低可觀察性機載通信有助于確保作戰飛機能夠安全地執行任務，同時最大限度地減少其通過無線電發射被發現和定位的機會。

基本角色

沒有人會懷疑無線電對空中力量是多么重要。它是兩架或更多的飛機能夠相互溝通的唯一途徑。它是飛行員與地面人員溝通的唯一方式，反之亦然。無線電不僅可以傳輸語音信息，還可以傳輸數據。這些數據包括從地面或空中的目標坐標到天氣信息甚至雷達圖片等一切。

然而，無線電有一個明顯的缺點。從理論上講，無線電發射信號的那一刻可以被探測到，就像一個人說話不可能不產生聲音一樣，無論他多么安靜地竊竊私語。無線電通信在第二次世界大戰期間首次被空中力量大規模使用。從那時起，就一直在努力減少機載無線電信號被發現的機會。必須盡量減少被探測的原因很簡單：一旦探測到一個傳輸，就可以確定和識別無線電的位置。如果你找到了一架敵機的無線電傳輸源，你就找到了這架飛機。防空的很大一部分重點是首先找到那架敵機。

毫米波通信

減少通過無線電信號被發現的機會的方法之一是使用毫米波（MMW）無線電通信。這是洛克希德F-22A RAPTOR和F-35A/B/C LIGHTNING-II等戰機用來保持彼此聯系的核心技術。由于它們要在高度競爭的空域中飛行，因此必須避免通過無線電信號找到這些飛機。

所有的飛機都會產生大量的無線電信號。這些信號是由雷達和飛機上的無線電產生的。無線電信號被飛機的衛星通信（SATCOM）用來發送和接收超出視線范圍的語音和數據通信。高頻（3至30兆赫/MHz）無線電用于類似的目的。飛機攜帶轉發器，與空中交通管制（ATC）分享信息。這些轉發器在1.090千兆赫/兆赫的頻率上發送飛機的身份、高度和速度的詳細信息。軍用飛機使用識別敵友（IFF）轉發器發送類似信息。北約的飛機頻率為1.030GHz和1.090GHz，用于攜帶IFF數據。水面上的電子支援措施（ESM）或另一架飛機（如空中預警平臺）可以探測到這些信號。一旦ESM檢測到這些傳輸信號，就有可能確定飛機的位置。 MMW通信旨在減少飛機通過其無線電信號被定位的可能性。上面提到的所有無線電信號都存在于大約3兆赫到36GHz的波段內。MMW信號處于這個范圍的高端。通常，它們存在于30GHz及以上的頻率中。

關鍵優勢

毫米波信號有幾個特性，使其成為需要屏蔽ESM探測的作戰飛機的理想選擇。首先，毫米波無線電信號很難被探測到，因為它們使用非常窄的波束。這使得它們非常尖銳和精確。一個ESM的接收器不太可能探測到這些波束，除非它的天線直接“看著”它們，或者波束直接指向天線。與無線電頻譜中較低的其他頻率相比，MMW信號的范圍相對要短得多。對于相對靠近的F-35或F-22A編隊來說，這不是一個問題。他們的收音機將有足夠的功率來確保通信到達附近的隊友。然而，除非離這些飛機非常近，否則不太可能使用ESM探測到它們的MMW無線電信號。

其次，戰斗機使用的高指向性無線電天線能精確地將MMW信號引向其目標接收者。這種精確程度使得敵對的ESM不太可能有能力探測到信號，除非它與接收者的飛機在同一地點。諾斯羅普-格魯曼公司的一份書面聲明說：定向數據鏈有一個明顯的優勢，即向對手的方向輻射最小的能量，導致低概率的攔截/低概率的檢測。該公司參與了F-22A的飛行內數據鏈（IFDL）和F-35A的多功能先進數據鏈（MADL）。

有源電子掃描陣列（AESAs）的出現，對MMW無線電的出現有著不可估量的幫助。最初，這項技術從20世紀90年代開始被用于軍用雷達。AESA以電子方式將其信號引導到某個方向。這與天線需要實際移動以指向其目標形成對比。對于MMW通信來說，這一點特別重要，因為它提供了所需的高精度，以確保信號的細小光束到達其預期的接收者。此外，AESA可以在幾個方向上獨立移動幾個波束。這使得配備了MMW的單個飛機可以同時與范圍內的其他幾架飛機進行通信。

AESA的重要性

AESA還有一個優勢。由于它們可以使用類似于太陽能電池板的扁平結構，它們相對容易安裝在飛機的皮膚上。F-22A和F-35都采用了這種方法，將平板天線安裝在飛機的表面，用于MMW通信。這意味著可以使用幾根天線來消除通信盲點。這些盲點可能是在飛機進行機動時造成的，這可能會導致它阻礙兩個無線電臺之間的視線聯系。它還允許飛機表面保持無突起物，這些突起物有可能影響噴氣機的低雷達截面。

有用的是，MMW通信提供高帶寬。數據率可以達到每秒幾千兆比特的量級。這使得飛機可以相對容易地共享數據量大的流量，如實時視頻圖像。不僅可以共享流量，而且鏈接提供 "同步語音和數據"。這允許信息的傳遞 "使用安全、開放的系統進行戰術邊緣處理，以便在任務速度上獲得決策主導權"。

像IFDL和MADL這樣的數據鏈路的存在不僅是為了確保類似的飛機能夠保持聯系。它們在豐富一組飛機的態勢感知方面發揮了作用。空中力量的最大優勢之一是可以在最佳時刻集中力量對付敵對目標的質量。通過使用這些鏈接，F-22A或F-35飛機明顯地變得比其各部分的總和更強大。諾斯羅普-格魯曼公司的聲明說："這些數據鏈允許真正的機器對機器的數據交換，使機載計算機能夠創建一個融合的畫面"。這是 "諸如Link-16等傳統鏈路無法超越的能力"。事實上，MMW數據通信速率與北約（NATO）Link-16戰術數據鏈路（TDL）理論上達到的每秒115.2千比特相差甚遠。專家告訴作者，Link-16通常只能處理明顯較低水平的流量。

雖然MMW通信在處理通信量方面有優勢，而且其屬性相對隱蔽，但它們確實有缺點。也許最嚴重的是大氣衰減。這是指當無線電波通過大氣層時，大氣中的水分會吸收某些頻率的無線電波。由于MMW頻率使用10毫米或更短的波長，信號可能被雨滴和雪花所阻礙。這些遮蔽物不一定會阻止信號到達接收者，但它們會降低其效果。

戰術

乍一看，似乎像F-22A或F-35這樣的飛機所使用的MMW傳輸的相對短距離和高精度使它們無法與它們所在地區以外的其他飛機進行通信。在某種程度上，情況確實如此。然而，可以使用戰術來確保飛機可以與其他飛機發送和接收信息。通常情況下，這些飛機將在較大的編隊中成對工作。也許三或四架噴氣機將進入有爭議的空域。這些飛機將使用MMW無線電在它們之間進行通信。

另一架F-22A或F-35可能會從編隊中稍稍后退，也許留在友好或相對安全的空域中。它將接收來自敵對空域的飛機為編隊外的接收者提供的任何信息。該飛機的無線電臺將把來自編隊的通信轉換成另一種協議，如Link-16。然后，這將被傳送到Link-16網絡上的目標接收者。這個過程可以反過來處理來自外部為編隊準備的通信。一方面，編隊保持其隱蔽性，而另一方面，它與參與行動的其他資產保持著聯系。

發展情況

今天在服役的兩個顯著的、低可觀察的通信系統是IFDL和MADL。人們認為，MADL基本上是早期IFDL架構的進一步發展。俄羅斯空軍的蘇-57（北約報告名稱為Felon）使用的通信細節更難找到。來自俄羅斯塔斯社的報告稱，蘇-57使用的是一種被稱為S-111的通信系統。確切地說，這包括什么仍然是未知的。

塔斯社在2019年7月披露該系統的報告說，S-111 "提供無線電......通信，并與其他飛機（以及與）地面、空中和海軍的指揮和控制站交換飛機的數據"，"該設備采用了最先進的技術（用于）高速數據傳輸，并具有先進的網絡解決方案。" 似乎俄羅斯無線電工程師正在研究用于作戰飛機的MMW通信。這種技術可能確實已經以S-111的名義在蘇-57上服役。同樣，中國殲-20A第五代戰斗機也可能使用MMW通信。

MMW技術不僅依靠難以探測來保持其低可觀察性的特點。雖然高度機密，但人們可以假設使用了其他技術，如加密和跳頻。這將有助于使MMW流量難以探測和攔截。西方空中力量現在正在超越IFDL和MADL中規定的第一代機載戰術MMW架構。歐洲正在推進兩款第六代作戰飛機，即多國的 "暴風雪 "和未來作戰航空系統。美國空軍正在開發其下一代空中優勢（NGAD）平臺。同時，美國海軍正在進行F/A-XX計劃。所有這些飛機都將在2030年代服役，并且都將包括下一代低可觀察性通信。

真實應用

這些架構在實踐中會是什么樣子？在這一點上，我們很難說。由于可以理解的原因，這些飛機的能力的許多方面仍然是保密的。可以肯定的是，由于上述原因，毫米波通信將繼續受到青睞。信號是否在40GHz以上的無線電頻譜上進一步發展，還有待觀察。更高的頻率將帶來更精確的波束和更寬的帶寬，但它們將以犧牲范圍和功率為代價。使用更高頻率的MMW通信可能是不切實際的。隨著頻率的增加，需要更多的功率來發送等距離的傳輸。一架飛機的發動機所能產生的電力是有限的，而且這種電力必須與其他飛機系統共享。在所需的MMW頻率和對飛機實用的頻率之間必須達成一個妥協。

相反，進一步的創新可以通過其他方式滾入MMW架構。傳輸和通信安全協議可以通過更強大的加密技術來改進。同樣地，認知技術可能被嵌入到MMW流程中。認知性無線電是一項新興技術。它使無線電能夠持續地感知電磁環境，在沒有人類干預的情況下修改其行為。這是通過使用人工智能和機器學習實現的。

無線電能夠不斷地從其經驗中 "學習"，并改變其行為，以確保其保持高效。例如，無線電可能已經了解到，在天氣好的日子里，它需要使用較少的功率來傳輸流量。相應地，當天氣數據告訴無線電是一個好日子時，無線電會自動調節其傳輸功率。另外，無線電可能了解到在以前的任務中，當遇到嚴重的電子干擾時，它的哪些傳輸成功地到達了接收者。同樣，當未來遇到類似的干擾時，無線電會自動相應地調整其行為。

低可觀察性機載無線電技術仍然是一門相對年輕的科學。IFDL和MADL可以追溯到20世紀80年代，當時美國空軍界開始考慮F-22A和F-35的問題。MMW通信有助于保持隱身，同時實現安全、高帶寬的通信。這項技術的下一個迭代將用于即將到來的第六代戰斗機，將使事情更進一步。

在未來的空戰中，無人協同系統的整合將是一個潛在的巨大力量倍增器。其成功的關鍵因素將是編隊情報、協調任務規劃和跨平臺任務管理。因此，構思下一代機載武器系統的任務需要一個整體的系統方法，考慮不同的航空飛行器、其航空電子任務系統和針對未來威脅的整體作戰概念。為了盡早驗證可能的解決方案概念并評估其作戰性能，在過去幾年中，在空中客車防務與航天公司未來項目中開發了一個動態多智能體戰斗仿真。除了比實時更快的工程功能外，該仿真還可以進行實時人機對話實驗，以促進工程師、操作員和客戶之間的合作。本文介紹了動態任務仿真方法，以及在未來戰斗航空系統（FCAS）研究中應用此工具所得到的啟示，在此期間，我們清楚地認識到什么是未來應用的一個關鍵挑戰。實施一個強大的高層規劃算法，為復雜的空中行動生成臨時任務計劃，同時考慮反應性的低層智能體行為、人類操作員和在線用戶輸入。

1 引言

每一代新的戰斗機都可以通過一個或多個技術飛躍來定義，這些技術飛躍使其與上一代的設計有很大區別。毫無疑問，自從大約15年前第一架第五代戰斗機投入使用以來，幾乎所有的設計學科都有了顯著的進步。不同的飛機制造商，包括空客，已經宣布他們目前正在構思或研究第六代戰斗機[1] [3]。與目前最先進的飛機相比，這些項目很可能在各個領域都有改進，如飛行性能、全方面和全模式隱身、低概率攔截雷達和通信或武器裝備。但問題仍然存在：什么將是這一代的決定性因素，一個真正改變未來戰斗空間的因素？

一個常見的假設是，未來的戰斗空間將是 "高度網絡化 "的，即所有參與的實體都可以交換他們的態勢視圖，并以近乎實時的方式創建一個共享的戰術畫面。一方面，這使得多個平臺在空間和時間上可靠同步達到了以前不可能達到的程度。許多算法，特別是發射器定位或目標測距的算法，如果能從多個位置產生測量結果，會產生明顯更好的效果。另一方面，高質量數據的可靠交換通過分配以前由單一平臺執行的任務，使戰術更加靈活。對作戰飛機的主要應用可能是所謂的合作交戰概念（CEC），這已經是美國海軍針對反介入/區域拒止（A2/AD）環境的海軍綜合火控-反空（NIFC-CA）理論的一部分[4]，但其他應用也是可能的，例如合作電子攻擊。所提到的概念主要適用于任務期間單一情況的短期范圍，例如偵察或攻擊薩母基地、空對空（A2A）作戰等。然而，就整個任務而言，還有一個方面需要提及。鑒于所有參與實體之間的可靠通信，規劃算法可以交換任務計劃變更的建議，并根據其目標和當前的戰術情況自動接受或拒絕。這在一個或多個不可預見的事件使原來的任務計劃無效的情況下特別有用，盡管所有預先計算的余量。與其估計一個替代計劃是否可行，并通過語音通信與所有其他實體保持一致（考慮到船員在某些任務階段的高工作負荷和參與實體的數量，這是一項具有挑戰性和耗時的任務），一個跨平臺的任務管理系統可以快速計算出當前任務計劃的替代方案，并評估是否仍然可以滿足諸如開放走廊等時間限制。然后，一組替代方案被提交給機組人員，以支持他們決定是否以及如何繼續執行任務。

將上述想法與現在可用的機載計算能力結合起來，由于最近在硬件和軟件方面的進步，可以得出結論，未來一代戰斗機將很有可能在強大的航空電子系統和快速可靠數據交換的基礎上，采用卓越的戰術概念進行作戰。然而，這還不是我們正在尋找的明確游戲改變者--甚至現有的第五代戰斗機已經應用了一些提到的概念，例如，在NIFC-CA背景下的F-35[4]。因此，下一步不僅要改進飛機的航電系統，而且要在完全網絡化環境的前提下連貫地優化航電、戰術和平臺設計。這種方法允許思考這樣的概念：如果得到網絡內互補實體的支持，并非每個平臺都需要擁有完整的傳感器套件和完整的決策能力。因此，不同的平臺可以針對其特殊任務進行高度優化，從而與 "單一平臺做所有事情 "的方法相比，減少了設計過程中需要的權衡數量。很明顯，一個專門的傳感器平臺不需要或只需要非常有限的武器裝備，因此現在可用的空間可以用來建造更好的傳感器或更大的燃料箱。這已經可以使該平臺專門從事的任務性能得到顯著提高，但有一樣東西可以去掉，它的影響最大：飛行員。在這一點上，必須明確指出，目前沒有任何算法或人工智能能夠接近受過訓練的機組人員態勢感知和決策能力。這就是為什么在不久的將來，人類飛行員在執行戰斗任務時將始終是必要的。然而，如果飛行員（或更準確地說，決策者）被提供了指揮無人駕駛同伴的所有必要信息，那么就不需要在同一個平臺上了。因此，我們提出了一個概念，即一個或多個載人平臺由多個無人駕駛和專門的戰斗飛行器（UAV）支持。在下文中，我們將把至少一個載人平臺和一個或多個由載人平臺指揮的專用無人機組成的小組稱為包。我們聲稱，由于以下原因，無人平臺將作為有人平臺的力量倍增器發揮作用：

• 無人機是可擴展的，而空勤人員是不可擴展的。因此，無人機可以執行高風險的任務，并允許采用只用載人平臺無法接受的戰術。

• 無人機更便宜（即使不考慮機組人員的價值），因為它們可以在性能相同的情況下比載人平臺建造得更小。這意味著，在相同的成本下，更多的平臺可以執行任務，更多的平臺會導致更高的任務成功率。首先，因為有更多的冗余，其次，如果有更多的資產參與其中，一些任務可以更好地完成，例如發射器的定位。

• 不同的無人機和載人平臺可以任意組合。在任務開始前，可以根據需要組成包。在任務期間，在某些限制條件下，也可以重新組合軟件包，例如，如果交戰規則禁止不受控制的飛行，則指揮平臺之間的最大距離。這使得任務規劃和執行有了更大的靈活性，預計也能保持較低的運行成本和材料損耗（"只使用你需要的東西"）。

像往常一樣，沒有免費的午餐這回事。在我們的案例中，所有上述優勢對飛機設計師來說都是有代價的。不是按照一組技術要求優化單一設計的性能，而是必須設計多個平臺及其子系統，使其在各種任務和組合配置中最大限度地提高整個系統的性能。在本文的其余部分，我們將介紹FCAS原型實驗室（FPL），這是一個在FCAS背景下開發的模擬環境，用于解決這一高度復雜的問題。在第2章中概述了它在概念設計和跨學科技術原型開發中的作用后，我們將在第3章中介紹底層動態多智能體任務仿真的概念和架構。在第4章中，我們將介紹選定項目的結果，以概述該工具的多功能性。本文最后將介紹可能是未來最大的挑戰之一，不僅對模擬，而且對一般的無人系統的引進。實施一個強大的高層規劃算法，為復雜的空中行動生成臨時任務計劃，同時考慮反應性的低層智能體行為、人類操作員和在線用戶輸入。

FCAS原型實驗室（FPL）：動態多智能體任務仿真

FPL的核心是一個動態多智能體任務仿真，可以在一臺計算機上運行，也可以分布在多臺機器上，并使用不同的附加硬件組件。為了方便兵棋推演的進行，對人機界面技術進行原型測試，或用于一般的演示目的，模擬中的所有載人機載資產都可以選擇由硬件駕駛艙控制。如果沒有人類操作員參與，模擬必須能夠比實時運行更快。這對于在可能需要數小時的大規模任務中進行有效的開發和權衡分析尤為必要。為了以客觀和公正的方式評估概念和技術，每個模擬任務的過程都是由預先定義的系統屬性、物理效應的模擬和可配置的智能體行為和合作演變而來。不存在任何腳本事件，每一次新的模擬運行的結果都是完全開放的。藍軍和紅軍是在相同的假設下，以可比的抽象水平進行模擬。以下各章概述了如何在FPL中動態地模擬當前和未來機載系統的任務。介紹了我們的仿真結構，在對這類系統進行建模時最重要的設計權衡，以及行為建模的高層次規劃/低層次控制方法。

