認知域效應的層面。
未來競爭者將在全球、區域和次區域層面,與國家及非國家行為體在模糊的競爭連續體中進行博弈。這些轉變發生在包含新冠疫情余波、俄烏戰爭以及巴以沖突在內的系統性震蕩背景之下。國際秩序因此處于轉型期,在大國競爭加劇與各層面割裂之中日益趨向多極化。氣候崩潰、資源短缺、人工智能時代及新興顛覆性技術等主要結構性驅動力,將持續影響國家、社會與武裝力量,改變競爭與沖突的性質。總而言之,當前歐洲已無和平,且不幸的是,受國際體系根本性變革(技術革新、破壞性因素與行為體態度能力轉變所驅動),前述挑戰將演變為特有現象并持續加劇。隨著行為體愈發熟悉形勢變化,他們將日益嘗試開啟深刻改變我們當前克勞塞維茨戰爭理念(主要圍繞戰場展開、以國家軍事力量為載體)的新型戰爭。
俄羅斯作為此趨勢的例證,正運用全方位力量對烏克蘭實施消耗戰。作為其戰爭手段的組成部分,俄羅斯正通過網絡攻擊和針對盟國的虛假信息運動等“閾下”活動,試圖塑造并破壞盟國政策與行動。削弱聯盟凝聚力、顛覆北約核心價值觀似乎是俄羅斯的長期目標。當前中東、北非及薩赫勒地區部分區域同樣存在戰爭、暴力與動蕩,為聯盟帶來全方位挑戰——尤其對其南部側翼構成壓力。這些挑戰發生的背景是:北約領土雖無戰爭,卻也并無和平。在規則改變、戰爭與和平性質亦隨之演變的時代,北約的軍事力量體系正承受著這些新挑戰與事態發展的日益嚴峻的壓力。我們正身處智庫“歐洲外交關系委員會”創始人馬克·倫納德(Mark Leonard)于2021年提出的“非和平時代”。必須深入理解此種“非和平”狀態的后果,為北約作戰能力發展與防務規劃工作提供依據。本文將總結近年來最權威的協作性未來研究成果,以期助力軍事思想家與作戰能力發展界研判可能重塑軍事力量效用的新興問題集合。
圖:七個變革驅動因素的主要框架。
《戰略前瞻分析2023》(SFA23)作為協作研究項目而制定,該項目包含九場研討會與800名參與者,并經由北約體系內盟國、合作伙伴及利益相關方開展兩輪全面評審,涉及超過50個不同實體。此項協作研究確證了北約戰略環境的持續惡化——在系統性震蕩及體系內行為體能力與行為模式轉變的驅動下,該環境正日益呈現“碎片化”態勢。氣候崩潰、生物多樣性喪失及資源短缺進一步加劇了前景的復雜性,不斷催生不穩定與沖突。資源短缺預計將持續加劇,引發更深層次的不穩定、競爭與沖突。隨著氣候崩潰進一步破壞重要生態系統并中斷其服務功能,對可再生與不可再生資源以及關鍵原材料的需求將持續增長,而圍繞這些資源的競爭與依賴關系亦將更趨尖銳。資源的高需求與稀缺性可能引發競爭轉向對抗的臨界點。綠色能源轉型正成為未來國際與國內事務的核心要素。地緣經濟學助長極化趨勢:經濟活動向亞洲轉移,既有體系因安全關切與數字化轉型而變革。全方位競爭在全球經濟重大震蕩中展開,進一步加速極化進程。供應鏈安全化與替代性數字生態系統將促使地緣經濟集團形成。適應第四次工業革命將為國家、社會及武裝力量帶來重大挑戰與顛覆性影響。新興顛覆性技術(EDTs)將重塑這些國家、社會與武裝力量,在跨維度環境中產生融合效應。未來20年技術融合不僅將在社會層面引發變革,更將改變戰爭形態——軍事能力將日益呈現自主化、網絡化、多域化和精確化特征。這將使包括商業組織與恐怖組織在內的更多行為體能夠更有效地追求其自主目標,日益挑戰傳統國家權力。技術發展的加速化與公私領域關系的變革將深刻影響安全及軍事事務。跨作戰域及物理/非物理維度的融合效應將拓展競爭范圍并重塑其特性。
網絡化非國家行為體的崛起、技術賦能、城市化進程及信息/虛假信息過載具有高度確定性。技術加速互聯互通,使群體與個人能夠獨立于國家行為體追求目標。人際網絡快速適應能力使其成為強大盟友或危險對手。社會與商業能力正崛起為現代競爭與戰爭不可或缺的要素。這些人際網絡趨勢將深度影響國際關系、安全與治理,既創造機遇亦滋生風險。城市將成為未來軍事行動最關鍵節點,次國家行為體將更具敏捷性、適應性與可擴展性。技術擴散賦能人際網絡,日益影響國際及國家內部事務。商業實體將推動能源與工業雙重轉型,改變戰爭形態。
上述趨勢與軌跡在缺乏有效全球協作以緩解全球挑戰的情境下,正共同導向“全方位競爭”。此種動態將包含加速的變革、戰略性震蕩、普遍性不穩定及威權國家——這些因素將實質性挑戰并進一步割裂基于規則的國際秩序,同時伴隨加劇的戰略競爭以及新型安全合作與軍事聯盟的涌現。在通過推演與兵棋模擬驗證可選路徑后,所有研究參與者均認為“跨全域、全維度、全時段的全方位競爭”是最可能出現的場景。該環境將呈現復雜化、擁擠化、商業化、對抗化及非故意混亂化特征。戰略競爭者將試圖通過塑造局勢、制造爭端、利用破壞性事件與不穩定態勢,從戰略優勢地位實施對抗,從而協調其各力量體系以限制聯盟在和平時期的軍事力量體系效能。潛在對手提升其力量體系的協調與運用效率,非軍事手段或將發揮更大作用。鑒于北約在軍事力量體系方面的優勢,此類對手可能傾向于避免與聯盟發生公開直接沖突。其目標將反映這一傾向——試圖掩蓋意圖與能力以達成戰略突襲。這些對手可能引入“合理推諉”機制規避歸因與反制;可能廣泛運用新興顛覆性技術與網絡戰對關鍵基礎設施造成持久破壞;并實施強力的技術賦能型認知戰以瓦解團結聯盟。
圖:“未來軍事挑戰將涉及適應技術、經濟、環境及社會變革,并創建適應未來需求的異質化、高效且可持續的兵力設計。”首圖(盟軍快速反應部隊)與第三圖(北極海域巡邏)由北約提供;第二、四、五、六圖分別由Shutterstock提供,依次展現量子技術、綠色能源、高超聲速導彈及復雜信息環境。
《戰略前瞻分析2023》勾勒了未來圖景——軍事力量體系將與更廣泛的國家力量手段相互交織。未來軍事挑戰將涉及適應技術、經濟、環境及社會變革,并創建適應未來需求的異質化、高效且可持續的兵力設計。北約必須發展具備彈性與適應性的能力,融合軍事與商業創新,以應對動態演變威脅并在劇變世界中維護安全。隨著步入“全方位競爭”時代,國家與非國家行為體正轉變其態度與行為模式。全球防務開支指標揭示了各國如何對沖安全環境惡化的風險。非國家行為體受益于技術民主化,制造出戰略級效果與突發狀況。商業化使私營行為體能在戰略競爭中扮演關鍵角色,而社會成為戰役決勝因素——韌性成為軍事行動的根本前提。受技術局限與機遇、人口因素、勞動力市場剛需、差異化道德倫理法律門檻及威脅暴露程度的驅動,民主國家軍隊與其潛在競爭者的發展軌跡將日益分化。力量體系間不斷擴大的不對稱性(涵蓋設計、結構、能力及運用理念)凸顯重新評估的必要性。戰爭形態正經歷轉型:機動作戰與火力平衡改變;殺傷力與消耗戰加劇;人機作戰比例轉換;遠程打擊的復蘇、擴散與泛化;以及強大的“反介入/區域拒止”能力。面對這些無孔不入的新型挑戰,武裝力量亟需快速適應,并在此過程中日益依賴社會力量與商業主體維持行動能力。
圖:《戰略前瞻分析2023》方法論基于“框架預見模型”(Framework Foresight Model),并根據盟軍轉型司令部目標進行定制。
此外,國家未來生成作戰力量的能力或將面臨挑戰。這些挑戰包括:適應氣候變化與轉向綠色能源的成本負擔;緊跟快速技術變革的步伐;應對經濟與財政制約。社會因素(如福利支出增長需求、人口老齡化與熟練工人短缺引發的勞動力挑戰)將進一步擠占國家資源。防務領域成本持續攀升亦增加管理難度。北約三大核心任務——威懾防御、危機預防管理及合作安全——均受安全環境演變影響。有效履行這些任務需成員國通力協作,提供保證未來作戰效能所需的能力。各類力量體系之間的互聯互通將增強。技術顛覆與對抗性策略將檢驗北約軍事力量體系的效能。未來戰爭特征將呈現全域持續同步威脅。經濟與環境因素將影響軍事力量的部署。在資源短缺的動蕩地區,國家可能訴諸戰爭解決困境。保護自然資源、貿易通道與供應鏈將成為優先事項,涉及無人海空平臺及擴展型精確打擊等新技術。非國家行為體亦可能獲得挑戰國家與商業實體的能力。國際治理缺失將加劇網絡與信息等領域資源競爭。
兵力發展因戰爭復雜性提升而難度倍增。人工智能賦能的制造保障能力結合北約內部協作,或能緩解部分壓力并構建韌性。自主運輸服務、無人機、人工智能與量子計算等創新技術將優化后勤運作。然而未來仍將存在勞動密集型、成本密集型與技術密集型的軍事裝備,導致對高價值資產的風險規避傾向。增強型決策能力可能改變攻防平衡,為高強度作戰與全球機動作戰提供工具,但同時也催生早期威脅偵測與響應新需求。新興顛覆性技術將提升作戰速度與透明度,壓縮戰術、戰役與戰略層級。未來兵力設計或將呈現異質化與商業化特征,公私部門協同創新發揮重要作用。這將引發對可信度、可靠性與依賴性的關切,需聚焦軍事韌性與長期防務規劃。國防預算將承受國家資源需求競爭與戰爭成本攀升的雙重壓力。烏克蘭戰爭增加了大規模沖突的可能性,推動全球軍備建設。庫存與戰備水平未達最優值,刺激防務投資增長。通貨膨脹、武器高需求及關鍵材料獲取不均將使價格維持高位。全球預算赤字攀升,盟國GDP增速將落后于危機前水平。武器系統老化與兵員招募困境將推高維護成本與人員開支。基于能力聚合與統一行動的聯盟體系對威懾國家行為體及應對多維威脅至關重要。然而威懾效能將受以下因素挑戰:碎片化安全環境、現代技術賦能意圖隱蔽能力、以及高風險耐受度的非國家行為體。依托公私協同構建的社會韌性可通過"拒止"策略增強威懾效果。
軍事力量體系將依賴商業賦能主體實施威脅偵測、威懾與防御。但復雜安全環境仍將在認知與規范層面提出挑戰。對手將在物理對抗前爭奪人際網絡主導權。數據成為戰略資源,人工智能深度影響“傳感器-射手”系統與自動決策機制。太空資產對多域作戰至關重要,令戰場透明度顯著提升。互聯互通與自動化系統及傳感器的廣泛運用構成軍事優勢核心要素。關鍵新興顛覆性技術(如高超聲速導彈與自主武器系統)將日趨普及。通過時空維度掌控軍事力量體系的能力依然關鍵。預警與沖突升級間隔時間縮短,信息流加速。數據與信息優勢將轉化為認知領域主導權。軍事力量體系需提供多元化解決方案,實現多域作戰協同效應。
北約盟軍轉型司令部(ACT)的《未來作戰環境》(FOE)研究進一步探討了這些考量的關鍵影響,聚焦四大領域:技術沖擊、行為體意圖與能力、戰場特征演變、戰爭形態轉型。FOE研究成果將為司令部作戰能力發展與防務規劃提供信息支持。自北約通過《2022戰略概念》以來,我們深知和平已然消逝。借助《戰略前瞻分析2023》,進一步評估“全方位競爭”正在所有影響維度、所有力量手段及全時段持續展開。盟軍轉型司令部正全力重塑對和平與戰爭的認知:發展全球化戰場生成與協調作戰力量的理念;構思應對消耗戰、致命性、規模效應與成本控制的方案;研究應對國家行為體與恐怖分子遠程打擊及泛在暴力的策略。我們的工作旨在協助北約適應這個復雜、擁擠、商業化、對抗化且混亂的環境。《2024未來作戰環境》致力于預判影響能力運用的條件,為前瞻性能力建設提供框架,確保盟軍始終保持適應性、韌性與有效性。
本文核心問題的答案相對明確,但落實答案的實際過程可能充滿挑戰。我們必須更善于捕捉未來——主要是技術性——變革,并比對手更快速高效地把握其價值。同時不應忽視:威懾、防御及緩解“多域威脅”和行動影響所需的諸多措施其實已然具備。常見挑戰在于能否及早“偵測”這些威脅,并協調運用應對措施。誠如克勞塞維茨所言:“戰爭中如同日常生活,整體各部分相互關聯。因此所有行動后果(無論其起因多么微小)必然影響后續所有軍事行動,并在某種程度上改變最終結局。同理,每一種手段必將影響終極目標。”
必須厘清發展脈絡。理解現狀需要歷史與文化語境支撐。若缺乏這種認知——包括承認過往部分假設與決策可能存在失誤——便難以為未來做出正確抉擇。必須把握當前態勢及其對未來的影響。從觀察到理解需要評估過程。面對“多域威脅”,區分競爭性行為與軍事性質行動至關重要。這要求通過商業與公共部門、政府文職與軍事機構、國際組織間的數據交換,持續提升“態勢感知”能力。同時須共享對形勢、威脅或事件及其潛在影響的評估結論。
必須借助持續警惕的“視野掃描”與接觸,識別未來的機遇與挑戰。通過辨別事件與趨勢,方能評估其對未來(尤其是未來“作戰環境”)的影響。運用“新興顛覆性技術”(EDTs)將提升識別影響未來事件或趨勢的能力。隨著長期未來評估機構日益增強數據交換,其把握機遇與通過“風險緩釋”應對挑戰的能力也將提升。
必須常態性質疑對未來的預設。任何變化都可能影響當前行動及未來能力建設規劃。預設塑造發展軌跡,而我們在財力與情感上投入愈深,改變軌跡便愈艱難。應盡可能將“彈性”融入規劃——正如制定軍事行動計劃時所追求的那樣。正如諺語所言:“遭遇敵軍時任何計劃都需調整”。我們確信未來將出現“顛覆性沖擊”迫使我們改變方向。必須通過“訓練演習”、“建模仿真”與“實驗”,嚴格檢驗構成當前發展軌跡基礎的假設與評估。同時須勇于接受在這些嘗試中的“失敗”可能。
必須愿意調整自身發展軌跡與規劃。前述步驟為未來正確決策奠定基礎。核心問題在于:我們是否“愿意且能夠改變”?改變程度如何?是否改變整個DOTMLPFI(條令、編制、訓練、裝備、領導力與教育、人員、設施、互操作性)框架?改變“合作伙伴”及“合作模式”?調整“商業伙伴關系”與“義務歸屬”?最終歸結為“風險管控”能力。日新月異的變革速度,疊加未來“沖擊”與“顛覆性事件”的頻發趨勢及其潛在負面影響,要求北約必須增強“靈活性”及“路徑調整”能力以保持競爭優勢。同時應持續聚焦那些對聯盟執行“核心任務”能力具有決定性影響的“變革”領域。
從事未來評估的專家普遍持悲觀態度并聚焦于未來威脅。本文結論部分擬采取更積極視角:首先,北約及盟國當前正著力應對未來帶來的諸多挑戰與機遇。盟軍轉型司令部正開發"認知作戰"與"跨域指揮"等概念,為未來"認知優勢"開辟廣闊發展路徑。"在司令部,我們正探索如何在全球化戰場生成與協調作戰力量。"美軍B-52H轟炸機執行威懾任務,特別在東部側翼彰顯北約威懾力。此外整個聯盟體系正大力推進系統性未來思維建設——通過增強前瞻能力與流程設計,并構建前瞻研究機構協同網絡。
其次,盡管存在爭議或非普適性,我們堅信自由社會與民主國家在技術創新領域將優于威權國家。三十二個成員國各自的歷史積淀、文化底蘊、專業優勢及差異化視角匯聚成巨大潛能,將為未來挑戰提供多元解決方案。商業部門引領著全聯盟多領域研發活動,初創企業數量與研究領域廣度奠定樂觀基礎。北約指揮機構與部隊體系的工作成果強化了我們積極預期。軍民人員日常實踐彰顯并鞏固著北約核心價值觀。這些價值觀歷經時間考驗與對抗行為沖擊仍保持韌性,未來也必將在多域威脅中勝出。最后,北約在各流程中培育反思與批判性思維的能力,賦予我們超越戰略競爭對手與潛在對手的強大優勢。決策者與戰略家必須針對日趨復雜且整體惡化的安全環境制定有效應對方案。防務政策與分析領域的批判性思維,正在拓寬認知疆界并提出創新命題以協助實現這一目標。
日益進化的隱形潛艇正推動海洋國家投資戰略無人反潛作戰(ASW)技術。傳感器技術、數字化、數據分析及機器學習的進步——通過整合多無人自主系統數據——正催生人工智能驅動的數字孿生體。這些孿生體基于陸海空天網多域數據,可為集中式指揮控制情報(CCCI)網絡提供增強型戰場態勢感知與認知智能,實現"精確探測能力"與"可靠威懾能力"的同步提升。
本文闡述數字孿生技術在細分領域發展現狀,重點探索認知數字孿生(CDTs)在戰略反潛作戰中的應用范疇,該領域涉及具備增強自主性、干預能力及集群協同的無人水面/水下生態系統。部署CDTs技術可通過彌補人類認知局限,在海軍作戰中發揮"戰力倍增器"效應,從而提升CCCI賦能的反潛作戰效能。
潛艇作為海軍戰役核心力量,憑借日益增強的巡航導彈與彈道導彈能力,在威懾行動、水下作戰及對陸攻擊任務中發揮關鍵作用。作為核三位一體體系中最具生存力的組成部分,海基核威懾力量促使全球大國將多數核彈頭部署于彈道導彈潛艇,確保可靠安全的二次打擊能力。即便在沖突爆發前,潛艇實施隱蔽力量投送的能力已構成戰略優勢。戰術潛艇還為常規遠程打擊行動提供防區外作戰能力,可運用于對陸攻擊任務。雖然潛艇在航速、續航力、靜音性及隱身性方面持續提升,但發展能瓦解敵方水下戰力的反潛武器與系統仍是必要前提。早期第一代反潛戰術嚴重依賴靜態防御手段(如水雷與鏈式防護網),第二代隨水聽器發明演進。1980年代后第三代反潛系統出現,典型代表為"拖曳式陣列監視系統"(SURTASS)——該系統通過艦船拖曳長距水聽器陣列,將聲學情報經衛星傳至地面站。當代反潛系統的情報監視偵察(ISR)能力由水面艦艇、飛機與潛艇組成的互聯網絡支撐。戰略無人反潛作戰預計將從平臺中心控制模式,轉向具備協同控制與認知能力的自主系統,實現持續海上監視、潛艇動向情報搜集、非對稱威脅應對及敵對潛艇壓制等效能。
盡管對敵潛艇的可靠探測、追蹤與情報收集仍是水下作戰核心任務,但六大挑戰制約著反潛行動效能:潛艇操作國激增(42個國家現役潛艇,主要受安全目標、威脅認知、區域態勢及大國戰略關系驅動),其中朝鮮、美國、中國、俄羅斯、日本、韓國與伊朗潛艇數量分別為71、67、59、49、22、19及17艘;此外還面臨靜音性能持續優化的潛艇、"不依賴空氣推進系統"(AIP)降低暴露率、具備終端毀傷力與防區外射程的先進潛射武器、以及溫躍層/環境噪聲等"海水復雜物理特性"遮蔽探測的難題。這些發展在增強潛艇進攻能力的同時,使反潛計劃制定與執行更趨復雜。因此現代反潛系統需具備探測隱形潛艇、隱蔽追蹤(不暴露己方位置)、安全通信及實施精準可靠打擊的能力。隨著傳感器技術、數字化、數據分析、無人系統、自主控制及機器學習的進步,本文探討認知數字孿生(CDTs)作為戰略CCCI網絡實時決策支持工具的適用范疇,以實現精確探測與戰略威懾效能。
圖1:潛艇和反潛戰技術的演變
自2024年起,俄烏戰爭已成為現代無人機戰爭的試驗場,無人機(UAV)在軍事與民用領域均發揮關鍵作用。眾多觀察家將俄烏沖突稱為全球首場全面無人機戰爭——廉價無人機已從邊緣工具蛻變為戰場最重要且廣泛使用的武器。通過將傳統塹壕戰與"無人機驅動型技術創新"融合,無人機助力烏克蘭部分抵消俄軍在常規火力上的優勢。本深度報告回顧2024至2025年烏克蘭無人機領域關鍵進展,涵蓋戰場運用、本土創新、民用貢獻、外援支持及地緣政治影響,并援引專家與官員的直接論述。
無人航空器已遍布俄烏戰場。幾乎所有烏克蘭旅級部隊均配備專職無人機分隊執行偵察、炮校及攻擊任務。小型第一人稱視角(FPV)無人機(原為業余競速四旋翼)經改裝攜帶爆炸物后可直接撞擊目標。這些成本僅500美元的自殺式FPV無人機可摧毀或癱瘓價值百萬美元的坦克與火炮,生動詮釋無人機的非對稱價值。每日發布的作戰視頻顯示:500美元無人機可擊毀重型裝甲載具,"彰顯其在現代戰爭中的變革性作用"。前線士兵已畏懼頭頂持續的無人機嗡鳴聲——烏步兵報告稱當前空中無人機密度已至"難以往返塹壕而不被偵測或攻擊"的程度。
烏軍將無人機整合為分層防御戰略,常被稱作"無人機防御墻"。沿數百英里戰線,偵察無人機與巡飛彈構成縱深防御區,有效阻滯瓦解俄軍攻勢。該戰術在2024年初炮彈短缺時尤為重要:無人機作為廉價精準替代品填補火力空缺。盡管單架無人機戰斗部遠小于炮彈,但協同蜂群可高效打擊敵軍人員載具,使俄軍大規模進攻集群難以集結。據分析師估算,當前雙方戰場損失約70%歸因于無人機。國際戰略研究所(IISS)指出:俄軍2024年損失逾1400輛坦克及3700輛裝甲車,此等規模毀傷主要源于烏軍激進無人機戰術。
雙方競相調整戰法。面對烏軍無人機"防御墻",俄軍放棄重型裝甲縱隊,改用摩托車與沙灘車組成小型突擊單元規避無人機偵測。同時俄部署自研無人機展現致命效能:從引導炮火的"海鷹-10"偵察機,到獵殺烏軍榴彈炮的"柳葉刀"巡飛彈。自2022年末,俄軍使用的伊朗制"沙希德-136"自殺式無人機屢次襲擊烏城市與基礎設施,迫使烏方臨時研發反制措施。目前烏軍已列裝可追擊攔截"沙希德"的攔截無人機,電子戰部隊則嘗試干擾或誘偏其航向。烏克蘭上空由此爆發激烈對抗,電子戰與反無人機防御成為雙方日益關鍵的作戰要素。
在戰線后方,烏克蘭日益依賴無人機實施遠程打擊高價值俄軍目標。2023至2024年間,烏軍對距前線數百公里的俄軍基地、補給站、煉油廠等基礎設施發動數十次縱深打擊。僅2024年,烏武裝部隊即執行約130次遠程無人機行動,打擊俄境內377個關鍵目標,涵蓋空軍基地、彈藥庫、國防工廠及能源設施。這些突襲標志著烏軍運用無人系統將戰火引向敵后的大膽戰略。
