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本文探討了俄烏戰爭（2022-2024 年）中無人駕駛飛行器（UAV）的使用是否構成軍事事務革命（RMA）。通過分析整個沖突期間的無人機行動，本研究評估了新武器、新組織和新戰爭方式的出現--科恩的 RMA 框架確立了這三項標準。研究發現，無人機在這場沖突中的應用代表了一種 RMA，具體表現為各種無人機技術的擴散、烏克蘭專門無人系統部隊的建立--世界上第一個獨立的無人系統軍事部門--以及包括無人機群和人工智能瞄準在內的新作戰概念的出現。本研究利用烏克蘭無人機行動的大量文獻資料和軍事創新理論，展示了無人系統如何改變現代戰爭。研究結果對軍事現代化，尤其是對美國陸軍具有重大意義。本論文建議成立專門的無人系統分部，為無人機飽和的戰場開發新的作戰概念，并將采購戰略轉向可減員系統，以便在無人戰爭無處不在的時代保持軍事效率。

烏克蘭創新性地使用無人機來對抗俄羅斯的常規軍事優勢，以及俄羅斯快速發展自己的無人機技術，都有可能為其他沖突提供借鑒，包括美國與中國等近鄰競爭對手之間的潛在對抗。在大國競爭重新抬頭的時代，了解強國和弱國如何利用無人機對于制定有效的戰略和能力至關重要。俄烏戰爭中低成本、商業化無人機的廣泛使用表明，無人機技術正在使更多國家和非國家行為體獲得復雜的空中力量能力。胡塞武裝在 2023 年 10 月以色列-哈馬斯戰爭后開始的針對商業航運的行動中使用了這種系統，這就是廉價無人機的引入如何改變戰爭的一個例子。廉價無人機在非國家行為者中的普及使他們能夠對敵人造成嚴重破壞，但這也會使他們容易受到同行組織的無人機攻擊。國家和非國家行為體廉價無人機系統的擴散對未來沖突、反恐努力和全球穩定具有重大影響。這可能需要對防空、部隊保護和行動安全采取新的方法。

無人飛行器的自主性和殺傷力不斷增強，對未來戰爭提出了重要的倫理和法律問題。人類對致命自主武器系統的控制、平民傷亡增加的可能性以及降低使用武力的門檻等問題都需要認真考慮。俄烏戰爭提供了具體的例子，可以為這些重要的辯論提供參考。在烏克蘭，低成本無人機在對抗昂貴的常規軍事硬件時表現出的有效性挑戰了傳統的軍事采購成本效益觀念。這可能促使國防開支的優先次序和工業生產發生重大轉變。它還可能加速反無人機技術的發展，從而有可能引發該領域的新一輪軍備競賽。

正如在烏克蘭所看到的那樣，將無人機融入各級軍事行動可能需要對軍事組織結構、培訓計劃、甚至征兵策略做出重大改變。了解這些組織方面的挑戰和適應性對于尋求有效利用無人機能力的軍隊來說至關重要。對于美軍，特別是陸軍來說，全面了解俄烏戰爭中無人機的使用情況對于為正在進行的現代化工作提供信息至關重要。這場沖突提供了關于各種無人機類型和使用策略的有效性的真實數據，以及對潛在弱點和應對措施的深入了解。這些信息有助于制定從研發重點到戰術理論的決策。分析烏克蘭無人機能力和戰術的快速演變可以為該領域未來的潛在發展提供寶貴的見解。這有助于決策者、軍事規劃人員和分析人員預測與無人機技術相關的新威脅和機遇。

總之，在俄烏戰爭中使用無人機是了解現代戰爭潛在轉變的重要案例研究。無論這些系統被證明是真正的革命性還是僅僅是重要的進化步驟，在未來數年中，軍事事務和國際關系的多個領域都將感受到它們的影響。因此，要制定有效的戰略、政策和能力來應對無人機技術擴散帶來的挑戰和機遇，就必須對這場沖突進行嚴謹的分析。

關鍵研究結果

1.新武器

在俄烏戰爭中，出現并迅速發展了各種無人機技術，這些技術在科恩的框架中被稱為 “新武器”。這些新武器包括：低成本、商業化的軍用無人機的普及；開發出具有更強能力的專用軍用無人機；將人工智能和機器學習整合到無人機系統中；閑逛彈藥和神風特攻隊無人機作為戰略打擊資產出現；以及使用無人機群來壓制防御。這些技術創新極大地擴展了空中力量的可獲取性和可負擔性，使國家和非國家行為者都能部署大量可攻擊系統。

2.新組織

無人機的重要性與日俱增，推動了重大的組織變革，包括創建烏克蘭專門的無人系統部隊作為一個獨立的軍種，在現有的部隊結構中發展專門的無人機部隊和小組，實施為無人機行動量身定制的新的培訓和招募方法，以及將民間志愿者和組織納入無人機采購和行動。這些組織變革反映了對軍事力量結構應如何有效利用無人系統的根本性重新思考。