架構

FPL的仿真架構由三個邏輯部分組成：應用、仿真控制和通信中間件。該架構的一個核心特征是，模擬被分割成幾個應用程序。每個應用程序運行不同的模型，例如，有一個應用程序用于模擬自己的（藍色）航空器、敵方（紅色）航空器、綜合防空系統（IADS）以及更多的模型，如下所示。所有的應用程序共享相同的標準化接口，并且可以任意組合。這種模塊化允許只運行某個任務或項目所需的部分模型。所有的應用程序都是獨立的可執行文件，可以在同一臺計算機上以并行進程運行，也可以分布在幾臺機器上。通過交換編譯后的二進制文件，來自不同公司的模型的整合是可能的，而不會暴露詳細的基本功能。一般來說，不同公司之間的快速和容易的合作是FPL架構的一個主要驅動力。為此，提供了一個基礎應用類，它提供了所有與仿真有關的功能，如仿真控制狀態機、通信中間件接口和通用庫，例如用于不同坐標系的地理空間計算。通過簡單地實現一個新的基礎應用實例，新的模型可以被添加到仿真框架中。所有應用程序的執行都由一個中央仿真控制實例控制。它提供了一個圖形化的用戶界面，可以根據需要啟動、停止和加速模擬。在執行過程中，所有應用程序的運行時間被監控，仿真時間被動態地調整到最慢的模型。這使得分布式的比實時更快的模擬具有自適應的模擬時間加速。應用程序之間的通信是通過數據分配服務（DDS）標準[2]實現的。它使用發布-訂閱模式在網絡中實現了可靠和可擴展的數據交換。兩個不同的分區用于廣播仿真數據（如實體狀態、仿真控制命令等）和多播命令和控制數據（如通過BUS系統或數據鏈路實際發送的數據）。DDS標準的開放源碼實施被用來進一步方便與外部伙伴的合作。

圖1提供了我們的模擬架構的概況，包括大多數任務所需的應用程序。如前所述，這個架構并不固定，幾乎任何應用都可以根據需要刪除或交換。如黑色虛線箭頭所示，通過DDS中間件在仿真控制處注冊一個基本的應用實現，可以集成新的模型。藍色/紅色背景的方框描述了己方/敵方系統，混合顏色的方框可供雙方使用。仿真基礎設施組件的顏色為灰色，用戶界面的顏色為橙色。黑色箭頭表示模擬過程中的通信，灰色箭頭代表模擬運行前后的數據交換。

對于兵棋推演環節，不同的應用程序分布在FPL的多個房間內運行，以模仿真實的空中作業程序。在設置好一個場景后，藍方和紅方的操作人員使用任務配置工具，在不同的房間里計劃他們的任務。空中行動指揮官留在這些房間里，而飛行員則分成兩個房間，每個房間有兩個駕駛艙來執行任務。藍方和紅方空軍應用的任何飛機都可以從駕駛艙中控制，因此飛行員可以接管不同的角色，并相互對抗或作為一個團隊對抗計算機控制的部隊。所有房間都配備了語音通信模擬。任務結束后，各小組在簡報室一起評估任務，可以從記錄的模擬數據中回放。一個額外的房間配備了多個連接到模擬網絡的PC，可以選擇用于特定項目的任務，例如硬件在環實驗。

建模

為FPL選擇正確的建模范式事實上并不簡單，因為它涵蓋了操作分析工具（通常是隨機的）以及工程模擬（通常是確定性的或混合的）的各個方面。這個決定的影響可以用一個例子來說明，即如何確定一架飛機是否被導彈擊中。在隨機模型中，這個決定是基于可配置的概率，例如，被擊中的概率（導彈）和回避動作成功的概率（飛機）以及一個隨機數。為了使最終的任務結果對單一的隨機數不那么敏感，在實踐中經常用不同的隨機種子進行多次模擬運行。按照確定性的方法，導彈的飛出是根據導彈的發射方向、制導規律和固定的性能參數如推力、最大加速度等來模擬的。飛機在規避機動過程中的軌跡也是基于其初始狀態、空氣動力學、反應時間等。例如，當彈頭引爆時，如果導彈和飛機之間的距離低于某個閾值，那么飛機就會被認為被殺死。在一個確定性的模型中，在導彈發射時已經知道飛機是否會被擊中。確定性模型中必要的簡化通常是通過引入固定參數來完成的，比如導彈例子中的距離閾值。混合模型允許使用隨機數進行這種簡化，例如，作為失誤距離的函數的殺傷概率。

為了有效地測試和分析大規模的空中作業，在單臺機器上有幾十種藍色和紅色資產運行的情況下，模擬運行的速度至少要比實時快10倍（平均）。這對所用算法的時間離散性和運行時的復雜性提出了重大限制。為了保持快速原型設計能力，為新項目設置仿真或開發/集成新組件所需的時間應保持在較低水平。太過復雜的模型會帶來更多的限制，而不是顯著提高結果的質量。在這些方面，（更多的）隨機模型在運行時間和開發時間上都有優勢，更快。然而，在我們的案例中，有兩個主要因素限制了隨機模型的使用，使之達到最低限度。首先，模擬只有在給出他們的戰術和演習成功與否的確切原因時才會被操作者接受。此外，隨機模型是由數據驅動的，但對于未來自己和/或敵人的系統來說，所需的數據往往無法獲得。對于已經服役多年并在測試或實際作戰中多次射中的導彈，有可能估計其殺傷概率。然而，僅僅為未來的導彈增加這一概率是非常危險的，特別是因為隨機模型對這些參數非常敏感。從我們的觀點來看，通過將所有系統建模為基于技術系統參數的通用物理模型，可以實現對未來系統更健全的推斷。第一步，通過模擬已知技術和性能參數的現有系統，對模型本身進行驗證。對于未來的系統，技術參數會根據預期的技術進步、領域專家知識和他們的工具進行推斷。堅持最初的例子，未來戰斗機的回避機動性能的推斷，例如，基于從CAD和流體動力學模型計算出的更高的升力系數，或基于更高的導彈接近警告器的分辨率和靈敏度。

客觀評價未來概念在模擬中的表現的一個關鍵方面是環境和威脅的建模。必須考慮到，系統的方法在紅方和藍方都是有優勢的。現代國際防空系統的危險來自于結合不同的系統，從非常短的距離到遠距離。所有這些系統都有它們的長處和短處，但它們被組織起來，使個別的短處被其他系統所補償，并使整個系統的性能最大化。因此，第一個困難是必須對大量的系統進行模擬，并且必須確定這些系統的個別優勢和劣勢。通用物理模型的方法可用于這兩個方面。在通用防空系統模型被開發和驗證后，它可以迅速將新的系統整合到模擬中。根據模擬的物理效果，可以估計敵方系統的作戰優勢和弱點或未來可能的威脅概念。另一方面，使用通用模型的困難在于，必須將真實系統的功能映射到通用模型中，以便保留所有重要的單個系統屬性。這不可避免地導致了相當復雜和詳細的通用模型。我們將以地基雷達組件為例，概述我們平衡復雜性和保真度的方法。如圖2所示，IADS模擬中的一個實體由不同的組件組成。這些組件可以任意組合，以快速配置新系統。從功能角度看，地面雷達組件由控制器、探測模型和目標跟蹤器組成。根據實體的當前任務，控制器選擇所需的雷達模式，例如，360°搜索的監視或戰斗搜索，如果一個特定的部門必須優先考慮。為了對付干擾或地面雜波，可以使用不同的波形。根據雷達的類型，如機械或電子轉向的一維或二維，控制器有不同的可能性來適應搜索模式。在為一個波束位置選擇了波形的類型和數量后，探測模型根據目標、地面雜波、地形陰影、大氣衰減和電子對抗措施等方面的雷達截面模型，產生測量結果。測量誤差是由取決于隨機模型的信噪比引起的。由此產生的測量結果然后由目標跟蹤器處理，它執行測量-跟蹤關聯和跟蹤過濾。

這種詳細模型產生的另一個困難是必須估計的參數總數。在這一點上也要注意，模擬中的所有數據都是不受限制的。這一方面是由于大多數項目的限制，但另一方面，它在日常工作中也有實際優勢。我們必須牢記，模擬是用于概念驗證，而不是用于詳細的系統設計，所以在這個早期階段使用機密的威脅數據會對基礎設施和開發過程造成重大限制，而不會給結果帶來重大價值。基于此，所有的威脅數據都必須根據公開的來源或來自內部項目和外部合作伙伴的非限制性數據進行估算。這再次導致了大量的數據，而這些數據的詳細程度往往是非常不同的，或者是不一致的，例如，由于對限制性數據的去分類。隨著我們模型的不斷發展和多年來獲得的工程專業知識，我們有可能為不同的當前和推斷的未來威脅系統估計出一致的參數。這主要是在一個自下而上的迭代過程中完成的。根據現有的技術和性能參數，對缺失的模型參數進行估計以適應組件的性能。然后對單一系統的不同組件之間的行為和相互作用進行調整，以達到理想的系統性能。最后，在不同的情況下測試IADS內這些系統的協調，以使整個系統的性能最大化。

根據Janes Market Forecast的分析，2022年至2031年期間，全球直升機市場總價值近330億歐元。運輸直升機幾乎占了這一市場份額的一半（約1610億歐元），其次是多功能電子和政府提供的設備（GFE）。后兩者各占約430億歐元的份額。就單個平臺而言，西科斯基H-60 BLACKHAWK在采購排名中遙遙領先，超過了西科斯基CH-53、波音AH-64 APACHE和波音H-47 CHINOOK。這主要是由于許多國家目前正在對其老化的機隊進行現代化改造，新一代的輕型和中型運輸直升機即將進入客戶手中。但俄羅斯對烏克蘭的攻擊也可能使許多歐洲國家重新對真正的戰斗直升機和反坦克直升機產生興趣。

旋翼機的關鍵考慮因素

目前，重點是平臺性能，即更高的有效載荷、航程和速度。以美國海軍陸戰隊（USMC）和以色列為例，這些要求由西科斯基CH-53K未來40年的供應來滿足。從德國空降兵的角度來看，純粹從數字上看是這樣的：WIESEL的后繼者——空中移動履帶式武器運輸車（LuWa）應該能夠以兩輛車作為內部載荷進行運輸。該驗證機連同彈藥和乘員重約5噸。

接下來在中型運輸直升機（MTH）領域，對更高速度的部隊運輸的需求--而不是更重的負載--將成為焦點。貝爾/波音V-22 OSPREY是第一個用傾轉翼飛機實現更高的飛行速度的方面。只要看看美國的未來垂直升降計劃（FVL）和像OSPREY這樣的機型的進一步發展。來自美國芝加哥的Skyworks航空公司也打算以其VERTIJET進入這一領域。這是一種垂直起飛和降落（VTOL）的高速和遠距離陀螺儀。這種飛機由一名飛行員駕駛，據該公司稱，可搭載六名乘客，以644公里/小時的速度飛行，并可飛行1609公里。巴西航空工業公司和BAE公司也在致力于EVTOL項目的軍事化，這是一個全電動的對應項目。

德國陸軍的一份概念文件要求陸軍航空兵擁有 "敏捷性和靈活性，以便在陸地行動中迅速轉移焦點"。作為一種核心能力，陸軍航空兵應該能夠在白天、夜間和能見度低的情況下，在長距離、不受地形影響和受到威脅的情況下，迅速部署他們的武器系統，在整個責任區提供效果和支持。在速度、航程和有效載荷的性能三角框架內，要求飛行速度超過220節，在不增加油箱或空對空加油的情況下，任務時間至少為3小時。另一個核心要求是有人-無人機編隊協同（MUM-T）。

未來旋翼機的要求

在歐洲，將出現這樣的問題：NH-90和現有戰斗直升機的后繼者將是什么樣子。換句話說，是否會有一個歐洲未來垂直升降機計劃？歐洲防務局（EDA）已經在考慮初步的方法。美國陸軍的FVL計劃由四個項目組成：

• 未來遠程突擊機（FLRAA）計劃
• 未來攻擊偵察機（FARA）的原型機競賽
• 未來的無人機系統
• 模塊化開放系統架構

FLRAA打算從2030年開始取代美軍（陸軍和美國海軍陸戰隊）的BLACKHAWK直升機隊。FARA旨在填補之前由貝爾OH-58D "KIOWA WARRIOR "直升機填補的輕型攻擊和偵察能力的關鍵空白，該直升機已于2014年退役。在最初的五個競爭者中，在2020年夏天進行了降級選擇，現在有兩個設計，即貝爾360 INVICTUS和西科斯基RAIDER X，正在進一步開發中。這兩種飛機將在2023年秋季進行評估測試，最遲在2028年開始生產。

對于FLRAA，有兩個申請團隊，德事隆的貝爾公司（擁有V-280 VALOR）和西科斯基-波音公司的DEFIANT X，將在2022年底進行預選，在2025年中期或后期交付原型機。關于DEFIANT X，洛克希德-馬丁公司表示。"為了遏制未來的沖突，必須對旋翼機系統能力進行變革性的改進。X2技術所提供的速度、范圍和機動性，增加了飛機在未來威脅環境中的生存能力。X2技術的可擴展性是為適應多種任務而開發的--側重于多域作戰的連接性、互操作性、多任務適用性和可擴展性及生存能力"。

從德國的角度來看，德國聯邦警察的中型運輸直升機計劃也很有趣。在這里，將采購44架機器。最近，H215 SUPER PUMA機隊的可用性在那里也是一個問題。該項目自2021年開始招標，目前正處于投標階段。萊茵金屬/西科斯基可能將與S92競爭，而空客將與當前版本的H225 SUPER PUMA競爭。

當被問及旋翼機最重要的技術和創新時，波音公司在德國的國防、空間和安全副總裁Michael Hostetter說。"未來的旋翼機將需要智能化、模塊化和可適應性，以提高它們的能力、可用性、經濟性和互操作性，而這些都是需要它們的非凡應用范圍和用戶范圍。

充分了解機載配置和狀況的智能旋翼機可以與所有操作人員合作，減少工作量，最大限度地提高安全和性能，同時提高可用性，減少維護負擔。模塊化和互操作性能夠為預期的用途實時快速地裝備系統，用首選的和可用的批準部件優化配置。這比開放的任務系統和車輛管理更廣泛，也適用于結構和系統以及推進器和動力裝置。模塊化也降低了初始和持續的采購成本，并促進了升級和改進以及新的配置"。

新訂單、新增和替換

許多用戶正在接收新一代的飛機，包括：

• 菲律賓訂購了32架新的BLACKHAWKs
• 沙特阿拉伯收到了其第一架UH-60M
• 美國陸軍已收到其第一架UH-60V（VICTOR）。
• 波蘭特種部隊已經收到了更多的S-70i飛機
• 據瑞典媒體報道，瑞典也在考慮用SEAHAWKs替換其NH90s，并擴大其BLACKHAWK機隊。
• 澳大利亞也可能在早期用BLACKHAWKs替換其47架NH90s（TAIPAN）。

這凸顯了為什么BLACKHAWK在全球范圍內是同類產品的領導者。挪威也在考慮通過租賃的方式用另一種型號來補充其NH-90艦隊。這些將由海岸警衛隊使用，并填補NH-90的能力空白。空中客車公司從法國獲得了新型H160的訂單，從西班牙獲得了36架H143的訂單，并向卡塔爾交付了第一架NH90。奧地利訂購了18架萊昂納多AW169M（從2023年開始），以取代ALOUETTE 3，哥倫比亞海軍已經收到了AW139。巴林已經訂購了12架AH-1Z VIPER，而以色列是繼美國海軍陸戰隊之后CH-53K的第一個出口客戶。另一方面，印度正在接收其第一架CH-47 CHINOOK。至于戰斗搜救行動，意大利已經收到了萊昂納多的HH-139B。

2021年12月，西班牙發布了12億歐元用于進一步開發空客TIGER Mk III。時間框架是2029年至2037年。法國也已經承諾進行Mk III的開發。德國的承諾仍然開放，根據波音公司的說法，對AH-64E APACHE GUARDIAN有一個平行的要求。澳大利亞也將使 "老虎"提前退役，并以APACHE取代它。特別是德國陸軍仍在與TIGER的災難性清晰度作斗爭。很快，最老的機器將不得不再次被淘汰。Mk III計劃中的關鍵系統改進包括對以下方面的增強：

• 桅桿上安裝的電子光學系統
• 頭盔上的視覺系統
• 增強的視覺系統
• 對講機
• MUM-T數據鏈
• 新的空對地和空對空武器
• 新的航空電子設備套件
• 改進的保護和對抗措施
• 新的導航系統（包括GPS和伽利略系統的同步）。
• 一個新的戰術數據管理和戰場管理系統。

德國加入美國的FVL計劃，然后從2030/35年開始接收第一批飛機也是可以想象的。然而，在此之前，"老虎 "將不得不保持活力。特別是考慮到烏克蘭的戰爭，對快速市場化的解決方案的需求可能會變得更大。英國已經與美國簽訂了一項合作協議，以獲得來自FVL計劃的信息。這旨在進一步發展其自身的技術，并確保兩國所有平臺的互操作性。

武裝直升機

在武裝直升機領域，荷蘭和英國正在升級其AH-64D。此外，韓國在2021年ADEX上展示了KAI海洋攻擊直升機（MAH），這是一種用于海上作戰的戰斗直升機。這里，明確提到了MUM-T能力。澳大利亞也要求 "老虎 "的后續機型具備海上作戰能力。貝爾公司已經為巴林完成了12架AH-1Z "蝮蛇 "中的第一架。土耳其在2018年首次公布了自己的輕型戰斗和運輸直升機，即TAI T625 G?KBEY。土耳其還擁有第二架戰斗直升機，即土耳其航空航天公司的T129 ATAK。這是與萊昂納多合作開發的，以AW129為基礎。

德國為陸軍、海軍和空軍計劃了一個輕型多用途直升機（LUH SK）項目。這是一種訓練直升機，在陸軍中也將作為輕型武器化平臺，在 "老虎 "下面運行。BMVg（德國國防部）現在已經決定放棄這個方案。這意味著該直升機將繼續是一個純粹的訓練平臺。空中客車公司的H145M正在被考慮之中。因此，陸軍現在將不得不開始一個新的項目來填補TIGER下面的空白。最初，計劃為陸軍的一部分H145M裝備H-Force，以便以后可以選擇傳感器和效應器。特別是在作戰平臺上，對自信的要求是最重要的。MUM-T以及僚機和空中發射效應（ALE）概念將在這方面發揮非常重要的作用。

無人駕駛平臺

許多武裝部隊都存在征兵問題，人員的培訓既昂貴又漫長。為了減少人員數量和保護士兵，未來的許多任務可能會越來越多地依賴無人駕駛系統。這對VTOL平臺來說也將不例外。美國海軍陸戰隊指揮官大衛-伯杰將軍最近呼吁加快無人駕駛航空器（UAV）的進展。除了無人機之外，他還想到了用于后勤任務的VTOLs。

他說，美國海軍陸戰隊在未來必須擁有一支平衡的有人駕駛和無人駕駛飛機的機隊。自1999年以來，已經用卡曼航空系統公司的K-MAX進行了能力測試，洛克希德-馬丁公司對該機進行了改造。K-MAX提供了2,041公斤的有效載荷，據說其有效載荷成本為1,200美元/飛行小時。它已經被部署在阿富汗，以及從船上部署。2021年12月，美國海軍首次從船上部署諾斯羅普-格魯曼公司的MQ-8C FIRE SCOUT。