該戰略在2025年6月1日"蛛網行動"中達到頂峰——這場大規模協同無人機攻擊被烏官員譽為"開戰以來射程最遠、最具雄心的打擊"。通過"策劃18個月的奇襲",烏安全局(SBU)滲透小組深入俄境,將117架小型FPV無人機藏匿于偽裝成普通貨柜的卡車中秘密運輸。早晨時分,特工遠程開啟車頂,從俄領土腹地直接釋放無人機蜂群。這些通過第一人稱視角操控(推測操作員位于境外)的無人機同時突襲多個空軍基地,令俄軍措手不及。據SBU局長瓦西爾·馬柳克透露,無人機在四座基地損毀41架軍機,含戰略轟炸機(圖-95、圖-160、圖-22M3)及A-50預警機。總統澤連斯基盛贊此次"卓越"行動動用117架無人機對應117名操作員,宣稱一夜重創俄軍約34%戰略轟炸機隊。獨立分析評估指出:烏軍"僅憑小型無人機即癱瘓至少十余架俄軍機——包括俄約10%轟炸機隊",此等戰果在缺乏大型導彈或有人空襲條件下曾不可想象。
烏軍遠程無人機攻擊顯著驗證低成本無人系統的戰略覆蓋力。自2023年起,烏制單向攻擊無人機(多為改裝蘇制機型或本土新設計)已打擊俄本土及克里米亞占領區縱深目標,最遠觸及距烏2500英里的西伯利亞機場。此類行動迫使俄調整防御部署甚至轉移資產。例如在海上無人機反復襲擊軍艦及克里米亞大橋后,俄黑海艦隊主力艦艇基本撤離塞瓦斯托波爾港。分析指出:"烏海上無人機迫使俄黑海艦隊棄守克里米亞占領區母港",攜帶炸藥的烏海軍無人機甚至成功破壞俄軍艦艇與岸基設施。在陸域戰場,烏軍部署小型地面機器人至前線——這些遙控無人地面載具可運送補給、后送傷員乃至攻擊敵戰壕,同時避免人員傷亡。烏方在多域產生威脅。
俄方亦不甘示弱,2024-2025年加強針對烏城市的無人機與導彈打擊,常以"沙希德"無人機群試圖飽和防空系統。這使烏克蘭自身成為反無人機技術試驗場。西方援烏防空系統(如"獵豹"高炮、"IRIS-T"及"NASAMS"導彈)經改裝用于攔截無人機,烏科技界則臨時開發防御手段——從反無人機干擾槍到聯動監控攝像頭與AI的來襲無人機識別軟件。空域對抗場景深刻印證無人系統在攻防兩端已成不可或缺要素。
面對持續的無人機軍備競賽,烏克蘭在2024至2025年間大力推進本土無人機產能擴張。戰爭初期該國僅有個位數無人機生產商;至2025年,運營制造商已近500家——涵蓋大型防務企業至小型初創公司。澤連斯基將無人機生產列為戰略優先事項,2025年初宣布烏克蘭年產能可達400萬架。產能躍升規模驚人:隨著新工廠與裝配線投產,簡易FPV無人機月產量從2024年約2萬架飆升至2025年20萬架。大西洋理事會報告稱:"今年烏克蘭計劃生產約400萬架各型無人機,超過去年總量兩倍",產品譜系從微型四旋翼、巡飛彈延伸至可打擊數百英里外目標的大型遠程無人機。
產業爆發式增長源于政策扶持與基層創新共筑的防務科技生態。2022年中啟動"無人機軍團"計劃為軍隊眾籌采購無人機,2023年設立Brave1科技孵化器支持本土開發者。至2025年,Brave1已向無人機及防務科技項目發放超470項資助,1500余家烏科技企業投身無人系統及相關技術研發。政府通過政策激勵零部件本土化——零部件本土化率超50%的企業可獲長期國家合同。烏克蘭企業由此加速機架、電子設備、發動機等核心部件國產化。2025年3月,Vyriy公司實現里程碑突破:量產千架全本土組件(飛控、無線電、攝像頭、發動機等)無人機,顯著降低對外依賴并增強供應鏈抗風險能力。
烏克蘭工程師在戰火中展現卓越敏捷性與創新力。借助3D打印與快速原型技術,新機型設計投產周期縮短至數周。創新成果包括抗干擾光纖制導無人機、應對俄電子戰優勢的AI自主制導實驗機型。觀察家指出:"依托戰場快速反饋與精簡采購流程,烏克蘭創新敏捷性遠超西方漫長研發周期",其無人機以極低成本實現媲美西方型號的作戰效能。官員表示若有額外100億歐元資金及更多組件供應,年產能可進一步擴至1000萬架。
迅猛發展伴隨挑戰:大量新廠商涌入導致質量控制與標準化問題,亟需嚴格規范確保本土無人機可靠性。成功背后存悖論:當前產能已超越軍隊部署能力,預示生產線或將超前于前線需求。盡管如此,烏克蘭崛起為無人機生產大國仍具標志性意義。這個曾依賴外國無人機的國家,正將無人載具列為國家長期科技經濟優先方向,"致力于打造國防科技硅谷"。
認識到無人機的決定性作用,烏克蘭的國際合作伙伴在2024年至2025年期間通過資金、捐贈和技術轉讓加大了支持力度。2023年年中,約20個盟國組成的“無人機聯盟”成立,由英國和拉脫維亞共同主持,旨在協調對烏克蘭無人機項目的援助。截至2025年,該聯盟已承諾投入約27.5億歐元,幫助烏克蘭在2025年前額外獲取100萬架無人機。其中大部分涉及為從烏克蘭制造商處采購提供資金(提振了當地產業)以及供應關鍵部件。進展比期望的要慢——聯盟成員最初依靠自身有限的生產能力——但新的機制正在加速援助。例如,丹麥推出了一種“丹麥模式”,捐贈者的資金(包括凍結俄羅斯資產的利息)被匯集起來,直接從烏克蘭公司采購無人機,繞過了繁瑣流程。預計僅2025年,這種簡化方法就將為烏克蘭無人機領域注入15億歐元。
盟國政府也從其庫存中捐贈了大量現貨無人機和巡飛彈藥。美國和波蘭提供了“彈簧刀”(Switchblade)和“戰友”(Warmate)自殺式無人機,英國為城市作戰派發了輕量級“黑黃蜂”(Black Hornet)偵察微型無人機,許多北約國家向前線運送了數百架商用無人機用于偵察。在戰爭早期成名的土耳其“巴伊拉克塔爾”(Bayraktar)TB2無人機持續少量交付(盡管其較大的尺寸使它們在面對2024年改進的俄羅斯防空系統時生存能力降低)。在海上,據報道美國和英國通過提供專業知識并可能包括關鍵部件,協助烏克蘭為其新興的海軍無人機艦隊開發無人水面艇。這種海軍無人機被用于2023年對塞瓦斯托波爾和新羅西斯克的俄軍艦艇進行的引人注目的攻擊,展示了西方技術支持在新領域中的價值。
值得注意的是,國際援助不僅基于硬件,還側重于培訓和知識共享。烏克蘭無人機操作員和工程師接受了有關北約先進無人機系統的培訓,而西方軍方則悄然研究烏克蘭的無人機戰術,以期為自身防務汲取經驗。聯合研發項目也相繼涌現——例如,烏克蘭與波蘭合作開展一個新的遠程無人機項目,美國科技公司則與烏克蘭初創企業合作研究用于無人機情報的人工智能驅動圖像分析。到2024年底,烏克蘭國防部與幾家西方制造商簽署協議,將在烏克蘭本土建立無人機生產或維修設施,從而鞏固了長期伙伴關系。
烏克蘭無人機領域最顯著的特點之一,是平民和志愿者深度參與無人機的開發與操作。從戰爭初期開始,烏克蘭精通技術的民間力量便積極響應軍隊無人機需求。著名案例是由平民IT專家組建的志愿者無人機部隊"空中偵察"(Aerorozvidka)。該組織2014年僅為小型興趣團體,到2022年已發展為烏軍內部高效的偵察攻擊小隊,不僅自制無人機還將民用無人機武器化。
各地志愿者籌集資金購買現貨無人機——從微型競速四旋翼到重型八旋翼——再進行戰斗改裝。消費級機型被重新涂裝,加裝簡易炸彈投放裝置或紅外攝像頭后送往前線。空中偵察團隊甚至自主設計制造了R-18八旋翼無人機。這款造價約2萬美元的八旋翼飛行器可投擲5公斤(11磅)炸彈并回收重用,已成功摧毀俄軍裝甲車,借助熱成像功能實現夜間40分鐘續航,印證了烏克蘭在壓力下的創新能力。截至2024-25年,數百個志愿團體和初創企業投身類似事業:從3D打印無人機零件到開辦"無人機學校"培訓普通民眾成為熟練的FPV無人機操作員。地方政府亦參與其中——如2024年初日托米爾市議會啟動項目,教導平民為軍隊需求制造操控FPV無人機。
眾籌在此領域至關重要。2022年中啟動的全球捐贈項目"無人機軍團"持續至2024年,籌集數千萬美元用于海外采購無人機及零部件。社交媒體活動常聚焦具體需求(如為某次攻勢眾籌1000架FPV神風無人機),獲得烏國民眾及僑胞的慷慨響應。科技企業家與愛好者俱樂部同樣通過整合資源制造實驗性原型機。這種自下而上的力量在2024年顯著壯大了烏克蘭無人機機隊,本質上動員民用科技圈成為輔助軍工產業。
無人機戰爭中軍民角色的模糊化帶來了機遇與挑戰。一方面,烏克蘭利用現成商用技術與基層人才,快速形成傳統軍隊官僚體系需多年才能發展的能力。但依賴國外商業平臺存在隱患:供應商曾因政治壓力斷供。這也意味著數千平民志愿者需在戰場速成軍事技能,甚至作為無受訓操作員出現傷亡。盡管如此,烏克蘭經驗展示了"大眾化"戰爭模式:普通無人機愛好者能為國防做出切實貢獻。正如專家觀察指出:"烏克蘭戰爭中無人機的廣泛應用提供了關鍵啟示——從平民日益深入的參與到過度依賴外國零部件的風險"。基輔正將部分志愿力量制度化:將優秀志愿者部隊編入正規軍,并制定新飛行員標準化培訓計劃。
2024-2025年烏克蘭無人機的大規模運用產生了深遠的地緣政治影響,引發全球軍事領域既敬畏又焦慮的復雜情緒。對烏克蘭及其支持者而言,無人機行動已成為戰爭中的潛在戰略點。通過平衡技術代差,無人機幫助烏克蘭抵御了數量占優的敵軍。烏方分析人士主張:若將無人機年產量提升至百萬量級,就能用廉價無人機群壓垮俄軍防御體系,其打擊速度將超越對手反應能力。這種思路已影響西方援助策略,盟國正考慮專項撥款以實現烏克蘭的"無人機蜂群"戰略。
國際層面,烏克蘭的無人機成就為未來戰爭形態敲響警鐘。2025年6月的"蛛網行動"尤其震撼北約軍事規劃者。"這次無人機伏擊應給美軍拉響警報",防務分析師斯泰西·佩蒂約翰與莫莉·坎貝爾在襲擊后撰文警告,指出美軍基地可能同樣脆弱。他們強調"烏克蘭僅用小型無人機就癱瘓了至少十余架俄軍戰機——包括俄轟炸機隊約10%的兵力",此舉暴露了傳統防御體系面對廉價無人機群的嚴重漏洞。據報道五角大樓高層以焦慮又艷羨的矛盾心態觀戰:既擔憂美軍資產遭遇類似威脅,又垂涎烏克蘭開創的創新戰術。教訓顯而易見:未來任何涉及先進軍隊的沖突都可能充斥無人機,缺乏強力反制手段者必將遭受重創。受烏克蘭戰局直接刺激,西方軍隊正大力投資反無人機系統——從干擾槍、激光武器到戰機加固掩體。
烏克蘭DIY無人機的成功案例鼓舞了一些國家甚至非國家行為體,他們從中發現了不對稱戰爭藍圖:憑借充足現貨技術與獨創性,弱勢方能對抗強敵。英國皇家國際事務研究所指出:"烏軍使用廉價無人機打擊俄腹地目標,為快速演變的現代戰爭提供了范本",呼吁各國政府據此重新思考防務理念。事實上,歐洲防務官員日益將烏克蘭無人機防御視為"抵御激進俄羅斯的歐洲第一道防線"。
專家們最后指出,烏克蘭戰爭催化了全球無人機擴散。作戰無人機曾專屬少數先進軍隊;如今受烏戰啟發,數十國正開發或獲取類似能力。烏克蘭自身也表示戰后要成為無人機技術出口大國,或將重塑國防工業格局。但若落入惡徒之手,同樣的廉價無人機戰術可能用于恐怖活動或制造動蕩(如非國家組織襲擊關鍵基礎設施)。此類憂慮重啟了關于無人機使用國際準則的討論。正如某歐洲分析師所言,烏克蘭局勢意味著"無人機精靈已經逃離瓶子"——當下要務是學會與之共存,并確保盟國在無人機創新與防御領域保持領先優勢。
2024至2025年,烏克蘭的生存之戰日益演變為無人機博弈,在此過程中革新了軍事思想。從戰壕四旋翼到遠程自主轟炸機,無人機滲透進沖突的每個環節。依托本土創造力、全民動員與外圍支持,烏克蘭對無人系統的聚焦不僅在戰場取得成果,更引發戰爭形態的深層變革。隨著該國持續精進無人機武庫與戰術,其經驗為世界提供了些許教益。
參考來源:Drone warfare analyses and expert commentary;news reports on Ukraine’s drone operations and industry;official statements and statistics from Ukrainian authorities and allied officials
當前及未來可用技術正在且將持續改變作戰環境的本質,這一論斷無可辯駁。然而更具挑戰的是識別哪些技術能使沖突一方對技術弱勢對手形成決定性優勢——尤其是這些技術在多大程度上影響陸地作戰固有的保守性。當前沖突中涌現的技術已呈現趨勢,預示著未來"算法化"戰場的可能形態。本文探討未來二十年戰場的可能圖景,并闡釋高強度沖突中地面部隊在技術飽和戰場運用的挑戰。(注:原文編制過程中未使用人工智能內容生成工具)
未來軍事行動的實施方式將與傳統模式截然不同(Turaj & Bu?ka, 2020)。納戈爾諾-卡拉巴赫(Petrosyan, 2023)、烏克蘭(Hrn?iar & Kompan, 2023; Zahradní?ek et al., 2023)及加沙地帶戰場已顯著展現創新技術引發的變革。這些沖突特征在于:大量使用舊代軍事裝備,輔以一定程度現代技術支撐,實質是源起數十年前的現役武器裝備與現代戰場元素的結合體(Gibradze et al., 2022)。因此稱其為"下一代沖突"并不恰當。同時至少就烏克蘭沖突而言,俄聯邦武裝力量的軍事藝術(尤其沖突初期)呈現高度保守與傳統主義特征:其大規模部署的營級戰斗群在編成、裝備及戰術運用上常不符合現代戰場需求(Grau & Bartles, 2022)。然而這些沖突的鮮明特點是:先進軍民技術(如無人機系統/UAS)正加速融入指揮控制(C2)最底層級的趨勢。該趨勢由技術成熟度與可用性共同驅動。通過多平臺交互或與空基/天基/地基傳感器-效應器的體系化協同(Turaj, 2019),此類系統效能顯著提升,其應用潛力預計將持續擴展。
上述考量促使以軍事專家、指揮官、理論家、學者、研究人員及政界人士為代表的廣泛"軍事共同體"提出關鍵問題:這些技術是否具備"顛覆性"潛力?會否弱化傳統作戰要素的認知?未來能力如何演進?能力如何在地面戰場具象化?軍事藝術將因此發生何種變革?更廣義而言——未來陸地戰場將呈現何種形態?這些問題的答案對建設現代化軍隊具有不可否認的價值,使其能在可預見的未來作戰環境中做好充分準備并有效行動。
當前關于軍事未來的啟發性觀點與未來學預測層出不窮。保羅·沙爾(Paul Scharre, 2019)與羅伯特·拉蒂夫(Robert H. Latiff, 2017)的著作尤具價值。兩位作者近乎一致指出:未來沖突將呈現人工智能(AI)賦能系統的自主特性;作戰將主要在網絡空間展開;陸地領域將由"機器人軍隊"主導——或由士兵遠程操控,或具備高度自主性。他們同時警示這些技術應用的法律倫理問題,強調缺乏深思的技術部署可能引發長期毀滅性后果。
馬爾欽·戈爾尼克維奇(Marcin Górnikiewicz, 2019)對21世紀后期沖突的推演極具啟發性。其研究基于"人類將在短期內取得徹底改變傳統武裝沖突形式與方法的技術突破"這一前提,預言包括"武器"與"武裝斗爭"在內的諸多概念將被重新詮釋。未來作戰潛力將不再由其物理組件的量化參數"乘積"所絕對定義(Varecha, 2020a)。軍事力量運用的重心將發生轉移:雖仍聚焦對手弱點,但未來軍隊的首要目標既非作用于作戰潛力的物理組件,亦非精神因素,而是摧毀敵作戰潛力中恢復耗時極長或具"破壞性"的組分——這類破壞將導致敵方認知功能崩潰。隨著人工智能演進,通過投射虛假視覺/聽覺/觸覺/味覺來針對性干預人腦活動機制的認知將深化,最終引發暫時性癱瘓、精神道德休克及現實感知能力喪失。基于深度個體文化密碼與潛意識決策機制的高科技預測方法,將成為預判對手決策過程的關鍵要素。
這意味著下一代作戰域很可能是涵蓋人類感知、推理與決策全維度的認知空間(Malick et al., 2022)。然而此類活動仍處萌芽階段,因當前尚缺實現上述未來效應的能力。本研究旨在"窺探"近未來,力圖描繪20年內作戰環境(尤重陸地領域)的演進輪廓。
鑒于安全環境演變態勢,未來二十年仍將由歷史上引發軍事沖突的相同因素主導。沖突誘因或包括資源爭奪、經濟/意識形態/社會/宗教差異及影響力角逐(《全球趨勢》, 2021)。本研究預期范圍內,革命性變革不會源自新技術手段或其運用理念的根本轉變。但可預見的是,現代及前瞻性裝備的技術性能參數將根本性改變未來軍事行動的整體認知與實施方式。
傳感器升級、自主化、流程自動化與人工智能的融合將產生深遠影響:技術先進的效應器將更精準、互聯更緊密、響應更迅捷、射程更遠且威力更強。這些因素也將重塑軍事藝術——當前對作戰環境的認知、對普適原則法規的傳統"把握"、兵力運用方式,尤其是過時的"戰術、技術與規程"(TTPs),將無法匹配技術先進軍隊的能力需求。
技術發展與軍事藝術變革之間存在明確關聯性——這種關聯源于創新技術在軍事力量結構中的實施。本研究聚焦未來20年最可能顯著影響常規武裝力量的技術趨勢,這些趨勢將在"算法化"戰場上發揮關鍵作用。此類預測雖具高度抽象性且非直截了當,但對充分發展軍事力量能力至關重要,使其不僅能應對當前威脅,更能應對未來挑戰。本研究目標與貢獻在于:勾勒未來二十年作戰環境發展前景,并闡明技術飽和戰場中地面部隊運用的挑戰。
基于此,作者團隊聚焦兩個核心問題:
研究無意分類描述制造商個體的"革命性"開發項目及技術參數對比,亦不考察技術解決方案或闡明運作原理。技術評估始終基于用戶-決策者視角:這些技術將帶來什么?其融入未來作戰環境"戰斗編成"后,如何影響未來戰場陸地領域的形態?尤其關注在"算法化"環境中對地面部隊行動的潛在影響。
研究采用實證-直覺方法論:
數據通過理論研究方法(分析與綜合)進行檢驗,研究發現采用比較法表述,研究問題通過啟發式預測方法驗證。需特別說明:本文結論僅具預測性,未經嚴格實證檢驗。
當今作戰環境的復雜性與動態性對軍事力量及其多領域發展提出更高要求。關鍵挑戰在于建立并維持戰場態勢感知能力——這對作戰規劃與實施至關重要。隨著作戰環境中事件規模、強度及動態性持續增長,該能力重要性將日益凸顯;未來作戰將作為"跨域行動"組成部分在多個作戰域同步展開。鑒于當前環境特性,信息環境的發展對態勢感知能力影響最為顯著,尤其關乎當前與未來作戰的態勢認知(Fiebich, 2020)。
"洞悉戰場而隱匿己身"自古便是戰場指揮官的圭臬。自18世紀末戰場規模超出單兵目視范圍以來,戰場可視化成為指揮核心需求——催生出觀察員職能體系,通過觀測結果為指揮官構建戰場圖景(Pong, 2022)。數字化既是當代戰場要素,更是未來戰場基石:它賦能指揮官運用博伊德OODA循環(觀察、調整、決策、行動),輔助指揮官藝術化決策作戰系統部署的時機、地點、目的及預期效果。
未來陸地戰場將通過多元傳感器系統實現情報監視偵察(ISR)能力,覆蓋任意地形氣候條件下的物理環境(Rolenec et al., 2022)。陸地領域的數字化態勢圖景將通過寬帶高速加密傳輸,以高清視頻流形式傳遞指揮、遙測與影像信息。這些視頻流源自地面(及地下)、低空與高空多飛行高度、多視角傳感器,傳感器載體不再局限于傳統偵察單位、無人系統(UxS)、機載平臺與衛星。陸地戰場每臺設備乃至單兵都將成為傳感器節點——涉及威脅動態、敵軍部署、友軍定位等全維度戰場信息將實現實時聚合、分析評估與共享。通信設備微型化、多級數據數字化、面向網絡的系統架構及流程自動化,共同壓縮信息流時效,使**通用作戰圖(COP)**能實時覆蓋各作戰域至最低指揮層級。技術進步促使戰場全域融合:除物理域外,"交戰"將同步發生于信息域與認知域;增強現實與虛擬現實支撐的交互模式將成為標準作戰手段。
信息主導權將前所未有地取決于沖突何方能更快采集數據、精準分析并通過AI輔助實現安全定向分發。AI將為自主裝備自動生成行動選項(Koch, 2022),實現高度冗余性,使行動去中心化乃至完全獨立于人力干預。經濟型傳感器與海量數據處理能力的結合,預示實時信息探測、處理與共享的革命性突破。該能力將成為敵軍高價值目標(HVT),亦可能構成己方力量重心(COG)(?lebir, 2022)。當互聯互通被視為決定性優勢,對手必將全力破壞、降級乃至癱瘓高度互聯的信息依賴系統。提供互聯能力與通用作戰圖的信息系統防護性與韌性將成為關鍵制勝因素(Kompan, 2020)。敵方行動導致的任何功能中斷,都可能使作戰系統從互聯協同網絡退化為碎片化網絡——無法完整及時傳輸可溯數據,最終削弱通用作戰圖效能及作戰系統達成預期殺傷/非殺傷效果的能力(《全球趨勢》, 2021)。因此信息系統技術演進必然與其"韌性"發展深度融合。
