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摘要

2016年3月,空軍發布了作戰云概念,定義為 "在戰斗空間內進行數據分配和信息共享的總體網狀網絡,其中每個授權用戶、平臺或節點都能透明地提供和接收基本信息,并能在整個軍事行動中利用這些信息"。作戰云代表了統一空軍和國防部努力追求決策優勢和多域指揮與控制(MDC2)所必需的知識結構。然而,這些目標要求作戰云和相關網絡表現出關鍵屬性,如自我形成、自我修復、漸退化和冗余的能力。在這種結構下,收集數據并將其整合到一個開放的、適應性強的信息系統中將大大增強美國及其盟國在整個軍事行動范圍內(range of military operations,ROMO)的C2和作戰敏捷性。

作戰云可以加強整個ROMO的具體任務概念。例如,作戰云有可能通過更好地利用火力支援協調措施來改善聯合射擊,增強近距離空中支援和人員救援任務,并完善機構間協調和聯盟作戰管理。雖然作戰云的固有優勢很多,但圍繞其成功開發并納入現代戰爭的挑戰同樣很多,包括互操作性和安全問題,以及確保在戰術和作戰層面的分布式執行。盡管存在這些挑戰,但數據的普遍性將不允許未來在域之間劃定任意界限,而且C2必須不再被這些術語所限制。未來,信息必須由所有人產生、合成、共享,并通過所有領域獲得;作戰云是實現這一目標的工具。

作者

雅各布-P-赫斯(Jacob P. Hess)中校是美國空軍總部作戰局特戰和人員救援處的人員救援航空主管。作為人員救援航空主管,他負責管理空軍對固定翼和旋轉翼救援資產的監督,并整合整個參謀部的人員救援行動、政策和理論。赫斯是2004年美國空軍學院的優秀畢業生,2006年畢業于哈佛大學約翰-肯尼迪政府學院。2007年,赫斯上校完成了本科飛行員培訓,并被分配到空戰司令部,駕駛HC-130P戰斗之王。作為一名HC-130飛行員,他曾在支持非洲之角聯合特遣部隊、持久自由行動、統一保護者行動和其他海外應急行動中執行任務。

亞倫-W-基瑟(Aaron W. Kiser)少校于2005年畢業于美國空軍學院。他于2006年完成了本科飛行員培訓,并在T-38C和后來的F-15E中擔任教官飛行員。基瑟少校曾在支持非洲之角聯合特遣部隊、持久自由行動、堅決行動和其他應急行動中飛行。他目前是高級航空和空間研究學院的學生。

肖恩-威廉姆斯(Shawn Williams)先生擔任邁阿密美國南方司令部情報局人力處處長。在擔任目前的職位之前,威廉姆斯先生是情報局的執行秘書處主任和執行干事。他的主要職責包括文職和軍事人員的戰略規劃和人力管理,同時還為情報局局長和副局長提供直接支持。威廉姆斯先生于2005年從美國空軍退役,獲得阿什福德大學體育管理學士學位,并于2017年獲得阿拉巴馬州麥克斯韋空軍基地空軍指揮與參謀學院軍事作戰藝術和科學碩士學位。

El Mostafa Bouhafa中校是摩洛哥皇家空軍(RMAF)的一名直升機中隊指揮官。他于1996年9月進入RMAF皇家航空學院(ERA)學習,并在完成航空碩士學位后進入RMAF在拉巴特的直升機學校學習,在那里他獲得了瞪羚SA-342L攻擊直升機飛行員執照。2009年,在做了多年的操作員之后,布哈法上校獲得了ERA的機械工程碩士學位,并在回到攻擊直升機聯隊之前擔任飛機維修經理。2014-15年,他參加了摩洛哥參謀學院,并以RMAF班級第一名的成績畢業。他也是美國空軍空中指揮和參謀學院2017年的畢業生。考慮到溝通是文化的重要基礎,布哈法上校會說幾種語言,包括阿拉伯語、法語、西班牙語、德語和英語。