韓國航空航天工業公司（KAI）在2021年ADEX上展示了無人駕駛的輕型武裝直升機（LAH）。它基于空客H155平臺，鼻尖下有一門20毫米GATLING炮。它還有一個光電/紅外（EO/IR）傳感器，并可在其短小的機翼上攜帶導彈吊艙。韓國軍隊有一個214架LAH的計劃，將從2022/23年開始引進，空中客車公司也預計國際上需要300到400架。2022年2月宣布了UH-60A BLACKHAWK的30分鐘無人駕駛飛行。該飛機可以由人駕駛或無人駕駛。該系統的核心是西科斯基的MATRIX自主技術。

西科斯基公司創新部主任伊戈爾-切雷平斯基說。"像西科斯基的MATRIX技術一樣，支持自主和選擇性駕駛操作的進步，將改變飛行員和機組人員執行任務的方式，在機組人員減少或能見度有限的情況下飛行時提供幫助。MATRIX就像一個虛擬的第二飛行員，將幫助操作員在危險和復雜的任務中安全和自信地飛行。它可以利用全權限飛行控制輸入進行自主飛行--包括起飛、路線規劃、避障、選址和降落"。

有人-無人編隊協同（MUM-T）

MUM-T為有人駕駛的飛機提供了許多優勢。它們還能增加航程、耐力、靈活性、生存能力和整體作戰價值。例如，有人駕駛直升機的機組人員可以控制一個無人駕駛飛機系統（UAS），并將其送到其飛行路線的前方，以識別或壓制敵人的傳感器和效應器。這樣，當直升機改變行動區域時，UAS的傳感器--已經在最終目的地運行--已經可以在直升機接近時使用，以便更好地了解情況。這使直升機在到達任務目標后能立即開始執行任務。

如果無人機系統有自己的效應器，這也增加了攻擊直升機的穿透能力和射程，或者由于效應器的數量，大大提高了對目標的致命效果。通過這種方式，陸軍航空兵在未來將能更好地將其效果深入到敵方空間，以支持陸軍行動，甚至在敵方防空系統的威脅下。

無人機的使用將實現（部分）自動化，并得到人工智能（AI）的支持。這也將允許在不增加機組人員工作量的情況下使用群組。任務的風險越大，就越有可能被接管或由無人系統支持。除了使用無人機或僚機外，還使用了所謂的空中發射效應。這些都是從有人駕駛的飛機上發射的，或者由僚機的無人機系統攜帶。 德國波音防務公司的邁克爾-霍斯泰特說。"[APACHE]已經與GRAY EAGLE和Shadow以及SCAN EAGLE組隊，并且能夠與其他飛機組隊。然而，我們要強調的是，APACHE是唯一具有MUM-T能力的攻擊或偵察直升機。MUM-T完全集成到APACHE的顯示器和控制裝置中，使機組人員具有更強的態勢感知能力和以網絡為中心的互操作性--通過允許早期探測和識別戰場上的威脅來提高生存能力"。

韓國航空航天工業公司（KAI）正在開發一個MUM-T系統，用于大韓民國軍隊服役的直升機上。開發工作應在2022年底前完成。貝爾公司剛剛將ESG的任務管理系統集成到貝爾429中，以支持MUM-T。此外，荷蘭正在使用L3Harris遠程操作視頻增強接收器（ROVER）6i收發器技術來支持他們的AH-64E，其固有的4級MUMT能力。通用原子航空系統公司在其新的MOJAVE-UAS中集成了MUM-T能力。在德國，量子系統有限公司使用空客H145M和他們的VECTOR's UAS進行了MUM-T演示。該無人機系統提供了120分鐘的飛行時間，甚至可以在惡劣的條件下運行。

武器裝備和傳感器

直升機實際上不過是一個空中移動平臺，沒有附加價值。只有通過其貨物，如特種部隊（SF）或戰斗車輛，或其傳感器和效應器，它才能在偵察或戰斗（空中和地面支持）中獲得真正的附加值。例如，阿聯酋特種部隊已經開發出一套裝備，可以在UH-60上攜帶（靜音、電動）兩輪車。這增加了SF的地面機動性，而不必求助于更大的飛機。

一段時間以來，UH-60上一直使用SPIKE NLOS制導導彈。現在，SPIKE ER2也被集成在H145M上。巴西海軍為其H225M配備了MBDA EXOCET AM39 Block 2 Mod 2反艦導彈用于反水面作戰。英國海軍在2021年6月首次從WILDCAT HMA2上發射了MARLET。MBDA BRIMSTONE也越來越被考慮作為直升機和無人機的武器裝備。一個新的補充可能是MBDA ENFORCER Air。

由于對適合在輕型直升機或戰術無人機上使用的小型、輕型和經濟型精確導彈系統的強烈需求，MBDA德國有限公司正在改進其ENFORCER以滿足未來的要求。基準的 "ENFORCER "是一種90毫米口徑、發射前鎖定（LOBL）、"發射并忘記"、一次性、日/夜、輕型精確制導肩射武器系統。ENFORCER系統的模塊化設計實現了一系列的發展選擇，包括未來用于陸地、空中和海上的ENFORCER "家族"。就像BRIMSTONE的一個更小和更具成本效益的兄弟。

新的傳感器意味著增加射程或更好的保護。亨索特公司為德國NH90 TTH配備了新的AMPS自我保護系統，美國空軍正在為其HH-60W JOLLY GREEN II戰斗搜救（CSAR）直升機尋求一種新的導彈保護系統作為改進。意大利正在越來越多的直升機上使用萊昂納多的MAIR導彈預警系統。在研究傳感器這一主題時，未來還必須考慮針對小型非軍用無人機的探測和保護系統。這些現在構成了一個不斷增長的威脅。

作者：Tamir Eshel，專知防務編譯

1 無人機蜂群的優勢

2 對抗無人機蜂群

3 攻擊蜂群網絡

4 理解態勢圖

5 態勢感知：生存的關鍵

6 擊敗無人機

7 蜂群信息

8 LEONIDAS

9 無人機與無人機蜂群

10 高功率激光器

11 總結

前言

集群無人駕駛系統代表了無人作戰的顛覆性演化階段。在本文中，將蜂群視為一組以協調方式自主運行以執行任務的無人駕駛系統（UXS）。UXS組件可以是空中、陸基、水面或水下機器人平臺，執行的任務包括：

• 情報、監視和偵察（ISR）；
• 目標獲取與攻擊；
• 壓制和摧毀敵人防空系統（SEAD/DEAD）；
• 攔截高優先級目標，如指揮所、通信設備和雷達。

在海上，成群的無人船或游蕩的武器和無人潛航器可以用來摧毀敵方艦隊的脆弱資產，如雷達和通信或聲納。蜂群也可用于先發制人地壓制敵人在特定區域的活動，如機場、降落區或彈道導彈發射場。

單個無人機或巡航武器的攻擊需要有人類控制者參與，而無人機蜂群攻擊與此不同，蜂群收到簡報并自主執行任務，根據任務階段不斷協調其行為以最有效地實現目標。例如，它們可以計劃和機動從不同方向攻擊目標，或同時攻擊多個目標，或者犧牲蜂群中的一些元素以觸發目標在被擊中之前做出反應暴露自己。人類控制員主要發揮監督作用，只有在需要或蜂群要求時才會干預和指導無人機。

1 無人機蜂群的優勢

群體行動的無人機可以由人類單獨控制，也可以作為一個群體完全自主運行。其他操作方法遵循羊群行為，其中一些成員充當領導者，而其他成員充當追隨者。UXS蜂群通常由一個多發射器和地面控制站控制，從而簡化和加速部署。一旦啟動，單無人機的運行主要是自主的，使一個操作員能夠管理整個蜂群，而不是指導每架無人機飛行。

蜂群可能包括同一平臺的許多同類元素（被稱為同質蜂群）或不同的參與者形成的異質蜂群。每架無人機可能發揮類似的作用，或者專有功能，如信息收集、武器部署或通信中繼。其行為的關鍵是連接所有成員的網絡。通常情況下，這樣的網絡能夠通過不斷地轉發信息、位置和導航，使蜂群連接所有成員。特定的成員可以在不同的時間對整個編隊進行控制，以協調和確定行動的優先次序，分配任務，對障礙或威脅發出警報，或將權力移交給其他成員。如果一個控制節點被消滅，其他成員將根據網絡的自我形成、自我修復算法來重新控制。

大多數商用遙控無人機是通過跳頻擴頻（FHSS）控制的，使用先進的頻率敏捷波形，或通過無線局域網（WLAN）。從無人機發射的信號也使用FHSS、寬頻或WLAN信號。其他無人機可能依靠射頻（RF）、蜂窩或衛星通信（SATCOM）。蜂群經常利用臨時網絡技術（MESH網絡）在蜂群成員之間進行通信。這種方法在視線之外和在現有連接沒有保障的廣泛地區運行時特別有利。單個無人機可以隨時連接和斷開網絡，使得分散的自組織網絡結構非常適合它們的運行。

2 對抗無人機蜂群

盡管無人機和機器人是自主運行的，但在被派往執行任務之前需要進行全面的準備。路線規劃、飛行前網絡設置、GNSS鏈接建立、與控制器和其他小組成員的協調都要在起飛前完成，以啟動一個自主任務。這種活動大多有明顯的電子特征，可以被信號情報（SIGINT）活動探測到。但有些準備工作比其他工作更不明顯。例如，在其載體上打包準備發射的游蕩無人機經常在無線電靜默中進行這種準備，沒有任何信號發送，測試和設置都在載體上進行。

一旦蜂群被發射并分組，其成員可以機動成編隊，使單個目標的探測更加困難。對目標的導航可以采用全球導航衛星（GNSS、GPS）、慣性導航、基于圖像的場景匹配，或幾種方法的組合，使其更難被擊敗。編隊成員可以相互依靠來確定他們的位置，從而保持傳感器的冗余度，以克服特定的對抗措施，如GPS干擾。

與可以完全孤立執行任務的單一自主無人機不同，蜂群有一個重要的弱點——它所依賴的網絡。蜂群成員必須不斷通信，以分享信息、狀態和任務。由于這些網絡使用特定的波形，它們的活動可以被SIGINT檢測到，以提供該地區蜂群活動的第一個警報。因此，SIGINT被認為是對抗蜂群（或反蜂群）的第一道防線，作為整個分層防御系統的核心。

3 攻擊蜂群網絡

隨著網絡信號的采集和跟蹤，以及信號情報（SIGINT）對網絡脆弱性的評估，防御者可能對威脅采取電子或網絡攻擊。考慮到這種探測的延伸范圍，依靠戰略性機載或天基SIGINT資產，防御者可以通過準備和執行應對威脅的通盤計劃來避免意外。對單個蜂群成員的探測和跟蹤構成了另一個重大挑戰，因為雷達和電子光學傳感器探測小型、低速和低空飛行目標的能力有限，特別是遠距離目標。對水下移動的目標探測幾乎是不可能的。此外，由于傳感器遇到的噪音和雜波，對移動中的目標探測也很有限。

C-UAS探測和對抗系統，如羅德與施瓦茨公司（R&S）開發的ARDRONIS，針對無人機的射頻信號活動，使用敏感的監測接收器收集和破壞無人機控制。據R&S稱，該監測器可以從5公里外探測到大疆Phantom 4迷你無人機。當使用FHSS與無人機接觸時，ARDRONIS將檢測到的信號與廣泛的無人機配置文件庫進行比較。這種“監測和匹配”過程為覆蓋區域內的任何威脅提供了可靠的早期警告。該系統還提供無人機遙測、視頻下行鏈路和控制單元的測向（DF），顯示操作員的位置。該系統還有一個集成的干擾器，可破壞目標無人機或無人機與控制器之間的通信，而對同一頻段的其他信號干擾最小。

羅德與施瓦茨公司和OpenWorks公司合作，在反無人駕駛航空系統（C-UAS）任務中建立了一個自主的三維探測和跟蹤系統。該系統已經通過北約新的“即插即用”協議集成，稱為“集成電子網絡技術的資產保護傳感”（SAPIENT），并在荷蘭德皮爾空軍基地的北約技術互操作性演習（TIE）活動中進行了測試。

ARDRONIS無人機探測解決方案與OpenWorks公司的SkyAI自主光學技術相結合，并與指揮和控制系統以及決策引擎相結合，以應對不斷升級的無人機威脅。ARDRONIS提供了一個主要的檢測能力，使用頻譜分析方法定位無人機和遠程控制器。SkyAI采用二維數據，并將其與通過SAPIENT網絡從遠程傳感器收到的信息相結合。然后，它控制與系統相關的EO/IR相機，自主地搜索無人機系統。利用實時先進的人工智能目標分類，EO/IR傳感器鎖定目標，并將高質量的視頻流傳給系統操作員，以進一步分析威脅。然后，對SkyAI ARDRONIS傳感器的數據進行融合，以提供被追蹤無人機系統的完整3D位置。

4 理解態勢圖

IAI的無人機衛士代表了另一種探測和攔截無人機和無人機蜂群的多層次解決方案。它由幾種被動和主動傳感器組成，通過一個統一的C2系統與軟、硬殺傷效應器集成。探測和分類層依賴于一個多任務三維X波段AESA雷達和SIGINT系統，該系統探測并對UAS數據鏈通信進行威脅探測和分類。一個日/夜EO/IR傳感器支持目標分類和獲取。無人機衛士使用各種攔截手段，包括干擾或接管作為軟殺傷措施和硬殺傷措施，如精確步槍瞄準器、火箭彈或無人機-殺傷-無人機（DKD）解決方案。

該系統的核心是指揮和控制元件，它從傳感器收集數據，自動關聯信息，定義優先級，并創建一個統一的態勢感知圖，以便及時部署針對威脅的對抗措施。該系統通過機器學習（ML）不斷學習和適應新的威脅類型，并配備了內置的先進決策和人工智能（AI）算法，用于威脅分析和手動、半自動或完全自主響應。

拉斐爾公司的Drone Dome是另一個“端到端”C-UAS解決方案，具有反蜂群能力，在一個多層架構中整合了各種傳感器。該系統采用了RADA的RPS-82雷達，采用靜態或車載配置，使用四個AESA雷達面板，覆蓋360度。除了目標探測和跟蹤外，RPS-82還采用了微多普勒算法進行目標分類。SIGINT元素覆蓋70兆赫到6千兆赫的頻譜，以定位無人機的位置及其操作者，并處理探測到的信號到達時間差（DTOA），以提高態勢感知。另一個自動化層是系統的EO/IR傳感器，支持視頻運動檢測（VMD），能夠根據無人機模式庫自動檢測、識別和跟蹤多個目標。

該系統生成了一個基于地圖的全面態勢圖，允許單個操作員進行可擴展的威脅緩解，采用響應性干擾（RJ）和GNSS反制措施，甚至使用高功率激光，這可對蜂群編隊進行有效打擊，快速連續擊敗多架無人機。

5 態勢感知：生存的關鍵

因此，態勢理解是盡可能早地擊敗蜂群的關鍵，通過目標定位網絡，將蜂群無人機解析轉化為先進的、幾乎堅不可摧的機器。將許多傳感器和信息源融合到態勢感知（SA）圖中，使防御者能夠針對蜂群的弱點，采取最有效的行動。根據行動策略，這些弱點可能是數據鏈、網絡或領導蜂群的“牧民”。行動可以采用軟殺傷，如進攻性網絡、電子戰斗（干擾、GPS拒止）。動能措施的范圍包括部署尼龍流和碎片堵塞無人機的螺旋槳和轉子，以及由C-UAS系統自主指揮和控制的高功率微波或高能激光器、空爆彈藥和火器的定向能量效應。

為C-UAS開發的最復雜的指揮和控制系統之一是Anduril的LATTICE。該系統通過自主解析來自數以千計的傳感器和數據源的數據，并將其轉化為一個智能的共同作戰圖，實時創建對戰斗空間的共享理解。使用傳感器融合、計算機視覺、邊緣計算、機器學習和人工智能，LATTICE可以檢測、跟蹤和分類操作員附近任何一個感興趣的目標。這個系統將SA從戰術層面擴展到戰略視角。Anduril的目標是將LATTICE作為一個全領域的任務引擎部署在陸地、海洋、空中和太空。它采用其網狀網絡來確保信息流，即使在偏遠和有爭議的地區，即使在帶寬有限的情況下，也能實現彈性的信息流和協作編隊。

6 擊敗無人機

其他C-UAS系統，如D-Fend的EnforceAir、DroneShield的DroneSentry-X支持戰術單位保護：

• 重要人員；
• 特種部隊；
• 下馬隊；
• 單個車輛；
• 車隊；

EnforceAir自動識別附近的無人機，然后利用網絡攻擊自動控制它們，并將其降落在一個安全的指定區域。據D-Fend公司稱，這種緩解方法采用了針對目標的協議，不會對友軍通信或授權無人機的運行造成干擾。該系統可以作為一個便攜式戰術套件使用，或安裝在車輛上，以支持靜態或移動操作，形成一個移動的保護“氣泡”。

在探測和識別階段，該系統保持被動，使秘密部隊能夠保持無線電靜默。由于無人機被迫降落在被保衛單位附近，軍事情報部門可以利用捕獲的無人機數據來了解使用的是哪種類型的無人機，它們從哪里發出，以及它們的攝像機記錄了什么。無人機接管只需要幾秒鐘，使該系統能夠有效地控制無人機小型蜂群。

DroneSentry-X是一個不同的移動C-UAS系統，因為它的擊敗能力依賴于干擾，不涉及協議操縱或“網絡”戰術。該系統可以在獨立模式下運行，并集成了傳感器和一個緩解器，以破壞其附近的無人機系統操作，并在360度范圍內保護平臺。

7 蜂群信息

DroneShield和D-Fend都采用“外科手術”行動來對付單個或小群無人機，在它們到達目標之前將其擊落。其他使用電磁脈沖（EMP）和高功率微波（HPM）發射器——更強大的手段，來根除該地區的所有電子系統和活動。這種行動可以一次擊落許多無人機，但也會損壞其他沒有受到這種“電子沖擊治療”保護的系統。這種類型的系統已經在市場上出現，表明該技術已經成熟，可以集成到無人機和C-UAV系統中。

這種武器被設計為“犧牲型”，這意味著它們在激活期間被摧毀或“可重復使用”。美海軍水面作戰中心的工程師們構思了一種爆炸形成的電磁脈沖，可以作為彈頭裝在導彈或無人機內，成為一種能夠攔截和擊敗無人機的武器。 這種EMP裝置被稱為“通量壓縮發生器”，由一個線圈編織成一個密閉的圓柱體構成。 圓筒中充滿了電離的鋰氣，在啟動時建立了一個強磁場。圓筒被炸藥壓縮，通過增加的磁場加速電離氣體分子，產生太瓦級的強大電磁波。球形EMP摧毀攔截的無人機，并使其附近的任何電子系統失效。