未來戰場焦點或將從火力轉向基于指揮、控制、計算機、通信、網絡、情報、監視與偵察(C5ISR)體系的信息力量。然而信息雖可提升武器系統效能與決策效率,其本身尚不足以迫使敵人屈從(至少在研究時限內如此)(Z?na, 2021)。
達成預期作戰效果將依賴日趨先進的效應器。武器裝備與彈藥發展的核心趨勢在于持續融合遠程打擊、高速突防、精確制導與實體摧毀能力的增強。現代武器系統的遠程打擊能力已預示:指揮所(Rolenec et al., 2023)、部隊集結點與后勤設施等傳統認為遠離敵方常規火力而相對安全的區域,正面臨日益嚴峻的威脅(Spi?ák, 2022)。
除射程提升外,武器系統(尤其間接火力)的毀傷精度(Varecha, 2020b)與破壞效能(Varecha & Majchút, 2019)正實現根本性突破。此趨勢源于高精度傳感-打擊系統的整合與火控流程自動化——基于精準目標定位信息、先進彈藥末制導能力,實現預定殺傷/非殺傷效果。未來戰場先進彈藥與游蕩彈藥因微型化與動態特性將更具破壞力且更難探測。電子技術正賦予彈藥新能力:可編程空爆、近炸引信及應對新興威脅的制導功能(Breaking Defense, 2023)。此類系統數量增長、效能提升與相對普及化,不僅威脅作戰體系關鍵節點(指揮所/通信設施/高壓武器系統/后勤設施等),更將危及空中領域全單元,包括小型戰術單位乃至戰場單兵。
探測跟蹤高速飛行彈藥與反制遠程微型機動平臺,始終是核心挑戰。定向能武器(DEW)(尤指激光武器)的持續發展可能帶來革命性反制方案。預計二十年內將實現陸地戰場實戰部署:其射速超越現有及未來機械系統,可癱瘓物理目標及信息/通信/指揮控制系統運行。核心優勢在于即時打擊效應、全氣象條件適用性及多目標覆蓋能力。地下等難以觸及目標亦在打擊范圍內,關鍵價值體現為附帶損傷最小化、目標鎖定高速化以及兵力需求銳減。未來DEW將與各軍兵種協同部署,天基平臺亦將用于干擾敵方衛星通信通道。針對單兵的地面DEW應用(如驅散人群)研究亦在推進(Valouch, 2016)。
當前軍事強國正計劃為步兵配裝激光武器。傳統槍械設計潛力趨近極限,單兵彈道防護進步催生新型單兵武器需求(Kulhánek, 2023)。未來或現微型激光武器替代反器材步槍或與輕武器協同作戰(Extance, 2015)。DEW系統能有效應對無人機群代表的分布式低成本威脅,相較傳統武器將具備更高精度與威力,其**"無限彈藥艙"**特性尤具戰略價值(Lockheed Martin, 2023)。
制約因素在于:除成本外,高度電力依賴構成顯著弊端——作戰損毀供電系統即致癱瘓。陸戰隊列裝受限于尺寸重量問題(需外骨骼或無人地面載具輔助)。國際激光武器使用公約亦限制其應用:禁止造成永久性視覺損傷或不成比例傷害的作戰行為(Kulhánek, 2023)。
被動防護技術亦取得重大突破:壓制紅外特征信號的技術、車體后方投射影像的電子偽裝系統、可完美折射光線使載具隱形的智能材料,代表未來偽裝技術研發方向(Wang et al., 2013)。研究時限內,全頻譜電磁輻射偽裝技術將為作戰單元及單兵提供高可信度防護。
自主性指"系統在編程設定參數內,基于獲取知識與動態態勢感知,無需外部干預即可按預期目標運作的能力"(《北約術語庫》在線版)。在本研究語境中,外部干預特指無需大量人工輸入(Rossiter, 2020)。盡管作戰與保障平臺系統的自主化與自動化水平持續提升(Kopulety & Palasiewicz, 2018),人類仍將參與決策回路("人在回路"),但僅限必要最低程度。其角色在于直接實施戰場指揮(下達指令或授權系統執行特定行動)與復雜作戰管控(Górnikiewicz & Szczurek, 2018)。保留人類決策參與具有顯著優勢:相較人工智能系統,人腦仍是最高級的認知處理系統。AI系統往往脆弱且易在新情境中失誤,而人類智能不僅更具魯棒性,面對陌生動態環境時通常更靈活。盡管人類反應速度不及機器,但在應對新態勢時表現更優(Foster, 2021)。
子流程自主化與自動化及人機交互減少帶來多重效益:最重要的是系統能持續長時間運行,以更高精度與可靠性實現預期打擊效果(如彈藥自主制導),且不受壓力恐懼導致的失誤影響。但決策速度在此特指行動/反應執行時效。
當前及未來軍事平臺的全自主化具有根本重要性。典型案例是防御性反應系統自主探測消除威脅(如迫擊炮彈、火箭彈、巡航導彈或反坦克火箭彈對作戰基地或地面裝備的攻擊)。人類通過目標識別確認威脅并實施反制的傳統決策回路在此失效——因反應時間過短。隨著效應器與彈藥技術發展趨勢(特征為循環自動化、速度、殺傷力、精度、能力與模式提升,如游蕩彈藥與先進彈藥)及陸地戰場密度增加,反應時間將進一步壓縮。另一例證是無人機系統(UAS):若操作員通信鏈路遭敵破壞,將無法授權對已識別目標實施打擊(Foster, 2021)。
無人系統(UxS)的能力發展與自主性提升與人工智能(AI)進步緊密關聯。當前AI已用于增強現有系統性能(如數據采集分析)。第二階段AI將支持決策:指揮控制(C2)流程不變但顯著加速,特定任務(尤其敵方行動方案分析生成比選)將實現全電子化自動處理。基于AI的解析工具(Matiz-Rojas & FernándezCamargo, 2023)與機器學習模型能結合多因素與不確定性,在更廣背景下解讀敵行為模式,從而更精準預測態勢演進場景。軍事決策將高度依賴AI——這不僅源于數據量指數級增長與處理時效要求(Hlavizna et al., 2023),更因優化作戰力量運用的迫切需求。海量數據優先處理能力將成為關鍵里程碑。第三階段AI將直接對抗復雜敵手系統,該能力是實現平臺及全系統更高自主性的核心要素。
各類別無人機系統(UAS)正加速普及,其能力持續增強而成本不斷降低。數千年來,特定時空的兵力集中始終是戰場成敗關鍵(Fuller, 1993)。該原則至今仍被北約奉為作戰準則,但其在未來是否持續關鍵?無人機集群即為佐證:其通過復雜算法持續變換飛行軌跡的快速機動特性,可能導致防空系統軟件無法處理目標模式而失效(Finlan, 2021)。微型無人機集群潛力不僅體現于數量優勢,短期內它們將實現集群通信、自適應調整戰術技術規程(TTPs),并隨態勢變化聚焦目標打擊(Nohel et al., 2023)。這些系統將充當移動干擾器、移動傳感器或無人系統集群,形成邏輯互聯的電磁頻譜"經典部隊集結"假象,致使敵方徒勞干擾無實際兵力的虛假目標信號;而平臺因高度自主性使傳統反制手段(劫持控制權、干擾通信鏈路、定位追蹤)失效。
無人系統(UxS)將在未來戰場扮演不可替代角色:持續替代人類士兵以優化作戰經濟性與兵力效能。未來二十年各層級新型無人系統普及度將持續提升,能力發展聚焦多技術融合傳感器(晝夜攝像機/熱成像儀/聲學/嗅覺/地震傳感)、微型化、電磁特征抑制及協同能力增強。精密"感知規避"系統(含合作與非合作模式)的發展,將使微無人機集群能在最小間隔下密集部署戰場(Vi?nai & Kandera, 2021),實現全地形(含建筑密集區)部署能力,在復雜多層建筑內部(Hrn?iar & Spily, 2011)及有人駕駛空域同步運作。當前概念顯示微型無人機系統將很快配裝至每名美軍單兵,其設計旨在增強遠程威脅探測能力,確保可靠清除隱蔽目標(Pickrell, 2019)。
其核心任務持續覆蓋情報監視偵察(ISR)、目標指示支援、高價值目標(HVT)獵殺、地面部隊護衛與近距空中支援(CAS)、軍用直升機護航(Blain, 2023)及電子戰支援等傳統領域,同時展現出物資/彈藥/食品補給等持續保障、機動支援與反機動措施(布設雷場/開辟通路)、化生放核(CBRN)物質探測清除、爆炸物處置及人員裝備洗消等新興潛力領域。技術發展也將推動反無人機(C-UAS)防空能力顯著進步,具備"獵殺"敵無人機與游蕩彈藥能力的無人機系統或將成為該領域突破方向。
從相對安全的遠程位置對裝備與系統實施半自主控制,現已成為現代戰場固定要素。未來將加速發展徒步/車載部隊與自主系統協同作戰概念——即"有人-無人系統協同作戰"(MUM-T)。該概念定義為"通過同步部署士兵、有人/無人空中地面載具、機器人及傳感器,實現態勢感知增強、殺傷效能提升與生存能力優化"(BAE Systems, 2023)。
未來陸地戰場特征體現為作戰無人系統(UxS)融入部隊編成,例如作為伴隨式陸空協同平臺。基于廣泛算法、機器學習與高速大數據處理,無人系統將逐步實現更高層級自主性:初始階段由操作員遠程操控;待相關概念、技術及操作挑戰解決后,將過渡至部分自主執行任務;遠期或可實現完全自主化。核心效益不僅在于提升作戰系統火力,更在于通過減少有人單元作戰部署,使其聚焦其他任務,從而拓展戰術任務譜系與執行范圍(《航空航天技術》, 2022)。同時無人系統在MUM-T中的普及將量化縮減有人單元部署規模,降低傷亡風險(Zahradní?ek et al., 2022)。
然MUM-T框架內無人系統戰術運用受兩大因素制約:一是物理環境微地形信息處理能力局限(K?i??álová et al., 2022; Mazal et al., 2020);二是目標精確識別(PID)缺失——因系統尚缺可媲美人腦精度的目標性質判定算法庫。現有作戰識別(CID)能力雖可辨識己方單位,仍無法區分戰場人員屬性(敵軍/平民/其他角色)。
可預見時期內,殺傷/非殺傷效果終決權仍歸屬人類操作員或決策者。盡管如此,MUM-T或將成為陸地戰場關鍵創新:通過分布式智能網絡連接的智能模塊化無人系統,將作為有人平臺的力量倍增器。復雜未來作戰環境必然要求無人系統與有人空/地平臺協同編組作戰。技術進步與AI發展將逐步提升軍用無人平臺自主性與冗余度,大幅減輕未來作戰中MUM-T的后勤與認知負擔(《航空航天技術》, 2022)。
自主/半自主平臺獨立性增強將使"人在環內"模式逐步淘汰,減少MUM-T所需操作員數量。通過降低對無人平臺的直接操控強度,有人單元將獲得戰術、戰役乃至戰略層面的更強戰場掌控力。當人類無需操作"非生命體"平臺的導航與目標識別系統時,操作員可聚焦情報分發、作戰編組協同等復雜任務。鑒于無人系統潛力,MUM-T編組內人機比例將隨時間遞減,但純無人編隊的創建部署仍存疑(《航空航天技術》, 2022)。
在未來軍事行動中部署有人-無人系統協同作戰(MUM-T)時,最大挑戰在于將"人類士兵"整合至該體系——正如研究前文所述,與"機器"不同,人類會疲勞且必須在精神、心理和生理層面應對致命無人平臺的動態變化與普及(Yeadon, 2021)。外骨骼系統正是增強部署人員體能的關鍵技術,其大規模應用將催生可稱為"重型徒步步兵"的新兵種或專業部隊(Mudie et al., 2021)。
外骨骼使用熱潮預計將席卷高體能負荷軍種,主要源于裝備武器超重問題(Wu et al., 2021):
? 爆炸物處理(EOD)分隊需攜行排爆裝備
? 步兵單位背負戰斗載荷長途機動
因此外骨骼發展需聚焦穿戴舒適性與武器系統集成能力(含定向能武器)。
這些"戰士戰甲"將降低士兵代謝消耗:外骨骼承擔機械工作(負重/行走),減少后勤需求并允許戰場兵力更分散部署。同時集成先進通信系統與指揮控制(C2)平臺,使未來戰士能"數據賦能決策優化"(Gruss, 2022)。
未來外骨骼將通過增強防護提升戰場生存力:在標準單兵防護外增設防破片層,重點保護要害部位以降低戰損(Bengler et al., 2023)。關鍵技術突破在于未來二十年設計變革——從"額外負重"轉型為"人機一體"作戰復合體。該概念使士兵能在技術飽和戰場作為高級資產(如無人系統)的控制節點,憑借增強火力、生存力與復雜態勢感知能力,成為自主系統的戰場"人形備份"。
人工智能(AI)已被北約列為"新興顛覆性技術"(EDTs)——即能引發多領域突破的快速發展技術(NATO, 2023)。未來二十年AI將爆發式增長,深刻影響全域安全防御需求,并為陸地作戰環境帶來新挑戰。AI結合高級數據分析與"大數據"應用,將根本性改變跨域作戰的信息環境:
? 用于優化"影響力作戰":迷惑對手/轉移輿論支持/直接干預作戰人員認知(Lucas, 2022)
? 提升現代武器系統殺傷效能:在"目標鎖定"環節全面參與"決策-探測-投射-評估"(D3A)流程
? 通過優化資源分配與打擊資產運用,顯著削弱敵軍作戰潛力
自主系統、有人-無人協同及"重型徒步步兵"都將依賴AI提供的通用作戰圖(COP)。AI將逐步接管陸地作戰環境中非必要人力的領域:軍事水文氣象、戰場測繪、分析支援、后勤系統、關鍵基礎設施防護(Jan?o, 2022)及材料工程。第二類AI優勢領域是人類響應過慢的任務:目標探測、電子戰、網絡防護、爆炸物偵排(Agarwala, 2023)。指揮控制與目標交戰等領域未來二十年仍將保持"人機混合"模式——人類干預負責注入軍事藝術,并規避道德法律困境(Morgan et al., 2023)。
AI重點發展方向已明確聚焦:指揮控制、信息管理、后勤保障與訓練(Grand-Clément, 2023)。這些主題領域緊密關聯,有理由預見AI將為地面部隊提供壓倒非AI敵軍的決定性優勢。
"當今軍隊無法對抗21世紀中葉技術先進的超現代化軍隊"的假設看似直觀卻非完全客觀。畢竟軍事史上不乏證偽案例:本世紀前二十年,全球技術最先進的軍隊在伊拉克與阿富汗平叛行動中僅能實施有限作戰。但需明確——此類"挫敗"根源并非單純源于作戰潛力不足。未來二十年最先進軍隊的能力必將劇變,其增長核心加速器在于創新技術整合,這些技術將在互聯性、速度、殺傷力、自主性、可持續性等領域引發陸地戰場顯著變革。這些因素將根本性影響未來作戰中地面部隊的部署理念。未來作戰環境特征體現為多域互聯同步作戰,行動協同增效需求始終顯著。信息環境容量、吞吐量、速度、數據流冗余度及信息處理能力將成為決定性因素。軍事力量運用的核心意圖將是破壞敵方系統完整性與連通性,癱瘓其鏈路。
可預見陸地戰場將由"混合戰斗系統"主導,但人類仍居核心地位。未來二十年指揮控制(C2)作為核心作戰功能仍不會被AI機器取代——人類扮演決策者角色,機器負責全域數據采集處理分析。無人系統(UxS)替代人類執行高危任務,各類平臺由人類遠程管理或(視自主化程度)至少實施遙控。盡管待控占的物理作戰環境規模顯著擴大,作戰本質并未根本改變。但裝備能力將變革,其運用方式與手段將拓展。從未來軍隊作戰潛力物理組件視角看,遠程殺傷性資產(如作戰無人系統/集群、遠程火力特別是火箭炮與身管火炮、先進彈藥及游蕩彈藥)將至關重要。
效應器射程、速度、精度與殺傷力的持續提升,將影響高價值難替代平臺的生存力及地面部隊自身效能。精準地理定位、高精度實時真實戰場態勢感知、持續傳感器互聯與即時自動化效應器響應的結合,意味著近期軍隊可能不再需要(或無法遵循)傳統認為必要的"集中原則"——即通過時間/空間/規模的集中達成目標。應對技術優勢敵軍火力威脅的潛在方案是深化分布式發展:即戰場兵力分散化(含作戰行動分散化)。由此可預期任務、空間、資源與時間受限的戰術行動將增加。有人/無人作戰系統在技術飽和戰場的生存力,將取決于其進入作戰區域的速度、區域內高機動能力及后續撤離重組再部署能力。小范圍密集部署作戰系統、靜態作戰模式、低水平欺騙偽裝、線性單域作戰及其他"經實戰檢驗但過時"的傳統軍事行動方式,將倍增部隊定位風險及隨之而來的即刻壓制風險。
所有已識別技術將構成整體防御能力與威懾基礎,因其確保技術主導權。故任何國家必須發展并落實于安全領域建設。經合理結構整合與流程實施的技術,必將成為質量優勢的決定因素。但若技術擁有方無法全面認知物理環境能力與給定條件,且不能因地制宜運用軍事藝術、創造力及自身能力,則先進裝備潛力在作戰環境中的應用仍將不足。
俄羅斯-烏克蘭沖突吸引了全球目光,揭示了戰爭演進的新篇章——其特點在于韌性、創新和多領域協同作戰。從地面攻勢到網絡攻擊,再到空間領域的爭議性使用,這場戰爭挑戰了傳統的軍事假設,重塑了戰略思維。本文聚焦關鍵領域——空中、陸地、海洋、網絡和太空——借鑒一手經驗,剖析現代沖突的教訓及其對未來戰爭的影響。本文基于小組討論,回顧了這些節目內容,并提供了每期的主要結論和見解。雖然俄烏戰爭的條件具有獨特性,但其許多特點為預測未來大規模沖突提供了關鍵啟示。缺乏明顯的空中優勢、空間準入的爭議性、低成本無人機的廣泛使用以及防御工事的普及,都指向了戰爭中持久的趨勢。然而,顯著的缺席因素——如美國的隱形能力、核威懾力以及龐大的海軍力量——則提醒,每場沖突都有其自身的特性。對于軍事專業人士、政策制定者和戰略家而言,理解這場戰爭的創新和局限性都至關重要。隨著未來的對手不斷適應和演變,一條持久的教訓是明確的:成功將屬于那些能夠整合所有力量工具以獲取并保持優勢的人。
主要作戰背景
討論首先概述了俄羅斯-烏克蘭沖突從2022年2月到2024年底的演變過程:
主要主題與見解
烏克蘭的戰略需求。科斯堅科(Kostenko)強調,雖然烏克蘭需要持續且不間斷的武器供應,但真正的勝利將取決于外交努力和軍事實力。他堅稱,西方伙伴必須區分“停止戰爭”和“擊敗俄羅斯”,并認為烏克蘭需要的是實現勝利的戰略支持,而不僅僅是維持防御陣地。霍奇斯(Hodges)補充說,烏克蘭面臨的最大挑戰在于保持對美國與歐洲將繼續支持他們的信心,而不是迫使其基輔做出犧牲烏克蘭領土的妥協。
庫爾斯克突襲:戰略妙棋。2024年8月烏克蘭對俄羅斯庫爾斯克地區的突襲入侵被強調為一次重大的戰略成功。延森(Jensen)指出,烏克蘭展示了在靜態戰線上恢復機動性的能力,通過攻擊俄羅斯防御中的“間隙”而非堅固設防的“表面”來實現。這次行動展示了烏克蘭對機動戰原則的精通,有效地將無人機、電子戰和機動走廊結合起來。霍奇斯強調,盡管俄羅斯擁有先進的無人機和監視能力,烏克蘭仍然達成了戰術突然性;暴露了俄羅斯指揮與控制(C2)的弱點——特別是聯邦安全局(FSB)邊防部隊與總參謀部之間的摩擦;并通過迫使俄羅斯重新分配資源制造了戰略困境。他認為,這次行動不僅為烏克蘭未來的談判提供了籌碼,也挑戰了俄羅斯不可戰勝的敘事。
現代諸兵種合成與技術融合。小組成員討論了戰爭性質是如何演變的。延森強調需要能夠快速適應新技術的“超級戰士(super soldiers)”,他指出烏克蘭平民如何迅速轉變為有效的戰士。他強調必須建立旨在適應多種技術涌現的系統,并強調了將戰術創新轉化為作戰優勢的挑戰。關于裝甲戰,霍奇斯和延森都同意坦克仍有價值,但必須改變使用方式:訓練不足且運用不當的坦克已被證明是無人機的易得獵物。他們建議,未來的坦克設計可能采用無人炮塔、更輕的裝甲和集成的電子戰能力,延森設想坦克將成為支持電子戰和無人機作戰的“移動供電平臺(mobile power platforms)”。
透明的戰場。科斯堅科描述了無人機和衛星如何使戰場對雙方幾乎完全透明,使得像二戰時期那樣迅速、大規模的推進變得幾乎不可能。突然襲擊現在只可能在幾個旅或更小單位的規模上實現。延森和霍奇斯強調,欺騙行動和特征管理(視覺、熱能和電子信號)對于保持作戰突然性至關重要。他們警告說,美軍目前在誘餌使用方面訓練不足,并強調雖然新的偽裝技術可以降低可探測性,但紀律嚴明的執行至關重要。
指揮與控制(C2)挑戰。延森強調了烏克蘭在指揮與控制方面的局限性。烏克蘭目前缺乏師級和軍級結構,導致多個旅直接向更高級別總部報告,這在資源使用和作戰力量協調方面造成了效率低下。相比之下,俄羅斯保持著適當的分層指揮結構,但受困于領導層不穩定、腐敗和政治干預,削弱了其效能。
朝鮮因素。小組還討論了朝鮮軍隊與俄軍并肩作戰的作用。科斯堅科觀察到,朝鮮士兵雖然訓練有素,但他們依賴20世紀六七十年代的過時戰術,以大編隊推進,這使其在現代無人機戰爭面前不堪一擊。延森指出,這一事態發展標志著更廣泛的國際沖突的早期階段,并表示“我們已經處于第三次世界大戰(World War III)之中”。他指出缺乏互操作性的盟軍聯合作戰困難重重,并報道說慘重的傷亡迫使朝鮮部隊從前線撤下。他認為,這種情況挑戰了傳統的殺傷力概念,因為如今體魄強健的士兵正被遠距離操作的無人機操作員殺死。