1 引言

2016年3月,空軍公布了其對未來數據分配和信息共享網絡的愿景,即作戰云。作為作戰云概念的主要指揮部,空軍作戰司令部將作戰云定義為 "一個在戰斗空間內進行數據分配和信息共享的總體網狀網絡,其中每個授權用戶、平臺或節點都能透明地提供和接收基本信息,并能在整個軍事行動中利用這些信息。"作戰云是一個情報框架,為空軍、國防部和政府機構獲取和發展未來網絡化能力提供統一能力。這一概念對于推動國防部超越目前缺乏互操作性的零散能力開發和特定服務網絡是很有意義的。作戰云還將加強由傳感器、投射和網絡節點組成的互補作戰平臺的戰術性能、決策和指揮與控制(C2),這些平臺共享實時戰術信息,這對未來的多域作戰至關重要。

空軍參謀長(CSAF)大衛-戈德費恩(David Goldfein)將軍強調多域指揮與控制(MDC2)是他擔任CSAF期間的三個重點領域之一。他強調說:

  • 我們的指揮與控制能力演變需要新的思維、新的培養,也許還有新技術或使用舊技術的新方法。我們將需要整合來自各種來源的實時信息--一些非傳統的信息--并以系統處理信息的速度來評估這些信息。如果敵人阻止了一個領域的行動,我們就會迅速 "發號施令",改變策略,從另一個領域進行攻擊或防御。未來的多域作戰就其本質而言將是高速、敏捷和聯合的。

作戰云架構將通過提高現有網絡的互操作性,為新網絡打下基礎,并允許實時信息快速流向作戰人員和決策者,以便比敵人更快地做出決定,從而實現MDC2。作戰云最終代表了軍事發展的一個決定性組成部分,必須為軍隊開發,以確保未來戰場上的信息優勢和決策優勢。

2 信息與決策優勢

學者們為當前的時代提出了無數的名稱:計算機時代、數字時代、太空時代和后工業時代等等。雖然對于哪個詞最能定義當前的時期可能沒有一致意見,但圍繞著工業時代的概念和組織結構已經不足以處理未來的問題這一觀點,存在著更多的共識。這些過時的結構尤其不再適用于信息共享和C2領域的多域作戰。米切爾空軍研究學院院長、退役空軍中將戴維-德普圖拉甚至預測說:"對未來沖突可能格局的任何評估都必須認識到,無論出現何種類型的交戰,結果將越來越取決于哪一方在收集、處理、傳播和控制信息方面有更好的裝備和組織。"

不幸的是,在信息共享和C2方面,聯合部隊的組織形式仍然是工業時代各機構的聯合體,更注重于消費而不是共享。這種結構給未來的作戰帶來了巨大的風險。過去需要數小時甚至數天的決策,現在有望在幾分鐘內做出,但做出這些決策所需的信息和情報卻受到前一個時代的結構和協議的約束。為了使多域作戰在未來取得成功,戰場上的指揮官必須以與世界其他地區相同的速度獲取信息。如果沒有這種能力,C2和情報將繼續落后于作戰中不斷增加的信息需求,聯合指揮官將越來越多地發現自己被敵人擊敗或 "超越"。為了在未來取得成功,聯合部隊指揮官必須利用卓越的信息,并能夠將其轉化為卓越的知識,使 "更好的決策比對手的反應更快到達和實施。" 《2020年聯合展望》將這一過程稱為決策優勢。決策優勢不僅使聯合部隊指揮官獲得了更多的信息,而且還提高了信息的質量,使他們具有明顯的優勢,能夠以果斷的行動先發制人。有鑒于此,作戰云是實現決策優勢的首選工具,可實現MDC2,并防止未來的部隊被越來越聰明的后工業化敵人麻痹。

3 作戰云的特性

隨著作戰云概念的相關性建立,對未來網絡必須具備的具體特性進行研究是有益的。一般來說,云計算允許用戶從任何地方通過任何連接的設備訪問他們的應用程序。一個以用戶為中心的界面使支持云計算的基礎設施對用戶透明。其結果是一個由大規模可擴展的數據中心組成的網絡,計算資源可以被動態配置和共享,以實現規模經濟。然而,像這樣的網絡需要某些特性來確保連接。根據空軍的作戰概念,網絡必須是自我形成的,自我修復的,漸退化的和冗余的。