可重復使用的高功率電磁效應器采用不同設計的微波發射器來提供能量爆發，可以從遠處使電子電路失效。最初，這些都是大型（卡車大小）系統，需要強大的發電機和冷卻裝置來產生預期的效果。大多數陸基系統是定向的，而更緊湊的系統則根據爆炸產生的能量爆發覆蓋一個球形模式。最近，大功率固態HPM的進步使新的HPM效應器更加成熟，更適合于戰術使用。

8 LEONIDAS

其中之一是LEONIDAS，基于Epirus公司開發的SmartPower技術。它使用固態放大器，以極高的功率傳輸定向能量，造成反電子效應。Epirus公司利用人工智能支持的氮化鎵（GaN）半導體陣列來產生HPM傳輸所需的極端功率密度，而無需特殊冷卻。頻率敏捷系統可迅速發射一連串獨特的波形，以利用無人機系統目標最容易受到的特定頻率。這使得戰術上相關的反蜂群范圍超過了小武器打擊，即使是針對各種蜂群。

一個全尺寸的地面LEONIDAS效應器使用非常高的能量從遠處作業，而裝在吊艙中的較小版本則可由無人機攜帶，更接近目標。由于該系統使用電力，LEONIDAS有很深的彈倉，可以連續快速發射，以達到精確或區域火力的效果，而不會過熱或需重新裝彈。

這項技術已經與美國陸軍的一些防空能力相結合。2020年，諾斯羅普-格魯曼公司宣布與Epirus公司達成戰略供應商協議，提供LEONIDAS作為其反無人機系統（C-UAS）系統解決方案的一個組成部分。諾斯羅普-格魯曼公司的C-UAS解決方案已經提供了一個分層結構，具有完整的動能和非動能效應、空中和地面傳感器的前線防空指揮和控制（FAAD-C2）系統，該系統被美國陸軍選定為反小型無人機系統能力的臨時C2系統。該協議增強了系統的非動能能力，以擊敗無人機系統蜂群。在另一項協議中，Epirus公司在2021年底宣布，該公司已與通用動力公司合作，在美陸軍的IM-SHORAD系統上集成LEONIDAS，該系統已經在移動中為戰斗人員提供C-UAS保護，使陸軍能夠與無人機蜂群作戰。

9 無人機與無人機蜂群

目前LEONIDAS尺寸也被縮小，以適應無人機攜帶的小吊艙。該吊艙與現有的機載系統集成，去到最終用戶希望它去的地方，直接飛向威脅區。當與地面的LEONIDAS裝置一起部署時，兩個系統協同工作，以實現更大的功率和范圍，并創建一個分層防御力場。

其他運行HPM的C-UAS系統包括洛克希德-馬丁公司的MORFIUS C-UAS無人機。該公司使用Dynetics Area-I公司的Altius 600無人機，裝上洛克希德-馬丁公司的HPM效應器MORFIUS，在距離和速度上對付無人機蜂群。這種管狀發射的無人機攜帶一個HPM效應器有效載荷和一個尋的器，使其能夠從遠距離對目標進行定位。兩者都是可回收和可重復使用的。管狀發射無人機平臺可以從空中、地面或移動的車輛上部署，支持分層防御方法。

雷神公司最近用其COYOTE Block 3渦輪動力C-UAS導彈展示了一個類似的概念。在這次演示中，COYOTE使用一種未指定的非動能效應器擊落了一組10架無人機。目標組包括在尺寸、復雜性、機動性和范圍方面不同的無人機。該測試還證明了COYOTE可以在交戰后被回收和重新部署，可以在車輛、飛機、直升飛機和無人機上部署。

10 高功率激光器

高功率激光器也提供了有效的反蜂群能力，它能夠通過摧毀無人機的機身、能源、光學器件或電子電路來迅速擊敗小型和機動目標。以低成本快速“發射”多發子彈的能力使激光器適用于極短距離防空（VSHORAD）任務和對抗無人機小型蜂群。這種激光器已經被集成到一些C-UAS平臺上，如 Stryker的DE M-SHORAD、雷神公司的HELWS2和拉斐爾公司的激光無人機穹頂激光效應器，它們已經展示了擊敗小型無人機蜂群的能力。激光和HPM效應器都為操作者提供了一種低成本的單次射擊選擇，只需要電能就能操作。然而，激光器受到天氣的限制，因為它們不能穿透厚厚的云層，而HPM可能在其區域內造成附帶損害。

11 總結

自主的、由人工智能驅動的和聯網的無人機蜂群正在成為一種顛覆性的軍事能力，它們執行任務的能力遠遠超過單一無人機的規模和能力。沒有打敗無人機蜂群的銀彈，因為對抗措施需要一個至少與無人機本身一樣先進、復雜和不斷發展的系統，利用無人機使用的一些技術。

無人機系統（UAS）和其他相關技術（人工智能或AI、無線數據網絡、擊敗敵方電子戰的電子支援措施）已經發展到一個新的地步，無人機系統被認為原則上能夠執行目前由有人駕駛飛機執行的幾乎任何任務。

因此，許多武裝部隊正在積極試驗有人-無人編隊協作（不同的縮寫為MUM-T或MUMT）。通過將有人和無人資產作為一個單位而不是單獨部署，無人機最大限度地發揮了其作為力量倍增器的價值，提高了在高度競爭性空域的殺傷力和生存能力。無人機系統的直接控制權可由飛行中的有人單位或單獨的空中、地面或海上指揮中心掌握。隨著時間的推移，人工智能的進步將允許無機組人員的編隊元素自主地執行大部分任務。這最終可以將人類干預減少到最低，只保留任務目標的輸入、交戰規則的定義和武器釋放的授權。事實上，這種自主能力對于MUM-T概念來說是至關重要的，以防止人類飛行員被控制無人機的額外任務所淹沒。 無人機系統的主要應用包括：

• 目標偵查；
• 為有人駕駛飛機進行戰損評估；
• 電子戰；
• 各種有人或無人平臺之間的數據和通信中繼/接口；
• 武裝護衛。

在“武裝護衛”角色中，無人機系統可以在有人平臺執行任務之前壓制敵人的防空設施（SEAD角色），或者作為一個外部武器庫，使單一的有人駕駛飛機在每次任務中能夠攻擊大量的目標。

• 1 美國陸軍MUM-T
  • 旋翼系統
  • 推進能力建設
  • 下一代有人-無人編隊步驟
  • 韓國
• 2 美國空軍MUM-T
  • 美國空軍SKYBORG
  • SKYBORG 路線圖
  • 朝記錄項目發展
  • ATS/忠誠僚機
  • 英國皇家空軍“蚊子（MOSQUITO）”
  • FCAS - 未來戰斗航空系統
  • FCAS - 法國PANG
• 3 美國海軍MUM-T
  • 美國海軍MQ-25 STINGRAY加油機
  • 無人駕駛型F/A-18測試
  • 美國海軍的下一代空中優勢
• 4 其他國家發展狀況

美國陸軍目前擁有1700多架UH-60黑鷹直升機。這些通用直升機構成了輕型步兵的主要空中突擊平臺。他們還執行后勤、傷員疏散(CASEVAC)和搜索與救援(SAR)任務。

UH-60系列于1979年推出。為了提高性能和延長使用壽命，已經進行了多次升級計劃，但引進后續飛機已經變得緊迫。過時和材料疲勞不是更換UH-60至關重要的唯一原因。與同類大國或使用現代防空武器的地區大國間戰爭，要求美國部署一種配備最先進的航空電子設備、傳感器和性能參數的攻擊/通用直升機。

FLRAA計劃

未來遠程突擊飛機(FLRAA)計劃尋求為美國陸軍、美國海軍陸戰隊(USMC)和聯合服務美國特種作戰司令部(SOCOM)提供一種UH-60的替代品。項目管理由陸軍負責。雖然FLRAA旨在具有多任務能力(反映黑鷹的作戰范圍)，但武裝部隊將空中突擊任務作為主要的“理由”。

與UH-60相比，新的中型飛機將顯示出顯著的性能增強。這包括速度、航程和續航能力的大幅提升。最低可接受或閾值巡航速度是230節。陸軍的客觀目標包括280節的最大連續巡航速度和至少300海里的不加油任務半徑。USMC預計將收購第二大FLRAA艦隊，并制定了更高的性能標準(295節巡航速度和450海里航程)。這些物理性能參數在很大程度上反映了東亞一場大規模戰爭將帶來的前所未有的機動挑戰。除了在未來戰爭中預期的更遠距離之外，增強的速度和敏捷性還將提高有爭議環境中的生存能力，并有助于立即利用敵人防御中新創造的缺口。

空中突擊配置中的部隊攜帶能力被認為是決定最終選擇一個競爭者的重要因素。在這里，五角大樓再次設定了最低容量——12名戰備士兵——這超過了UH-60的能力。其他基本需求包括與在多域戰場作戰的其他飛機和地面部隊的全面聯網和互操作性。模塊化和開放系統架構對于最大限度地提高FLRAA的靈活性、保持機載系統的最新狀態和降低運行成本也至關重要。

開發競爭者

2020年3月，美陸軍向兩家行業競爭對手貝爾-德事隆和波音-西科斯基團隊授予合同，參與FLRAA競爭性演示和風險降低(CD&RR)第一階段。該階段包括需求推導、權衡分析和初步概念設計。2021年3月，兩家競爭對手都進入了CD&RR第二階段，重點是在候選機身上集成主要子系統和任務系統。第二階段的工作將持續到2022年5月30日。

“通過CD&RR的努力，陸軍領導人有能力做出早期明智的決定，確保FLRAA能力不僅負擔得起，而且滿足多域作戰要求，同時交付積極的時間表，不犧牲嚴格的速度，”陸軍航空項目執行官員Rob Barrie準將在授予第二階段合同時說。

這兩家競爭者一直是飛行技術演示機，代表了他們將建造的量產飛機的一般設計特征。軍方飛行員和維修人員已經接觸到示威者，既可以直接了解情況，也可以向工業界提供反饋。除了數百小時的飛行測試外，兩架飛機還在任務集成實驗室和推進試驗臺上進行了深入研究。在CD&RR階段所做的觀察和獲得的見解將指導承包商完善和/或調整他們的設計和技術概念。這些見解還指導軍方根據可以合理預期的性能特征發展作戰概念。

貝爾德事隆V-280 VALOR

雙發動機貝爾德事隆V-280 VALOR技術演示機采用傾轉旋翼推進，與同一公司制造的較大V-22魚鷹(OSPREY)有一些相似之處。V-280的特點是集成艙裝甲，并有一個v型尾翼增強機動性，特別是在高速時。測試期間達到的最高飛行速度為305節。貝爾公司于2021年6月完成了V-280的飛行測試，但仍在繼續評估自2017年12月飛機首次飛行以來收集的數據。

貝爾的最終設計方案預計將與V-280非常相似，盡管在演示階段吸取的經驗教訓可能會要求進行一些更改。貝爾公司在性能和優化維護程序方面都具有優勢，擁有超過60萬小時的V-22傾轉旋翼機飛行經驗。這種推進技術已經過實戰驗證。V-280上的推進系統采用簡化的驅動系統設計，采用掛架與吊艙旋轉。Bell表示，這消除了地面加熱，簡化了維護，特別是在現場。

其他經過驗證的性能參數包括280節的空速，以及在低速飛行操作中出色的機動性，包括回旋飛行機動。電傳數字控制系統包括無人駕駛飛行控制選項，使駕駛艙內的機組人員可以使用其他功能。V-280可在1,700海里的范圍內自行部署，作戰半徑(取決于配置)為500-800海里，大大超過了陸軍對遠程攻擊任務的要求。

貝爾公司還非常重視引導分布式孔徑傳感器(PDAS)固有的力保護能力。由德士龍的母公司洛克希德·馬丁公司開發的PDAS為機組人員提供360度態勢感知。它由一個集成傳感器網絡組成，包括分布在V-280艦體周圍的六個紅外攝像頭，這些攝像頭通過一個開放式架構處理器與駕駛艙和頭盔顯示器相連。顯示器也可以提供給飛機后部的人員，包括門炮手，提升機操作員，或準備下飛機的步兵。

波音-西科斯基SB-1 DEFIANT

波音-西科斯基公司用于CD&RR階段的演示平臺被命名為SB>1 DEFIANT。這架雙引擎飛機于2019年3月首次飛行，被歸類為復合型直升機。它的推進系統不同于傳統直升機。它有兩個反向旋轉的同軸轉子和一個后置推進器。與傳統轉子設計相比，前者提供了增強的升力和穩定性;后者提供相當大的向前推力而不傾斜主軸轉子的軸。

2022年1月18日，該小組宣布SB>1已成功完成其第一次完整任務剖面飛行。正如西科斯基公司首席試飛員Bill Fell所描述的那樣，這次測試“充分證明了違抗者執行FLRAA任務的能力，在水平飛行中飛行236節，然后在我們接近有限的、未改進的著陸區時，減少推進器的推力以快速減速。”這種水平機體減速使我們能夠保持態勢感知，并在整個進近和著陸過程中查看降落區域，而無需典型的機頭向上減速。”

演示機先前在森林地形、60度傾斜轉彎和投裝2400公斤多管發射火箭系統中執行了低空飛行操作。 該團隊于2021年1月宣布，將以“違抗SB>1”為基礎，提交“違抗X”同軸直升機，作為正式的量產飛機。與技術驗證機相比，擬生產設計的特點是降低了熱特征，改進了氣動操縱，并采用了三輪車起落架，以提高在惡劣環境下的性能。此外，自主功能已集成到飛行控制中，以增強靈活性和響應能力。

2022年2月10日，該團隊宣布選定霍尼韋爾HTS7500渦軸發動機為DEFIANT x提供動力。霍尼韋爾表示，該發動機在同級別軍用直升機渦軸發動機中提供了最有利的功率重量比。根據霍尼韋爾發布的新聞稿，新推出的HTS7500將提供更強的載荷能力和更高的燃油效率。

空基發射效果

與2021年初授予的機身CC&DR第二階段合同并行，美陸軍還向其他公司發起了合同招標，以提交關鍵子系統的投標，特別是開放式架構航空電子設備和任務管理系統。

美陸軍的一份聲明稱:“實現FLRAA目標的關鍵是將模塊化開放系統方法(MOSA)納入其需求、采辦和維持戰略。”MOSA是提高生命周期可承受性的關鍵推動者，直接與陸軍航空兵目標保持一致，以實現持續的可承受性，并針對未來威脅提供持續的能力升級。”

開放式架構還將促進可交換任務系統的集成，包括所謂的“空射效果”(ALE)。根據美國陸軍的定義，ALE指的是由飛行器、有效載荷、任務系統應用程序和相關支持設備組成的一系列系統，旨在作為單個代理或團隊成員自主或半自主地交付效果。根據艦載機和ALE配置，影響范圍可以從動能或電子攻擊，到偵察和監視。該技術將用于傳統飛機以及目前正在開發的幾種直升機。當部署在FLRAA上時，ACE系統可以通過探測并潛在地抵消敵方防空系統和直升機飛行路徑上的其他威脅來增強部隊保護。

RapidEdge?

幾家公司正在爭奪與ALE相關的合同。柯林斯航空航天公司于2022年1月31日宣布，已成功演示了旨在支持ALE操作的RapidEdge?任務系統。除了基于實驗室的測試，演示系列還包括在管發射的Altius-700無人機上集成任務系統，該系統可以為直升機提供機載偵察、反無人機和對地攻擊能力。

據柯林斯航空航天公司描述，RapidEdge?技術作為ALE系統的“大腦”，包括用于通信的無線電、處理多層機密數據的解決方案、任務計算和空中發射飛行器的自主行為。Collins Aerospace綜合解決方案副總裁兼總經理Heather Robertson表示:“我們為這個市場設計了RapidEdge?任務系統解決方案，采用了高技術和高制造準備水平的強大而有彈性的開放系統方法。“該產品旨在滿足陸軍積極的項目時間表，同時為作戰人員提供關鍵能力。”

FLRAA還將能夠與更大的無人機(有人-無人組隊)聯合作戰，這可以為未來的空中突擊任務提供更強大的偵察和部隊保護資產。無論哪家供應商贏得最終合同，FLRAA的開放式體系結構方法都促進了多個有效載荷和數據鏈的集成，用于空降和地面部隊之間的協作跨域作戰。

未來開發時間線

最終的建議書已于2021年7月向兩家公司發出。投標截止日期為當年9月底。預計將于2022年6月底宣布向獲勝公司授予原型開發合同。虛擬原型開發階段將在合同授予后開始，并持續到2023年12月，最終進行初步設計評審。

虛擬原型階段將與物理原型構建階段重疊，該階段將從2023財年第三季度開始，一直持續到2026財年第二季度。這一階段將需要交付6架飛機用于工程和制造發展階段。首批原型機最早可能在2025財年第三季度交付，飛行測試和評估(由政府和供應商聯合進行)將持續到2029財年年底。生產和部署階段預計將于2028年開始，首批訂單為8架飛機。

美陸軍計劃在2030年裝備第一支作戰部隊。隨著新飛機的采購，武裝部隊將開始退役傳統的UH-60飛機。然而，獲得一個完整的FLRAA機隊將需要數年時間。現代化的UH-60M和UH-60V直升機將繼續與新型直升機一起使用，最后一批直升機大概要到2060年左右才能退役。這將使航空旅能夠根據任務要求和作戰環境部署飛機，為更具挑戰性的場景保留新飛機。

無人系統，無論是遙控操作還是不同程度的自主操作，已經成為國防庫存的一部分，除了用于情報、監視和偵察（ISR）之外，還迅速成為作戰部隊的重要組成部分。無人駕駛飛行器（UAVs）具有數天的續航能力和洲際范圍的打擊能力，正在重新定義戰爭理論和作戰戰術。海軍和地面部隊將成為無人系統的新領地，而這一領地至今仍由無人機主導。真正的轉折點將是人類和自主無人系統的合作，無論是在任何戰斗空間。另一個領域將是空中、地面和海軍異質無人系統的合作，并迅速形成業務自主團隊。重要的是要認識到，無論是基于確定性模型還是人工智能的算法計算，都不能取代人類對手頭關鍵信息的戰術判斷。所謂的態勢感知可以由經驗豐富的戰場指揮官來理解，而不是由實驗室訓練的自主系統來理解。在復雜的情況下，特別是在識別朋友和敵人、誘餌以及確定目標的優先次序方面，團隊合作將是一個挑戰。自主系統將需要學會節約能源和彈藥，并具備應對不利情況的生存技能。另一個重要的領域將是開發 "天生自主 "的平臺，其性能將超過所有的載人平臺，特別是大型平臺。本質上，人類注意力持續時間的限制和生物的必要性是國防系統設計者的主要挑戰。無人自主系統（UAS）克服了這些限制，同時放棄了人類獨特的敏銳性和啟發式知識。緊湊的可能性、承擔風險的能力和巨大的耐力和范圍，以及最重要的是，可以部署的數量超過了每一個方面。無人戰場系統領域仍處于起步階段，具有先驅者的優勢，因此將永遠決定領導者的地位。該領域屬于那些敢于和不畏懼未知和不確定因素的人。這個領域的創新的簡單規則是快速失敗和快速發展。