間瞄火力與機動。延森討論了現代戰爭如何要求將電子戰與直瞄火力及間瞄火力相融合。他解釋了俄羅斯如何通過GPS干擾成功抵消了“海馬斯”(HIMARS)高機動性多管火箭系統的效能,但在同步戰役級火力方面仍然困難重重。他強調,若沒有精妙的欺騙手段或能夠壓倒敵方防御的協同火力,實現突破仍然代價高昂。
耐力:通向勝利之路。霍奇斯強調了耐力對于烏克蘭最終成功的重要性。他解釋說,雖然烏克蘭不面臨人力短缺的問題,但確實存在訓練有素的士兵短缺的問題。他建議讓女性更多地融入軍事角色,并強調確保士兵家屬相信親人會得到適當訓練的重要性。盡管面臨挑戰,他推測烏克蘭仍將保持堅強,有超過60%的人口反對任何領土讓步。延森總結道,這場戰爭很可能將通過戰略防御與創造性進攻行動相結合的方式結束。他認為,通過對俄羅斯施加持續的經濟壓力——如操縱油價和制裁等措施——至關重要。烏克蘭對俄羅斯煉油廠的成功無人機襲擊證明了這種壓力的潛力。他說,最終,西方必須迫使俄羅斯陷入戰略困境:“在烏克蘭流血,或在莫斯科破產(Bleed in Ukraine or go broke in Moscow)。”
主要要點
小組成員為西方政策制定者強調了幾個關鍵點:
這場沖突代表了陸戰演進的一個分水嶺事件,其中蘊含的關鍵教訓關乎技術融合、適應能力的重要性,以及人類在現代作戰中持續發揮的作用。
黑海海上沖突
馬蒂斯(Mattis)詳述了沖突的海上演變過程:首先,烏克蘭在敖德薩(Odesa)周圍布設水雷以防止兩棲登陸,并部署海防巡航導彈(“魚叉”(Harpoon)和“海王星”(Neptune))以建立初步的海上拒止區。在俄羅斯于2023年7月終止黑海谷物倡議(Black Sea Grain Initiative)并試圖封鎖烏克蘭港口后,烏克蘭使用無人水面艇(USV)攻擊俄羅斯軍艦作為回應,迫使艦隊進一步后撤。到2024年1月,烏克蘭已使用無人水面艇擊沉了多艘俄羅斯艦艇,包括一艘“猛禽”級(Raptor-class)巡邏艇、一艘“蟾蜍”級(Ropucha-class)登陸艦和一艘“獵豹”級(Bykov-class)護衛艦(原文為corvette,俄羅斯稱獵豹級為護衛艦)。這些損失導致了俄羅斯海軍領導層的更換,并迫使俄羅斯艦隊撤退至新羅西斯克(Novorossiysk),并在刻赤海峽(Kerch Strait)周圍建立了一個防御堡壘群。馬蒂斯概述了烏克蘭的四個海上目標及其迄今為止在實現各目標方面取得的成功:
俄羅斯保護克里米亞的主要目標得到了部分維持,但俄羅斯武裝力量已失去對其主要海軍基地塞瓦斯托波爾(Sevastopol)的有效利用。總體而言,俄羅斯未能實現其大部分海上目標(兩棲入侵、有效的導彈攻擊和封鎖),其唯一的成功之處是通過陸路而非海上補給繼續占領克里米亞。
關鍵技術與戰術
小組成員概述了烏克蘭的成功如何依賴于幾項關鍵能力:
海上戰斗的演變
小組成員強調,這是一場適應與反適應的動態競賽。早期的無人水面艇攻擊利用了俄羅斯的措手不及和缺乏有效反制措施。作為回應,俄羅斯增加了黑海上空的空中監視(直升機和戰術飛機),顯著降低了無人水面艇的生存能力。到2024年中,由于俄羅斯加強了空中巡邏,烏克蘭發現將無人水面艇從敖德薩派往新羅西斯克附近打擊目標變得“困難10倍”。烏克蘭則通過研發具有防空能力、可打擊俄羅斯直升機的無人水面艇來應對,創建了多樣化的無人機群,并探索水下無人機以提高生存能力。小組強調,這種行動與反行動的模式將持續演變,優勢將屬于創新更快并能領先對手防御措施的一方。
向其他戰區的可轉移性
小組討論了烏克蘭的海上無人機成功案例是否可轉移到其他沖突地區。他們指出,黑海的獨特特征(封閉海域,博斯普魯斯海峽(Bosphorus)通道有限,且土耳其已禁止更多俄羅斯軍艦進入)為烏克蘭創造了優勢,這種優勢在其他受限水域如波羅的海等地區可能適用,但在菲律賓海之類的開闊大洋環境中效果較差。總體而言,無人水面艇為較小國家提供了一種相對低成本的方法,可在其海岸附近的受限水域剝奪更大規模海軍力量的海上控制權。彼得約翰(Pettyjohn)指出,這種方法可以通過層層的反艦巡航導彈輔以無人水面艇和空中無人機,顯著增強防御戰略。
對未來海軍作戰的影響
討論強調了幾個對海戰的影響:
主要要點
小組成員最后總結了他們從黑海沖突中得出的最重要啟示:
小組成員一致認為,未來海戰需要將無人系統有效整合進常規部隊結構,既發展進攻能力也發展防御性反制措施,并保持快速適應能力,以應對對手自身作戰方法的演變。
人員傷亡與心理影響
指揮官和士兵在現代戰爭中所承受的巨大心理負擔是小組討論的核心主題。杜特科(Dutko)描述了領導責任帶來的情緒壓力:“你要為人的生命負責,需要執行不同類型的任務……去保衛祖國、家園、親人或人民,并盡量減少傷亡。”他指出在執行任務前需要進行心理準備,深知有人可能無法返回。專家們強調了這場戰爭毀滅性的傷亡率,據報道約有43萬俄羅斯人員和6萬烏克蘭人員傷亡——這些數字使美國近年來的軍事行動傷亡相形見絀。如此規模的損失造成了巨大的心理壓力,這是大多數西方軍隊幾代人都未曾經歷過的。持續暴露在危險之中所帶來的挑戰,是美國近期軍事經驗中前所未有的。巴爾諾(Barno)強調,與伊拉克和阿富汗戰場上那種間歇性的戰斗經歷不同(士兵可以返回有舒適設施的基地),烏克蘭戰爭的特點是“永無止境、持續不斷、無休止地暴露在危險中”。這種持續的作戰壓力以美軍自朝鮮戰爭以來就未曾經歷過的方式考驗著人們的韌性。
借鑒烏克蘭的經驗教訓并通過兵棋推演模擬潛在沖突后,坎西安(Cancian)對美軍未來與大國發生沖突時可能面臨的處境做出了嚴峻預測:士兵抵達的基地將遍布殘骸,數百架被摧毀的飛機、臨時搭建的墓地和擠滿傷員的醫院。他指出:“這是我們70年來真正未曾有過的體驗。”
作戰意志與適應能力
康納布爾(Connable)強調,盡管技術發生了變化,但戰爭從根本上仍然是“兩種對立、敵意且不可調和意志的較量”。他批評軍事規劃者雖然在理論上承認這一原則,但在實踐中卻未能正確評估和理解它。這種失敗導致了對戰爭初期俄羅斯和烏克蘭作戰意志的錯誤判斷,延續了美國在阿富汗、越南和伊拉克沖突中的固有模式。專家們指出的適應能力的重要性,或許是這場沖突中最關鍵的經驗教訓。烏克蘭和俄羅斯軍隊在適應戰術、技巧和技術方面都表現出了驚人的速度。巴爾諾觀察到,雙方行動的速度“快得我認為世界上任何其他軍隊都難以復制,包括美軍在內”。這種適應能力延伸到了無人機作戰領域,雙方都在不斷開發針對電子戰戰術的反制措施。杜特科將這種持續的演進描述為“持續開發與持續反制(development and blocking since development)”,指的是干擾裝置如何迅速適應新的無人機通信頻率。
無人機與不斷變化的戰場
小組將無人機的擴散視為一種變革性因素,盡管他們在是否稱之為“顛覆性因素(gamechanger)”上存在分歧。專家們指出,雖然無人機在未來的沖突中可能很重要,但預計像“捕食者”(Predator)和“死神”(Reaper)這樣的大型系統將比小型消耗性無人機更為突出。巴爾諾警告說,美國“在無人機作戰領域處于落后狀態”,未能從烏克蘭人和俄羅斯人日常面對的現實中學到經驗。除了無人機帶來的技術挑戰,他還強調了“有一臺專門用來殺死你的機器時刻盯著你”所帶來的心理影響。小組討論了最近的創新成果,例如利用光纖控制的無人機無法被電子戰系統干擾。雖然并非無敵,但這些無人機代表了戰場上發生的快速技術演變。康納布爾提供了重要的背景說明,指出自二戰以來,無人機就已成為戰爭的一部分,并且自20世紀80年代以來得到了重大部署。他警告不要過度概括,指出烏克蘭的獨特條件——一條長達1200公里的靜態戰線,以及提供無限無人機的工業基地——在其他沖突中可能并不存在。
坦克與諸兵種合成作戰
專家們探討了坦克在現代戰場上是否仍然具有相關性。雖然俄羅斯軍隊已經損失了數千輛坦克,但坎西安指出,在二戰庫爾斯克戰役中也有過類似損失,但并未導致坦克過時。康納布爾引用了他對423場現代戰役(其中61場在烏克蘭)的研究,斷言坦克通過提供“沖擊力、速度[和]直達接觸線的機動式防護火力”仍然至關重要。小組一致認為坦克現在是“易受攻擊但仍有用的”,其未來的有效性取決于成本動態:如果數百萬美元的坦克可能被價值幾千美元的無人機群摧毀,軍隊還能負擔得起多少輛?杜特科強調,坦克的心理影響仍然強大,尤其是在與步兵協調的突擊中使用時。
現代戰爭中的突然性
盡管有關于“透明戰場”的說法,但小組確認在戰術和戰略層面上奇襲仍然是可能的。坎西安指出了在這場沖突中明顯的四種突然性:戰略性的(戰爭爆發)、技術性的(無人機發展)、政治/外交性的(北約擴張)以及戰場上的(持續上演類似一戰般的塹壕戰)。專家們一致認為,雖然更多的傳感器使得隱蔽更加困難,但欺騙和偽裝仍然非常重要。正如杜特科所解釋的,部隊現在會“嘗試在不同的森林、建筑物中進行隱蔽”,盡可能隱藏起來。康納布爾駁斥了技術進步將消除突然性的觀點,他說“如果[戰場真的完全透明]那人們就不需要再打仗了”。
朝鮮軍隊介入
小組討論了2024年朝鮮軍隊的加入,他們的人海戰術據稱導致數千人傷亡,給被迫殺死大量攻擊者的防御者帶來了心理挑戰。康納布爾引用報道稱,烏克蘭機槍手由于擊斃太多朝鮮士兵需要被輪換下前線,這與兩伊戰爭中的類似心理創傷相呼應。巴爾諾認為這是作戰中被忽視的一個方面:“殺傷所造成的心理影響可能被低估了,尤其是在大規模殺傷對手時。”他質疑軍隊如何能讓士兵為這種現實做好準備。小組還指出,朝鮮參與這場沖突是其自1953年以來首次實戰經歷,這可能使其軍隊在未來沖突中更具實力。
主要要點
專家們強調了幾個關鍵啟示:
討論強調,盡管技術在演變,但戰爭中人的維度仍然至關重要。作戰的心理負擔、作戰意志以及適應能力,仍然是決定勝負的關鍵因素。
歷史背景與工業基礎轉型
戰前國防工業挑戰
2014年沖突前,烏克蘭國防工業面臨系統性挑戰。正如卡伯(Karber)所指,約43%的俄羅斯武器部件來自烏克蘭。國家聯合企業"烏克蘭國防工業集團"(Ukroboronprom)優先考慮對外軍售和就業保障,而非烏克蘭自身國防需求。邦達爾(Bondar)強調,在亞努科維奇(Yanukovych)親俄政府期間,存在蓄意削弱烏克蘭國防工業獨立性的跡象。戰前主要問題包括:新型研發資金不足、因缺乏投資導致工程人才大規模外流,以及西方技術與蘇制遺留系統整合困難。
2014年沖突后的演變
2014年的初步沖突開啟了轉型序幕。志愿團體和傳統防務實體開始針對戰場挑戰開發解決方案。軟件工程師在發現前線部隊缺乏態勢感知能力時,自主創建了態勢感知與火控系統。這種自發響應為"德爾塔"(Delta)和"克羅皮瓦"(Kropyva)等系統奠定了基礎,這些系統后來被烏克蘭國防部正式采用。
全面行動的影響與應對
2022年俄羅斯全面行動極大加速了烏克蘭國防工業轉型,關鍵進展包括:
快速創新周期與戰場測試
所有專家最為強調的見解,是烏克蘭前所未有的創新速度。卡伯觀察到無人機技術約每六個月發生重大變革——遠快于西方典型國防采辦周期。"我們西方(包括美國)完全跟不上節奏,單是設計環節就要耗費六年。"邦達爾指出,基于軟件的武器系統創新周期可縮短至1-2周,并實現即時戰場測試與反饋循環。瓦倫丁(Valentine)剖析了傳統美軍采辦流程的缺陷:依賴基于過時戰爭經驗、在合同授予前數年制定的需求規范。他舉例為伊拉克/阿富汗戰場(美軍掌控空域和電磁頻譜)設計的Skydio無人機,在烏克蘭受電子對抗環境中初期完全失效。
前沿部署工程師
推動快速創新的關鍵因素是開發者與前線使用者的直接對接:
無人機作戰演進與挑戰
擴散與戰術影響
卡伯詳述了從2014-15年間連級配發有限無人機,到如今營級規模作戰的演變。這種擴散從根本上改變了戰場動態,使坦克等曾被視為高生存性平臺變得極度脆弱。
電子戰挑戰
俄烏均迅速提升電子戰能力。早期烏軍無人機(如美制"大烏鴉"Ravens)易受俄電子干擾,部分甚至被俘獲后用于攻擊烏軍。Skydio被迫將單頻段電臺升級為抗干擾的多頻段跳頻系統。視覺慣性里程計技術也有效應對了GPS干擾與欺騙。
未來方向
專家小組探討了三大趨勢:
供應鏈與生產規模挑戰
同級別沖突的規模需求
瓦倫丁強調無人機消耗量史無前例:"戰事激烈階段烏軍每月消耗10,000架小型無人機。"他指出美軍現有庫存按此消耗率僅能維持一個半月。
戰略供應鏈脆弱性
傳感器、電池、芯片等關鍵部件依賴國際供應鏈且易受中斷影響。
監管壁壘
多項監管障礙制約美烏合作:
戰后考量與威懾
停火挑戰
卡伯強調任何潛在停火都將面臨嚴峻挑戰:烏克蘭需在2,000公里潛在戰線駐防;俄羅斯歷來違反協議(《明斯克協議I/II》《布達佩斯備忘錄》《中導條約》)。缺乏外部監管的停火將"天然不穩定"。
長期威懾需求
專家提出可持續烏克蘭安全的三大支柱:
政策建議
專家為美國政策制定者提出六大建議:
結論
俄烏沖突彰顯現代戰爭的深刻變革,尤其體現在創新周期速度、無人機擴散和電子戰演進層面。傳統西方國防采辦模式難以匹配烏克蘭戰場驅動的創新節奏。美國欲維持技術優勢并支持盟友,必須在監管框架、供應鏈安全及創新方法上進行重大調整。正如瓦倫丁精辟總結:"核心在于威懾。若無法展現應對能力,便是威懾失效而戰爭爆發之時。"
無人機作戰演進
格雷(Gray)——曾擔任美國海軍情報官并在烏克蘭有實地無人機生產經驗——強調自主載具通過幾項關鍵特性徹底改變了現代戰爭:
該框架揭示了一項關鍵中間類別的出現:介于消耗型資產(如彈藥或步兵)與昂貴高生存性資產(如航母戰斗群)之間。協同作戰飛行器(CCA)等自主系統占據此中間地帶——價值高于消耗品,卻能執行危險任務而不危及人命。格雷主張美國防務采辦文化需轉向組合模式,接納更多風險承受與供應商競爭。他預判主要技術進步將源自現有軟硬件的整合優化,而非突破性能力,從而打造更具韌性的網狀網絡和改進的指揮控制系統。
太空領域洞察
加尼翁(Gagnon)對俄烏沖突中太空行動提出關鍵觀察:
信息對抗
俄方入侵前對Viasat的網絡攻擊是其"信息對抗"理論的典范,該理論采用兩類控制手段:(1)技術信息控制:運用網絡戰和電子戰掌控通信;(2)政治信息控制:主導輿論敘事。盡管旨在癱瘓烏軍指揮控制,此攻擊產生意外后果——影響德國風力渦輪機和全歐網絡服務,印證奪取網絡與太空優勢是現代戰役的初期目標。
俄軍失敗根源
作為戰前全球第三大常規軍力,俄軍卻未能取得太空優勢,關鍵因素包括:
? 缺乏能執行聯合兵種作戰的專業士官體系
? 組織壁壘導致無法將太空資產整合進"偵察打擊復合體"
? 無力反制西方伙伴提供給烏克蘭的商業衛星情報
常規突襲失效
商用衛星圖像的普及使大規模常規部隊集結無法達成戰略突然性。智庫和媒體機構早在入侵前就利用衛星圖像追蹤烏邊境俄軍兵力;加尼翁稱其為惠及全球安全的商業領域"永不閉合的眼睛"。
美國太空軍戰略
美國對手近年加速太空武器化,大國正以2022-2023年每年新增200顆衛星的速度擴張太空存在。對此,美國太空軍正采取措施:
? 從大型單體衛星轉向彈性更高的分布式架構
? 加速部署太空衛星(2025年計劃發射逾100顆)
? 發展保護美方資產與威脅對手資產的能力
? 反制對手太空擴張
加尼翁強調美軍規模縮減——陸軍從1990年73.2萬人減至44.5萬人,海軍艦艇從600艘減至300艘,空軍戰機從約1萬架減至5千架——唯有依托太空優勢方可維系。若失守此戰略高地,與同級別對手的沖突恐陷入烏克蘭式僵局。
核心電磁頻譜洞察
兩位專家均強調電磁頻譜在現代戰爭中的關鍵地位:該頻譜是實現遠程鎖定機動目標的基礎,更是鏈接傳感器、決策者和打擊單元的核心紐帶。然而美國因20年來未遭遇頻譜對抗挑戰,可能已喪失此領域優勢。格雷指出盡管存在電子戰干擾,無人機仍通過頻譜機動、彈性通信網絡和網狀拓撲結構保持高效運作。
核心要旨
本次研討凸顯俄烏沖突的五大變革性啟示:
電子戰
新型對抗性電磁環境
蘭德拉姆(Landrum)強調俄烏雙方在此沖突中均未獲得制空權,導致陣地戰和消耗戰。電磁頻譜領域的優勢爭奪持續進行;與西方聯軍在伊拉克和阿富汗不受挑戰的電磁環境不同,烏克蘭代表著完全對抗的電磁空間。
技術退化與適應
冷戰結束后,西方軍隊在人力資本和裝備現代化方面喪失了三十年的電磁專業能力。與此同時,俄羅斯組建了專業化電子戰部隊并發展出使其在某些領域占據優勢的能力。沖突證明了依賴GPS的系統易受干擾的脆弱性,迫使各方通過替代導航方法進行適應。
對現代系統的影響
幾乎所有現代系統都依賴電磁頻譜的互聯性,使其易受干擾。具體案例包括:
? GPS信號干擾影響自主系統導航
? 通信網絡中斷
? 電子竊聽與信號情報收集
? 無人機作戰的戰術干擾
蘭德拉姆闡述俄羅斯最初如何在特定頻段操作小型無人機系統(UAS)。當烏克蘭開始有效干擾這些頻率時,俄方通過切換頻段進行適應,為烏軍創造了暫時的反制窗口。
未來方向
蘭德拉姆指出,未來系統需滿足"現代化、敏捷化、靈活化、軟件定義化,并能在電磁空間實現快速反應與機動"的要求。采用機器學習和人工智能的認知電子戰將對以下方面至關重要:
? 電磁環境的快速感知分析
? 機器速度的自動化決策
? 在敵方干擾中保障己方系統運行
? 管理日益復雜的共享電磁空間
對抗性后勤保障
供應鏈脆弱性
烏克蘭沖突暴露了后勤中心、基礎設施和運輸網絡的脆弱性。蘭德拉姆指出,西方軍隊數十年來裁撤了大量后勤保障能力,為求效率將業務外包給商業領域。這種模式在無對抗環境中經過數月規劃時可行,但當部隊從初始階段就面臨對抗環境時則問題叢生。
分散化生存策略
關鍵教訓是需要將后勤與保障能力分散化以確保生存,同時保持必要時重新聚合的能力。這帶來了重大的指揮控制挑戰。
基礎設施與政策障礙
在歐洲境內調動部隊面臨多重障礙:道路承重限制、東歐鐵路軌距差異、港口設施不足、海關條例與邊境通行復雜度,以及跨境運輸危險品的難題。蘭德拉姆強調這些流程必須在和平時期通過實際演練實現優化,確保危機時期的順暢運轉。
儲備與供應鏈創新
俄烏沖突暴露出炮彈等關鍵彈藥儲備不足的問題。基于此,未來采購策略應:
? 承擔維持更大儲備的成本
? 采用增材制造(如3D打印)生產特定部件
? 放棄封閉系統轉向互操作解決方案
? 提升分散化后勤的指揮控制能力
防空體系與北約的適應
持續演變的威脅格局
不斷變化的威脅態勢迫使北約從根本上重新思考綜合防空反導策略。斯金格(Stringer)描述現代戰場如何呈現爆炸式增長的空中威脅,主要分為兩類:
? 低成本威脅端:可大批量生產的廉價單向攻擊無人機和第一視角(FPV)無人機,通過數量優勢壓垮傳統防御
? 高技術威脅端:包含AS-24空射彈道導彈在內的高超音速武器,對現有探測攔截體系構成生存性挑戰。這種雙重威脅環境要求北約部隊具備更高水平的反應速度、靈活性和適應能力。
多層防御響應
為此北約正發展多層防空反導戰略,其核心包括:
? 感知能力升級:突破傳統雷達局限,借鑒烏克蘭使用數千個廉價聲學傳感器探測威脅的做法
? 指揮控制現代化:建立更快速靈活的決策機制
? 戰略姿態調整:重定義戰備等級以適應動態威脅環境
? 攻防融合:必要時通過打擊敵方發射陣地實施先發制人
空中指揮控制系統
為支持新戰略,北約正大力投入提升空中指控網絡的互操作性:
? 強化標準化協議確保成員國通用流程
? 打通各國指控系統實現聯合作戰無縫協作
? 以模塊化軟件開發取代傳統整體式系統
? 優化用戶界面降低培訓負擔
? 構建整合多供應商的敏捷開發生態
無人機作戰
制空權民主化
斯金格指出無人機技術實現了制空權民主化,使資源有限的行為體能以極小成本執行傳統制空任務(制空、打擊、情報監視偵察ISR、運輸)。這對北約構成挑戰的同時也創造機遇。
高低混合策略
高端武器成本持續攀升之際,無人機技術提供了"高低混合"的增效路徑:將廉價無人機系統與高端武器組合,可減少昂貴彈藥消耗量,實現規模與效能的倍增效應。
超越平臺代際
斯金格主張北約應停止討論平臺代際(如第五代F-35),轉而聚焦第六代戰爭形態——強調系統整合與協同能力而非單平臺性能。