3.新的戰爭方式

無人機催生了新的作戰概念和戰術，包括縱向和橫向擴大戰場、模糊傳統戰線、利用持續監視和精確打擊制造心理壓力、將無人機與常規武器系統集成以提高效能、采用蜂群戰術壓垮敵方防御，以及快速傳播無人機拍攝的信息戰和公共信息。這些發展與以往的戰爭大相徑庭，改變了多領域作戰的特點。

便攜式防空系統（MANPADS）是一種短程肩扛式地對空導彈系統。本參考文件介紹了單兵攜帶防空系統的殺傷鏈，采用發現、固定、瞄準、跟蹤、交戰、評估（F2T2EA）序列。然后，我們將重點放在該序列的 “發現和固定 ”部分，并研究與飛機探測和跟蹤目標有關的人類性能文獻。文獻顯示，飛機的探測結果可能會有很大差異，并取決于環境（如地形、云層、陽光）、目標（如飛機大小、速度、縱橫角）和觀察者因素（如視覺敏銳度、對比敏感度）。不過，在理想條件下，以往的實地試驗表明，可以在距離觀察者 10-12 千米之間目測到飛機。有關追逐跟蹤（如瞄準飛機）的文獻表明，人類的跟蹤就像一個伺服控制器，主要接收來自實時視覺反饋和被跟蹤目標路徑心理模型的輸入。因此，干擾這些輸入（如明亮的頻閃燈或激光）會影響炮手跟蹤目標的能力。最后，我們將探討有關跟蹤干擾方法的研究。

要制定規避、反制或擊潰MANPADS的戰術，就必須了解與使用MANPADS有關的人體性能問題。本文件回顧了與 MANPADS 殺傷鏈初始部分相關的人體性能問題。回顧了與跟蹤飛機有關的飛機探測文獻和目標跟蹤文獻。

MANPADS 殺傷鏈

殺傷鏈或目標接戰序列定義了發現和接戰目標所需的一般事件序列。動態目標定位中最常見的模式是發現、固定、跟蹤、瞄準、交戰、評估（F2T2EA）模式，該模式將殺傷鏈定義為六個主要步驟（美國空軍，2021 年）：

1.發現--探測目標的行為。

2.固定--識別目標、目標位置并確定應與目標交戰的過程。

3.跟蹤--對確定的目標保持連續跟蹤的行為。

4.目標--確定交戰的預期效果、目標定位解決方案以及獲得交戰批準的行為。

5.接戰--確認目標為敵對目標、向適當武器發送接戰命令并發射武器的過程。

6.評估--根據預定標準驗證交戰效果的過程。

MANPADS 的殺傷鏈與 F2T2EA 的一般步驟相同，但過程具有一定的靈活性（圖 2）。根據情況、武器以及系統是由團隊操作還是由個人操作，可能會出現一些變化。一些步驟可以是連續的（如跟蹤），而另一些步驟可以是重復的（如固定目標）。此外，負責每項任務的操作員也因不同因素而異。單獨的炮手將負責殺傷鏈的所有方面。在一個典型的雙人小組中，組長主要負責 “查找 ”和 “固定 ”步驟（福布斯，2022 年；美國海軍陸戰隊，2011 年）。組長還可能在整個過程中為炮手提供指導，尤其是在目標階段（Center for Army Lessons Learned，2018）。如果操作員作為綜合防空的一部分開展工作，那么許多步驟可能由上級指揮部執行。

從人類性能的角度來看，最重要的事件是殺傷鏈的初始步驟，即發現、固定和跟蹤，而隨后的步驟則更依賴于武器。也就是說，這些初始步驟在很大程度上取決于人的感知和認知能力。因此，這些步驟會受到各種因素的影響，這些因素會增強或削弱感知能力和協同能力。有兩個相關的研究領域專門探討了這些因素對殺傷鏈初始步驟--飛機探測和目標跟蹤--的影響。在下一節中，我們將回顧與發現、固定和跟蹤任務相關的文獻，首先是飛機探測，然后是目標跟蹤。

隨著無人駕駛飛行器（UAV）日益成為監視和偵察（S&R）行動不可或缺的一部分，其易受網絡威脅的特性給行動的完整性帶來了巨大風險。當前的網絡安全協議往往無法解決無人機行動在監視和偵察（S&R）環境中的獨特脆弱性和挑戰，凸顯了專門網絡安全戰略的空白。本研究采用 MITRE ATTACK 框架來加強網絡安全方法，保護無人機免受不斷變化的網絡威脅。本論文通過基于場景的分析，將現有漏洞與綜合戰術、技術和程序（TTPs）進行映射。假設和實際的 S&R 操作案例研究證明了建議的網絡安全策略的適用性，驗證了這些策略在減輕特定威脅方面的有效性，以及制定更具體的網絡安全協議的必要性。研究結果提倡在無人機網絡安全方面不斷創新并保持警惕，這有助于保護執行 S&R 任務的無人機，并強調了無人機操作中網絡安全挑戰的動態性質。