1 引言

機器人的第一個應用是在核反應堆中裝載和收回燃料棒，這是一項危險的任務，絕對需要使用機械手和夾持器遠程完成。由于對柔性制造工廠的需要，工業機器人大舉進入生產線。由于機器人具有適應新任務的靈活性，應用機器人完成重復以及危險的任務已成為該行業的一種常態。這些系統的遠程操作，無論有無電線，都已經被業界掌握。在第二次世界大戰期間，德國人使用了歌利亞履帶式地雷。埃弗雷特很好地記錄了這個遠程操作系統和其他無人系統的發展。歌利亞 "的基本思想是用小而便宜的東西殺死大東西；即使在今天，這也是所有無人系統的主要思想，廣泛地說，它是用更少的錢實現更多的東西。任何未來的國防規劃都無法想象會遺漏無人系統。傳統的防御技術一直依賴于傳感器、推進器、制導、軍備等核心技術的進步，并在此基礎上發展壯大。毫無疑問，這些核心技術的研究將以同樣的強度繼續下去，然而，使用無人平臺的創新將為部隊提供前所未有的力量。事實上，今天的無人系統所使用的技術很早就有了，是創新的動力和新的信心水平在推動著新的增長。

日本特種部隊的神風特攻隊飛行員在一次自殺任務中展示了飛行器的殺傷力，突出了這樣一個事實：如果飛行員遠程操作飛機，冒險的能力會成倍增加。然而，無人駕駛飛行器（UAVs）的第一個更高的技術應用是用于情報、監視和偵察（ISR）的作用，與有人駕駛的飛機相比，具有更高的續航能力和射程，以及更高的被擊落接受度。特別是在航空平臺上，取消機上人員提供了巨大的優勢；首先，消除了飛行員寶貴生命的風險，其次，可以獲得額外的空間和重量。載人飛機只會在非常特殊的情況下參與，將大部分任務留給遙控平臺，包括戰斗任務。

有必要回顧一下美國的U2間諜飛機在非常高的高度飛行，對蘇聯執行偵察任務。最初沒有武器來擊落這些飛機。這種導彈最終被開發出來。美國開發的SR-71飛機可以以3.4馬赫的速度飛行，但很快就退役了，改用間諜衛星。現在是無人機填補這一空間的時候了，即使不是完全填補。一群無人機聯網并覆蓋一個巨大的區域可以提供大量的情報和通信覆蓋。

隨著學習算法的成熟，人工智能（AI）作為主要推動力的出現將成為無人駕駛系統的主要工作動力。具體來說，基于人工智能的圖像處理和推理引擎是最近一段時間的主要發展。其中包括人臉識別，目標的識別和分類--一個人是拿著槍還是拿著杖，一輛車是否是值得的軍事目標。重要的方面是人工智能系統可以得到多好的訓練，他們的推斷能力有多強，當出現反直覺的情況時，會發生什么。必須接受的是，在該領域有經驗的人可能會很慢，而且可能會犯錯，但當涉及到未知因素時，他的啟發式方法和直覺可能是更好的選擇。

整個現代戰爭都取決于通信領域，誰在戰場上主導了這個領域，誰就會有巨大的優勢。整個無人系統如果沒有一個強大的通信系統，就會使自己失去作用。能夠與指揮中心有效溝通的空間資產甚至更加重要。

最令人興奮的是 "蜂群 "的概念，其中蜂群的單個實體可能有非常簡單的傳感器和控制器，但在一個具有簡單蜂群算法的編隊中，它們可以成為一支重要的力量，當它們攻擊傳統平臺時，沒有人能夠對付它們。想象一下，當反艦導彈在其目標附近投放蜂群時，這些攜帶小型炸藥的蜂群實體可以擊中戰艦的重要系統，或者可以做任何事情，包括將戰艦圍困。目前，唯一可以想象的針對蜂群的可靠對策是反蜂群。

科學和技術研究將在核心技術和材料科學方面繼續保持同樣的活力，特別是在非金屬材料方面。未來的無人系統研究將更多地以應用為導向，學術界和國防科學家共同合作，調整和配置技術，包括非常嚴肅的實驗室模擬和實際場景的仿真，以及對必須處理這些情況的人工智能引擎的培訓。

2 未來的研究方向

審慎的做法是看一下一些可能的未來主旨領域，在這些領域中，可以預期會有顯著的增長。建造未來無人系統的技術將與建造傳統戰爭機器的技術相同，然而，有幾個重要的應用研究領域將需要立即關注和努力。

2.1 通信系統

首先，最重要的是要有能力與異質系統進行無縫通信，這些系統將有不同的起源和建造日期。所有的東西都不可能是最新的和最先進的。有必要建立一個骨干網，以無縫地處理所有最先進的和傳統的系統，以便指揮中心的人類指揮官能夠快速更新和理解情況，并給這些無人駕駛系統提供適當的指示。將需要具有容錯和快速重新配置能力的分布式通信網絡。這些網絡應該能夠使用多種資源，即衛星、無人機、地面光纖網絡、帶有或不帶中繼器的不同頻段的無線網絡。這些系統將是軟件驅動的，有能力用任何可用的最佳資源建立從戰場到指揮中心的聯系。通信系統需要應對固定電話的物理破壞、無線鏈接的干擾等。毋庸強調，通信網絡應該有強大的加密、解密和認證系統。據說，在未來的任何戰爭中，誰主導了電磁空間，誰就是贏家。應該承認，現代系統有很強的屏蔽能力和抗干擾能力，它們可以 甚至可以承受高能量的脈沖。使敵方平臺失明到支配水平所需的能量水平是巨大的，不切實際的，甚至是不可能的。其次，利用衛星、無人機作為通信平臺，可以快速連接備用通信渠道。總而言之，誰擁有更好的和強大的通信網絡，誰能更快地處理數據并有效地利用現有的數據，誰就能在戰場上處理無人駕駛系統方面擁有巨大的優勢。

2.2 有人與無人機編隊

有人與無人機編隊（MUMT）是一個預期的增長方向，其主要目標是在最大限度保護載人平臺的情況下有效打擊目標。這帶來了一個優越的形勢思考者--人類--的優勢，這樣他就可以指導無人平臺達到最佳效果。有人-無人合作可能有許多技術挑戰，但它似乎是一個值得追求的研究領域。一個典型的場景可能是傳統戰斗機與無人平臺一起飛行。美國的國際防務、航空航天和安全公司BAE系統公司已經宣布了無人駕駛僚機的概念，并且可以使用無人駕駛僚機的戰斗機具有更多的生存能力和更大的殺傷力。諾斯羅普-格魯曼公司也發表了一篇論文，提出了一個典型的作戰場景，即一群無人機干擾敵人的雷達，并在進行救援行動時自主地參與戰斗。有人和無人平臺之間的合作以及戰術場景需要由各自的專業人員進行想象和制定。團隊合作的不同場景必須被模擬、仿真，并對人工智能引擎和人類作戰員進行培訓。

2.3 蜂群系統

無人機、無人地面飛行器和無人水面及水面下系統組成的蜂群可以對沒有任何反制措施的常規平臺造成不成比例的破壞。一輛作戰坦克如果被一群炸藥包圍，僅憑數量就沒有生存的機會。電子對抗措施可能起作用，也可能不起作用，這取決于這些實體被設計成如何在受挑戰的環境中運作。很難想象常規平臺在面對蜂群時的命運。使用誘餌，如照明彈、金屬箔片、高強度輻射來蒙蔽搜尋者、反射器、熱信號模擬器的經典方法可能對蜂群沒有用。它不像一個單一的彈頭朝向目標，你甚至可以用反導彈系統將其擊落。無人機群更容易建造和部署，它們可以由一個較大的無人機運送到離目標足夠近的地方，但又足夠遠以保證自身的安全。它類似于從戰斗機上遠距離發射的反艦導彈。飛機從未進入艦艇防空導彈的射程，但其射程足以讓反艦導彈到達目標。

蜂群依賴于蜂群算法，這些算法將通過在計算機模型或實驗室的實驗裝置中的模擬環境中進行訓練而發展。Eric Bonabeau、Marco Dorigo和Guy Theraulaz在他們的書中提供了對蜂群算法的良好見解。人工神經網絡（ANN）、遺傳算法（GA）、模糊邏輯、圖論等的組合，成為學習和建立人工智能系統的基本工具。這些基于人工智能的系統和一些確定性的算法將能夠處理蜂群操作的一些重要方面，即：蜂群的傳播、目標的識別和將目標分配給蜂群成員、目標的優先次序、蜂群的領導和等級制度、它們的操作情緒，即：保存能量、保壘、全力攻擊或撤退。就像自然界的蜂群或獸群一樣，它們需要具備生物世界的一些特征，以獲得更好的效率和生存。有些情況可能是為了部落的更大利益而進行自我犧牲。一個直接的需要是解決識別朋友或敵人的問題，并在與指揮中心失去聯系時以最佳方式采取行動。一群無人駕駛的戰斗坦克的成本和大小將是四分之一，并且有更多的裝甲來打敗傳統的反坦克射擊。

在極低地球軌道上的太空衛星群具有較短的壽命，將給部隊帶來優勢。將會有一種 "軍事物聯網 "的出現。

未來的戰場如果沒有各種蜂群將是不可想象的。武裝部隊別無選擇，要么盡快接納它們，要么面對它們。

2.4 先天自主性

不難預見，超音速無人駕駛作戰飛機的出現，以及類似的無人駕駛作戰坦克、無人駕駛海軍艦艇和潛艇的出現，與現有的常規平臺相比，其殺傷力要大很多。這些系統將以自上而下的方式設計為 "天生自主"，并能夠在人類指揮官的指揮下以群組的形式運行，戰術上避開障礙物、與指定目標交戰等任務都是自主完成的。諾斯羅普-格魯曼公司的X-47B已經完成了半自主和自主模式的飛行試驗。預計它將在半自主模式下投入運行。

直觀地講，可以理解的是，不能讓自主系統自己操作，因為它們是根據所學的內容來操作的，對于不熟悉的和大綱以外的問題，人工智能可能沒有答案，但在完全不確定的情況下，人類的理解力可能要好得多。像無人駕駛作戰坦克這樣的大型平臺可以在半自主模式下運行，其中發射武器的決定將由人類控制，而其他操作，如避開障礙物和移動將是自主的。一個操作員控制幾個平臺的可能性將需要有效的算法開發，最重要的是培訓。

將接近報廢的常規平臺轉換為無人系統是另一種選擇，以便在 "先天自主"類型的系統擴散之前擁有一個相當大的無人系統基地。這樣的轉換需要非常小心，因為大多數子系統可能需要調整和手動調整，甚至是修改。戰斗機、作戰坦克、海軍艦艇包括潛艇的轉換可能需要更深入的研究，如果是許多大型平臺，可能不值得努力。未來具有可比火力的無人系統在尺寸和重量上將更小，并將攜帶更多的傳感器，而且必然會有一個完整的健康監測系統。

2.5 改變戰場

推動未來發展的另一個重要方面是大型平臺面對不斷發展的導彈技術時的脆弱性。尋的器變得更加智能和精確，推進系統變得更快，而高超音速導彈也不是很遙遠。現在已經到了裝甲部隊更難戰勝彈藥的階段。除非使用大型航空母艦的部隊能夠完全支配敵人，否則大型航空母艦的前景確實很暗淡。抵消這種情況的唯一方法是擁有大量的無人駕駛系統，形成無法對抗的集群。需要注意的是，任何反制措施的發展都會滯后于任何新的戰爭武器。目前，無人系統，尤其是蜂群具有這種優勢。任何擁有蜂群打擊能力的武裝力量都將在戰場上擁有巨大的優勢。

指揮中心將需要大量的軟件來吸收來自無人駕駛系統的巨大數據流。人類不可能處理和控制具有不同任務的多個蜂群，因此，指揮中心的軟件工具需要具有優先考慮的能力，并為人類決策者提供圖形化的情況，以便向自主無人平臺蜂群發出指令，有效地完成任務。首先，我們應該建立這樣的指揮中心，能夠處理巨大的通信流量。其次，軟件應該能夠吸收數據并大致推斷出情況，并提出人類指揮官必須知道并采取行動的重要和關鍵信息。

軍事硬件的庫存將是異質的，種類繁多，這與維修專業人員的意愿相反。使用傳統的記賬和存儲方法將是不可能的。幸運的是，可以建立具有健康監測功能的系統，其升級和維護記錄可以通過軟件集成來實現自動化，大部分傳統的存儲管理也可以實現自動化。庫存的種類和巨大的類型反而是可取的，而不是維護的禍根。即使從管理的角度來看，這些系統的自動化也會使尾牙比率下降。然而，這些系統的技術支持需要工業企業的支持，無人駕駛系統和人類指揮官的培訓需要特殊的實驗室基礎設施。

2.6 未來水雷戰

目前，壓力驅動型和影響型地雷被埋在地下，這些地雷等待著敵人的戰斗坦克不小心踏過去而啟動。埋設的地雷將真正被埋入歷史，原因有二：第一，埋設數公里的地雷將無法阻止敵人，因為地雷探測已經變得更快，用掃雷器或布雷器或拖網清除一些地雷的突破口將形成車輛安全通道。強大的掃雷系統可以在一兩個小時內清除一條車道，而敵方車輛可以突破，使苦心營造的雷區完全失去作用。其次，有可能設計出具有智能和移動性的地雷，使雷場具有致命性。未來的雷場將是智能化的地面地雷，對任何企圖突破的行為進行監視，這些地雷也可以是移動的，可以迅速治愈雷場，拒絕敵方車輛和部隊通過，同時為自己的車輛和人員提供安全通道。這樣的智能雷場將是可怕的，并為懲罰敵人提供更多時間。

海底水雷是致命的，因為它們無法被探測到，拆除它們的唯一方法可能是派遣一艘無人駕駛的水面下的船只來目測和消除地雷。目前，海面下的地雷是由耐力有限的特殊破雷船破除的。無人駕駛的破雷自主車輛群可以有效地執行探測和解除這些地雷的任務。

無人機的另一個未來應用是通過各種手段物理攔截低空巡航導彈和其他導彈來保護機場。這個概念類似于地面或海上的雷區。用無人機群在機場周圍設置雷場，可以完全保護機場不受任何入侵。蜂群的方法之一可能是幾個無人機攜帶像網一樣的物理屏障，并將網置于來襲導彈的彈道中。這些可以自主操作，而友軍的飛機將在蜂群提供安全通道的情況下沒有任何問題地運行。

2.7 無人系統隱形技術

擁有隱身技術的第五代飛機將擁有巨大的優勢。具有相同水平的隱身技術和較小的雷達截面的無人機將成為一種可怕的武器。如前所述，常規平臺的所有技術都將流入無人駕駛系統。如果這些系統的群集，最初從群集中分散開來，匯聚到一起攻打敵人的陣地，如機場等，這將是一種致命的和可怕的武器。當出現反戰時，隱身能力將變得很重要，在這種情況下，誰能給誰帶來驚喜將成為制勝點。內部武器艙、合并機身的飛翼和蛇形進氣口將成為UCAVs的基本特征。帶有雷達吸收夾雜物和涂層的復合材料以及具有最小反射邊緣的變形翼將是未來的趨勢。

2.8 無人戰場雷達

不難猜測，現有的雷達在對付RCS非常不明顯的小型無人機時有什么缺點。這些雷達從來就不是為這個角色而設計的。為了謹慎起見，我們應該指出這樣一個事實：能夠提供最遠射程的最節能和緊湊的雷達取決于材料技術和特定半導體技術的制造技術。這是一個被嚴密保護的技術領域，這些技術中最好的技術將被列入拒絕名單，以便技術發展國家始終保持領先。長期以來一直如此，除了先進的半導體之外，所有先進材料也將繼續如此。能夠對大面積地區進行監視的天基雷達也將提供巨大的優勢。然而，另一種方法是擁有無人駕駛的預警監視飛機，其機載雷達以蜂群的形式運作，并持續提供集體情況數據。這不僅可以提供敵方機場行動的數據，還可以提供地面活動的數據。

由無人機或無人水面艦艇進行的海面監視將提供對水面艦艇活動的情況了解。然而，最具挑戰性的部分是次表層領域，其傳感器的范圍非常小，而且介質的不一致性使得探測潛艇極為困難。適當的做法是讓較小的無人潛水艇在感興趣的區域運行，以探測任何敵方的潛水艇。

2.9 國產或進口系統

與傳統系統不同，無人駕駛系統非常容易受到外國供應商可能在代碼中實施的殺傷開關的影響。事實上，從外國提供的所有高科技系統都有保障措施，使武器不能被用來對付原產國，因為它可能落入壞人之手，或者進口國可能在未來變成敵對國家，這不是什么秘密。其次，必須認識到，無人系統的主要優勢在于其數量和在必要時被犧牲的能力，所有進入這些系統的技術總量都是成熟的技術，設計創新是優勢的主要支點。因此，可以得出結論，在國內用已經成熟的技術建立可信的無人系統是可能的。由于數量、種類和不同的尺寸會很高，謹慎的做法是，本土系統應以比發展本身更快的速度引進。

同時，軟件升級和諸如傳感器單元等組建的升級必須經常進行，至少以三年為一個周期，電子和軟件的完整升級壽命最長為10年。無人系統的數量和它們的賭注在未來將繼續增長，這有很多原因。武裝部隊總是期待著技術上最好的產品。然而，技術的創新和應用的增長將是如此之快，以至于超過了傳統的現場試驗、采購和誘導時間周期。非常規的系統需要非常規的入伍方式，而武裝部隊需要一些創新的管理過程。平臺和技術集合體有不同的生命周期，隨著新的步伐，必須盡早考慮預先計劃的產品升級。一些未來的技術可能仍處于理論或早期實驗室階段。更快的誘導和升級的經濟性既不會打動管理者，也不會打動財務控制人員。

3 結論

無人戰場系統，尤其是 "神風 "無人機，已經經過了實戰檢驗。具有非常有效的人工智能的蜂群技術將在戰場上幾乎是無敵的，具有無可比擬的優勢，因為傳統平臺目前對這種蜂群沒有任何對策。主要的驅動力將是利用已經證實的技術的創新設計，并探索和利用人的生命不受威脅時的獨特優勢。在人工智能系統的開發和實施以及針對特定場景的蜂群訓練方面的應用研究有巨大的潛力。作者第一次接觸人工智能是在1996年，當時印度孟買理工學院的一位研究學者正在研究人工神經網絡，他咨詢確認網絡是否在學習。 該網絡的學習能力確實令人驚訝。后來，作者在研究了一些關于蜂群的學術著作后，于2008年寫了一篇內部論文。然而，所進行的研究并沒有形成一個可交付的產品。

現在用于先進常規平臺的所有先進技術將被部署在無人系統中，這將更加有效。有效的載人-無人機組隊可以給作戰部隊帶來不對稱的優勢。

由于常規導彈系統和定位技術的巨大進步，大型常規平臺更加脆弱，但也因為無人系統的蜂擁而至。陸地和海上的地雷戰將被重新定義，無人預警和監視群將是關鍵領域。

指揮中心將需要智能推斷引擎，以吸收來自無人系統的數百個傳感器的大量數據，并將可理解的數據呈現給人類指揮官，以便他們做出關鍵的決定。

誘導一個創新的首創系統具有先鋒優勢，因為不存在針對這種系統的對策，這將為先鋒提供不對稱的優勢。這不是一個等待和觀察心態的領域。在這里，創造者和先驅者拿走一切。自主無人戰場系統有無限的可能性等待我們去探索。