北約未來空戰學說
傳統系統的整合價值
兩位講者均強調:新技術固然重要,但現役平臺通過持續升級、創新運用策略及融入綜合戰斗編組,仍可保持作戰價值。
實驗驅動能力發展
北約聯合空戰司令部正通過新方法強化能力建設:
? 2023年首創武器戰術研討會
? "拉姆施泰因旗幟"等高端空演
? 合成訓練環境應用
可信性威懾
有效威懾需具備技術能力、充足規模及實戰制勝的可信度。斯金格強調跨域整合(多域作戰)的重要性,并提出應構建避免常規與核反擊間產生"懸崖效應"的分級威懾選項。
核心要旨
數字化轉型與技術適應
烏克蘭數字轉型部在該國抵御俄羅斯入侵的韌性建設中發揮關鍵作用。該部成立于2019年,旨在打造"智能手機上的政府",并在戰時快速調整職能。"Diia"應用程序成為烏克蘭人不可或缺的工具,其數字護照在國際邊境獲得認可;"e-Enemy"應用則讓公民直接向軍隊傳送高價值情報,在沖突早期構建了眾包情報網絡。戰爭初期,俄軍在電子戰、情報監視偵察(ISR)、炮兵和無人機技術等常規領域占據優勢。烏克蘭通過技術創新、道德優勢和國際支持實現反制:組建包含專業及志愿"道德黑客"的網軍防御關鍵基礎設施。察卡亞(Tskhakaia)強調"這是技術與智慧的戰爭",指出隨著新技術和反制措施發展,戰爭形態每六個月就發生劇變。
商業太空與數據能力
此次戰爭證明商業衛星圖像不僅能用于戰略情報,更能有效服務于戰術戰場行動。高捷(Gauthier)描述美國國家地理空間情報局(NGA)最初向烏軍提供實時衛星圖像時遭遇"官僚障礙"和"文化障礙"。該局最終通過私營企業建立替代傳輸渠道,使原始圖像直送前線部隊。雷達圖像價值尤為顯著——可穿透云層和黑夜探測俄軍車隊。Ursa Space等公司利用雷達圖像持續監控撤離路線、檢查道路通行狀況、繪制電網損毀圖,兼顧軍民需求。HawkEye 360等企業的射頻采集能力實現近實時GPS干擾地圖繪制,幫助烏軍識別和反制俄電子戰活動。當俄羅斯試圖摧毀遙感系統時,私營領域展現出非凡韌性,持續尋找適應方案。
私營領域合作與創新
專家小組強調私營領域合作對支援烏克蘭至關重要。賈菲(Jaffe)指出帕蘭蒂爾(Palantir)的技術——特別是人工智能功能與算力——極大增強了烏克蘭能力。他表示該公司必須"以驚人速度進化"以應對戰場變化,聚焦于:整合分散信息構建有效公共作戰圖景、適應動態情報與作戰環境的需求速度、快速應用AI實現圖像分析和物流自動化。察卡亞稱星鏈(Starlink)在烏部署是沖突中的"顛覆性因素(gamechanger)"。副總理費多羅夫(Fedorov)直接向馬斯克求援后,星鏈終端的快速響應部署使烏克蘭獲得壓倒性通信優勢。這是烏軍少數保持技術領先的領域,保障了全國范圍內可靠的戰場通信、協調與數據流動。亞馬遜、谷歌、甲骨文等企業也提供了重要支持。專家指出私營企業在響應烏克蘭需求時展現出比政府部門更強的靈活性與敏捷性。
技術演進與創新周期
引人矚目的觀察是烏克蘭技術創新速度的飛躍:戰爭爆發后,烏國防工業基地迅速擴張至500余家企業,生產無人機、無人地面載具、彈藥和火箭等裝備。政府通過降低監管要求、為軍備制造商提供稅收激勵、將利潤率從1%提升至25%(超過北約17%均值)以鼓勵冒險,推動了這一增長。察卡亞指出沖突中的技術創新通常會在6-12個月內被復制或反制。這種快速周期要求持續創新以維持戰場優勢。
決策與OODA循環
此次沖突凸顯了加速"OODA循環"(觀察-判斷-決策-行動)的極端重要性。高捷闡釋商業圖像和算法戰顯著加速了這一循環,使"弱勢軍隊"能有效對抗依賴傳統教條和大規模兵力的強敵。賈菲強調決策速度已實現"數量級級提升",演進中呈現兩大主題:
? 整合:網絡、作戰職能和供應鏈日益融合,使利益相關方、信息與組件協同運作
? 人工智能融合:AI正以"相關速度"提升探測精度、評估數據質量并作出決策
改變現代戰爭力量格局
俄烏沖突表明坦克或步兵數量優勢等傳統軍事要素正喪失決定性作用。正如察卡亞所述:"若不持續創新,終將失敗。"技術和創新已成為現代戰爭關鍵要素,數據優勢在決策質量和速度上提供顯著增益。烏克蘭擁有"透明戰場"的經驗使優勢從"隱匿方轉向偵測方",創造了戰爭新形態。無人機、商業衛星圖像和先進數據分析從根本上改變了軍事行動方式。
后勤保障即作戰系統
烏克蘭沖突印證后勤與保障系統不僅是行政功能,更是關鍵作戰體系。賈菲指出這些系統直接制約作戰能力,使其成為行動"不可或缺的組成部分"。后勤網絡挑戰包括:
? 盟國間網絡互操作性問題
? 先進情報能力與基礎保障系統脫節
? 需通過自動化后勤實現"推送"而非"申領"模式
? 整合"前線消耗-工業基地生產"完整供應鏈的重要性
核心啟示
專家小組總結俄烏沖突的主要啟示及對未來戰爭的影響:
自下而上的韌性:烏克蘭防御的根基
整個討論中強調的一項最重要見解是,烏克蘭成功的抵抗源于自下而上的方法,而非自上而下的政府指令。尼科拉克(Nykorak)強調,烏克蘭的韌性來自于其人民,而非其機構:"這場戰爭教會我們許多經驗,但最重要的或許是:韌性不能僅在制度中建立;它是在人民之中建立的。"當俄羅斯于2022年2月發動全面入侵時,成千上萬的烏克蘭平民立即自愿參軍服役,而其他人則以志愿者身份支持戰爭努力。企業捐贈物資,普通公民也找到了貢獻方式。這種自發的動員展現出了強大的戰斗意志,讓許多預測烏克蘭會因俄羅斯壓倒性的軍事優勢而迅速陷落的國際觀察家感到驚訝。小組成員指出,這種以人口為中心、自下而上的國家韌性方法為其他國家提供了一個關鍵教訓。傳統的安全框架通常側重于自上而下、由權威機構主導的準備工作,但烏克蘭的經驗表明,在民眾層面培養韌性至關重要。
女性在防務中的作用與軍事裝備的演變
討論的重要部分集中在女性對烏克蘭防御能力的貢獻上。尼科拉克分享了一些引人注目的數據:
尼科拉克強調,"女性與男性一樣有能力拿起武器作戰",并且從戰地醫護兵到無人機操作員再到情報人員,在各種戰斗崗位上都展現出高效水平。討論強調了女性的參與如何推動軍事裝備設計的創新。尼科拉克展示了一種專門設計的女性防彈衣,它考慮了解剖學差異,提供更好的防護,同時更輕(僅重5公斤,而標準防彈衣重12公斤)。這種裝備不僅有益于女性——它也代表了對所有士兵人機工程學的進步,因為男性士兵同樣要求這種更輕便、更符合人體工學的裝備。這項創新也指出了一個更廣泛的教訓:即軍事裝備需要適應不斷演變的戰爭性質。正如尼科拉克所解釋的,戰爭已從傳統戰斗轉變為"無人機戰爭",96%的傷亡是由彈片而非子彈造成,這要求為所有士兵采取不同的防護方法。
本土生產與經濟韌性
討論中強調的另一項非凡成就是烏克蘭在戰時維持甚至發展了其工業基礎。面對全面入侵,烏克蘭制造商在國內開發了高質量的軍事裝備,包括制服、靴子和防彈衣,形成了尼科拉克所稱的"雙贏局面":這些制造商雇傭了國內流離失所者,尤其是因戰爭失去家園和生計的女性。這種方法同時增強了烏克蘭的軍事能力,又為流離失所的公民提供了經濟機會,展示了全社會韌性如何延伸到軍事防御之外,包含了經濟的可持續性。
“立即武裝女性”倡議
尼科拉克描述了她的組織"立即武裝女性"(Arm Women Now),該組織倡導為在烏克蘭國防和安全部門服役的女性提供平等機會和適當裝備。該倡議已向前線超過12,000名女性保衛者提供免費裝備,并在國際上積極發聲,傳播烏克蘭女性保衛者的聲音。這項工作展示了公民社會組織如何能夠補充政府的努力,特別是在官僚體系可能適應緩慢的領域。正如尼科拉克所指出的,作為公民社會的代表,像她這樣的組織可以迅速行動以滿足即時需求,同時倡導系統性變革。
對未來安全與威懾的啟示
討論最后反思了烏克蘭經驗對全球安全的更廣泛啟示。麥金尼斯(McInnis)強調,全社會的韌性應被視為威懾戰略的一個關鍵組成部分:"在我們討論威懾俄羅斯時,我們會談論‘豪豬戰略’(porcupine strategies),談論‘相互保證摧毀’(MAD)……全社會的韌性確實需要成為這套更廣泛戰略(旨在說服俄羅斯不越界)的必要組成部分。"她指出,威懾從根本上講是心理層面的算計,需要令人信服地展示抵抗的意愿和能力。烏克蘭的經驗表明,這種得到全社會韌性支持的戰斗意志,在面臨數量上占優勢的對手時也能成為決定性因素。尼科拉克補充說,"普京只懂武力的語言",并強調需要強大的意志和足夠的軍事能力來威懾未來的侵略。她將烏克蘭描繪成"歐洲所有國家安全的一堵墻",這表明烏克蘭的抵抗對歐洲安全具有更廣泛的影響。
核心啟示
此討論為其他國家思考如何在潛在威脅下構建社會韌性提供了寶貴見解,強調僅靠軍事硬件是不夠的,還需要相應的戰斗意志和全社會動員能力。
美國全球角色正遭遇日益激烈的挑戰。在技術競爭激烈、戰略姿態激進的近等對手構成的多極世界中,美國須直面兩大現實:其一,美國海軍不再被默認視為和平時期或競爭中的首選海事伙伴——俄羅斯、伊朗等及其代理實體正運用經濟與政治戰杠桿獲取利益;其二,新興技術使戰爭擴散化,削弱了美國海軍自主塑造與投射力量的能力。灰色艦體不再是制海權的象征。
盡管美國至今接受某種程度的作戰對等性為必然,但沖突性安全承諾與日益多元的對手正通過任務蔓延持續消耗其資源。現實清晰表明:現狀既不穩定亦不可持續。俄羅斯等合法強勢行為體持續侵蝕美國安全承諾的威懾效力,若趨勢延續,美國將在敵意全球公域中陷入過度擴張與孤立。
核心任務與可信自主性
為實現此目標,美國海軍須聚焦以下任務:首先,界定并驗證海上自主艦艇在動能與非動能效應中的作戰范圍、規模及戰場關聯性;其次,推動反映艦隊可信自主性的海上任務需求。本文中,可信自主性指自主系統、流程或能力在個體層面有效可靠運用,并作為已驗證的兵力賦能模式整合至軍事規劃。最終目標是以智能自主系統規模化增強主力艦隊,維護、保護并投射美國海事利益。該愿景取決于技術、經濟與安全承諾的協同。
戰爭本質的范式轉變
本文認為,自主系統在海軍架構中的常態化存在標志著戰爭本質的階躍式變革。隨著國家與非國家行為體加速擴充自主系統艦隊,其正以極低成本從零構建海上力量。此變革意義重大:其一,廉價戰力迫使大型行為體調整風險與決策計算邏輯,其更可能被自主系統顛覆而非主導顛覆。強制力不再如托馬斯·謝林理論所言以軍事暴力成本為工具,而轉為利用經濟、規范與軍事的精細化不對稱性;其二,海上沖突不再由海軍壟斷。無人機技術使戰爭民主化,任何行為體均可通過自主系統實現戰場效應倍增與多樣化,此態勢非短暫異常,而是復雜且必然的演化結果。
雙重案例實證
當前存在兩大實證案例:2022年俄羅斯侵烏戰爭證明,非海軍小國可通過商用現貨(COTS)自主技術與非常規戰術結合,重創所謂大國。盡管俄羅斯不可低估,但烏克蘭的持久抵抗與戰果遠超預期。相比之下,也門胡塞武裝過去一年以數百自主系統攻擊紅海航運通道。俄烏案例展現自主系統在國家間沖突的效能,紅海沖突則表明其對非國家行為體的戰力倍增效應。本文后續章節將分析兩案例中多域自主系統的整合程度,并評估無人機作為戰場效能器的效率。最終章節提煉美國海軍及其戰略競爭者的核心啟示。
盡管烏克蘭與胡塞武裝使用自主系統的動因與任務存在顯著差異,但其應用為美國海軍未來作戰提供了關鍵啟示。正如美國海軍軍官邁克·尼克博克指出:"雙方均有效利用商用現貨或低成本無人系統及反艦巡航導彈,在黑海與紅海對技術及數量占優的對手形成壓力與挑戰。"核心現實在于:自主系統是可擴展、可消耗的海權均衡器,美國需做好自信運用與反制此類裝備的雙重準備。對此,美國防部應關注三大啟示:
第一,海權非專屬
烏克蘭成功重挫所謂大國艦隊,胡塞武裝則扼制國際航運并打擊美盟資產。新技術可依托舊形態載體展現毀滅性效能——改裝摩托艇、機動皮劃艇與紙質無人系統證明,過時技術仍具殺傷力。
第二,非常規戰爭仍具戰略價值
致命武力的低門檻準入使非國家行為體能復雜化戰場空間。理解、利用與消解新興技術的影響需依托特種作戰部隊(SOF)——其作為唯一能下沉至單元層級主動籌備超賦能沖突的力量,依賴去中心化指揮架構與靈活可調兵力結構。美軍特種部隊兼具二者優勢,而海軍僅在前者具備基礎,后者仍是二戰兵力設計的遺留桎梏。試圖以歷史兵力結構重塑地區穩定(對中東略有認知者皆知此為荒謬目標)注定失敗。
第三,大國正在觀察
正如美國從烏克蘭與紅海汲取經驗,其他大國亦在同步學習。通過伊朗向胡塞武裝輸送武器與資金,大國驗證了其"反介入/區域拒止"(A2/AD)架構無需直接介入即可生效,得以觀測并精確評估美方反應。
美國國防部正通過"雷霆熔爐"(Thunderforge)項目推動技術創新,該計劃將整合先進AI加速關鍵作戰決策流程。
在五角大樓靜謐的指揮室內,一場技術革命正重塑美國軍事行動規劃模式。"雷霆熔爐"項目成為此次轉型的先鋒,將先進人工智能模型深度植入美軍決策核心。
美國防部已授予Scale AI公司價值數百萬美元的合同,旨在開發重新定義軍事規劃速度與精度的系統。在國防創新單元(DIU)監管下,"雷霆熔爐"試圖彌合軍事戰略家所稱的"根本性錯配"——現代戰爭所需速度與武裝力量現有響應能力之間的鴻溝。
該計劃本質上致力于打造新一代工具,使軍事指揮官能在日益復雜動態的戰場環境中"以機器速度運作"。初始部署將聚焦印太司令部與歐洲司令部這兩個華盛頓優先戰略區域。
該項目標志著硅谷創新力與美軍作戰需求的歷史性融合。專注數據標注與AI模型開發的Scale AI公司牽頭組建聯盟,成員包括微軟、Anduril等科技巨頭。
這種協作遠超越普通政府合同范疇:它象征著民用科技界與軍工復合體傳統壁壘的漸進消融。專為促進此類互動而設立的DIU,已成為連接這兩個歷史性隔絕領域的高效橋梁。
"雷霆熔爐"的技術武器庫包含尖端成果:
? 能處理整合海量信息的大型語言模型(LLM)
? 可生成多場景預案的生成式AI系統
? 具備漸進自主性的"AI智能體"
? 依托人工智能的模擬推演與兵棋推演系統
其目的不僅在于輔助指揮官,更旨在根本性重構軍事規劃流程,實現指數級提速與適應性提升。
"雷霆熔爐"的加速研發并非孤立事件。美國輿論持續將此計劃置于應對潛在對手技術崛起的戰略框架內。這催生了全球地緣競爭的新維度——聚焦算法與算力而非核彈頭的軍備競賽。
此競爭態勢催化風險資本持續涌入防務關聯企業,強化商業創新與軍事應用的融合趨勢。"雷霆熔爐"由此成為民用科技與國家安全交匯地帶重構趨勢的典型縮影。
參考來源:Marta Reyes
將人工智能整合至軍事信息作戰領域,決不能任其隨機發展——這項已被友邦與對手共同視為支撐當前及未來多域作戰的核心能力,必須通過系統性規劃實現轉型。人工智能的全方位部署需要聚焦戰略方向,以嚴謹研究為基礎制定條令框架,通過實驗驗證與實戰經驗積累形成規范,并配以充足的資源保障。
鑒于對手在日益復雜的信息環境中運用AI技術日趨成熟,有效運用AI能力不僅是制勝所需,更是維持戰略優勢與戰場主導權的關鍵。美軍一致以來致力于確立全球AI主導地位。
本文首先簡述信息作戰發展脈絡以構建認知框架,繼而聚焦兩項典型案例深度剖析AI在信息作戰中的具體應用與戰略影響:其一是2010年代末期由聯合特遣部隊"阿瑞斯"主導的"光輝交響曲行動",該實戰案例對瓦解伊拉克和敘利亞境內的伊斯蘭國具有決定性意義;其二是2021年啟動的"網絡堡壘"演習系列,其設計理念直接源自全球反恐戰爭中針對伊斯蘭國等目標實施攻防網絡作戰的經驗教訓。通過這兩個跨越虛實維度的案例,本文試圖揭示AI技術如何提升軍事行動的作戰效能。
圖:本藝術渲染圖呈現了2016至2017年間,美國軍方多個部門聯合其他機構對伊斯蘭國(IS)發起的"光輝交響曲行動"初始階段。這場大規模協同網絡與心理作戰行動,旨在打擊該恐怖組織的行政運作體系與恐怖活動基礎設施。
利用信息影響、誤導、破壞或削弱敵方決策能力與作戰效能,歷來是軍事戰略的基石。從孫子兵法強調"兵者詭道"與間諜運用,到冷戰時期心理戰、沙漠風暴行動、全球反恐戰爭,直至當前俄烏沖突,指揮官們始終深諳控制信息流動對戰爭結局的決定性作用,使之成為軍事行動不可或缺的組成部分。
然而縱觀歷史,信息作戰面臨的核心挑戰始終在于:如何在有限時間內從海量信息中快速甄別關鍵情報。這一難題的癥結在于信息處理速度的局限——即便在當代,如何建立高效的信息篩選機制以區分核心數據與次要信息,仍是制約信息效能轉化的關鍵瓶頸。
現代戰爭形態的演進非但未能緩解信息分析困境,反而加劇了挑戰。例如,數據采集技術的飛躍使得信息獲取量呈指數級增長,但決策窗口期卻因作戰節奏的不斷壓縮而日益緊迫。進入21世紀,計算機技術的跨越式發展使信息收集能力達到空前水平,傳統人工分析模式即便輔以傳統計算機系統,也已無法有效處理如此龐雜的信息量。
與此同時,數字通信技術、互聯網與社交媒體的爆炸式發展,正推動戰爭范式發生根本轉變——信息域作戰日益成為動能作戰的重要補充乃至替代選項。這種變革催生了新型作戰維度,使得信息傳播與操控的方式發生革命性改變。
在這個新興信息時代,人工智能技術的整合應用真正實現了"革命性"突破(這個被濫用的詞匯在此恰如其分)。人工智能驅動的信息作戰能夠自動化執行并規模化拓展人類操作員難以企及的任務范疇。歷史上首次,人類獲得以空前速度組織、分類與分析海量數據的能力——這不僅是信息處理領域的質變,更是整體戰爭形態的顛覆性演進。因此,人工智能賦能的"采集-整合-分析"能力已被視為軍事行動規劃與實施的關鍵轉型要素,其潛力邊界仍在持續拓展中。鑒于人工智能已成為維持現代及未來全球戰略優勢的核心要素,將其作為國家戰略優先事項進行投入,已成為提升信息處理能力的必然選擇。
復雜AI算法的演進或將重塑軍事決策范式——那些曾被視作人類指揮官獨有特質的風險預判直覺,可能被具備海量數據分析能力的AI系統模擬甚至超越。更值得關注的是,基于高精度人格特征分析,AI可構建敵方領導層心理畫像數據庫,實時預測其決策傾向,為定制化心理戰提供科學依據。這種能力使AI可同步實施兩項戰略行動:一方面生成并投放海量精制宣傳內容,另一方面開展基于行為預測的定向虛假信息攻勢,通過操控社交媒體輿論走向實現戰略目標。此類應用凸顯AI作為力量倍增器的革命性價值,必將成為未來信息作戰的核心支撐。
這意味著,AI在軍事領域的應用絕非對傳統流程的漸進改良,而是直面戰爭形態的范式革命。其本質是通過數字工具實現戰略規劃與作戰分析的質變突破,同時在全球信息空間實施對敵通信鏈路的系統性破壞。
正如前文所述,AI技術正在重塑信息戰實施方式,既帶來能力躍升也引發新的挑戰。AI可生成特定敘事導向的海量信息,解析龐雜數據流,并基于歷史模式預測敵方行動軌跡。這些能力在提升戰場感知與決策效率的同時,也可能導致決策者陷入信息過載困境。
AI在信息作戰中的核心優勢體現為快速精準處理大數據的能力。從衛星影像解析到實時信號截獲,從開源情報整合到隱蔽模式識別,AI可發現人類分析師難以察覺的深層關聯。這種能力將戰場感知提升至新維度,使指揮官能在瞬息萬變的戰場環境中做出更優決策。
但正如硬幣之兩面,數據洪流帶來的分析壓力與日俱增。若缺乏革命性分析工具支持,決策者可能淹沒于信息汪洋,難以在緊迫時限內提取關鍵情報。這種"決策癱瘓"風險只能通過AI賦能的智能分析系統來化解。
更具戰略意義的是,武器化AI可實施雙重欺騙:既生成誤導性信息誘使敵方AI得出錯誤結論,又通過群體心理特征分析優化心理戰實施路徑。這種攻防一體的能力正在重新定義信息戰規則。
面對敵方運用AI生成深度偽造內容與惡意合成媒體實施認知戰的威脅,構建防御性AI體系勢在必行。AI生成的視頻與圖像不僅可用于散播虛假信息,更能系統性破壞公眾對權威信源的信任。隨著深度偽造技術日趨逼真,傳統檢測手段面臨失效風險,這要求我們發展具備實時識別與反制能力的智能防御系統。
作為打擊伊斯蘭國(IS)總體戰略的關鍵組成,2016-2017年間實施的"光輝交響曲行動"標志著網絡戰與信息戰的深度融合。該行動由美國網絡司令部主導,針對IS橫跨中東、歐洲的數字基礎設施實施精準打擊,成功癱瘓其信息傳播、人員招募與數字通信能力,首次實現了網絡攻擊能力與傳統信息作戰的協同增效。
盡管行動細節仍屬機密,已知信息顯示:美網絡戰部隊通過接管IS服務器集群、網站與數據中心,在破壞其信息傳播網絡的同時,同步植入美方定制的反制信息。這種"破立并舉"的創新戰法,使IS既失去數字發聲渠道,又面臨內部認知瓦解——支持者在同一平臺接觸矛盾信息,導致組織公信力崩潰。行動實施當日,多支網絡戰分隊在10分鐘窗口期同步激活攻擊腳本,對IS媒體網絡的服務器、社交媒體賬號及通信節點實施"毀滅交響曲"式打擊。