本論文要解決的核心問題是，在 S&R 場景中運行的無人機在專門的網絡安全戰略方面存在巨大差距。本研究利用 MITRE ATTACK 框架，致力于發現和設計增強型網絡安全方法，以保護無人機在執行 S&R 任務中的重要貢獻，抵御不斷變化的網絡威脅。本研究對 S&R 領域無人機面臨的普遍網絡安全漏洞進行了深入研究。這項研究旨在將這些漏洞與 MITRE ATTACK 框架中概述的綜合戰術、技術和程序（TTPs）進行映射。為了驗證所提出的網絡安全策略的有效性和適用性，論文將結合模擬 S&R 行動的案例研究。假設和實際場景說明了如何根據 MITRE ATTACK 框架調整和應用網絡安全措施，以減輕不同 S&R 環境下的特定網絡威脅。納入這些場景旨在闡明在基于無人機的 S&R 行動中制定嚴格的網絡安全措施所面臨的現實挑戰和可行性，為此類協議在實際環境中的執行和有效性提供重要見解。

本文共分六章。第 2 章包括無人機在各種監視和偵察任務中的一般使用背景、有關 MITRE ATTACK 框架的信息、在監視和偵察任務中使用無人機的研究文獻綜述以及無人機和 S&R 場景中的網絡安全狀況。第 3 章分析了對無人機的常見網絡攻擊，研究了這些威脅對任務的影響，并討論了對監視和偵察任務中的無人機的潛在影響。第 4 章重點介紹 MITRE 框架，通過該框架確定相關戰術、技術和程序 (TTP)，并在 S&R 行動中制定緩解策略。第 5 章探討了假設和實際案例研究，在各種 S&R 場景中實施該框架。最后，第 6 章回顧了使用 MITRE 框架的局限性和挑戰，總結了主要發現，并給出了一些最終想法。

無人水面艦艇（USV）通常依靠全球定位系統（GPS）和射頻（RF）通信進行導航和多車協調。在戰時環境中，全球定位系統和無線電信號屏蔽對 USV 的有效導航和控制提出了挑戰。本論文研究了使用低成本人工智能（AI）立體相機作為傳感器，實現 USV 的無 GPS 和 RF 導航與協調。這些相機還可用于對水面船只進行分類和定位。我們使用安裝在多艘 Mokai USV 上的 OAK-D AI 攝像機進行了實驗。對神經網絡 (NN) 模型進行了訓練，以識別兩個對象類別：Mokai USV 和其他船只。利用開源 Python 庫，該模型被直接加載到攝像頭上，并集成到機器人操作系統 (ROS) 軟件中，以提取檢測到的物體的相對姿態信息。為了分析該模型的有效性，我們在未見過的視頻上以及使用 Mokai USV 和其他水面艦艇進行的現場實驗中對 NN 進行了測試。將攝像機估計的物體定位與在實驗室環境中通過物理驗證收集的物體地面實況位置進行了比較。最后，還探討了特定相機硬件和立體視覺在此應用中的局限性，以評估其進一步開發的可行性。

自主系統的最新進展對學術界和工業界都產生了重大影響，開辟了新的研究途徑。其中之一就是多個系統為實現共同目標而進行的協作，這就是所謂的合作系統。在缺乏人類智能、決策和感知能力的情況下，無人自主系統在一起部署和使用時，可以從彼此的能力中相互受益。本研究探討了無人駕駛航空系統（UAS）群的協作問題，在這種情況下，由于單個飛行器受到限制，需要進行不同程度的協調與合作。這種合作的形式可以是物理支持，即任務要求超出單個系統的物理能力；也可以是情報級支持，即總體上需要更好的感知、處理或決策能力。本研究的目標是為一組選定的無人機系統和受限任務場景開發和集成協同制導與控制算法，這些場景包括通過帶懸掛纜繩的多旋翼飛行器協同操縱空中有效載荷的任務，以及利用飛艇和多旋翼飛行器團隊協同編隊的任務。此外，本研究還旨在將所開發的個體和合作模型算法集成到高保真模擬中，以便在現實飛行任務中研究多智能體協作的有效性。

研究的第一部分側重于單個航空系統的建模和仿真。案例研究中考慮的系統包括帶有柔性電纜懸掛有效載荷的多旋翼飛行器和飛艇。在這一部分中，分別采用歐拉-拉格朗日法和牛頓-歐拉法推導出這些系統的數學模型。分析了柔性纜索模型的動力學特性，并將其與分析性貓尾式解法進行了比較。此外，為了提高仿真精度，還針對帶柔性纜繩懸掛有效載荷系統的多旋翼飛行器實施了動量和幾何結構保全變分積分器。

第二部分是為每個系統設計制導和控制法則，以提供姿態穩定和軌跡跟蹤。首先，研究了一種基于線性化系統模型的游戲理論方法，用于減弱懸掛有效載荷的擺動。這種方法考慮了多旋翼飛行器與懸掛載荷系統的各種狀態反饋情況。基于從這些線性分析中獲得的啟示，我們開發了一種以導管形狀為依據的幾何控制方法，用于該系統的姿態和軌跡跟蹤控制。對于飛艇，則開發了線性和非線性控制方法。這些方法分別包括基于增益調度的線性二次控制和非線性動態反演（NDI）方法。然后對這兩種方法進行了比較，重點關注它們的優勢和實施的難易程度。