有必要在每個行動領域建立專門的無人駕駛戰場系統開發中心。在我們建立和測試這些系統時，"天生的無人駕駛 "將有不同的設計原則需要發展。學術研究人員和設計專業人員之間需要協同合作，特別是在算法和軟件的開發方面。謹慎的做法是強調確定性的算法是基礎，而基于人工智能的算法則是通過計算機和物理模擬的系統學習過程中產生的。健全的算法構成了無人駕駛戰場行動的支柱，尤其是在有挑戰的環境中。最后，控制戰斗的人類指揮官將根據他們的啟發式方法和直覺做出最后的決定。

自動化使系統能夠執行通常需要人類投入的任務。英國政府認為自動化對保持軍事優勢至關重要。本論文討論了當前和未來全球自動化的應用，以及它對軍事組織和沖突的影響。同時還研究了技術、法律和道德方面的挑戰。

關鍵要點

• 在軍事行動中部署自動化技術可以提高有效性并減少人員的風險。
• 在英國和國際上，自動化正被用于情報收集、數據分析和武器系統。
• 英國政府正在開發自動化系統；技術挑戰包括數據管理、網絡安全以及系統測試和評估。
• 軍事自動化的法律和道德影響受到高度爭議，特別是在武器系統和目標選擇方面。

背景

許多軍事系統都有自動化的特點，包括執行物理任務的機器人系統，以及完全基于軟件的系統，用于數據分析等任務。自動化可以提高某些現有軍事任務的效率和效力，并可以減輕人員的 "枯燥、骯臟和危險 "的活動。 許多專家認為，自動化和自主性是與系統的人類監督水平有關的，盡管對一些系統的定位存在爭議，而且對系統是否應被描述為 "自動化 "或 "自主 "可能存在分歧。英國防部在其 "自主性譜系框架 "中概述了5個廣泛的自主性水平，從 "人類操作 "到 "高度自主"。一個系統可能在不同的情況下有不同的操作模式，需要不同程度的人力投入，而且只有某些功能是自動化的。方框1概述了本公告中使用的定義。

方框1：該領域的術語并不一致，關鍵術語有時可以互換使用。

• 自動化系統。自動系統是指在人類設定的參數范圍內，被指示自動執行一組特定的任務或一系列的任務。這可能包括基本或重復的任務。

• 自主系統。國防科學與技術實驗室（Dstl）將自主系統定義為能夠表現出自主性的系統。自主性沒有公認的定義，但Dstl將其定義為 "系統利用人工智能通過自己的決定來決定自己的行動路線的特點"。自主系統可以對沒有預先編程的情況作出反應。

• 無人駕駛車輛。朝著更高水平的自主性發展，使得 "無人駕駛 "的車輛得以開發，車上沒有飛行員或司機。有些是通過遠程控制進行操作，有些則包括不同程度的自主性。最成熟的無人駕駛軍事系統是無人駕駛航空器，或稱 "無人機"，其用途十分廣泛。

• 人工智能。人工智能沒有普遍認同的定義，但它通常是指一套廣泛的計算技術，可以執行通常需要人類智慧的任務（POSTnote 637）。人工智能是實現更高水平的自主性的一項技術。

• 機器學習：（ML，POSTnote 633）是人工智能的一個分支，是具有自主能力的技術的最新進展的基礎。

英國政府已經認識到自主系統和人工智能（AI，方框1）的軍事優勢以及它們在未來國防中可能發揮的不可或缺的作用。在其2021年綜合審查和2020年綜合作戰概念中，它表示致力于擁抱新的和新興的技術，包括自主系統和人工智能。2022年6月，英國防部發布了《國防人工智能戰略》，提出了采用和利用人工智能的計劃：自動化將是一個關鍵應用。在全球范圍內，英國、美國、中國和以色列擁有一些最先進的自主和基于AI的軍事能力。方框2中給出了英國和全球活動的概述。

方框2：英國和全球活動

• 英國 英國政府已表明其投資、開發和部署用于陸、海、空和網絡領域軍事應用的自主和人工智能系統的雄心。最近的投資項目包括NELSON項目，該項目旨在將數據科學整合到海軍行動中；以及未來戰斗航空系統，該系統將為皇家空軍提供一個有人員、無人員和自主系統的組合。在2021年綜合審查發表后，政府成立了國防人工智能中心（DAIC），以協調英國的人工智能國防技術的發展。這包括促進與學術界和工業界的合作，并在紐卡斯爾大學和埃克塞特大學以及艾倫-圖靈研究所建立研究中心。

• 全球背景 對自主軍事技術的投資有一個全球性的趨勢：25個北約國家已經在其軍隊中使用一些人工智能和自主系統。有限的公開信息給評估軍隊的自主能力帶來了困難，但已知擁有先進系統的國家包括。

  • 美國。美國國防部2021年預算撥款17億美元用于自主研發，以及20億美元用于人工智能計劃。
  • 以色列。國有的以色列航空航天工業公司生產先進的自主系統，包括無人駕駛的空中和陸地車輛以及防空系統。
  • 中國。據估計，中國在國防人工智能方面的支出與美國類似。 分析師認為，這包括對情報分析和自主車輛的人工智能的投資。

俄羅斯和韓國也在大力投資于這些技術。在俄羅斯，機器人技術是最近成立的高級研究基金會的一個重點，該基金會2021年的預算為6300萬美元。

應用

自主系統可以被設計成具有多種能力，并可用于一系列的應用。本節概述了正在使用或開發的軍事應用系統，包括情報、監視和偵察、數據分析和武器系統。

情報、監視和偵察

自動化正越來越多地被應用于情報、監視和偵察（ISR），通常使用無人駕駛的車輛（方框1）。無人駕駛的陸上、空中和海上車輛配備了傳感器，可以獲得數據，如音頻、視頻、熱圖像和雷達信號，并將其反饋給人類操作員。一些系統可以自主導航，或自主識別和跟蹤潛在的攻擊目標。英國有幾架ISR無人機在服役，還有一些正在試用中。這些無人機的范圍從非常小的 "迷你 "無人機（其重量與智能手機相似）到可以飛行數千英里的大型固定翼系統。英國正在試用的一個系統是一個被稱為 "幽靈 "無人機的迷你直升機，它可以自主飛行，并使用圖像分析算法來識別和跟蹤目標。無人駕駛的水下航行器被用于包括地雷和潛艇探測的應用，使用船上的聲納進行自主導航。這些車輛還可能配備了一種技術，使其能夠解除地雷。

數據分析

許多軍事系統收集了大量的數據，這些數據需要分析以支持操作和決策。人工智能可用于分析非常大的數據集，并分辨出人類分析員可能無法觀察到的模式。這可能會越來越多地應用于實地，為戰術決策提供信息，例如，提供有關周圍環境的信息，識別目標，或預測敵人的行動。英國軍隊在2021年愛沙尼亞的 "春季風暴 "演習中部署了人工智能以提高態勢感知。美國的Maven項目旨在利用人工智能改善圖像和視頻片段的分析，英國也有一個類似的項目，利用人工智能支持衛星圖像分析。

武器系統

以自動化為特征的武器系統已被開發用于防御和進攻。這些系統包括從自動響應外部輸入的系統到更復雜的基于人工智能的系統。

• 防御系統。自動防空系統可以識別和應對來襲的空中威脅，其反應時間比人類操作員更快。這種系統已經使用了20多年；一份報告估計有89個國家在使用這種系統。目前使用的系統可以從海上或陸地發射彈藥，用于應對來襲的導彈或飛機。英國使用Phalanx CIWS防空系統。雖然沒有在全球范圍內廣泛采用，但以色列將固定的無機組人員火炮系統用于邊境防御，并在韓國進行了試驗。這些系統能夠自動瞄準并向接近的人或車輛開火。

• 導向導彈。正在使用的進攻性導彈能夠在飛行中改變其路徑，以達到目標，而不需要人類的輸入。英國的雙模式 "硫磺石"（DMB）導彈于2009年首次在阿富汗作戰中使用，它可以預先設定搜索特定區域，利用傳感器數據識別、跟蹤和打擊車輛。

• 用于武器投送的無人平臺。為武器投送而設計的無人空中、海上和陸地運載工具可以以高度的自主性運行。這些系統可以自主地搜索、識別和跟蹤目標。大多數發展都是在空中領域。英國唯一能夠自主飛行的武裝無人機是MQ-9 "收割者"，但有幾個正在開發中。英國防部還在開發 "蜂群 "無人機（方框3）。雖然存在技術能力，但無人駕駛的進攻性武器并不用于在沒有人類授權的情況下做出射擊決定；報告的例外情況很少，而且有爭議。 自主系統在識別目標和作出射擊決定方面的作用，是廣泛的倫理辯論的主題（見下文）。

方框3：無人機蜂群

無人機蜂群是指部署多個能夠相互溝通和協調的無人機和人員，以實現一個目標。在軍事環境中，蜂群可能被用來監視一個地區，傳遞信息，或攻擊目標。2020年，英國皇家空軍試驗了一個由一名操作員控制的20架無人機群，作為Dstl的 "許多無人機做輕活 "項目的一部分。蜂群技術還沒有廣泛部署。據報道，以色列國防軍于2021年首次在戰斗中使用無人機蜂群。

影響

自動化技術和人工智能的擴散將對英國軍隊產生各種影響，包括與成本和軍事人員的角色和技能要求有關的影響。對全球和平與穩定也可能有影響。

財務影響

一些專家表示，從長遠來看，軍事自動化系統和人工智能可能會通過提高效率和減少對人員的需求來降低成本。然而，估計成本影響是具有挑戰性的。開發成本可能很高，而且回報也不確定。提高自動化和人工智能方面的專業知識可能需要從提供高薪的行業中招聘。軍隊可能不得不提高工資以進行競爭，英國防部將此稱為 "人工智能工資溢價"。

軍事人員的作用和技能

自動化可能會減少從事危險或重復性任務的軍事人員數量。然而，一些軍事任務或流程，如高層戰略制定，不太適合自動化。在許多領域，自主系統預計將發揮對人類的支持功能，或在 "人機團隊 "中與人類合作。專家們強調，工作人員必須能夠信任與他們合作的系統。一些角色的性質也可能會受到自動化的影響，所需的技能也是如此。例如，對具有相關技術知識的自主系統開發者和操作者的需求可能會增加。英國防部已經強調需要提高整個軍隊對人工智能的理解，并承諾開發一個 "人工智能技能框架"，以確定未來國防的技能要求。一些利益相關者對自動化對軍事人員福祉的影響表示擔憂，因為它可能會限制他們的個人自主權或破壞他們的身份和文化感。

人員對自動化的態度：

關于軍事人員對自動化的態度的研究是有限的。2019年對197名英國防部人員的研究發現，34%的人對武裝部隊使用可以使用ML做出自己的決定的機器人有普遍積極的看法，37%的人有普遍消極的態度。有報道稱，人們對某些自主武器系統缺乏信任，包括在2020年對澳大利亞軍事人員的調查中。在這項研究中，30%的受訪者說他們不愿意與 "潛在的致命機器人 "一起部署，這些機器人在沒有人類直接監督的情況下決定如何在預定的區域使用武力。安全和目標識別的準確性被認為是兩個最大的風險。有證據表明，信任程度取決于文化和熟悉程度。

升級和擴散

一些專家提出了這樣的擔憂：在武器系統中越來越多地使用自主權，有可能使沖突升級，因為它使人類離開了戰場，減少了使用武力的猶豫性。蘭德公司最近的一份戰爭游戲報告（上演了一個涉及美國、中國、日本、韓國和朝鮮的沖突場景）發現，廣泛的人工智能和自主系統可能導致無意中的沖突升級和危機不穩定。這部分是由于人工智能支持的決策速度提高了。升級也可能是由自動系統的非預期行為造成的。

還有人擔心，由于自動化和基于人工智能的技術變得更便宜和更豐富，非國家行為者更容易獲得這種技術。這些團體也可能獲得廉價的商業無人機，并使用開放源碼的人工智能對其進行改造，以創建 "自制 "武器系統。關于非國家行為者使用自主系統的報告是有限的和有爭議的。然而，非國家團體確實使用了武裝無人機，而且人們擔心人工智能會使這種系統更加有效。

技術挑戰

正在進行的包括機器人和人工智能在內的技術研究，主要是由商業驅動的，預計將增加自動化系統的應用范圍和采用程度。該領域的一些關鍵技術挑戰概述如下。一個更普遍的挑戰是，相對于數字技術的快速發展，軍事技術的發展速度緩慢，有可能在部署前或部署后不久組件就會過時。

數據傳輸

無人駕駛的車輛和機器人經常需要向人員傳輸數據或從人員那里接收數據。這可以讓人類監督和指導它們的運作或接收它們收集的數據。在某些情況下，系統也可能需要相互通信，如在無人機群中（方框3）。軍方通常使用無線電波在陸地上傳輸數據，其帶寬（頻率的可用性）可能有限。在傳輸大量數據，如高分辨率圖像時，這可能是個問題。5G技術（POSTbrief 32）可能會促進野外更有效的無線通信。系統之間的無線電通信可以被檢測到，提醒對手注意秘密行動。對手也可能試圖阻止或破壞系統的通信數據傳輸。目前正在研究如何最大限度地減少所需的數據傳輸和優化數據傳輸的方法。更多的 "板載 "或 "邊緣 "處理（POSTnote 631）可以減少傳輸數據的需要。然而，減少通信需要系統在沒有監控的情況下表現得像預期的那樣。

數據處理

具有更高水平的自主性的更復雜的系統通常在運行時在船上進行更多的數據處理和分析。這要求系統有足夠的計算能力。一般來說，一個系統能做多少嵌入式數據處理是有限制的，因為硬件會占用空間并需要額外的電力來運行。這可能會限制需要電池供電運行的系統的敏捷性和范圍。然而，人工智能的進步也可能使系統更有效地運行，減少計算要求。由于未來軟件、算法和計算機芯片技術的進步，計算機的處理能力也有望提高。

訓練數據

創建和整理與軍事應用相關的大型數據集，對生產可靠的人工智能自主系統非常重要。機器學習（ML，方框1）依賴于大型數據集來訓練其基礎算法，這些數據可以從現實世界中收集，或者在某些情況下，使用模擬生成。一般來說，用于訓練ML系統的數據越有代表性、越準確、越完整，它就越有可能按要求發揮作用。準備訓練數據（分類并確保其格式一致）通常需要手動完成，并且是資源密集型的。

數據隱私：

一些人工智能系統可能會在民用數據上進行訓練。人們普遍認為，如果使用與個人有關的數據，他們的隱私必須得到保護。這可以通過對個人數據進行匿名化處理或只分享經過訓練的人工智能系統來實現。

網絡安全

由計算機軟件支撐的系統數量的增加增加了網絡攻擊的機會。網絡攻擊者可能試圖控制一個系統，破壞其運作，或收集機密信息。基于人工智能的系統也可以通過篡改用于開發這些系統的數據而遭到破壞。英國防部在2016年成立了網絡安全行動中心，專注于網絡防御。在英國，2021年成立的國防人工智能中心，有助于促進行業伙伴或其他合作者對高度機密數據的訪問。

測試和評估

重要的是，軍事系統要可靠、安全地運行，并符合法律和法規的規定。人工智能和自動化給傳統軟件系統帶來了不同的測試和保證挑戰。 進一步的挑戰來自于ML的形式，它可能不可能完全理解輸出是如何產生的（POSTnote 633）。人工智能軟件可能還需要持續監測和維護。利益相關者已經強調缺乏適合的測試工具和流程，并正在開發新的工具和指南。英國政府的國防人工智能戰略致力于建立創新的測試、保證、認證和監管方法。

倫理、政策和立法

目前的準則和立法

目前還沒有專門針對將自動化或人工智能用于軍事應用的立法。雖然它們在戰爭中的使用受現有的國際人道主義法的約束，但這與新技術的關系是有爭議的。在國家和國際層面上有許多關于人工智能更普遍使用的準則，這些準則可以適用于自動化系統。然而，2021年數據倫理與創新中心（CDEI）的人工智能晴雨表研究發現，工業界很難將一般的法規適應于特定的環境。2022年，英國防部與CDEI合作發布了在國防中使用人工智能的道德原則。

責任感

一些利益相關者強調，如果自主系統的行為不合法或不符合預期，那么它的責任是不明確的。這可能導致系統及其決定與設計或操作它的人類之間出現 "責任差距"，使法律和道德責任變得復雜。英國防部的原則說，在人工智能系統的整個設計和實施過程中，應該有明確的責任。國防人工智能戰略為供應商設定了類似的期望。

圍繞自主武器系統的辯論

這一領域的大部分法律和道德辯論都集中在武器系統上。然而，某些非武裝系統（例如，基于軟件的決策支持工具）可能在識別目標方面發揮關鍵作用，因此提出了許多與那些同時部署武器的系統相同的道德問題。

國際上對 "致命性自主武器系統"（LAWS）的使用存在著具體的爭論。這個術語沒有普遍認同的定義，它被用來指代具有不同自主能力的廣泛的武器。關于使用致命性自主武器系統的報告存在很大爭議，例如，由于系統使用模式的不確定性。 聯合國《特定常規武器公約》（CCW）自2014年以來一直在討論致命性自主武器系統的可能立法。它在2019年發布了指導原則，但這些原則沒有約束力，也沒有達成進一步的共識。雖然大多數參加《特定常規武器公約》的國家支持對致命性自主武器進行新的監管，但包括英國、美國和俄羅斯在內的其他國家認為，現有的國際人道主義法已經足夠。根據運動組織 "阻止殺手機器人"（SKR）的說法，83個國家支持關于自主武器系統的具有法律約束力的文書，12個國家不支持。

許多利益相關者認為，必須保持人類對武器和瞄準系統的某種形式的控制，才能在法律和道德上被接受。某些組織，如SKR，呼吁禁止不能由 "有意義的人類控制 "的自主武器系統，并禁止所有以人類為目標的系統。他們還呼吁制定法規，確保在實踐中保持足夠的人為控制。在其2022年國防人工智能戰略中，英國政府表示，識別、選擇和攻擊目標的武器必須有 "適當的人類參與"。作為回應，一些呼吁監管的非政府組織表示，需要更加明確如何評估或理解 "適當的人類參與"。包括英國政府在內的利益相關者建議的維持人類控制的潛在措施包括限制部署的時間和地理范圍。被認為會破壞人類控制的因素包括人類做出決定的有限時間和 "自動化偏見"，即個人可能會過度依賴自動化系統，而不太可能考慮其他信息。

公眾對該技術的態度

大多數關于軍事自動化的公眾意見調查都集中在自主武器系統上。SKR委托對28個國家的19,000人進行了民意調查。62%的受訪者反對使用致命性武器系統；這一數字在英國是56%。關于公眾對人工智能、數據和更廣泛的自動化的態度的研究發現，公眾關注的主要問題包括數據安全、隱私和失業。然而，公眾的觀點會因系統的功能和使用環境的不同而有很大差異。