為了展現這些特性,作戰云可以與現代蜂窩電話數據網絡的功能進行比較。這些網絡在無爭議的環境中顯示出與作戰云在有爭議和退化的操作環境中所要求的相同品質。例如,當網絡用戶在家中使用無線互聯網連接時,網絡的能力將以高可靠性和高連接性得到最大限度的發揮。網絡是自我形成的,因為如果多個用戶在信號范圍內,他們可以在無線網絡上傳輸信息。當用戶離開家時,數據連接不會停止運作,而只是降低到一個較低的連接水平,如長期演進(LTE)網絡的連接。當用戶離開LTE覆蓋的區域時,連接就會降到第三代(3G)能力。盡管速度較慢,信息傳輸仍然可以發生。網絡連接并不像一個開關,而是根據節點和可用服務的位置或距離,漸進退化。不同地點的多個節點在任何特定節點不可用的情況下提供冗余。最后,用戶也能完全接入無線互聯網。當在范圍內時,網絡從3G覆蓋范圍過渡到無線信號的高速數據能力,顯示了從降級到完全功能的 "自我修復 "能力。作戰云必須為單個用戶和系統共享類似的網絡特性,同時在高度競爭的電磁頻譜(EMS)中運行。

未來的作戰云能力將類似于現代的蜂窩網絡。取代手機,作戰云用戶將登錄武器系統,如F-35,作為力量投射、傳感器和網絡節點,將自動推拉與任務相關的及時信息以協助用戶。現今的網絡能力代表了F-35和其他網絡節點在有爭議的EMS中對戰斗云所要求的相同功能。為了給作戰平臺提供一個強大的架構,與相關的參與者進行溝通,在降低連接水平的情況下進行操作,并在動態作戰條件下恢復到完全可操作性,作戰云必須隨著時間的推移而發展。它必須將現有網絡的信息和硬件與未來的網絡聯系起來,開發者必須在一個總體結構下追求未來的能力。這些能力已經在開發之中,包括各種網關,允許Link 16、Link 11、飛行數據鏈(IFDL)和其他數據鏈之間的通信,以及數據轉換設備,如戰場機載通信節點(BACN)和TALON HATE等吊艙,使第四到第五代戰斗機共享數據。然而,未來的數據鏈路在設計時必須考慮到現有和未來系統之間的互操作性,從而最大限度地減少對拼湊連接修復的需要。

除了戰斗機的數據鏈接,作戰云在實現MDC2方面擁有巨大優勢。收集數據并將其整合到一個開放的、適應性強的信息系統中,減輕了所有分類的負擔,將大大增強美國及其盟國的C2和作戰敏捷性。作戰云代表了一種深刻的轉變,即從將平臺視為簡單的信息消費者轉變為傳感器,從一系列單獨聯網的平臺轉變為更廣泛的跨域整合的 "系統簇(system of systems)"。這樣的概念以一種完全共生的方式連接各領域。未來的信息和C2在本質上是多域的,因為從頭開始構建它們將由跨領域和事務的輸入和傳感器。因此,指揮官可以通過快速生成多種解決方案來應對特定的挑戰,并有能力在這些解決方案之間進行轉換,從而充分利用MDC2的全部優勢。作戰云有望以一種存在的方式改變我們所知的多域環境。引用Deptula將軍的話,"中心思想是跨域協同。不同領域能力互補,而不是簡單的相加,是我們的目標--這樣,每一種能力都能增強整體的有效性,并彌補其他資產的脆弱性。"

作為強調作戰云在塑造未來環境和部隊方面的決定性優勢的一種手段,下一節強調了針對整個ROMO需求范圍的具體能力和任務。這些是聯合火力和火力支援協調、近距離空中支援(CAS)、人員救援(PR)、機構間協調和多國伙伴關系。作戰云在這些能力的交叉點上,可以建立共同的作戰圖景,以實現有效的MDC2和領先于未來的決策優勢。