最后，針對任務目標受限的現實場景，開發了合作制導和控制法，要求一組無人機在物理或智能層面上進行合作。借鑒對柔性電纜的延展性分析，構建了一個合作控制場景。該場景展示了飛行器之間的合作，利用多旋翼飛行器對懸掛的剛性有效載荷進行空中操縱，其中的限制因素來自單個飛行器的有效載荷能力和飛行器之間通過柔性纜線的物理連接。其次，在涉及多旋翼飛行器團隊的編隊控制場景中采用了領導者-跟隨者通信圖拓撲結構，突出了基于擴展狀態觀測器（ESO）的總干擾估計模型的集成。該模型大大增強了系統對外部干擾和未建模動態的魯棒性。最后，我們在一個示例場景中展示了這些研究的實際應用，在搜救任務中需要通過無人機系統提供合作編隊支持。在這個場景中，我們還利用飛艇將多旋翼飛行器運送和部署到任務目的地，在那里執行編隊任務，以適應各種編隊形狀和圖形拓撲。這一場景需要物理和信息層面的協作，以增強區域覆蓋、改善感知和態勢感知。這里的限制來自單個飛行器的物理限制（如尺寸、續航時間、有效載荷能力和運行環境）和信息級限制（如處理能力、傳感和通信能力）。這種情況形成了在現實生活中具有實際應用價值的基線。

圖 1.1： 多旋翼協同飛行器攜帶通過纜繩懸掛的應急包執行空中有效載荷操縱任務的示意圖

圖 1.2：空中有效載荷操縱任務工作項目

圖 1.3：合作編隊飛行任務示意圖，多旋翼飛行器小組在飛艇的協助下作為領隊節點引導編隊飛行

美軍在戰術層面的組織、能力和授權方面存在差距，無法在信息環境（OIE）中開展行動。本論文通過分析和應用從空地一體化中汲取的經驗教訓，確定了潛在的解決方案：空地一體化是戰爭的一個層面，曾是可與現代信息、網絡和太空相媲美的新概念。空地一體化從第一次世界大戰中的戰略偵察發展到現代攻擊直升機、手動發射的殺手級無人機和戰術聯合終端攻擊控制員（JTACs）。如今，聯合終端攻擊控制員為地面指揮官提供了一名處于戰術邊緣的空地一體化專家，該專家裝備有致命和非致命能力，其權限因地點和行動類型而異。JTAC 的資格得到了整個聯合部隊和北約的認可，并最大限度地減少了地面單元所需的飛行員數量。本論文認為，建立一個與 JTAC 相當的信息、網絡和空間管制員可使聯合部隊更有效地開展戰術 OIE。這種多域終端效應控制員（MDTEC）將獲得聯合認證、資格和指定，就信息環境向地面指揮官提供建議，使用戰術信息工具，并利用聯合信息、網絡和空間資產創造效應。

本文認為，仿照聯合終端攻擊控制員（JTAC）建立 "多域終端效果控制員（MDTEC）"模型，將使戰術部隊能夠更有效地實施 OIE。MDTEC 將作為戰場戰術邊緣的 OIE 使用專家，為地面指揮官提供建議，規劃信息效果，操作信息能力，并向作戰和國家級 OIE 部隊請求效果。模擬 JTAC 計劃的認證、資格和指定方面，將創建整個聯合部隊和北大西洋公約組織 (NATO) 標準化的 MDTEC，使 MDTEC 和 OIE 部隊之間具有一定程度的信任和互操作性。

MDTEC 的能力和權限也可參照 JTAC 的模式。為 MDTEC 配備自主信息能力將使地面部隊能夠識別信息目標，傳遞準確的位置信息，并實施有限的 OIE 效果。MDTEC 應能隨時操作這些設備，而無需上級指揮部的批準。將任何進一步 OIE 行動的授權保留在較高級別，可為協調和目標審查留出更多時間，而將授權推向較低級別則可加快行動節奏。不過，MDTEC 將接受培訓并配備裝備，以識別敵方目標，并在獲得適當級別指揮官批準后開展 OIE 行動。

本專著既展示了反介入區域拒止（A2AD）問題，也是一個獨特的歷史性解決方案實例。作為分析的一部分，本文提出了一個假設，即美國陸軍地面部隊可能會在沒有空域保護和支持的對抗性環境中作戰，而自第二次世界大戰以來，空域一直是地面機動的主要要求。因此，這本專著探討了陸軍在需要在沒有空中優勢的情況下作戰時可能面臨的問題，以及重新獲得空中優勢的條件。本專著的核心論點是，美國陸軍多域作戰（MDO）中大規模作戰行動（LSCO）的成功，在未來可能會有通過最大限度地利用其他域手段，嘗試通過地面機動消滅敵方防空系統的要求。本研究分析并比較了兩個歷史案例：贖罪日戰爭和二戰時期德國的莫爾坦攻勢。這些案例研究提供了作戰指揮官如何在沒有空中優勢的情況下嘗試使用地面部隊的背景。它們是現代戰爭中面對無法通過空中支援地面機動時成功和失敗的范例。在這兩種情況下，縱深機動、火力和空中優勢的標準提供了一種手段，用于分析和解釋戰區指揮官如何在缺乏現代戰爭所必需的空中支援的條件下成功或失敗地尋求聯合兵種機動。