摘要

一系列因素（射程空間減少、空域限制、武器系統可用性、缺乏目標模擬能力、敵對能力監測）正在推動北約向分布式合成訓練過渡。為了幫助實現這一轉變，北約科技組織（STO）成立了MSG-165任務組，負責為聯合和聯盟空中行動通過分布式仿真（MTDS）執行任務訓練。

MTDS能力的發展并不局限于MSG-165的工作；事實上，它是北約的智能防御計劃之一，由美國贊助，因此在各個層面都有很好的知名度，但仍然未能取得必要的進展。雖然仍有一些挑戰，但該小組迄今為止所開展的工作已經為北約現有的其他合成訓練問題提供了解決方案。這些都體現在文件中，包括：

• 建立共同的空中訓練目標，幫助確定聯盟的訓練要求，幫助調整適當的訓練媒體。

• 制定參考架構原則，為聯合MTDS能力的使用提供基礎。

• 建立MTDS能力驗證演習，稱為 "斯巴達勇士20-9"（SW 20-9）。SW20-9是對以前“斯巴達勇士”方案的修改，是一個由美國空軍-非洲作戰中心（UAWC）協調的多邊參與機會，通過北約機密級別的聯合戰斗實驗室（CFBL）網絡為聯盟伙伴提供持續的連接，進行日常的、以聯盟為中心的、由單位領導的訓練。

• 制定MSG-165關于如何利用MTDS來支持北約空中作戰訓練的設想。在開發這個愿景時采用的方法顯示了更廣泛的效用，并有可能用于幫助其他部門確定他們自己的未來培訓愿景。

本文將強調在建立一個共同的北約聯合MTDS環境方面所取得的成就。

關于作者

Arjan Lemmers是英國皇家海軍陸戰隊的高級項目經理。他是北約MSG-165任務組MTDS的聯合主席，在國際分布式任務訓練計劃方面有長期經驗。Arjan也是機載嵌入式訓練系統和LVC互操作性方面的專家。Arjan領導著這個領域的幾個研發項目，并且是幾個國際社區中這些主題的主要參與者。

Clark Swindell是美國空軍作戰中心（UAWC）的建模和仿真主管。他在通過聯合模擬提供分布式訓練方面有豐富的經驗，是NMSG-165的美國國家負責人。克拉克的經驗主要集中在大規模演習，使用聯合模擬，如JLVC，JLCCTC和BLCSE，這些都是使用分布式仿真和玩家的位置，以及整合LVC互操作性和合成環境。

Richard Hemmings是亨廷頓-英格爾斯工業公司（HII）的承包商，是美國空軍作戰中心（UAWC）的LVC集成和開發負責人。最初，他在UAWC作為操作主題專家（SME）和多國LVC演習的項目官員工作，后來他被調到 "未來計劃 "工作，負責整合和開發。作為專家加入北約MSG-165任務組，理查德幫助領導UAWC的工作，主持驗證演習。

1 引言

北約和各國都需要進行聯合的集體訓練，以確保任務準備就緒。一系列的因素（射程空間的減少、空域的限制、武器系統的可用性、目標模擬能力的缺乏、敵對能力的監測）促使北約向分布式合成訓練過渡。為了幫助實現這一轉變，北約科技組織（STO）成立了MSG-165任務組，負責為聯合和聯盟空中行動通過分布式仿真（MTDS）執行任務訓練的增量實施。

本文將強調在建立一個共同的北約聯合MTDS環境方面取得的成就。它首先解釋了北約MTDS能力的背景，以及之前為實現這一能力所做的努力。然后，它提出了訓練目標，并描述了實現這一即將到來的重要訓練能力的步驟。隨后是MTDS原則的定義，為多個利益相關者的觀點提供要求和標準。這促成了MTDS參考架構，它提供了一個符合上述架構原則的通用和可重復使用的描述。在下一部分中，考慮了為聯盟集體訓練部署MTDS跨域安全解決方案時應考慮的安全問題。本文最后對斯巴達勇士20-9演習進行了展望，該演習被用作北約MTDS能力的驗證演習。

2 北約MTDS研究的背景

合成能力已經成為滿足北約軍事力量作戰訓練需求的一個重要工具。新的系統和平臺正變得越來越復雜，需要更多的準備時間來使用。技術能力的提高和成本的降低，再加上環境限制的增加和對實戰活動的敵對（電子）監控能力的提高，使得合成訓練的使用更具吸引力。因此，通過分布式仿真任務訓練（MTDS）實現的集體訓練（CT）對北約和成員國的準備工作變得越來越重要。許多成員國正朝著更多地使用先進的模擬進行任務訓練和采用國家MTDS能力的方向發展，但北約目前還沒有一個集體的MTDS能力來利用這些發展進行聯盟CT。

過去，北約在這一領域采取了一些舉措，從2000年開始進行了關于MTDS的SAS-013研究（NATO RTO SAS-013, 2004）。這項研究確定了參與國的空勤人員任務訓練的做法和局限性，并確定了先進的分布式仿真是否能加強北約飛行員和空勤人員的訓練。它提出了未來的方向，將促進北約空勤人員培訓和任務演練的分布式仿真能力的發展。這在2004年的培訓示范演習First WAVE中得到了推進，即 "虛擬環境中的第一個作戰人員聯盟"（NATO RTO SAS-034，（2007）。第一次波浪演習沒有遇到不可克服的技術障礙，并證實MTDS可以提供一個重要的新能力來滿足北約的任務培訓需求。MTDS工作組建議，北約和聯合國應認可MTDS的潛力，并共同努力將MTDS推進到作戰能力。第一波倡議的后續是北約SMART（2007年）、北約現場、虛擬、建設性（LVC）（2010年）項目，以及2011-2012年北約工業咨詢小組（NIAG）關于空中聯合任務訓練的分布式仿真研究小組（NIAG SG 162，2012）。這些研究為北約MTDS行動概念（CONOPS）的發展提供了越來越清晰的思路。然而，沒有一項研究提供了持久的MTDS能力，目的是支持作戰人員為未來行動實現任務準備。鑒于演習預算的減少，可用于實戰演習的資產的減少，以及現實模擬復雜威脅環境的難度的增加，北約缺少一種具有成本效益的手段來提高未來聯合作戰的集體行動準備能力。

北約建模與仿真小組（NMSG）的任務是 "開發和利用建模與仿真（M&S），使聯盟及其合作伙伴受益"。上述考慮是NMSG在2013年啟動MSG-128任務組 "通過分布式作戰逐步實施北約任務訓練"（NATO STO MSG-128, 2018）的動機。MSG-128研究已經驗證了連接異構作戰訓練模擬器的技術可行性，以便為多國空中任務演習提供真正的訓練價值。它已經起草了MTDS參考架構，為多國訓練演習提供了一個初步的基線，即使在促進MTDS演習就業方面仍有許多差距。多國MTDS演習的成熟將是一個漫長的過程。MSG-128小組建議，為達到這一成熟度，有以下幾個努力的軸心（Lemmers和Faye等人，2017）：

1. 在小型/中型演習的操作成熟度方面取得進展，為上述確定的差距提供技術解決方案。

2. 繼續在作戰演習環境中驗證這些解決方案，并將這些解決方案整合到MTDS最佳實踐文件中。

3. 將MTDS演習的可擴展性擴展到大型和聯合演習，包括空軍、海軍和陸軍之間的空域互操作性，以及包括聯合情報、監視和偵察（JISR）。這一行動將是LVC發展和MTDS在多國聯盟演習中使用的一個助推器。

MSG-128在2018年被后續任務組MSG-165 "通過分布式仿真為聯合和聯盟空中行動逐步實施任務訓練 "所接替，該任務組將持續到2021年初。其目標是為北約持久的MTDS環境建立基本要素，并通過初步的操作測試和評估來驗證這些要素。MTDS能力的發展并不局限于MSG-165的工作；事實上，它是北約的智能防御計劃之一，由美國贊助，因此在各個層面都有很好的可見度，但可悲的是仍然未能取得必要的進展。雖然仍有一些挑戰，但該小組迄今為止所開展的工作已經為北約現有的其他合成訓練問題提供了解決方案。這些都體現在文件中，包括

• 建立共同的空中訓練目標，幫助確定聯盟的訓練要求，幫助調整適當的訓練媒體。

• 制定參考架構原則，為聯合MTDS能力的使用提供基礎。

• 建立空中MTDS能力驗證演習，稱為 "斯巴達勇士20-9"（SW 20-9）。SW20-9是由美國空軍非洲作戰中心（UAWC）協調的一個多邊參與機會，為聯盟伙伴提供北約機密級別的聯合戰斗實驗室（CFBL）網絡的持續連接，以進行日常的、以聯盟為重點的、單位領導的訓練。

• 制定MSG-165關于如何利用MTDS來支持北約空中作戰訓練的設想。在開發這個愿景時采用的方法顯示了更廣泛的效用，并有可能用于幫助其他部門確定他們自己的未來培訓愿景。

3 共同的空中訓練目標

為了提供最大的價值和效率，北約MTDS必須關注現有訓練安排中沒有涉及的領域。因此，它不尋求復制通過現有國家或北約活動提供的訓練，而是提供額外的聯盟合成訓練能力。北約有能力提供作戰航空部門指揮能力的合成集體訓練（CT）。然而，它還沒有能力對空中指揮部（ACC）以下的戰術能力進行綜合訓練。在合成提供 "從輪子到輪子 "的空中活動方面的這一差距，是北約MTDS提供訓練的主要重點。然而，為了實現端到端的合成訓練，任何未來的系統都應該能夠連接到現有的北約合成訓練能力，特別是支持（NATO STO MSG-165, 2019）：

• 合成傳播和執行空軍司令部（ACC）訓練衍生的空中任務指令（ATO）、空域控制指令（ACO）和特別指令（SPINS）。

• ACC執行階段的訓練，將合成訓練的任務與ACC戰術人員聯系起來，支持其動態訓練。

空中訓練的要求可以分成三個日益復雜和具有挑戰性的層次，如圖1所示，并在下文中描述：

• 第1級：個人能力，涵蓋人員的個人訓練和貨幣，安全地發揮作用。

• 第2級：戰術團隊訓練，訓練分隊的 "基石"，為個人和隊員的作戰戰術和程序做準備。

• 第3級：戰術集體訓練，為復雜的空中行動提供訓練，需要多種空中能力和單位來完成一個行動任務。

在這三個級別中，1級和2級培訓將仍然是國家的責任。然而，3級戰術集體訓練是北約MTDS的關鍵多國要求；這源于許多國家難以實現這一級別的現實訓練所需的密度和能力范圍。盡管如此，在北約MTDS剩余能力允許的情況下，作為次要的優先事項，MTDS將用于2級訓練，作為提高這種訓練的真實性和復雜性的一種手段。

圖1：空中訓練的級別

為確保任何未來的MTDS能力能夠滿足必要的作戰訓練和演練要求，必須確定MTDS將提供的作戰訓練類型。因此，通過與MSG-165行動小組代表協商，制定了北約聯盟反恐目標（CCTO）（NATO STO MSG-165，2019）。這項工作提供了50個CCTVO。這些CCTVO被分組，以提供MTDS解決方案必須能夠支持的廣泛任務集，并幫助未來的培訓設計。以下任務集被確定。攻擊、進攻性反空、防御性反空、空中C2、空中機動性、空中情報監視和偵察、戰斗支援、空地一體化和空海一體化。

在第1級和第2級活動中的個人和構件訓練中，重點是確保機組人員能夠在駕駛艙內采取必要的行動來有效地打擊他們的平臺。然而，在第三級培訓中，雖然正確的機組人員行動仍然很重要，但概念上的重點卻發生了微妙的變化。第三級培訓必須提供培訓機會，以確保在通常大型和復雜的編隊中，控制人員和機組人員之間發生正確、及時的C2互動，如圖2所示。

圖2：將在CT環境中復制的操作互動

與1級和2級培訓相比，3級培訓的重點發生了微妙的變化，允許更加關注合成培訓的交付。因此，雖然大型實戰演習仍然是實現訓練真實性、建立信心和戰略信息的重要手段，但北約空中訓練的更大比例可以在合成環境中常規實施。這一假設已經在MSG-165行動小組中進行了討論和測試，主要的結論是，對于3級多國訓練，對于任務集，超過50%的訓練可以以合成方式進行。

4 參考架構

北約MTDS能力旨在將國家或北約的模擬資產整合到一個分布式的合成集體訓練環境中，這些資產通過一個共同的模擬基礎設施連接。仿真資產一般通過網關或門戶連接到該基礎設施。合成訓練環境的一致性也是參與集體合成訓練和演習的模擬資產的互操作性的關鍵。含有合成環境數據的數據庫的制作可能是整個M&S成本的重要組成部分，這意味著應該促進重復使用。仿真資產提供者通常使用相同的高級流程來生成他們的環境數據產品，但詳細的數據生成流程因生產商或集成商的不同而略有不同。這些差異使數據重用變得復雜，并危及目標應用的最終互操作性。

為了實現MTDS的合成集體訓練環境，能夠快速響應新的訓練需求，需要為訓練環境的開發和工程制定共同的流程和技術協議。由于技術協議通常是在每次演習中制定的，因此仍然缺少一個具有相關工程流程和技術協議的共同認可的模擬基礎設施。這就是MTDS參考架構（RA）發揮作用的地方（van den Berg, Huiskamp, et al., 2019）。該參考架構以構件、互操作性標準和模式的形式概述了MTDS的要求，用于實現和執行由分布式仿真支持的合成集體訓練和演習，與應用領域（陸地、空中、海上）無關。MTDS RA的重點是合成集體訓練和演習，因此將包括具有MTDS特定功能和接口的構件和模式。由于RA是在北約范圍內開發的，它也將利用北約的模擬互操作性標準。

用于特定訓練或演習活動（如 "斯巴達勇士 "演習系列）的模擬環境架構被稱為解決方案架構。由于MTDS的RA為合成集體訓練環境提供了一個 "模板解決方案"，因此解決方案架構中使用的許多元素的要求原則上應來自RA。但是，可能還需要進行一些改進，以滿足特定事件的要求。這可能包括選擇仿真協議和特定的中間件解決方案（DIS、HLA）、網關組件、跨域解決方案、數據記錄工具，以及代表合成物理環境（SPE）的協議和格式。參考數據交換模型是通過RA提供的，但解決方案架構仍然需要就這些參考數據交換模型中的哪些具體部分將在具體事件中使用達成協議。

通常情況下，各套原則形成一個層次結構，即架構原則將被企業原則所告知、闡述和約束。架構原則定義了使用和部署資源和資產的基本一般規則和準則。它們反映了企業各要素之間的某種程度的共識，并形成了做出未來決策的基礎。在MSG-165中，為MTDS定義了10個主要的架構原則。下面將討論這些原則。

1.支持北約行動的合成集體訓練和任務演練 MTDS工作的主要預期應用是在北約范圍內的合成集體訓練。應為單一服務和聯合行動開發一個共同的技術和程序解決方案。就技術要求而言，任務演練被認為與任務訓練密切相關。

2.啟用（混合的）現場、虛擬和建設性資產 MTDS應（在未來）支持（混合的）現場、虛擬和建設性的模擬玩家。聯合行動和聯合行動的集體訓練需要有許多模擬實體的復雜訓練場景。訓練對象通常會在實戰、虛擬和混合的LVC環境下進行訓練。解決方案應支持LVC的混合集成。

3.提供靈活性和發展能力 許多國家已經使用模擬系統進行訓練。然而，這些現有的系統在技術上往往是非常不同的。MTDS RA應定義一個框架，該框架在技術上是先進的，沒有限制性（例如，可擴展新的模擬資產），并且不會不必要地阻礙訓練（例如，帶寬，穩健性）。應定義門戶或網關，以允許在MTDS中整合遺留系統，并允許MTDS所需的靈活性。

4.使用開放標準 北約提倡使用開放標準，因為它促進了成本效益的互操作性。開放標準可以被所有各方自由使用。對私人方（如供應商）的使用沒有任何限制。

5.遵守北約政策和標準 MTDS應遵守北約關于M&S互操作性和標準的政策和協議。偏離這一原則需要說明理由，包括對合適的北約標準的評估和與替代解決方案的比較。

6.支持在北約保密級別或最高級別使用 MTDS應支持北約行動的合成訓練和任務演練。系統、理論和任務執行的保密方面需要得到保護。應就系統、網絡、場地和能夠接觸上述內容的人員的實施和認證達成協議。

7.在一次演習中支持多個安全域或飛地 應就屬于不同飛地的系統、網絡、場地和人員之間的信息交流的實施和認證達成協議，可能通過使用CDS解決方案。每個國家和北約之間的CDS解決方案的認證將由每個國家承擔。

8.提供有代表性的訓練環境 MTDS應提供一個有代表性的集體訓練環境，以支持演習中所有參與者的公平競爭（或公平戰斗）。仿真系統性能的差異不應導致某些參與者獲得不現實的（不）優勢。

9.解決多個利益相關者的觀點 MTDS使用RA來提供對特定MTDS解決方案設計的通用和可重復使用的描述。RA是以架構構件的形式來描述的，對這些構件的解決方案有要求和適用標準。為了實施MTDS，將涉及不同的利益相關者。這些構件應該為不同利益相關者的觀點提供指導。

10.通過聯網模擬器為北約和國家的集體培訓提供具有成本效益的培訓解決方案，不得對用戶以及各中心及其工作人員施加不可接受的限制，因為這些限制不值得花費時間，也不能被行動上的好處所抵消。

MTDS原則為多個利益相關者的觀點提供了要求和標準。MTDS RA提供了一個符合上述架構原則的通用和可重復使用的描述。它使用了架構積木（ABB）和架構模式（AP）的概念來定義應用和服務的框架，使國家訓練系統能夠被整合到一個分布式的合成集體訓練環境中。圖3提供了該框架中主要ABB的概述。

圖3：MTDS框架的應用和服務

圖3中的應用是面向用戶的能力，與稱為服務的后端能力互動。例如，圖中顯示--在解決方案層面--將有一個或幾個用于場景準備的應用程序；這些軟件組件與后端服務實現（如威脅生成服務）互動，向這些服務提供模擬場景數據。框架應用和服務的一個子集（門戶服務、面向消息的中間件服務、威脅和跟蹤生成服務以及合成自然環境（SNE）服務）在（van den Berg, Huiskamp, et al., 2019）中有更詳細的討論。

5 跨域安全

北約國家有必要在北約MTDS演習中整合和操作其國家或主權機密模擬資產，以實現其共同的空中集體訓練目標。同時，北約國家希望保護這些最敏感或最機密的資產、其基礎數據和信息，防止因加入這種北約MTDS演習而受到（網絡）安全威脅。在不同國家敏感度、信任度或安全分類級別的模擬資產之間實現安全連接和互操作性，對于成功實施北約MTDS能力和演習至關重要。

M&S跨域安全（CDS）服務旨在滿足這一要求，使北約國家能夠通過共同共享的北約MTDS模擬主干，對位于其國家安全領域的模擬資產進行安全互操作。在這種情況下，安全域被定義為在一致的安全政策下運行的模擬資產，并由一個組織、國家和/或安全認證機構（SAA）擁有。安全政策定義了關鍵要素，如安全分類、可釋放性、利益共同體和任何其他對模擬資產中包含和處理的實際軍事系統和理論的數據和信息的特殊處理注意事項。