4 跨越軍事作戰范圍的作戰云

4.1 聯合火力和火力支援協調

作戰云將通過提高火力支援協調措施(FSCM)的靈活性和使用,實現更有效的聯合射擊。聯合學說將火力支援協調措施定義為 "指揮官采用的一種措施,以促進對目標的快速交戰,同時為友軍提供保障"。在作戰層面上,FSCM的目的是解除沖突并協調來自多個領域的火力,以實現聯合部隊的目標定位效率。然而,某些FSCM缺乏靈活性,應用不當,傳播過程冗長,如火力支援協調線(FSCL)的位置或殺傷箱(Kill boxes)的狀態,呈現了聯合火力的缺陷,給未來的聯合部隊作戰帶來風險。通過作戰云帶來的進步,未來的聯合火力將以更靈活和及時的火力支援協調機制為特征,促進多領域的目標定位,加強非線性戰場行動,并減少自相殘殺的風險。

有許多FSCM,但在大規模作戰中促進聯合火力的兩個最關鍵措施是FSCL和殺傷箱。FSCL被定義為一種FSCM,"用于支持作戰區域內的共同目標;超過此線的所有火力必須在交戰前與受影響的指揮官協調,而在此線以下,所有火力必須在交戰前與建立指揮官協調"。FSCL被放置在友軍陸地或兩棲部隊前方一定距離的陸地上。它們在線性戰場條件下是很有用的,因為可以在友軍和敵軍之間劃出一條明顯的界限。殺傷箱在聯合火力協調中也是至關重要的,它被定義為 "一個三維的FSCM,有一個相關的空域控制措施(ACM),用來促進火力的整合。" 殺傷箱是由被支持的指揮官與支持的指揮官協調建立的,可以根據不同的火力沖突要求打開、關閉或用顏色編碼。根據聯合出版物(JP)3-03《聯合阻擊》,"目標是減少所需的協調,以最大的靈活性滿足支持要求......同時防止發生友軍交火事件。" FSCL和殺傷箱可以協同使用,位于FSCL之外的殺傷箱可以在聯軍陸地部分指揮官(CFLCC)的批準下打開進行空中攔截(AI)。在沙漠風暴行動(ODS)和伊拉克自由行動(OIF)中,有大量的例子說明這些FSCM應用不當、缺乏靈活性和更新傳播緩慢。

查克-霍納(Chuck Horner)將軍在他與作家湯姆-克蘭西(Tom Clancy)合著的《每一個人都是老虎》一書中,指出了布置FSCL的幾個應用問題。在地面進攻之前的ODS初始靜態階段,"FSCL是沙特阿拉伯和科威特(伊拉克占領)之間的邊界"。重要的是,在靜態階段,不僅要將FSCL布置在靠近敵軍的地方,以利于更廣泛的空中攔截,而且還要一個視覺上的重要地標,以幫助空中識別。空中戰役期間最初的FSCL布置是理想的,因為在科威特還沒有友軍,而且從空中可以清楚地看到邊界本身。然而,隨著1991年2月24日地面機動階段的啟動,陸軍部隊在推進過程中未能相互協調各自新的FSCL,因此 "他們的FSCL看起來就像鋸條上的牙齒"。這種配置造成了相鄰地面部隊通道的空中和炮兵打擊之間的火力混亂,直到陸軍戰場協調部門最終與第三軍達成了一個單一的綜合FSCL解決方案。

在沙漠風暴行動(ODS)的最后幾個小時里,第三集團軍總部對FSCL的布置出現了重大失誤,這也是伊拉克坦克和部隊撤退的一個因素。2月27日上午,陸軍將防線移至幼發拉底河以北,以方便阿帕奇直升機對巴士拉以北的公路進行攻擊。只進行了幾次攻擊,但此舉占用了空域和地面區域,而豐富的和沒有工作的空中攔截(AI)飛機本可以用來攻擊逃過河的伊拉克部隊。當晚19時,美國中央司令部終于澄清了FSCL,以糾正這種情況,但只是在FSCL "被來回推動,因為兩個部門為自己的部隊尋求最大的靈活性"。結果,由于聯盟內部的FSCM爭端,以及無法明確傳播變化的FSCM,導致了伊拉克部隊逃離。