作為一個負責執行大規模作戰行動（LSCO）的軍事組織，美國陸軍的競爭對手是不斷發展以與美國軍事實力相匹敵的同行對手。這些對手開發的技術能力可以阻止多領域行動的融合。為了在未來的沖突中與這些對手競爭、滲透和瓦解，美國陸軍要不斷發展，適應戰場上的挑戰。俄羅斯是一個嚴重的同級威脅，可以挑戰美軍在大規模作戰行動中的主導地位。自 "沙漠風暴 "行動以來，俄羅斯一直密切關注著美國的戰爭方式。正如馬克-A-米利將軍所說，俄羅斯領導人知道，"我們擅長的戰爭方式強調聯合和聯合作戰；技術優勢；全球力量投送；戰略、作戰和戰術機動"。"因此，善于觀察的俄羅斯學會了利用作戰環境，開發能夠造成作戰對峙和阻止常規部隊有效使用的武器。

目前，俄羅斯對歐洲國家的侵略行為--她試圖恢復蘇聯時期的突出地位--增加了歐洲未來發生武裝沖突的可能性。由于俄羅斯研究了美軍的部署和作戰方式，美軍將不得不尋找適應性的方法來實現戰場上的領域融合。修正主義的俄羅斯實現了能力的現代化和發展，以對抗美軍執行空地一體化運動、機動和火力的能力。俄羅斯先進的遠程防空系統將使美國喪失空中優勢。其便攜式系統和先進的無人空中和地面系統的擴散對美軍編隊和關鍵節點構成重大威脅。美軍陸軍可能在沒有空域保護和支持的情況下在有爭議的環境中作戰，這是本文及其分析的一個關鍵假設。

根據聯合出版物（JP）3-01《反擊空中和導彈威脅》，"反擊空中和導彈威脅 "的最佳方法是 "在發射前利用進攻行動摧毀或瓦解空中和導彈威脅"。然而，面對像俄羅斯這樣的同行威脅，執行這樣的任務并非易事。俄羅斯目前擁有一套綜合防空系統（IADS），由遠程、中程和短程地對空導彈組成的分層結構，可在不同高度擊落作戰飛機。S-400 "凱旋 "地對空導彈系統（SAMS）是俄羅斯高度復雜的防空保護傘的基石。

俄羅斯 S-400 是一種高度機動的系統，能夠在四百公里范圍內攔截敵機。該系統不僅覆蓋了加里寧格勒州的波羅的海國家，還覆蓋了波蘭的廣大地區。這意味著在蘇瓦維缺口和波羅的海沿岸國家附近行動的俄羅斯地面部隊將受到機動靈活的 IADS 的保護。膽敢侵入俄羅斯領空的敵軍戰機將在俄羅斯西部邊境遭遇由 S-400 炮兵連和營組成的致命空中雷區。到 2020 年底，俄羅斯將增加 56 個 S-400 營，這只會提高俄羅斯 IADS 的殺傷力和能力。

俄羅斯最近舉行的 "東方 2018 "軍事演習展示了由 S-400、中程 "布克"、短程 "托爾 "和 "潘齊爾-S1 "系統組成的分層防空系統如何遏制大規模空襲。演習展示了訓練有素的機組人員如何最大限度地發揮 S-400 的能力，對試圖侵入俄羅斯領空的北約飛機造成重大損失。S-400 的射程使其能夠瞄準空中加油機和機載預警與控制飛機等敵方輔助飛機。此外，該系統靈活的瞄準能力可防范不同的威脅和攻擊，其反隱身能力可探測并擊落 F-35 等具有隱身能力的戰斗機。

據專家稱，擊敗俄羅斯先進防空系統的方法包括電子戰、空對地反輻射導彈、戰斧巡航導彈和隱形技術等壓制戰術。然而，這些方法的問題在于成本、可靠性和目標定位。俄羅斯龐大的 SAMS 機群使得壓制任務十分艱巨，而且無法保證成功。壓制俄羅斯的 IADS 需要大量使用反 SAMS 導彈和飛機，而且極有可能造成重大損失。此外，由于 S-400 的發射和機動速度快，因此很難定位和瞄準。同時，針對 S-400 地面雷達系統的隱形技術尚未得到驗證。盡管 B-2 轟炸機、F-22 和 F-35 等飛機的雷達信號很低，但它們也并非無法抵擋不斷發展的雷達技術和攻擊機。F-22 和 F-35 戰斗機的斜角外形和設計使這些飛機很容易受到發展中雷達系統的攻擊。