這種跨域融合戰法重新定義了現代戰爭邊界:網絡作戰直接塑造信息環境,為實時植入反敘事、破壞敵方通信提供戰術支點。傳統信息戰聚焦影響敵方決策流程,當與網絡攻擊能力結合后,其戰略效能呈幾何級數提升。
"光輝交響曲行動"的核心創新在于"認知接管"戰術的運用。美軍不僅癱瘓IS數字平臺,更通過其自有傳播渠道投放瓦解性內容。這種"以彼之矛攻彼之盾"的策略,成功在IS支持群體中植入懷疑與混亂,從根本上削弱其意識形態吸引力。實踐證明,在數字空間同步實施物理摧毀與認知解構,能產生遠超單一維度作戰的復合效應。
美軍在敵網絡內部植入定制信息的能力,彰顯其對戰爭心理學維度的深刻理解。該行動并未止步于封殺IS發聲渠道,而是將其數字平臺轉化為反制武器——通過IS自有傳播節點投放瓦解性內容,直接解構其敘事體系。這種"以子之矛攻子之盾"的策略,不僅有效遏制IS招募網絡,更通過提供替代性信息視角,動搖其支持基礎。
"光輝交響曲行動"凸顯網絡攻擊能力在反制敵方信息作戰中的戰略價值。通過精準打擊IS賴以生存的通信基礎設施,美軍系統性瓦解其數字網絡架構。這種破壞不僅阻斷了IS的襲擊協調與人員招募,更使其喪失維系線上存在的能力根基。
行動中運用的先進網絡滲透技術,實現了對IS數據傳輸與通信鏈路的深度操控。這種層級的破壞效果,建立在對IS技術架構與信息運作模式的雙重認知之上。通過切斷其數字通信命脈,美軍成功實施戰略孤立,使IS難以維持運作體系與受眾連接。
"光輝交響曲行動"標志著網絡戰與信息戰融合的轉折點。美軍網絡司令部通過破壞IS數字傳播網絡與定向反制宣傳的協同運用,展現了傳統信息戰策略與網絡攻擊能力結合的倍增效應。該行動不僅驗證了綜合戰法在現代戰爭中的有效性,更為未來戰場創新奠定基礎。隨著數字戰場疆域的持續擴展,此次行動揭示的戰術原則將持續引領網絡信息戰的演進方向。
"網絡堡壘"演習系列始于2021年,由弗吉尼亞州應急管理部聯合國民警衛隊及其他聯邦與私營機構共同發起,其設計理念直接承襲"光輝交響曲行動"的成功經驗。該演習旨在構建公私協同的主動式網絡安全防御體系,目前已成為弗吉尼亞海灘年度重要演訓活動,吸引來自聯邦/州政府、軍方及關鍵基礎設施領域與學術界的數十家機構參與。
演習通過構建數字與信息環境的全景仿真系統,為軍地參演人員提供驗證與優化信息作戰策略的虛擬戰場。這種演訓模式體現了信息戰準備工作的進化趨勢。特別值得關注的是,演習中人工智能技術的深度整合,不僅突顯其在未來軍事行動中的核心地位,更強調持續創新與適應性發展的迫切需求。
該演習通過構建數字與信息環境全景仿真系統,為軍地參演人員提供驗證與優化信息作戰策略的虛擬試驗場。人工智能技術的深度整合不僅突顯其在未來軍事行動中的核心地位,更強調持續創新與適應性發展的迫切需求。
經驗傳承與創新突破
演習既汲取"光輝交響曲行動"的成功經驗,更在此基礎上拓展關鍵基礎設施防御維度。通過融入新興人工智能技術,"網絡堡壘"不僅強化了國內網絡防御能力,更構建起應對復雜信息作戰場景的彈性響應框架,持續探索AI在網絡戰與信息戰中的倍增效應。
AI賦能網絡安全攻防
當前"網絡堡壘"的核心目標在于驗證新型AI工具的雙重效能:
機器學習驅動的演進體系
演習平臺通過采集用戶交互數據持續優化機器學習算法,形成"數據采集-模式分析-威脅預測"的閉環演進機制。這種基于行為特征分析的動態學習模式,使AI系統能夠識別信息交互中的潛在規律,提前預判并應對新型威脅,在快速迭代的網信對抗環境中保持技術優勢。
人機協同的終極目標
"網絡堡壘"致力于構建"有限資源下的人機效能倍增體系":通過AI工具深度整合,提升作戰人員處理復雜網信威脅的能力。這種人智與機敏的協同模式,將人類戰略思維與機器精準執行相結合,實現任務執行效率與準確性的雙重突破。
紅隊:AI賦能的認知攻勢
在"網絡堡壘"演習中,紅隊運用AI技術實施復雜信息戰攻勢。其核心戰術包括:
紅隊的AI系統構建起"感知-決策-行動"閉環:實時追蹤信息傳播效能,自動優化內容生產參數,使認知攻勢始終保持動態進化。這種自適應能力使虛假敘事能夠持續侵蝕公眾信任,在數字話語空間制造認知斷層。
藍隊:AI驅動的防御體系
藍隊構建多層次反制體系應對紅隊攻勢:
信息作戰支援單元(IOSC)的中樞作用
作為藍隊神經中樞,IOSC通過三階防御機制確保信息環境安全:
人機協同的倫理邊界
演習特別強調AI應用的倫理框架:
這種紅藍對抗演練不僅驗證了AI在認知攻防中的戰略價值,更揭示了未來信息戰"秒級響應"的對抗特性——勝負往往取決于算法迭代速度與數據閉環構建能力。
圖:在"網絡堡壘24"演習的信息戰行動中,開發了多語言AI生成圖像與敘事內容作為其組成部分。
人工智能在軍事信息作戰中的未來將迎來重大變革。新技術將使能力更易獲取,并推動軍事行動的戰略轉型。先進的AI系統能夠處理海量數據,自主生成復雜心理畫像、預測模型和自我運行的信息戰活動。這些模型可預測潛在威脅并自動響應信息攻勢,為軍事戰略家提供前所未有的洞察力與預見性。
深度學習與神經網絡技術的應用是技術發展的關鍵突破。這類技術能生成大量高度逼真的合成媒體,為心理戰提供戰略優勢。同時,基于AI的自然語言處理工具已足夠智能,能夠以人類無法企及的規模與速度自主創建和傳播可信敘事內容。
在戰略層面,AI在軍事行動中的持續運用將對全球政治產生深遠影響。AI驅動的信息戰可能催生新型戰爭形態——數字空間的博弈無需物理對抗即可左右公眾輿論與國家政策。擅長AI技術的國家可能通過影響力行動在國際關系中取得顯著優勢,從而引發以“智能效能”為核心的新軍備競賽。
此外,AI系統的自動化追蹤與分析能力對快速識別虛假信息與異常行為至關重要。這些系統持續掃描數字互動與媒體內容,標記潛在威脅或虛假信息活動。然而,對海量數據的無監督分析存在誤判合法信息或放大錯誤敘事的風險。因此,仍需人類在AI輔助下進行干預。這種自動化警戒不僅強化防御,還能確保信息行動的誠信與效力。因此,軍事信息作戰中AI的未來不僅關乎技術創新,更涉及在高度互聯的世界中為戰略決策者提供實時情報并應對新型數字威脅。
隨著AI深度融入軍事信息作戰,倫理考量必須成為部署過程的核心。AI在信息創建與傳播中的應用引發重大倫理質疑,尤其是隱私、透明度與問責制方面。
AI處理與分析海量數據的能力帶來嚴峻隱私挑戰。AI系統可從社交媒體、通信記錄等數字平臺收集并分析數據以識別模式與趨勢。盡管這種能力對信息作戰極具價值,但也引發對數據被采集和分析個體隱私的擔憂。確保AI系統負責任地使用、數據收集遵守隱私法規至關重要。這需要實施嚴格的數據治理政策,確保數據匿名化且僅用于合法目的。
此外,軍事領域對AI的應用必須受到嚴格審查以防止潛在濫用。個人數據的聚合可能導致意外后果,例如根據數字足跡對特定個體實施定向打擊。保障個人信息安全并防止濫用,需要建立強有力的安全措施與持續監督機制。
在信息作戰中應用AI必須保持透明度,這是維持公眾信任與確保道德操守的關鍵。使用AI創建和傳播信息的過程需具備明確指導方針,清晰說明AI的使用方式與數據收集范圍。透明度還涉及向公眾及相關利益方通報AI驅動行動的目標與方法,這有助于消除對AI技術的神秘化認知,建立公眾使用信心。
構建明確的問責機制是AI倫理部署的核心要素。必須為AI系統的決策行為確立清晰的責任歸屬鏈條。人類監督不可或缺,需確保AI生成內容的準確性與道德性,并對任何AI濫用行為及時追責。建立問責框架有助于監測與評估AI系統的影響,確保其應用符合倫理標準與法律要求。
將AI應用于戰爭(特別是信息作戰),引發了關于信息操縱與心理傷害可能性的深層倫理質疑。AI生成逼真深度偽造內容與合成媒體的能力,可能被用于操縱輿論與傳播虛假信息。此類應用帶來的倫理影響必須審慎考量,并制定準則以確保AI在軍事行動中的負責任使用。
倫理框架應重點防范AI被用于欺騙或操控人類認知,避免引發意外心理或社會后果。例如,宣傳活動中使用深度偽造技術可能破壞公眾對合法信源的信任,加劇社會不穩定。倫理體系必須確保AI不會被用于以有害或脅迫性方式利用人類認知與心理的脆弱性。
人工智能已成為美軍維持現代戰場主導權的戰略必需品。其處理海量數據與自動化復雜心理戰功能的能力,正在重塑信息作戰范式。要實現AI的成功部署,需要構建融合技術創新、戰略遠見與倫理責任的綜合方案。隨著數字戰場持續演進,美軍必須將AI既視為效率工具,更作為變革戰力進行投入。這要求從現有范式轉向以快速決策、敏捷響應與網信戰整合為核心的AI驅動模式。
負責任的AI實施還需破解三大挑戰:數據隱私保護、算法偏見消除與技術濫用防范。信息作戰領域的AI應用將重新定義軍事行動樣態——它提供了影響全球信息生態、防范新型威脅與維護國家安全的空前機遇。在持續變化的戰場環境中,軍隊的創新能力、協作水平與適應能力將決定這場技術整合的最終效能。
新興技術和顛覆性技術及其在安全和國防領域的應用已成為歐洲聯盟(歐盟)倡議的核心。人工智能(AI)系統也不例外。作為大國競爭和日益武器化的焦點,人工智能技術因其軍民兩用的特點,以及在網絡物理領域的日益部署,在改變軍民關系方面既帶來了風險,也帶來了機遇。本文探討了歐盟最近所做的工作,確定了共同的計劃和項目,并考慮了歐洲技術主權的論述、最近的戰略舉措以及所涉及的主要利益相關者。由于歐盟缺乏明確闡述對這一新興技術領域及其負責任的軍事研究、開發和實戰的立場的戰略愿景,這些工作有可能成為缺失的總體知識拼圖中的零散片段。本文還對將人工智能驅動的技術解決方案納入歐盟安全與防務的主流提出了警示,指出這將使特定的地緣政治和軍國主義創新想象合法化,而這種想象可能與歐盟倡導的對此類系統負責任、可信賴和以人為本的愿景不符。
人工智能(AI)系統等新興和顛覆性技術(EDT)正在開創一個高科技全球競爭和地緣政治對抗的新時代。人工智能,尤其是機器學習(ML)的進步,已經以各種方式影響著戰爭。尖端的人工智能系統作為美國和中國等主要大國的 "終極助推器",預示著巨大的戰略優勢,但也有可能對武裝沖突的全球監管和基于規范的制度造成不可預見的破壞。作為一種無所不能的使能技術,人工智能是一個總括性術語,經常被認為會徹底改變戰爭的本體,并引發戰略、作戰和戰術軍事實踐的范式轉變。不可否認,人工智能已成為國家戰略和軍事條令的基石。出于軍事目的開發人工智能加劇了人們對新一輪 "軍備競賽 "的擔憂,并擔心對抗性的零和思維將主導全球政治。尤其是人工智能在安全和國防領域的應用,正引發有關該技術武器化和廣泛軍事化的激烈辯論,以及對在戰場上使用和部署人工智能技術的倫理和監管問題的擔憂。
需要對 "軍事人工智能 "這一概念進行更多批判性的探討,特別是因為它已被狹隘地與軍國主義對技術顛覆未來的設想混為一談,從而助長了相關的研發(R&D)努力和部署致命自主武器系統(LAWS)的競賽。最近,這一概念與使用人工智能無人機群(或稱 "軍事蜂群")進行軍事行動聯系在一起。雖然為更多地將致命武力交給此類技術鋪平道路的努力值得認真反思,但從國防工業供應鏈到研發、軍事決策、作戰、訓練、后勤和部隊保護等方面的軍民動態,智能軍事的快速發展已準備好改變戰爭的幾乎所有方面。最近的分析主要集中在美國和中國的力量動態上,而較少關注歐洲聯盟(歐盟)的努力或其對軍事人工智能的看法。
在此背景下,人工智能系統的地緣政治因素在歐盟層面吸引了更多關注,它被視為經濟、政治和軍事國家策略的有力工具。在最近關于加強歐洲 "戰略自主權 "和 "技術主權 "的討論中,以及在現任主席烏蘇拉-馮德萊恩自詡為 "地緣政治 "歐盟委員會的領導下,這一地緣政治因素也得到了體現。鑒于將軍事人工智能等關鍵技術納入歐洲安全與防務實踐的主流所面臨的挑戰,這并不奇怪,主要是因為歐盟內部及其成員國在外交、安全與防務等高政治領域的權限各不相同。事實上,安全和防務事務,包括與技術和工業領域相關的事務,以及各自的戰略研發舉措,傳統上一直是成員國的專屬權限。這些事務由歐盟內部的政府間決策機構負責,而不是受歐盟的超國家領導。然而,近年來,歐盟委員會通過基于市場和工業的倡議,擴大了其在這些領域的權限,以塑造和加強歐洲防務技術和工業基地(EDTIB)的競爭力和創新能力。歐盟委員會還越來越多地將民用科學、技術和創新計劃與歐盟主導的安全和國防研發政策領域的興起聯系起來,這些領域受益于關鍵軍民兩用技術的創新。在此背景下,本文通過探討歐盟主導的融資計劃(如歐洲防務基金(EDF)及其前身計劃)下的項目,以及歐洲防務局(EDA)主導的項目,重點介紹歐盟近期的人工智能安全與防務技術計劃。
首先,第二節探討了歐盟人工智能安全與防務倡議的研發趨勢。然后,第三節討論了歐盟國防研究試點項目下的無人蜂群系統計劃。第四節描繪了防務研究預備行動(PADR)下與人工智能相關的防務研究項目,第五節重點介紹了歐洲防務工業發展計劃(EDIDP)中由人工智能支持的幾個防務工業項目。第六節評估了歐洲國防工業發展計劃在改變人工智能國防技術游戲規則方面的作用。最后,第七節探討了歐洲防務局率先提出的幾項人工智能防務倡議和應用,最后在第八節和第九節提出了本文的建議和總體結論**。
隨著技術解決主義的現實政治愿景在布魯塞爾和歐盟成員國首都獲得越來越多的戰略牽引力,重要的是要注意到,這同樣使特定的地緣政治和軍國主義想象合法化,而這種想象可能并不總是與歐盟作為規范和民事大國的身份相一致。社會技術想象是群體的成就和集體持有的愿景,在這種想象中,某些愿景和愿望占據了主導地位,并隨著時間的推移,隨著主要利益相關者調動資源使其愿景更加持久和理想而獲得集體力量。這種軍國主義愿景的形成有助于將歐洲塑造成一個在戰略上獨立的全球大國和技術上擁有主權的想象空間。但與此同時,也應關注歐盟如何為基于規則的國際秩序和軍事人工智能軍備控制制度做出貢獻,從而緩解軍事人工智能和自主系統在戰爭中的使用及其在戰場上的廣泛部署日益正常化的趨勢。
為實現這一目標,歐盟資助的計劃和歐洲防務局的倡議都應采取相關措施,制定最佳做法,應對軍事人工智能帶來的潛在風險、挑戰和不希望出現的結果,從建立人類對人工智能技術的監督標準,到考慮某些系統的不可預測性和安全性,以及認識到沖突升級和違反國際法及道德原則的可能性增加。懷疑論者反對過分夸大人工智能系統的破壞性影響,認為這預示著一場新的 "軍事革命"。不過,應該指出的是,人工智能帶來了一系列新的挑戰和風險,因為這關系到人的作用。本文旨在通過識別具有人工智能驅動的安全與國防技術元素的共同項目,批判性地參與歐盟主導的努力。重點是歐盟層面的超國家和政府間防務合作。
雖然戰爭的基本性質保持不變,但軍事戰略仍在根據新技術帶來的能力不斷演變。因此,軍事領導人必須了解新興的顛覆性技術,以保持部隊的相關性。量子技術就是這樣一種技術,由于其在廣泛領域的潛在應用,它在過去幾年里受到了廣泛關注。特別是,量子技術有望通過大幅提升當前的軍事技術,在戰爭的各個領域實現突破。本文基于現實評估,探討了量子技術在國防領域的三大應用--量子計算、量子傳感和量子通信--及其對未來戰爭的影響。
隨著美國國家戰略重點轉向與大國競爭,對美國海軍陸戰隊是否能滿足美國需求提出了質疑。海軍陸戰隊目前的兵力設計是針對大規模兩棲聯合強行進入作戰(JFEO)和岸上持續作戰而優化的。然而,隨著遠程精確導彈、先進預警雷達、無人機(UAV)和網絡能力在全球的擴散,美國前國防部長羅伯特-蓋茨(Robert M. Gates)以及新美國安全中心(Center for a New American Security)和戰略與預算評估中心(Center for Strategic and Budgetary Assessments)的學者們對海軍陸戰隊數十年來的多海軍陸戰隊遠征旅兩棲聯合強行進入作戰(JFEO)組織設計和相關投資提出了質疑。作為回應,海軍陸戰隊第 38 任司令戴維-伯杰(David H. Berger)將軍于 2020 年 3 月宣布了 "兵力設計 2030"(Force Design 2030),概述了海軍陸戰隊當前兵力設計的不足之處以及變革的必要性,以保持海軍陸戰隊在競爭環境中與先進的同級競爭對手的相關性。
《2030 年部隊設計》是適應性的縮影,是一種應對選擇性壓力的生存機制。迫使海軍陸戰隊進行變革的主要選擇性壓力之一是同行競爭對手的技術以前所未有的速度進步。雖然技術本身并不會改變戰爭的根本性質,但它肯定會影響必須采用的制勝戰略。由于技術在國家安全中的重要性,美國政府每年繼續投入數十億美元資助國防實驗室,如國防高級研究計劃局(DARPA)、海軍研究辦公室和陸軍研究實驗室。這些研究機構開發新的國防技術,并隨時向領導人通報這些技術可能對戰爭各個方面產生的影響。不過,海軍陸戰隊的最終責任是采用和調整這些新技術,使其能夠為聯合部隊提供相關的獨特能力。各級領導層對新興技術的進一步了解將加速新技術的采用,這也是快速技術進步的要求。本文是作者試圖提高人們對量子技術這一重大新興技術和潛在顛覆性技術及其對未來戰場潛在影響的認識,從而使海軍陸戰隊能夠共同積極地維持一支適合未來需求的部隊。
量子技術不會取代現有技術,相反,它將增強現有技術。量子密碼分析可以使美軍,特別是海軍陸戰隊在進攻和防御領域的網絡行動多樣化。抗量子算法的發明和實施就是網絡防御的一個例子。量子優化算法可以解決各種優化問題,包括但不限于路線規劃、供應鏈、多無人機部署和導彈防御,在提高作戰效率的同時減少所需資源。量子模擬可以開發出更輕、更堅固、更節能的材料,使海軍陸戰隊能夠在分布式環境中以更輕的足跡維持更長的時間。量子傳感器可以實現擴展導航和寬帶無線電頻率接收,同時占用空間更小,幾乎沒有電磁特征。量子網絡可提供高水平的通信安全,并實現量子信息的分發。
值得注意的是,由于實施方面的工程挑戰,這些應用仍停留在理論層面。第二次量子革命的大多數技術距離實際應用還有幾十年的時間。海軍陸戰隊不應該太有遠見,因為它必須能夠隨時投入戰斗--但同時,它也不應該太近視,以免在未來落伍并失去相關性。美國同行競爭對手的技術突飛猛進,要求海軍陸戰隊迅速采用新技術。及時合理地獲取、發展條令并在戰術上運用新技術的一個先決條件是,各級領導層要保持對新興顛覆性技術的集體認識,以便海軍陸戰隊能夠適當地組織、裝備和訓練海軍陸戰隊員,使其成為國家未來的替補部隊。
通信網絡在軍事行動中的重要性與日俱增,時間緊迫的目標定位、秘密特種作戰、指揮與控制、訓練和后勤等任務領域都在很大程度上依賴于通信網絡及其服務。另一方面,商業通信也極大地改變了我們的社會和通信方式。目前最新的網絡模式--5G 及超5G(5GB),具有高速度、低延遲、高可靠性和高通信密度的特點。雖然國防機構使用 5GB 商業網絡可以提供更大的靈活性和效率,但也面臨著新的挑戰,即需要高標準的網絡保護和苛刻的工作條件和環境。在本文中,我們將討論通信網絡在幾種潛在軍事應用中的重要性,特別是在戰爭、訓練、后勤和特殊任務站中的應用。我們介紹了軍事應用中采用的通信趨勢。然后,我們介紹了各種 5GB 關鍵性能指標及其在軍事通信系統中的使用案例。我們還闡述了軍事通信網絡所面臨的獨特挑戰,這些挑戰不太可能通過商業5GB 研究來解決。我們還討論了用于軍事通信系統的各種 5GB 使能技術。最后,我們介紹并分析了用于 C 波段專用軍事通信的 5GB 新型無線電。
當今世界,及時獲取信息已成為實現軍事目標的關鍵環節。無線通信網絡是及時傳遞準確無誤信息、促進軍事行動高效順利進行的重要手段,也是影響作戰能力的主要組成部分之一[1]。通信系統和網絡應用在軍事行動中發揮著越來越重要的作用,時間緊迫的目標定位、隱蔽的特種作戰、指揮與控制(C2)、訓練和后勤等任務式領域都非常依賴于它們的大容量接入、高機動性互聯和穩健傳輸。典型的軍事通信使用異構無線通信技術,如圖 1 所示,可分為四種場景[2]。
第一種場景是戰爭場景,描述的是進攻/防御環境下的實際作戰指揮情況。C2 信息和語音通信在營、旅和部隊各級之間不斷消散。該場景包括艦船、飛機和車輛的動態聯網,以及發射平臺和移動/便攜式通信設備,這些設備需要移動性、廣覆蓋、安全性、互聯性以及與第三方應用平臺的連接。