在這里，M&S CDS被定義為一個由安全強化服務組成的系統，該服務是為減輕在不同安全領域運行的模擬資產之間傳輸模擬數據的特定安全風險而定制的。這樣的M&S CDS可以被看作是一種網關環境的形式。與普遍應用的M&S（網絡）網關不同，M&S CDS提供了廣泛的安全控制，以提供全面的模擬數據過濾和深度防御，具有更高的保障水平。M&S CDS服務是保護整個北約MTDS基礎設施及其組成的模擬資產免受所有形式的安全威脅所需的整個安全措施的一個專門部分。除其他外，這包括：模擬資產和設施的物理和網絡邊界保護裝置，模擬資產或設施與網絡連接的物理安全，模擬資產和監測之間的加密通信保護，人員安全許可和意識培訓。這些常見的安全措施對于MTDS演習的安全執行也應到位。

理論上，可以設想許多通用的應用拓撲結構，其中部署M&S CDS解決方案，以確保在多個安全域之間進行受控和安全的模擬數據交換。然而，在實踐中，這種拓撲結構的實施必須符合具體的使用案例和威脅環境所施加的跨域安全要求和限制。這意味著分布式仿真環境的跨域安全不僅僅是孤立地關注M&S CDS設備（如數據節點、防護裝置或信息交換網關）。只有當每個連接的安全域內的模擬資產和網段滿足某些可信的安全政策、實踐和要求，并且其相關的安全風險被充分理解和接受時，才能保證整個分布式仿真環境的適當安全水平（反之亦然）。因此，在北約MTDS用戶背景和威脅環境下，在為聯盟集體訓練部署M&S CDS解決方案時，應考慮以下安全因素。

1.最重要的是，每個北約國家需要保持對其國家擁有的模擬數據和信息的完全控制，以及在MTDS訓練演習之前、期間和之后如何共享這些數據和信息。這意味著每個國家將始終通過本國擁有的CDS設備將其機密模擬資產與北約MTDS模擬主干連接起來，這些設備受本國的SAA和安全政策的約束。

2.所有將參加北約MTDS演習的北約國家都使用私營軍事網絡北約聯盟戰斗實驗室網絡（CFBLNet）作為共同的網絡基礎設施，以連接他們的機密模擬資產和其他相關的培訓應用，直至北約機密級別。這意味著參與的北約國家有一個共同的協議，在每個國家對這些資產或應用的安全等級執行方面相互信任，在此基礎上，他們可以通過這個網絡連接、共享數據和信息。因此，目前，從這個北約CFBL網絡到較低信任安全域的級聯連接對任何北約國家來說都是非常不可取的，甚至是不可接受的。

3.北約MTDS將部署符合北約STANAG和標準的仿真互操作性中間件服務（如HLA、DIS和TENA），以便在一個統一的分布式仿真環境中對國家仿真資產進行互操作，用于集體任務訓練和演習。目前，這些中間件標準通過一個共同的共享數據空間和模擬信息交換數據模型來交換模擬數據，而這并不提供任何安全措施。這意味著，任何國家只要能進入北約CFBL網絡，并被允許用正確的加密密鑰加入特定的MTDS演習，也可以直接訪問參與模擬資產之間交換的所有模擬數據。因此，這個集體模擬數據集是MTDS演習中所有參與國（即安全領域）的 "共享秘密"。

4.M&S CDS部署拓撲結構過于復雜，將使每個國家安全領域內的機密模擬資產的安全保障和操作復雜化，并可能增加攻擊面、轉換數據流渠道的風險以及與較低信任環境的級聯連接。這意味著過于復雜的部署拓撲結構可能會在整個MTDS演習準備、執行和匯報階段給北約國家帶來額外的成本和準備時間。因此，CDS的部署拓撲結構應該在滿足國家安全和培訓要求的前提下，設計得盡可能的簡單。

圖4描述了在北約MTDS演習中部署M&S CDS的參考拓撲，該拓撲是根據前面提到的安全考慮因素確定的（Roza，等人，2020）。

圖4：北約MTDS CDS部署的參考拓撲結構

該參考拓撲結構反映了這樣一種典型情況：參與北約聯盟級分布式仿真環境的仿真資產由不同的國家擁有，因此屬于受不同SAA管轄的安全領域。為了確保每個國家完全控制其國家擁有的機密模擬數據，以及如何與其他國家共享這些數據，每個國家通常應使用自己的CDS設備。在這里，每個國家的CDS首先將自己的主權機密模擬數據集轉換并映射成可釋放的數據集，然后根據商定的集體模擬信息交換模式將其發布到集體共享的模擬數據集中。這種共享數據受到共同商定的安全措施的集體保護，如數據加密，以確保通過第三方網絡基礎設施進行保密信息交流，并對每個國家的參與模擬設施采取安全措施，以獲得加入北約MTDS聯盟級演習的權限。反之，國家擁有的CDS設備可以保護單個或聯合的國家機密模擬資產免受來自北約CFBL網絡的網絡攻擊，包括因訂閱共享數據空間的數據而導致的未經授權的模擬數據入侵。

6 MTDS驗證演習

從UAWC的演習選項中選擇，"斯巴達勇士 "活動是通過分布式仿真進行的多國、以空中為重點的訓練。這次演習將在北約的CFBL網絡上進行，在四天的時間里使用每個國家的模擬或仿真器通過DIS和HLA進行連接。UAWC模擬/環境生成器將提供整體的合成環境、安全語音、聊天功能和紅色部隊來填充該領域。

為了建立支持大規模演習所需的行動區域，UAWC雇用了其他模擬中心的專家，包括空戰訓練中心（英國皇家空軍瓦丁頓空軍基地）、北約預警系統ASCOT控制員（北約蓋倫基興航空站）和萊昂納多公司（意大利）。此外，計劃中的參與包括法國空軍（FAF）、意大利空軍（ItAF）、北約預警系統、英國皇家空軍（UK）、加拿大皇家空軍（RCAF）、荷蘭皇家空軍（RNLAF）、西班牙空軍（SpAF）、美國空軍（USAF）和美國陸軍（USA）。因此，它還將通過采用嵌入盟軍控制和報告中心（CRC）和北約預警機的美國陸軍防空炮火控制官（ADAFCO）來實現聯合和北約的互操作性訓練。為了繼續提供互操作性的機會，演習還將通過北約預警機E-3、建設性的E-8 JSTARS和皇家空軍RC-135 "鉚釘 "聯合模擬器支持情報監視偵察（ISR）的 "鐵三角"。這種ISR融合能力模擬了關鍵的現實世界ISR整合，以提高跨平臺和機構的決策技能。這項培訓還將在盟軍CRC和聯合戰術空中管制員（JTAC）之間執行美國空軍支援行動中心（ASOC）的連接。最后，為了支持這項工作，將有多架反空和攻擊飛機，包括建設性的和有人駕駛的模擬器，通過故意瞄準（DT）、打擊協調和偵察（SCAR）以及近距離空中支援（CAS）來支持協調打擊。

由于有機會進行驗證演習，目前建立的基礎設施和系統得到了利用。由此產生的系統和網絡提供了探索規定的RA和CDS配置的混合機會。因此，支持演習的數據被記錄下來，用于進一步的參考架構測試和比較，這使得演習規劃者能夠專注于實現MTDS CONEMP（NATO STO MSG-165, 2019）中概述的聯盟集體訓練目標（CCTO）。通過在整個演習責任區（AOR）創造3級訓練機會，集中精力實現盡可能多的CCTVO，演習策劃者能夠將50個CCTVO中的37個作為計劃目標（NATO STO MSG- 165，2019）。

參照上圖2，不同的任務和飛機類型之間的相互作用有助于建立3級訓練的復雜性。為了開始建立所需的部隊互動過程，規劃者希望建立一個能夠支持現有參與者所需復雜性的戰斗空間。隨著四（4）個指揮和控制（C2）元素的使用，結構化的通道被分配給每個C2元素。有了這些通道，就需要控制戰斗機的進攻/防御行動，以及確保空中加油保持所需的CAPs的支持要求。這種最初的集體行動將戰斗機及其加油機與控制它們的C2機構聯系起來，以滿足聯合空中作戰司令部（CAOC）在規劃文件中制定的規定的區域防空計劃（AADP）。這種看似簡單的互動現在發生在四（4）個不同的元素之間，可以想象是在四（4）個不同的地點。對于 "斯巴達勇士 "20-9，意大利空軍（ItAF）的歐洲戰斗機在作為C2機構的北約預警機控制的航道上與作為建設性實體的UAWC控制的加油機之間的互動現在將3個不同的單位聯系在一起，以實現一個相對良性的集體訓練目標，AAR.02--在同一地點進行空對空加油。同樣地，一個集體可以通過綜合空中行動（COMAO）完成一個更復雜的舉措，以實現進攻性反空（OCA）目標OCA.01（護航），OCA.02（戰斗空中掃蕩）和SEAD.01（壓制敵人防空）。為了建立這個集體目標，規劃人員利用C2機構在機會窗口期間將屬于COMAO包的飛機組織到他們的集結點，然后提供空中掩護（護送），假設達到CAOC的規劃文件規定的可接受的風險水平（ALR）。這個目標給C2機構帶來了決策，他們有能力從以前的打擊中辨別出ALR（防空設施是否被充分壓制？）、COMAO包的狀態、護航OCA組的狀態以建立空中控制，然后是打擊發生后的戰斗損傷評估（BDA）信息。這些集體行動現在占了多個地點的多個小組，處理融合的情報（敵方防空狀態），以及打擊前和打擊后的有效信息交流。

對于MTDS事件的規劃者來說，場景的復雜性不應掩蓋手頭任務的復雜性。在這種情況下，規劃文件根據ALR定義了限制，并建立了已知的時間事件來創建這些打擊窗口。這就創造了機會，或缺乏機會，基于提供給決策者的輸入--在這種情況下，接受培訓的C2機構。對于演習策劃者來說，所需的CCTVO成為驅動特定場景的焦點。通過創建這些決策點，在多個平臺上收集相關信息，所有這些平臺都在為已知的事件進行協調，從而實現了集體訓練點。在更大的事件中，實現這些功能的機會可能會在細節和機會的海洋中消失，以引起更大的力量反應。然而，正是通過保持任務的簡單性來控制信息的流程和流動，才可以在不影響訓練對象或創造支持環境的白軍元素的情況下常規地實現CCTO。

最后，為了改變行動區的任務，特定的任務集在整個行動區被輪換使用。這種輪換使不同的C2機構能夠在四個演習日的每一天改變他們的重點。當一些機構負責支持CAS時，其他機構則負責協調COMAO包、SCAR資產或動態目標事件。此外，戰斗的性質在四天的演習中也有所改變。通過不保持時間線（演習第1天=第100天，演習第2天=第101天，等等），計劃者可以用較小的每日投入進一步構建演習事件。在這個例子中，演習日以10天為單位向前移動。這樣，雙方的補給都可以完成，但更重要的是，戰爭的基調可以得到調整。對于SW20-9來說，10天的增量提供了創造紅方部隊推進日、藍方部隊推進日、停火（以及隨后重新陷入戰爭）日和僵局日的機會。這些都會在對事件的整體解釋中產生色調和變化，從可能的叛逃者到自相殘殺的擔憂，都需要加以考慮。這些變化為所有玩家提供了一系列的事件和任務集，以解釋和建立他們的行動方案，從而增加集體的訓練機會。

7 結論和對北約聯合MTDS的建議

北約內部MTDS能力的發展并不限于MSG-165的工作。MSG-180工作組努力在海洋領域建立MTDS能力（名為LVC-T）（NATO STO MSG-169. 2019）。此外，這兩個小組的工作與MSG-164建模與仿真服務（MSaaS）有關（NATO STO MSG-164. 2018）。MTDS也是北約的智能防御倡議之一，由美國贊助，因此在各個層面都有很好的知名度，但遺憾的是仍然未能取得必要的進展。為了幫助這個問題，我們打算通過將海洋領域納入MTDS倡議，將智能防御的努力結合起來。雖然仍有一些挑戰，但迄今為止所開展的工作已經為其他現有的北約合成訓練問題提供了解決方案。這些問題包括：

• 分析未來的空中訓練需求，從而重新確認多國MTDS活動的好處。

• 建立共同的空中訓練目標，幫助確定聯盟的訓練要求，幫助調整適當的訓練媒體。

• 制定參考架構原則，為聯合MTDS能力的使用提供基礎。

• 制定MSG 165的愿景，即如何利用MTDS來支持北約空中業務培訓。在開發這個愿景時采用的方法顯示了更廣泛的效用，并有可能用于幫助其他部門確定他們自己的未來培訓愿景。

為了支持北約聯合MTDS的發展，我們提出了以下建議：

• 發展北約綜合演習要求，從北約贊助的年度MTDS演習開始。這將有助于提高整個北約對MTDS能力和好處的認識，并有助于為MTDS的培訓制定必要的優先次序。

• 正式確定聯盟對未來多國合成訓練的期望。我們相信，這將帶來巨大的好處，并提供必要的自上而下的方向和指導，以幫助推動MTDS能力的發展，這是一個初步要素。

鳴謝

本文介紹的工作是由以下北約國家和組織在MSG-165任務組中合作完成的。比利時、加拿大、法國、德國、意大利、荷蘭、挪威、西班牙、土耳其、英國、美國、歐洲航空集團（EAG）、北約工業咨詢集團（NIAG）和北約空中作戰卓越中心。所以這項工作的功勞應該歸功于這個MSG-165任務小組的所有參與者。本文的作者是MSG-165的聯合主席，并代表整個小組的作用。

美國海軍部長

托馬斯-W-哈克: 海軍部長（代理）

美國海軍部正在有目的地進行創新和適應新技術，為未來建立一支更具殺傷力和分布式的海軍部隊。為了在一個大國競爭的時代進行競爭并取得勝利，海軍部致力于在先進的自主性、強大的網絡和無人系統方面進行投資，以創造真正的人機一體化團隊，在整個艦隊中無處不在。

這些持續的投資將產生新的能力，遠遠超出獨立的平臺或以人為本的系統的有效性。它們將通過為每一個水手和海軍陸戰隊員提供不對稱的優勢來改變海戰。

美國海軍和海軍陸戰隊現在已經邁出了下一步，調整無人系統愿景，以執行分布式海上作戰（DMO）和有爭議環境中的瀕海作戰（LOCE）。為了確保成功，海軍和海軍陸戰隊正在將需求、資源和采購政策緊密結合起來，以便更快地開發、建造、整合和部署有效的無人系統。

美國海軍部的無人駕駛作戰規劃橫跨整個理論、組織、培訓、物資解決方案、領導和教育、人員、設施和政策的構建。這份文件提供了運動計劃的總體框架，并得到了更高等級的詳細實施計劃的支持。它們共同勾勒出一個具體的戰略，其根基是對當今每個領域的現實評估。前進的道路需要一個整體的方法來開發和部署無人系統，確保個別技術可以在一個更廣泛的網絡化作戰系統架構中運行，并得到正確的人員、政策、作戰概念和其他推動因素的支持。

整個海軍企業致力于為美國和每一個水手和海軍陸戰隊員提供人機協作所提供的戰略和戰術優勢，以保證所有人的海洋自由。

美國海軍水手和公務員水手從美國海軍 "赫歇爾 "號上發射一個無人水面飛行器（USV）從USNS赫歇爾 伍迪-威廉姆斯，2019年9月14日。

美國海軍作戰部部長

M. M. GILDAY：美國海軍作戰部長海軍上將

隨著海軍適應日益復雜的安全環境，必須了解未來的部隊在日常競爭和高端戰斗中都需要什么。

無人系統（UxS）已經并將繼續在未來的分布式海上作戰（DMO）中發揮關鍵作用，而且顯然需要部署負擔得起的、致命的、可擴展的和連接的能力。這就是為什么海軍正在擴大和發展一系列無人駕駛飛行器（UAV）、無人駕駛水下航行器（UUV）和無人駕駛水面艦艇（USV），當把重點轉向以更分散的方式運作的小型平臺時，它們將發揮關鍵作用。

一個混合艦隊對于海軍滿足新出現的安全問題來說是必要的。需要平臺在所有領域的多軸上同時提供致命和非致命的效果。UxS將為未來艦隊提供額外的能力--在空中、在水面上和在水下。

該活動計劃將作為實現無人系統作為海軍作戰團隊的一個組成部分的未來的全面戰略。它將是一份活的、反復的文件，闡明愿景，即通過加快技術、流程和伙伴關系中的關鍵使能因素，建立一支更加準備就緒、致命和有能力的艦隊。

注意到過去的缺點，因此其方法是深思熟慮的，但有一種緊迫感。將解決理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人事、設施和政策（DOTmLPF-P）的各個方面，確定并消除能力差距，并努力創建和維護未來的海軍部隊。

MQ-25 T1，左翼下有空中加油站，在坡道上。

海軍陸戰隊司令員的致辭

大衛-H-貝格爾：美國海軍陸戰隊將軍 海軍陸戰隊司令員

美國、盟國和敵方部隊獲得無人駕駛技術的速度要求有一個愿景和路線圖來最大化這種能力。海軍陸戰隊需要無人駕駛的空中、水面和地面系統來充分利用固有的遠征性質和能力。與海軍伙伴合作，將提供一個聯合部隊的海上組成部分指揮部，在居住的獨特海域支持聯合部隊。當在惡劣的條件下以小隊形式在前方作戰時，最大限度地利用無人系統為盟友和對手創造巨大的效果的能力是未來成功的一個關鍵因素。

該戰役計劃作為海軍陸戰隊的一個起點，使其了解到無人系統在不久的將來必須而且將具有更大的重要性。諸如一半的航空機隊在近期到中期內實現無人駕駛，或者大部分的遠征后勤在近期到中期內實現無人駕駛的概念不應該讓任何人感到害怕。相反，這些想法應該點燃海軍陸戰隊的創造性和狡猾的天性，以便前沿部署部隊對聯合部隊更加致命和有用。

大衛-H-貝格爾和海軍作戰司令部（CNO）一起，致力于為海軍陸戰隊的無人駕駛系統制定一個審慎但積極的前進路線。這份文件提供了初步的愿景，并取決于與海軍陸戰隊艦隊、艦友、聯合部隊、國會、盟友和工業界的反復討論。大衛-H-貝格爾希望海軍陸戰隊能接受這種未來的戰爭，并將其轉化為他們在戰場上的優勢；從日常競爭到大規模作戰行動。

一架VBAT垂直起降（VTOL）無人機系統準備在飛行甲板上降落。準備在海軍艦艇的飛行甲板上著陸。一艘海軍艦艇的飛行甲板上。

美國海軍作戰架構

無人系統通過解除對有人系統的限制來提供實現任務結果的能力。僅靠搭建平臺是無法實現任務成果的。為了在無人空間提供整體解決方案，DON 將更加關注開發成功擴展投資經驗所需的推動力。其中一些關鍵推動因素包括：網絡、控制系統、基礎設施、接口、人工智能和數據。海軍和海軍陸戰隊正在設計和實施一個全面的作戰架構來支持 DMO。這種架構將為單位、作戰群和艦隊提供準確、及時、分析的信息。