以色列人慘痛地發現，面對層層疊疊、精密復雜的地面防空系統困難重重。中央情報局關于 1973 年阿以戰爭的解密文件顯示了蘇聯 SAMS 對以色列空軍（IAF）的巨大威力。特別是埃及的 SAMS 網絡，在干擾以色列打擊任務和保護埃及地面部隊方面取得了巨大成功。埃及人在保護罩內行動，直到以色列設計出一種獨特的方法來擊潰他們的防空保護傘。

贖罪日戰爭中埃及的情況代表了與俄羅斯沖突中可能出現的結果。與埃及人一樣，俄羅斯軍隊也將在其防空保護傘下行動，在這種情況下，針對俄羅斯 IADS 的標準壓制戰術可能無法奏效，從而迫使作戰指揮官尋找其他替代方案。1973 年以色列解決這一問題的方法雖然不典型，但也是可以做到這一點的范例。以色列指揮官依靠地面部隊，將縱深滲透、地面炮火和空中優勢結合起來，擊潰了埃及的防空系統。

本文認為，多域作戰（MDO）中 LSCO 的成功可能取決于地面機動部隊能否消滅敵方的防空系統。由地面機動部隊實施并支持地面機動部隊的縱深機動、火力和空中優勢是本文研究作戰指揮官如何利用地面部隊刺破防空泡沫并重建制空權的評估標準。按照我們今天的理解，地面聯合作戰由空地一體化機動組成，因此 IADS 的先進性可能會抵消成功的地面聯合作戰所需的空中支援。在當今的作戰環境中，許多對手在陸基雷達和電子攔截能力方面也擁有類似的先進技術，以防止成功的 LSCO。解決這一問題的一個可能辦法是，戰區指揮官利用地面機動部隊深入敵方領土，解除敵方的空中防御，重新奪回空中優勢，并重建空地會合。

贖罪日戰爭和二戰中的莫爾坦攻勢是對比案例研究，為作戰指揮官如何在沒有相應空中優勢的情況下嘗試使用地面部隊提供了背景資料。這些對比鮮明的案例是現代戰爭中面對無法通過空中支援地面機動時成功與失敗的范例。在這兩個案例中，縱深機動、火力和空中優勢的標準為分析和解釋戰區指揮官如何成功或失敗地用地面機動部隊摧毀防空系統提供了一種手段。兩個案例都說明了縱深機動、火力和空中優勢對防空系統復雜性的重要作用。此外，案例比較還展示了在有爭議和不允許空中行動的環境下，運用縱深機動和火力重新獲得空地一體機動優勢所面臨的差異和挑戰。

美國陸軍將縱深機動描述為軍事行動在時間、空間和目的上的延伸，以便在高度競爭的環境中獲得對敵優勢。縱深機動部隊采用移動和火力相結合的方式，獲取優勢地位，以擊敗敵方部隊。因此，縱深機動在作戰中發揮著至關重要的作用。同樣，火力通過間接火力武器系統對目標產生致命和非致命影響，幫助機動單元奪取、保持和利用主動權。這樣，火力就能完成瞄準、投送和整合各種形式的炮火打擊對方部隊的關鍵任務。同樣，空中優勢通過 "一支部隊對空中的控制，使其在特定時間和地點開展行動時不受空中和導彈威脅的干擾"，從而實現地面作戰行動。

在贖罪日戰爭中，埃及整合了反坦克武器和蘇聯先進的防空系統，使以色列國防軍（IDF）無法應用其裝甲機動和近距離空中支援的概念。以色列國防軍指揮官利用地面機動部隊恢復空地會合，擊敗埃及防空部隊，從而解決了這一作戰難題。以色列作戰指揮官使用了縱深機動和火力，通過摧毀埃及的地面防空系統來實現空中優勢。

在莫爾坦反擊戰中，德軍的表現與以色列人在贖罪日戰爭中的表現形成了鮮明的對比。D-Day 之后，德軍第七陸軍在法國小鎮莫爾坦附近發動了一次名為 "盧蒂奇行動 "的反擊，目的是在沒有適當的空中掩護和火力的情況下切斷美軍從諾曼底橋頭堡的滲透和突圍。德軍無法整合空地機動，降低了陸軍的戰績，阻礙了作戰的成功。由于盟軍在諾曼底上空擁有壓倒性的空中優勢，德軍無法對美軍防御發起成功的縱深機動，其火力也缺乏有效性。德軍地面機動部隊在進攻過程中沒有空中組成部分，也沒有能力攔截英國的空軍基地，因未能取得聯合武器優勢而遭受了災難性的失敗。

本研究參考了包括美國軍事條令和第一手資料在內的原始資料，這些資料為本項目分析歷史案例研究提供了一個視角。在贖罪日戰爭案例研究中，以色列和埃及方面參戰人員的自傳提供了大部分原始資料。這里值得關注的是 Saad El Shazly 將軍的《跨越蘇伊士運河》和 Avraham Adan 將軍的《蘇伊士運河畔：一位以色列將軍對贖罪日戰爭的親身經歷》。這兩本書提供了戰爭發生時的第一手資料。其他主要資料來源有美軍條令出版物和野戰手冊，如《野戰手冊》（FM）3-0《作戰》和《陸軍條令參考出版物》（ADRP）3-09《火力》。在二手資料方面，學術書籍和研究專著也提供了有關該主題的詳細信息。