第二種場景是訓練/演習場景,通過作戰、艦船、飛機和車輛開展演習訓練活動。它由配備真實或虛擬/增強現實應用的固定和移動訓練基地組成,為戰斗提供演習指導。在這一場景中,需要大容量、廣覆蓋和更高數據傳輸速率的固定和移動網絡相結合,以支持每平方米大量用戶、大量小尺寸數據包,并幫助收集遠程數據/視頻/語音。
第三種場景是后勤保障,由軍隊組織實施物資、裝備、資源和資金的分配,以及包括數字軍營固定網絡在內的各種服務。它主要包括固定或移動通信網絡上的數據、語音和視頻等基本通信。數字軍營的商業網絡和車輛/船舶的一般連接也屬于這一類。
第四種場景是特殊安裝場景,即執行各種軍事任務的特定網絡安裝平臺。聯網方式包括固定和移動綜合連接,需要在現有平臺上建立一個特殊網絡,以解決通信問題。它包括中繼站、作為基站的無人駕駛飛行器(UAV),以及任何其他可利用現有商業通信提升網絡性能的接入點。
圖 1. 軍事無線通信場景。
基于上述四種情況,軍事領域的通信可根據通信類型、組件、應用、最終用戶和國家進一步劃分為各種類型,如表 1 所示[3]。軍事應用對通信的基本要求是在固定和移動網絡平臺上建立快速、準確、保密和不間斷的通信網絡。新興的 5GB 網絡技術在支持國防網絡方面大有可為,其增強的通信和網絡功能可大大提高吞吐量、降低延遲、提高能效并降低成本,從而滿足許多軍事應用場合的需求。互聯或自動化設備,包括智能軍事基地/總部、自動駕駛車輛、精確訓練/演習系統、戰爭機器和精密機器人,都可能受益于 5GB 技術。此外,軍事領域的 5GB 技術可能會促進情報、監視和偵察系統及處理,并允許采用新的 C2 方法和簡化后勤系統以提高效率[4]。然而,商用 5GB 通信系統與國防 5GB 通信系統之間存在著重大差異。國防網絡缺乏廣域固定基礎設施,包括集中的資源和干擾管理設計,無法在網絡拓撲不斷變化、電磁環境復雜、傳播條件具有挑戰性的環境下支持服務。
表 1 軍事通信類型
在本文中,我們詳細介紹了用于軍事應用的 5GB 通信技術,并討論了早先移動連接創新和發展的主要兵力,如今在無線通信行業中所占的比重如何大大降低。主要貢獻概述如下:
我們根據軍事通信需求設計了三種典型的 5GB 應用場景。
我們合理解釋了軍事通信技術中峰值數據速率的下降趨勢。
根據軍事任務和行動的不同優先級,將 5GB 的性能指標定義為不同類別。
我們分析了 5GB 支持的各種關鍵技術及其在軍事通信場景中的獨特應用挑戰。
我們闡述了 5GB 使能技術及其在軍事通信中的可能應用和未來研究方向。
我們介紹了用于專用軍事通信的新型 C 波段 5G 新無線電,并分析了其在公平性約束下的性能。
本文其余部分的結構如下。第二節介紹了軍事通信系統的技術發展趨勢。第三節討論軍事通信的關鍵性能要求。第四節介紹 VGB 技術及其在軍事領域的應用案例。第五節列出并討論了軍事通信中的各種通信和安全挑戰。第六節介紹軍事通信的關鍵技術推動因素和研究方向。第七節從 5G NR-U 軍事專網的角度展開。最后,第八節對本文進行總結。
從互聯網到蜂窩通信的不同領域,今天的大多數技術創新都源于早幾個世紀國防資助的技術。然而,現在越來越多的人認為,軍事需求不再是推動通信技術進步的主要動力。根據美國研究與發展公司 1999 年的研究[5],美國軍方市場僅占美國信息技術總需求的 2%,低于 1975 年的 25%,而且此后的趨勢還在加快。此外,如圖 2 所示,2010 年的一份報告[6]、[7]、[8] 強調了美國國防部(DoD)影響力的下降。從圖中不難看出,目前商業通信技術正在推動通信技術的發展。商業技術的快速發展不僅局限于無線數據傳輸速率,還涉及移動速度、密度、可靠性、安全性、魯棒性等多個方面。
圖 2. 商用蜂窩技術正在超越其專有技術 [6]、[7]、[8]。
商業無線技術的最大推動力是集電話和計算功能于一體的智能手機的問世。移動中輕松上網和處理多媒體數據的功能為蜂窩通信帶來了巨大的沖擊[7]。除技術進步外,商業技術發展的日新月異也可以從一些商業統計數據中看出,如政府和私人(三星、Version、中興、蘋果、高通等)在信息和通信技術(ICT)研發方面的巨額投資。2012 年,全球在信息和通信技術方面的投資約為 2 791 億美元,僅美國就投資了 1 485 億美元,而美國國防部則花費了 3.85 億美元[9]、[10]。
因此,在某些一般情況下(如后勤場景),軍用手機技術(如商用智能手機)被原封不動地使用,而在其他情況下,由于安全問題,手機的直接改裝和使用被嚴格禁止。不過,制造商會根據使用情況的獨特需求定制設備(以提高耐用性)。專用設備中也使用了蜂窩長期演進(LTE)商用芯片組[11]。如文獻[12]所述,已經對 5G 技術及其潛在軍事應用進行了技術評估研究。技術報告[12]包括
為北約利益相關方提供知情的技術意見和建議;
確定 5G 技術和 5G 基礎設施的軍事應用機會;
制定初步的 5G 軍事參考方案,并提供支持理由;
為與利益相關方的后續討論提供結論和建議;
目前,各種形式的跨代通信正處于實驗驗證和演示階段,如超寬帶通信、光通信、空間通信、太赫茲連接和量子通信[13]、[14]。表 2 列出了在 12 個美國軍事設施作為試驗床進行的 5G 應用測試和實驗的初始階段[4]。2020 年 9 月 18 日,國防部提交了一份信息請求,以更好地了解 5GB 技術中的動態頻譜共享。2022 財年,國防部為 5G 和微電子技術申請了 3.74 億美元,2021 財年批準了 4.39 億美元用于 5G 技術。隨著空間通信和智能通信技術的出現,軍事通信正朝著寬帶、集成和軟件技術方向發展。根據全球數據[15]的市場分析,在 2021 年至 2028 年的預測時間段內,軍事通信市場預計將以 11.54% 的速度增長。這一增長主要受軍事戰術通信創新需求的推動,到2021年,全球軍事戰術通信創新的價值將達到1510億美元。
表 2 美國 5GB 軍事設施和測試平臺
軍事通信網絡是決定作戰能力的重要組成部分之一,是確保有效和無縫執行軍事行動的重要途徑。軍事通信必須滿足基本標準:必須快速、準確、隱蔽和不間斷。表 3 從優先級、可用性、延遲、可靠性、用戶速率、移動性、連接密度、安全分類和能效八個方面總結了軍事應用的關鍵性能指標。這些 KPI 目標值,如軍事通信系統的可靠性達到 5 個 9,是由于在具有挑戰性的關鍵任務場景中需要高度可靠和彈性的通信能力。此外,實現通信的高可靠性會對系統設計產生重大影響,因為需要考慮幾個關鍵方面,如冗余和多樣性、穩健的基礎設施、可擴展性和靈活性、快速恢復和復原以及互操作性。詳細說明如下:
表 3 軍事通信系統的關鍵性能指標
A. 優先事項
軍事任務既包括基本通信服務,如消息、數據、語音和視頻,也包括關鍵服務通信,如作戰設備、車輛、機器人等觸覺操作中的 C2 通信。因此,應根據軍事任務的重要性確定網絡資源調度的優先級。而且,必須根據任務進展或作戰情況實時動態地改變優先級。軍事通信可分為高、中、低三類,分別用于戰爭實時對抗活動、訓練活動和后勤裝備保障任務。
B. 可用性
軍事通信被歸類為關鍵通信,因此網絡的高可用性至關重要。在任何特定地點,正常運行時間都應達到 99.9999%。確保基站(如冗余骨干單元)、回程(如用衛星取代光纖作為回程)和核心網絡高可用性的技術必須采用高冗余方案和自主邊緣設計。
C. 延遲
數據包到達目的地所需的時間是軍事應用中最重要的問題之一。當設備需要進行近乎實時的通信時,延遲會產生很大的影響(如物理或虛擬現實)。在軍事應用中,端到端延遲的目標是 1 毫秒,即從終端發送數據到另一端接收數據之間的時間(即傳輸、處理、排隊和傳播)。此外,無人機器人/作戰平臺的遠程控制和操作服務要求延遲時間小于 1 毫秒 [2]、[16]、[17]。
D. 可靠性
安全通信和警報系統是任務關鍵技術的范例,需要持續、可靠的連接。這些應用中的 C2 通信必須由可信度極高的鏈路提供支持。網絡應為各種特定情況和功能下的特定軍事活動提供可信服務,并在軍事活動的整個執行過程中評估網絡的可信度。通信技術應為武器打擊提供 99.999% 的可靠性,為指揮與控制提供 99.9% 的可靠性,為服務支持提供 99% 的可靠性。
E. 機動性
軍事通信需要支持從低速到高速的移動設備,如飛機、艦船和陸地戰車。在規定的服務質量(QoS)和無縫傳輸條件下,必須支持的最高速度為:最高時速大于 200 公里,中等時速為 2 至 200 公里,最低時速的獲取設備和車輛小于 2 公里。
F. 數據傳輸速率
軍事通信的用戶是作戰人員的設備、人員身體區域網絡、雷達、導彈、傳感器和其他武器設備。在特定條件和環境下,網絡的峰值數據傳輸速率可達每秒 20 千兆比特[2]。
G. 設備密度
單位面積可容納的最大設備數量稱為設備密度。軍事應用包括在戰場或作戰體區網絡中分布和互聯的大量傳感器,這些傳感器應保持特定的服務質量水平。因此,必須支持高密度區域內每平方公里 104 個設備的連接密度。同樣,在中密度和低密度部署區,每平方公里的連接密度分別為 100-104 個和少于 100 個。
H. 安全
它描述了軍事應用的安全級別。在物理網絡中,服務根據其安全級別進行邏輯隔離。機密、秘密和不安全是三個安全級別,分別獲得軍事服務中定義的高、中、低安全級別位置。
I. 能源效率
軍事任務一般包括離岸行動、登陸行動和遠離指揮所的控制行動。終端設備及其網絡應盡可能保持單位能耗可傳輸和檢索的信息量。一般來說,與戰場和一般遠程控制操作相比,武器中的傳感器需要較高的能效。
軍事通信的其他關鍵性能指標包括網絡訪問時間、低攔截概率、電子設備的魯棒性以及自組織、自修復和動態資源管理等網絡管理能力。除網絡性能要求外,國防網絡還需要針對陸基、空基和水基通信系統所采用的不同設計和技術系統進行架構優化。此外,每個架構都應進一步優化為低空平臺(LAP)、中空平臺(MAP)和高空平臺(HAP)等子級別,其中包括各種設備類型、獨特功能以及不同級別之間缺乏兼容性等問題。相比之下,人們希望網絡架構能利用聯合學習等機器學習技術提供更大的自主支持,這有助于根據部署場景自主組織網絡參數。抗干擾性對軍事至關重要,因為入侵者在戰爭中會使用無線電干擾方法來干擾軍事通信。波束成形和大規模多輸入多輸出(mMIMO)的抗干擾能力有待進一步研究。服務隔離是另一個重要特性,有助于國防網絡設備的運行,不受其他設備活動和/或基礎設施/服務提供商不請自來的任何直接或間接影響。這種隔離可以是資源層面的,也可以是管理層面的,可以在無線電層面為各種應用實現不同的子載波或分離的無線電資源塊。最后,成本并不是軍事通信的關鍵問題,但網絡基礎設施的資本支出(CAPEX)和運營支出(OPEX)成本必須降低到較低水平。
5GB 無線通信改變了蜂窩技術的功能,而不僅僅是像前幾代那樣提高數據傳輸速率和擴大覆蓋范圍。5GB 通信系統的主要目標包括:每秒 1 至 20 千兆比特的吞吐量;小于 1 毫秒的延遲;1000 個連接設備和單位面積 1000 倍的帶寬;超高速的大規模連接;99.999% 的可用性;100% 的覆蓋率;卓越的能源經濟性--能耗最多可降低 90%,機器類通信的電池壽命最長可達 10 年[19]。第三代合作伙伴計劃(3GPP)正積極致力于通過徹底改變蜂窩網絡的構建方式、可連接的節點、使用的工作頻率以及發揮的功能來實現 5G。智能交通、汽車、醫療、工業、農業、物流、能源、衛星、海事等領域的政府和私營部門將從中受益匪淺。表 4 比較了 4G、5G 和 6G 蜂窩通信支持的功能。
表 4 4G、5G 和 6G 蜂窩通信的比較 [18]
一般來說,5GB 應用分為三類:增強型移動寬帶(eMBB)、海量機器類型通信(mMTC)和超可靠低延遲通信(URLLC)。首先,也是最重要的先決條件是 eMBB,它是 4G/LTE 向 5GB 發展的必然趨勢,可支持瀏覽速度提高 10 倍,即目標瀏覽速度將從每秒 1 千兆比特開始,下載速度將超過每秒 200 兆比特。其次,開發 mMTC 是實現物聯網(IoT)目標的必要條件,即實現日常智能小工具、汽車和工業設備的互聯。最后,URLLC 是 "關鍵任務 "應用的有用應用,這些應用需要實時收集數據,以便了解態勢和快速決策。圖 3 描述了商用 5G 的三個類別及其目標應用和一般用例。此外,不同場景對各種應用的要求也不盡相同,因此我們在表 5 中描述了基于不同場景的 5G 應用的關鍵性能要求。
表 5 與場景相關的 5G 應用關鍵性能指標
圖 3. 5GB 通信技術的潛力及其應用案例。
5GB 技術的上述概念與軍事通信在全球范圍內提供綜合多媒體服務的操作要求相似。5GB 能夠將傳感器與配備強大人工智能算法的無人機和機器人連接起來,這將帶來更快、更高效的武器,并減少參與戰爭災區的士兵人數。有了 5GB 固定無線接入 (FWA) 服務,軍方可以在沒有有線連接基礎設施的地區實現最后一英里的固定連接。毫米波、波束成形、mMIMO 和共享頻譜接入技術相結合,可在防御中實現超高速全雙工連接。此外,由于 5GB 技術可實現側向鏈路通信,因此無需使用衛星或通信中繼無人機等集中式基礎設施,即可實現戰斗機和機器之間的點對點通信。軍方內部也在爭論 5GB 技術的脆弱性、基礎設施和覆蓋范圍,但有一點是肯定的:如果沒有 5GB 通信,國防和其他領域就幾乎不可能充分挖掘大數據、人工智能和云處理所帶來的潛力。
5GB 無線網絡有望為幾乎所有可以想象到的設備帶來無處不在的連接,從而產生一系列具有不同需求的新的相關服務。例如,完全自主的戰車將需要使用各種無線通信技術來實現車對車(V2X)通信。同樣,為了實現基地/倉庫的數字化和觸覺操作中機器人活動的自動化,軍事物聯網(mIoT)將依賴于廣泛的連接、云計算資源、人工智能和大數據分析。為了向作戰人員提供定制化的精準醫療服務,移動和電子醫療將依賴于分散的模塊化架構和更好的數據保護措施,而大量的 mIoT 設備將提供大量的數據支持。然而,5G/物聯網通信架構與軍事通信架構在目標、作戰環境、網絡特性、安全性和互操作性方面仍存在巨大差距。以下是一些需要考慮的關鍵區別:
5GB 通信架構旨在為商業用戶提供高速、低延遲的連接,而軍事通信架構則應滿足軍事行動的特定需求。
5GB 網絡主要在民用環境中運行,滿足城市、郊區和農村地區預先確定的覆蓋范圍和容量要求,而軍事通信系統則在動態且往往充滿敵意的作戰環境中運行。
5GB 網絡采用基于云的核心網絡集中式架構,而軍用系統通常采用分布式架構以提高彈性。
5GB 網絡通過網絡切片和虛擬化等技術優先考慮可擴展性和高效資源分配,而軍用通信系統則強調彈性、適應性和自主聯網能力。
5GB 的互操作性基于標準化協議和接口,可實現商業用戶之間的無縫連接。而軍用通信系統則需要各種軍用無線電系統和設備之間的互操作性,通過互操作性標準(如聯合戰術無線電系統(JTRS))來實現。
大多數軍事服務不容易符合 eMBB、mMTC 和 URLLC 三類 5GB 用例,而這三類用例一般是根據其所需的性能質量來定義的。因此,5GB 用例不僅可以根據性能特征進一步分類,還可以根據正在發生的交互類型進一步分類:士兵之間、機器之間或士兵與機器之間。圖 4 提供了各種軍事用例的分類,涵蓋了廣泛的交互和性能劃分。這些需求表明,網絡轉型需要使用 NFV(網絡功能虛擬化)、SDN(軟件定義網絡)、MEC(多接入邊緣計算)和服務間網絡切片等技術手段,以滿足日益增長的服務需求。要實現這些目標,需要 5GB 系統設計者、用例開發者和垂直行業之間的協調。
圖 4. 軍事應用中的 5GB 用例。
如圖 4 所示,新興的 5GB 連接,特別是對軍事而言,將不僅僅是快速連接的電話交談和快速的多媒體下載。事實上,5GB 可能會成為現實,國防指揮官稱之為 "信息層[20]",在這里,來自視頻、音頻、傳感器、目標、監視甚至遠程武器瞄準器的數據都可以從作戰工作環境(如飛機駕駛艙或艦橋)快速、輕松地接收到。有了信息層,作戰人員有望管理和訪問遠程電器/設備、工作場所小工具、訓練儀器和計算工具,并與世界上任何地方的同行進行通信。5GB 的能力將極大地改進情報、監視和偵察(ISR),以及更快、更安全的指揮和控制,使后勤工作更加井然有序,使無人駕駛車輛更加擁擠,并使虛擬現實和增強現實技術在模擬、演習和任務式試驗中得到廣泛應用。此外,地球上任何地方的即時連接、具有空中重新瞄準功能的智能超音速武器、對戰場關鍵任務信息的大量獲取,以及可在商用空域與客機安全并肩飛行的無人戰斗機/無人機,都是 5GB 的可能性所在。
盡管 5GB 商業通信技術取得了巨大突破,其中大部分可為國防部門所用,但仍需要在 5GB 通信和網絡方面進行以軍事為重點的研究和更新。值得注意的是,軍事通信中采用的具體技術可能會根據行動的性質、信息的敏感程度以及特定時間的可用技術而有所不同。軍事組織會不斷改進其通信戰略,以應對新出現的威脅,并采用新技術來增強安全性和應變能力。以下是一些旨在保護敏感信息、防止未經授權訪問、確保可靠傳輸和保持行動有效性的技術。
先進的加密方法,如公鑰加密法,通常用于保護機密信息。
采用雙因素認證和生物測定等強大的認證方法,確保只有獲得授權的軍事人員才能訪問敏感信息。
軍事通信系統采用自適應波束成形、頻率敏捷性和功率控制等抗干擾技術,以減輕干擾攻擊的影響,并在具有挑戰性的環境中保持通信能力。
直接序列擴頻(DSSS)和跳頻擴頻(FHSS)等擴頻技術用于在寬頻帶內傳播信號,使其具有更強的抗干擾和抗干擾能力。
此外,軍事通信網絡還面臨著商業研究和創新無法解決的獨特挑戰。具體包括
1)商業蜂窩連接依賴于組織完善且安全的基礎設施,而另一方面,軍事部門可能需要在沒有此類基礎設施的地區進行連接。此外,通信網絡大多受到惡劣天氣和多變地形的影響。海上、空中和敵方領域的軍事通信不能依賴永久性基礎設施,也不能配備固定基站(BS)。此外,軍事通信網絡對廣域覆蓋和海、陸、空、天多域連接的需求也沒有得到商業網絡的充分考慮。
2)軍事通信網絡的拓撲結構隨時動態變化,不像商業網絡有集中的網絡服務,如固定的核心網絡與接入網絡。多跳網絡在軍事通信中更為常見。這種網絡的理論基礎在商業網絡中并不像只使用單跳鏈路的網絡那樣明確和成熟。
3)軍事通信由多個異構網絡組成,其中包括多種無線電接入技術的共存,以及在同一地理區域內運行的不同規模的小區。商業網絡也可以是多種多樣的,但它們不必應對相同程度的時間和地理變化。在動態環境中,跨異構網絡連接仍然是一個關鍵問題。
4)軍事通信網絡必須能夠抵御強電磁干擾,同時還能提供安全傳輸,提高保密性和可靠性。它們必須應對干擾和電子戰等敵對行動,以及計算機、傳感器、無線電等領域的新型先進商業技術激增所帶來的復雜性和先進性。
5)軍事通信正遭受著帶寬低且時斷時續的困擾,因為它不斷失去以前專用于軍事用途的頻譜。其中一個例子是公民寬帶無線電服務(CBRS)頻段(3550-3700MHz),該頻段以前僅由軍方和海軍使用,但現在通過采用一般授權訪問(GAA)和優先訪問許可(PAL)計劃的共享訪問方式開放給商業使用。
6)由于 5GB 尚不成熟,其標準、安全原則和頻譜規則仍在制定過程中,因此很難加快軍方向 5GB 的過渡。5GB 需要考慮全套設備保護、穩健的物理層、動態網絡路由、獨立于 GNSS 的網絡定時、隱藏流量模式、低檢測概率以及分散方式的網絡節點驗證。
7)由于 5GB 網絡將傳輸大量敏感的個人、商業和政府數據,因此將成為潛在對手的目標。對手可能會參與間諜活動,危及全球人民的隱私和權利,和/或削弱關鍵基礎設施。
8)要確保軍方能夠在全球 5GB 環境中執行任務十分困難,因為潛在對手試圖控制主要伙伴國的 5GB 市場,這可能使他們通過供應鏈漏洞、惡意軟件和/或內部威脅獲得未經授權的網絡和數據訪問權限。因此,對手可能會利用對 5GB 市場的控制來推進安全和外交政策目標,最終損害國家利益。
9)其他潛在問題 [4]:
什么樣的頻譜管理策略(如頻譜共享、頻譜重新分配)既能最好地保障國防部的任務,又能滿足商業需求?
盟國和伙伴國開發的 5GB 基礎設施會對本國的國家安全造成什么威脅?是否有可能控制這種風險?
國家是否應該限制與使用敵國提供的 5GB 設備的國家進行情報合作?
商用 5GB 技術在多大程度上容易受到對手的干擾攻擊?
由于軍事 5GB 的進步或使用,是否需要修改作戰原則、兵力組織、條令或態勢?
當我們把所有這些考慮因素與更普遍公認的挑戰(如對堅固性、安全性和隱蔽性的要求)相加時,就會發現軍事通信仍然需要大量的研究和開發。盡管網絡為作戰行動提供了更大的靈活性和更高的效率,但由于需要高度的網絡安全、特殊的作戰環境和設置,網絡也帶來了一些新的挑戰。對網絡的依賴與日俱增,因此,充分理解和解決這些問題,為現有和未來的軍事通信系統提供穩健安全的基礎設施就顯得尤為重要。 由于軍隊在充滿敵意和爭議的環境中工作,5GB 系統的安全性、隱私性和可信度至關重要。由于對機密信息泄露的安全擔憂,目前在軍事領域采用現有 5G 解決方案受到限制。在此背景下,[21] 號報告研究了 2030 年軍事行動場景中與 5G 連接技術相關的網絡安全挑戰。有必要使用基于風險的框架來確保在敵對環境中使用的設備、武器系統和應用程序的 5GB 網絡的保密性、完整性和可用性。5GB 網絡中的一些威脅包括認證和密鑰協議攻擊、頻譜切分攻擊、導致欺騙的尋呼攻擊、性能下降和拒絕服務攻擊。此外,物理層安全還可通過波束成形、協同傳輸和人工噪聲注入來補充傳統的加密方案[22]。
在未來的 5GB 網絡中,將使用邊緣云計算、開放無線接入網(O-RAN)、應用編程接口(API)、基于服務的架構、物聯網和虛擬/云基礎設施,但這些都可能成為被攻擊的威脅載體,并與 DoS、中間人、隱私泄露等聯系在一起。5G 網絡核心基于網絡虛擬化技術構建,而網絡虛擬化技術嚴重依賴 HTTP 和 REST API 協議,這些協議都有可能遭到破壞。此外,對手還可能發起干擾攻擊。因此,有必要提供邏輯隔離技術和物理層保護。此外,保護設備免受冒充攻擊和中間人(MiTM)攻擊對于確保個人信息的安全也至關重要。這些風險包括身份欺騙、使用惡意基站、利用薄弱的身份驗證協議、缺乏端到端加密以及物聯網設備的漏洞。攻擊者可以冒充合法設備或用戶,截獲和篡改數據,并利用身份驗證過程中的弱點。雖然 5GB 提供了強大的加密功能,但端到端加密可能并不總能得到執行。此外,5GB 網絡中大量的物聯網設備可能會增加出現漏洞和設備受損的可能性。為應對這些風險,有必要采取強有力的安全措施,如強大的身份驗證、加密、安全網絡配置和持續監控。[23]、[24]、[25]、[26]和[27]等文章中的研究與合作對于解決新出現的威脅和 5G 網絡特有的漏洞至關重要。為了提高安全性,必須不斷用最新的操作系統和應用程序補丁更新設備。強大而獨特的密碼加上雙因素身份驗證可提供額外的防御層。連接公共 Wi-Fi 網絡時應謹慎,可使用虛擬專用網絡 (VPN) 進行加密瀏覽。驗證應用程序權限、從官方渠道下載應用程序以及警惕網絡釣魚企圖都是必不可少的預防措施。安裝信譽良好的移動安全軟件、加密設備和定期備份數據也是建議采取的措施。通過采取這些措施,用戶可以最大限度地降低移動設備遭受冒充攻擊、MiTM 攻擊和其他安全漏洞的風險。
此外,底層硬件的可信度也會對 5GB 系統的安全性產生影響。在私有 5GB 系統中,在集成來自多個供應商的 5GB 設備時,存在供應鏈安全威脅和對手威脅。軍方應確保 5GB 設備和網絡的可信度,這可以通過確保與合作伙伴和行業的密切合作來管理。他們應證實供應商遵守嚴格的監控、檢查、物理安全、操作安全和實踐指南,同時不安裝來自對手的 5GB 設備。
A. 頻譜
美國聯邦通信委員會(FCC)在拍賣 CBRS 頻譜 5GB [28]之后,正致力于釋放越來越多的頻譜供 5G 使用。在交易覆蓋范圍和容量的基礎上,FCC 將可用頻段分為低頻段、中頻段和高頻段。低頻段(1 GHz 以下)頻譜為軍事通信提供了廣闊的覆蓋范圍,在數百平方英里范圍內,單個 BS 就能為數千名用戶提供服務。另一方面,中頻段(1 GHz - 6 GHz)被認為是理想的頻段,因為它可以長距離傳輸大量數據。此外,中頻段還具有良好的抗雨能力和強大的覆蓋容量比,并采用共享頻段機制,可與傳統頻段技術共存。最后,高頻段(6 千兆赫以上)可實現超高數據傳輸速度和小距離高帶寬通信,這是自動駕駛汽車、虛擬現實以及智能基地/總部/倉庫等其他數據密集型應用所必需的。因此,軍事通信技術可以利用這些頻段及其獨特的特性來實現其任務目標 [29],[30]。此外,多頻段操作和多頻譜共享范例可通過在 RAN 上集成/聚合所有或任何頻段來實現,這將以更低的成本提高數據的可靠性、可用性和彈性 [31]、[32]、[33]。 多種多樣的 5GB 頻段為大容量、廣覆蓋和電磁獨立的軍事系統打開了大門。
B. 國防網絡切片
網絡切片允許多個垂直部門利用共同的網絡基礎設施,同時保持完全隔離[34]。利用網絡功能虛擬化(NFV)、軟件定義網絡(SDN)和虛擬專用網絡(VPN)等技術,形成一個跨端到端(E2E)網絡基礎設施的邏輯網絡[35]。5G 有三種基本的網絡片:eMBB、mMTC 和 URLLC。eMBB 網絡片需要高流量帶寬、高密度用戶和中低移動性[36], [37], [38]。eMBB 片可以支持虛擬/增強現實(VR/AR)媒體以及軍事訓練、超高清視頻監控、軍用可穿戴設備等應用。mMTC 片包括大量聯網設備,這些設備通過無線電鏈路需要最小的吞吐量和間歇性低流量非延遲敏感數據。軍事物聯網(MIoT)是 mMTC 的用例之一,它是一個連接軍事設施、作戰設備、武器裝備和士兵的智能設備網絡。URLLC 切片要求移動場景中的數據服務具有最小延遲和高可用性 [39],[40]。遠程控制和觸覺通信涉及近乎實時的人機(或機機)界面,是軍事網絡中的一些應用。此外,國防部(MoD)作為運營商,也可以通過相同的遠征 5GB 基礎設施為不同兵力提供軍事網絡切片,以同時滿足延遲關鍵型、可用性關鍵型和可靠性關鍵型通信的需求。網絡切片還允許軍方將商業基礎設施切片用作專用的類似于托管領土的私有基礎設施,為用于戰術的私有軍事系統提供系統級解決方案。
C. 分布式計算
移動云計算(MCC)是一種創新的移動計算系統,它結合了各種云和網絡技術的動態資源,在異構環境中通過互聯網隨時隨地為大量移動設備提供無限的能力、容量和便攜性[41], [42]。根據數據處理和數據存儲發生在移動設備之外的位置,基于云的 MCC 資源可分為四類,它們是近端固定云、近端固定計算實體、近端移動計算實體和混合云。云功能在戰術環境中最具優勢。空軍可利用戰術云來監視、管理、控制和保衛其許多航空資產。通過邊緣和云計算,空軍每周可節省數百萬美元的加油機加油費用,特別是在噴氣機在空中飛行時,通過云中更好的預測后勤服務,可節省加油機加油費用。此外,可部署的戰術云還能讓海軍和特種作戰部隊在戰術邊緣作戰時擁有更好的通信和 C2 網絡。例如,士兵可能正在執行監控任務,但當他們到達某個地點時,情況可能發生了變化,從而將行動轉變為情報、監視和偵察(ISR)任務。邊緣計算使他們能夠修改自己的邊緣設備并啟動軟件,從而在現場收集更多數據并進行更深入的分析,無論這些設備是否連接到網絡。同樣,通過在國防云中運行完全獨立的移動核心和小型 RAN,MCC 可以實現應用層面的低延遲和集群的自主運行(無回程連接)。
D. 側鏈路通信
5GB 新無線電(NR)技術使能器將允許設備通過一種稱為 Sidelink 通信的過程直接相互通信 [43],[44]。Sidelink 可在專用、許可和非許可等不同配置下運行,可在不同環境中靈活采用。此外,由于 Sidelink 將通信鏈路限制為一跳,因此可顯著降低延遲,多跳中繼有助于節省功耗、克服鏈路預算限制并提高延遲和可靠性,這對于關鍵任務應用至關重要。此外,NR Sidelink 中繼自然擴展了互聯智能邊緣,為交通安全、公共安全通信、范圍和容量擴展提供了動力。用于 AR/VR 戰斗的體域網絡服務可受益于 Sidelink,利用其直接連接取代藍牙連接,并最終取代 Wi-Fi 連接,還可在沒有網絡覆蓋的地區用于士兵之間的通信。因此,許多軍用小工具的通信架構可能會發生革命性的變化。軍用通信不再為每種使用情況提供不同的無線電接口,而是可以完全依賴 Sidelink 作為廣域、局域和個人區域通信的鏈接。此外,基于 Sidelink 的中繼或多鏈路中繼也可在軍事通信中實施,以實現小區覆蓋并在惡劣環境條件下提供支持。Sidelink 也是 MIoT 未來發布的候選功能[45]。因此,Sidelink 可用于多種 "無基礎設施 "的戰術場景,其中需要無線系統的多層和/或網狀布局。
E. 波束成形和大規模多輸入多輸出
波束成形是一種將無線信號導向特定接收設備的方法,而不是像廣播天線那樣將信號向四面八方傳播[46]。波束成形通過將信號集中式地傳送到某個方向來提高接收器的信號質量。這意味著數據傳輸更快、更準確。此外,這種精確度可以在不增加廣播功率的情況下實現。以前,開發波束成形系統的成本很高,因為需要多個大型天線組件,這就必須采購額外的材料。利用商用 5GB 毫米波技術[47]是將商用蜂窩系統定向波束成形系統的尺寸、重量和成本降至最低的最佳選擇。這是因為毫米波具有高頻輸出,可在狹小的空間內安裝數百個小型天線。基于毫米波的波束成形更容易在軍事平臺上實現系統集成。波束成形在軍事應用中有多種用途,如改進的定向波束成形將使戰術通信比標準廣播天線更有效,因為軍方可以同時使用和重復使用分配的每一片頻譜。波束成形通信系統有助于在前線綿延數百公里的偏遠地區進行多域沖突,還可根據兵力(GPS)位置對紅軍進行無效定位。此外,在地面和空中機器人戰車上使用波束成形通信技術,可以讓士兵操縱無人設備進入敵對地形,同時與它們保持聯系。定向波束成形和 mMIMO 技術有助于提高網絡的魯棒性。它還被視為解決軍隊面臨的主要通信挑戰之一,即多個獨立無線網絡共存的解決方案。
F. 非地面網絡(NTN)網絡
5GB NTN 可在非地面平臺上實現 5G NR 的優勢 [26]、[48]、[49]。非地面網絡技術解決方案正在第 16 版工作中進行評估,而規范預計將在 3GPP 第 17 版發布。前幾代無線網絡只能為部分基于 NTN 的通信提供連接[50]。另一方面,5GB 預計采用三維(3D)異構架構,其中地面基礎設施與 NTN 或衛星網絡(如無人機、高空平臺 (HAPS)、低地球軌道 (LEO) 等)相輔相成,以促進無處不在、大范圍和極高的連接性 [51]。NTN 可在交通擁堵和服務不佳的地區提供按需、成本較低的連接,以及回程、高移動性數據傳輸、高吞吐量和無處不在的連接服務。3GPP 正在根據不同空域間連接的嚴重程度推廣各種 NTN 設計 [52], [53]。3GPP 預測了以下目的:
衛星將用戶信號從饋線鏈路復制到服務鏈路,反之亦然,從而創建一個透明的基于衛星的 RAN 架構。
基于衛星的自適應 RAN 架構,其中衛星有效載荷重新生成從地面接收的信號,同時實現衛星間通信。
多連接設計,包括兩個透明的 RAN(地球靜止軌道(GEO)和低地軌道(LEO)的組合),并協助集成 NTN 和地面接入。
多年來,近地軌道網技術一直被用于協助氣象、監視攝像機、電視廣播、遙感和地圖制導等軍事功能。目前,空天技術的進步為地面技術和 NTN 技術的融合鋪平了道路,使軍事通信服務有了更復雜的觸覺應用。一些極端情況下的應用包括 (1) 當地面網絡擁塞或癱瘓時,NTN 可提供替代連接路徑,以提供持續的無線網絡覆蓋;(2) NTN 平臺可結合移動邊緣云功能,為地面終端提供更強的計算和存儲能力,實現 3D 連接; (3) 衛星平臺與地面網絡的頻譜聚合可通過空間網狀網絡向地面設備提供高容量連接;(4) NTN 終端可在無法接入有線回程的地點無線處理地面回程請求;(5) 無人機和衛星還可充當 MIoT 流量的移動收集器,為基于傳感器的服務提供全球連接。
圖 5 顯示了概念架構,表 6 顯示了用于軍事應用的五項關鍵使能技術摘要。要充分挖掘 5GB 在軍事應用方面的潛力,可以考慮應用特定的 5G 技術,而不是整個 5G 生態系統。必須對 5GB 關鍵技術及其面向國防的適用性研究進行詳細的研究和分析,并調查將 5GB 應用于作戰各個方面和領域的可能性,確定能力極限。
表 6 關鍵賦能技術概述
圖 5. 軍事應用的關鍵使能技術。
各種頻譜的使用、防御網絡切片、分布式計算和側鏈路通信等 5G 使能技術可極大地幫助實現高可靠性和低延遲通信。
使用各種頻譜有助于創建冗余路徑并確保連續運行,這有助于提高可靠性并減少因信道擁塞而造成的通信延遲。
網絡切片可在共享基礎設施內創建專用虛擬網絡。通過分配專用資源和優先處理流量,網絡切片可確保 URLLC 應用獲得必要的帶寬和延遲保證,從而實現高可靠性和低延遲。
分布式計算使計算能力和存儲更接近網絡邊緣,從而通過在靠近 URLLC 應用程序的地方處理數據來改善延遲。此外,由于處理資源與應用之間的距離最小,因此可以實現超低延遲。
利用 Sidelink 通信功能,軍事應用可以通過直接和近距離通信、提供冗余和支持 ad hoc 網絡來實現更低的延遲和更高的可靠性。
采用先進的天線系統(如 mMIMO)可通過分集、空間復用和波束成形技術增強信號強度、覆蓋范圍、可靠性和吞吐量。
在某些情況下,NTN 提供的替代基礎設施和連接選項可以克服地面網絡的局限性。軍事行動可以利用縮短距離、冗余、廣覆蓋、抗災能力、獨立基礎設施和低延遲解決方案來提高通信可靠性和減少延遲。
海軍雷達使用的 C 波段(3.55-3.7GHz)可視為實現軍用 5GB 專用蜂窩系統的關鍵頻段之一 [54],[55]。這是因為這些頻段利用率極低,雷達占用率每年僅為 9% 到 25% [56]。此外,這些頻段存在于有限的地理區域;因此,通過實用的保護距離和嚴格的干擾保護機制,可以建立與現有海軍雷達共存的二級 5GB 軍事通信系統。在此背景下,我們提出了 5GB NR-U 技術(3GPP Rel-16),作為軍事通信系統的一種有吸引力的方法。NR-U 源自已被廣泛接受的 LTE-U/LAA 方法,其中對 LTE 協議棧進行了調整,以協助與雷達和 Wi-Fi 等其他技術共存 [57]、[58]。此外,對 LTE 協議棧的此類更改可顯著減少雷達所需的投射距離,從而增加信道中的頻譜接入機會。例如,NR-U gNB 可感知雷達旋轉模式,并相應調整其占空比(開-關持續時間),使其傳輸不與正在進行的雷達傳輸重疊。此外,NR-U 還支持公平共存,在這種情況下,Wi-Fi 服務受到的影響不會超過同一載波上的額外 Wi-Fi 網絡。因此,如圖 6 所示,NR-U 與傳統的 Wi-Fi 或新的 Wi-Fi 連接可以很容易地為多樣化和密集的軍事后勤環境進行設置。
圖 6. 5GB NR-U 部署場景。
在本研究中,我們考慮的部署場景是軍方覆蓋一個有限的地理區域,如文獻 [59] 所述,該地理區域被進一步劃分為三個部分:雷達區、專屬區和后勤區。后勤區由其覆蓋范圍周圍的多個 NR-U 小區組成。在評估中,我們采用了單個 NR-U 小區,其性能可復制到其他 NR-U 小區。我們使用 MATLAB 開發了一個系統級仿真平臺。NR-U BS 在 3.5 GHz 信道中支持的 NR-U 用戶數量和其他網絡參數如表 7 所示。在同一信道中,Wi-Fi AP 和 Wi-Fi 站與 NR-U 服務共存。NR-U 用戶和 Wi-Fi 站在小區覆蓋范圍內任意分布。在 Wi-Fi 網絡中,所有 STA 都利用一種稱為分布式協調功能(DCF)協議的載波感知方案來爭奪信道接入權,而 NR-U BS 則采用 ETSI 支持的 LBT 類別 4(用于 FBE 方法)[60] 或占空比基礎方法(在適當的持續時間內自適應地占用共享信道)。
表 7 模擬參數
5GB 技術擁有影響任何國家經濟和國家安全的重要能力。軍隊必須學會采用 5GB 所提供的連接性,以必要的速度、精度和效率開展行動,從而在未來保持有效性和生存能力。當前的 5GB 技術為軍事應用帶來了多方面的機遇和風險。軍方蘭德公司的主要任務應該是加快開發和部署支持 5GB 的能力,同時確保其系統強大、安全、有彈性且可靠,能夠抵御對手。