薩阿德-沙茲利（Saad El Shazly）將軍的自傳體作品《跨越蘇伊士運河》代表了埃及對 1973 年以色列戰爭的看法。沙茲利的作品展示了埃及軍方如何將軍事手段與政治目的相結合。作為戰爭的戰略家和主要策劃者，沙茲利對埃及戰爭計劃的不同階段提出了寶貴的見解，并詳細介紹了埃及軍方如何建立綜合防空系統以遏制以色列的空中優勢。他從資源有限的埃及軍方角度描述了這場沖突，并詳細介紹了為克服這些挑戰所采取的措施。盡管沙茲利的軍事回憶錄并非對沖突的公正描述，但其價值在于對埃及作戰計劃的坦誠評估。

另一方面，阿夫拉罕-阿丹的戰爭回憶錄《蘇伊士運河畔》代表了以色列人對 1973 年戰爭的看法和描述。阿丹將軍講述了他作為師長的經歷，是對阿以最新戰爭史學的重要貢獻。本研究感興趣的是阿丹對關鍵事件的描述，尤其是在德韋爾蘇伊士攻勢中，以色列地面部隊采用了獨特的縱深機動、火力和空中支援組合，擊敗了埃及先進的防空系統，重新奪回了西奈天空的制空權。

亞伯拉罕-拉賓諾維奇（Abraham Rabinovich）的《贖罪日戰爭》等二手資料對贖罪日戰爭案例研究至關重要，因為它們通過證實關鍵事實和事件，補充了一手資料。拉比諾維奇的著作從以色列、埃及和敘利亞的角度對戰爭進行了平衡的敘述。書中的 "實地 "細節為本文的分析提供了依據。拉比諾維奇對戰爭的研究依賴于對退伍軍人的 130 多次采訪，以及他在沖突期間作為記者的工作。

對于莫爾坦攻勢的案例研究，現有原始歷史手稿的深度和廣度都很有限。不過，《第二次世界大戰中的美國陸軍，歐洲戰區》（The U.S. Army in World War II, The Europe Theater of Operations： 突圍與追擊》提供了大量信息。艾克-斯凱爾頓聯合武器研究圖書館（Ike Skelton Combined Arms Research Library）的檔案也對這次行動進行了詳細描述。德懷特-艾森豪威爾（Dwight D. Eisenhower）的《最高指揮官就盟軍遠征軍 1944 年 6 月 6 日至 1945 年 5 月 8 日在歐洲的行動向參謀長聯席會議提交的報告》和美國第 30 步兵師的《行動后報告》尤其值得關注。在二手資料方面，《拯救突圍： 25F 26 在二手資料方面，《拯救突圍：1944 年 8 月 7 日至 12 日第 30 師在莫爾坦的英勇戰斗》和《莫爾坦的勝利》是本研究中使用的其他學術著作。

馬克-里爾登（Mark Reardon）的《莫爾坦的勝利》（Victory at Mortain）一書為莫爾坦攻勢案例研究分析提供了參考，因為該書記錄了德國在 D-Day 入侵后試圖決定性地影響西歐戰爭進程的嘗試。通過研究多個裝甲師攻擊防守法國小鎮莫爾坦的一個美軍師的原因，Reardon 對戰術層面的戰斗、作戰演習和高級戰地指揮官的決策之間的關系提供了至關重要的見解。與此同時，阿爾溫-費瑟斯頓（Alwyn Featherston）的著作《拯救突圍》（Saving the Breakout）試圖將莫爾坦戰役從被遺忘的歷史中重新喚醒。在研究中，費瑟斯頓指出了缺乏空中支援和無法攔截英國空軍基地是如何阻礙德國地面機動部隊取得對美軍的聯合優勢的。

本研究的以下部分包括兩個案例研究--贖罪日戰爭和德國莫爾坦攻勢--以及一個結論，以證明 LSCO 的成功可能取決于地面機動部隊摧毀對方部隊的防空系統。第二節和第三節對這兩個歷史案例進行了比較和對比，以說明反介入區域拒止（A2AD）問題和獨特的解決方案。第二節通過強調以色列指揮官利用地面部隊的縱深機動和地面火力支援重新奪回制空權并擊敗埃及 SAMS 保護傘的獨特性，探討了以色列在面對埃及多層次、復雜的防空系統時取得成功的獨特性。

相反，第三節說明了面對在防空系統下作戰的敵軍的困難。它將德國的莫爾坦攻勢視為當今作戰指揮官在面對俄羅斯這樣的同級威脅時可能面臨的結果。該部分強調了德軍在沒有足夠空中支援的情況下，面對在其防空系統下作戰的盟軍所面臨的挑戰。最后，結論部分對兩個案例研究進行了總結，并強化了本項目的中心論點。

由于其復雜性，城市地區對于地面戰來說是一個具有挑戰性的多維環境。最近的技術進步使軍隊能夠利用不同大小的無人地面車輛（UGV）來支持各種任務。本論文介紹了為一些通用 UGV 蜂群開發的搜索和殺傷任務制導算法，這可能是一個有吸引力的應用，特別是對于在城市環境中運行的小型 UGV。研究通過一系列計算機模擬，評估了算法在室內和室外城市環境中執行此類任務的可行性和有效性。所開發的模擬可以改變許多參數，從而在使用不同的環境、平臺、傳感器和武器時接近真實情況。本文介紹的計算機模擬還可幫助軍事領導人選擇關鍵任務參數，以最大限度地提高未來潛在交戰的結果。

圖：美國防部陸軍UGV戰役計劃

圖：美國防部陸軍UGV能力時間表

由于多層結構、新的交戰條件以及對軍民關系的考慮，城市地區的戰斗極其復雜和具有挑戰性。最近的技術進步使軍方能夠采用機器人平臺，如爆炸物處理、重型物品裝載、火力下的地面狀況修復等，幫助克服城市環境中的作戰挑戰（Gage，1995 年）。軍用機器人領域的一個新興趨勢是蜂群機器人技術。根據美國國防部（DoD）機器人系統聯合項目辦公室（RS JPO）2011 年發布的無人地面系統路線圖報告，計劃在未來 25 年內開發出具有作戰能力的武裝 UGV（國防部，2011 年，41）。

本論文評估了三種算法（表 1），即最小訪問單元（LVC）制導、高級最小訪問單元（ALVC）制導和粒子群優化（PSO）算法在三種不同環境?open space、室外和室內?，以滿足 UGV 搜索和摧毀任務的適用性。UGV 的任務分為兩個階段。第一階段是搜索階段，其有效性的衡量標準是區域覆蓋。第二階段是跟蹤和交戰階段，其效果衡量標準是結束交戰所需的時間（迭代次數）以及藍方和紅方部隊的傷亡人數。

表1 本文研究的輸入參數綜述。

本論文中開發的 LVC 制導算法在空地、室外和室內城市行動這三種行動中都能很好地發揮作用。引入 PSO 算法后，在跟蹤和交戰階段定位目標所需的時間進一步縮短了約五倍。然而，PSO 算法在室內行動中遇到了困難，因為它無法克服 UGV 智能體與被探測到的敵方智能體之間的障礙。由于 PSO 算法不會改變交戰順序或殺傷概率，因此不會影響傷亡人數。作為對 LVC 制導的改進而開發的 ALVC 制導算法運行良好，對區域覆蓋有顯著影響，但僅限于搜索階段。與 PSO 算法類似，ALVC 制導算法無法克服障礙物，因此不適合室外和室內城市行動。因此，需要進一步修改 PSO 和 ALVC 制導算法。

對模擬結果的分析表明，增加 UGV 的數量將有助于在更短的時間內定位目標，并提高跟蹤和交戰階段的獲勝概率。分析還表明，提供進入作戰區域的多個入口點是有益的，因為這可以讓 UGV 在更短的時間內確定敵人的位置。此外，引入非整體性約束的結果表明，非整體性驅動提高了區域覆蓋率，從而使 UGV 能夠在更短的時間內定位目標。但事實證明，非整體性約束對于跟蹤移動目標的 UGV 來說是一個不利因素。增加探測距離更為有利，因為 UGV 對態勢有更好的感知，可以更早地啟動 PSO 算法，從而縮短總的交戰時間。

影響傷亡人數的三個輸入參數是殺傷概率、殺傷距離和殺傷順序。藍軍傷亡人數的增減取決于這三個因素。如果紅軍的擊殺概率越高，藍軍的傷亡人數就越少，藍軍需要的擊殺距離就越長，而且藍軍最先參戰。

建模概念遵循網格系統，其中作戰區域被劃分為 100×100 個單元。在每次迭代中，每個智能體都會通過評估緊鄰的八個周邊單元來確定自己的下一個位置。根據輸入參數（如非自主駕駛行為和避免碰撞）和環境條件（如障礙物），周圍的一些單元會受到限制。根據算法的選擇，一些不受限制的單元會比其他單元更受青睞。UGV 智能體與敵方智能體之間的交戰被模擬為概率事件。

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

研究問題

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

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

人工智能驅動的軟件飛行員有可能實現美國空軍對負擔得起的戰術空中力量能力的追求；然而，對啟用空戰自主算法的數據的基礎性要求并沒有得到充分理解。

本文討論了空軍戰術空中力量數據管理的挑戰，承認反對數據對協同作戰飛機（CCA）實戰的重要性的論點，并確定了四個具體原因，即資助和實施一個深思熟慮的數據管理計劃對加速CCA的成功開發和實戰至關重要。這個米切爾論壇的初稿的目的是提供清晰度，并邀請大家討論訓練CCA算法的戰斗所需的數據集，因為美國空軍尋求履行其 "隨時隨地飛行、戰斗和贏得......空中力量 "的使命。

該論壇介紹了來自美國和全球各地航空航天專家的創新概念和發人深省的見解。