事實證明,在ODS的地面快節奏階段,FSCM的靈活性和及時傳播受阻,而且存在空對地攻擊干擾(可能導致自相殘殺)。地面部隊指揮官將FSCL布置在陸地部隊前進的前方,以便有更大的機動性,并盡量減少自相殘殺的機會。蘭德公司對ODS空中行動的研究表明:"由于聯軍的推進速度,機載控制人員和前方空中控制人員(FAC)臨時性向飛行員通報快速移動的FSCL,這些FSCL往往會迅速超過他們在每日空中任務指令(ATO)中發布的規劃位置。"基本上,由于當前FSCM的快速變化和不確定性,負責空中攔截(AI)支持陸軍的飛行員被迫在使用火力時更加謹慎。在地面部隊的推進過程中,并不總是能夠從空中將FSCL置于視覺上的重要地標。惡劣的天氣和能見度也增加了摩擦。在ODS期間,快速、非線性的地面推進也是導致自相殘殺的因素之一;在146名陣亡的美軍人員中,有35人是由友軍射擊造成的。其中一些傷亡是由于友軍在不知情的情況下推進到FSCL之外。在沒有全球定位系統(GPS)的幫助下,一些地面部隊在沙漠中迷失了方向,發現自己在伊拉克陣地后面。

2003年伊拉克自由行動(OIF)期間,FSCM的問題又出現了。由于空中和地面攻擊幾乎同時啟動,對前進中的地面部隊的空中支援需要更加靈活,因此實施了一種與FSCL協調使用殺傷箱的新方法。在FSCL附近的殺傷箱對空中攔截(AI)來說是關閉的,除非地面指揮官將其打開,而在FSCL以外的殺傷箱默認為打開,除非地面指揮官協調將其關閉。與ODS期間相比,OIF中使用的殺傷箱攔截系統使FSCL兩側的聯合火力更加靈活,但FSCL的布置再次阻礙了空地行動。CFLCC將FSCL的控制權下放給了美國陸軍第五軍團和海軍陸戰隊遠征軍(MEF)第一軍團,第五軍團經常將該線置于前進部隊前方100公里處,以提高其使用直升機和炮兵火力支援的能力,而不必與固定翼空中攔截(AI)資產發生沖突。地面有機火力的更大自由度是以犧牲高效的空中攔截(AI)行動為代價的,有一次空軍對FSCL內的固定目標進行了一整夜的攔截打擊。此外,MEF不滿足于自己的部隊前線(FLOT)和FSCL之間的巨大距離,它采用了自己的FSCL版本,稱為戰場協調線(BCL)。BCL的功能與FSCL相同,但它更接近友軍的地面部隊,并且由于需要加強空地協調,主要用于支持海軍陸戰隊地面部隊的空中資產。今天,海軍陸戰隊專用的BCL仍然是聯合理論中的一種FSCM,這反映了各軍種之間在適當使用能夠進行聯合射擊的FSCM方面存在持續斗爭。

關于OIF期間的自相殘殺事件,海軍陸戰隊第一師師長詹姆斯-馬蒂斯少將說:"我們必須致力于讓這個空地團隊發揮最大作用,而不是發現我們沒有最先進的技術設備。" 陸軍中將戴維-麥基爾南(David McKiernan)認為問題的核心在于正確的程序,他說:"在減少自相殘殺的風險方面,真正造成差異的是與技術無關的。它與部隊的戰術紀律、使用正確的火力支援協調措施、正確的戰術圖形和正確的武器控制狀態以及編隊的紀律有很大關系。" 這些領導人中的每一位都確定了解決方案的部分內容,但提高聯合射擊的有效性、效率和安全性的措施必須利用技術與正確的程序和理論相結合,以確保未來成功的多域射擊。為了解決這些問題,顯然需要一個能夠實現聯合射擊的MDC2的作戰云。

作戰云將允許決明確的和靈活的FSCM布置,可以迅速傳達給所有相關領域的聯合部隊。地面部隊指揮官必須對友軍和敵軍的地面位置有更大的能見度,以便巧妙地使用FSCM。所有空中、陸地和海上的射手都必須有能力看到一個共同的作戰圖景,對不斷變化的FSCM有充分的認識,以最大限度地提高MDC2,而不損失效率或有自相殘殺的風險。改進的作戰網絡能力直接解決了FSCM的不足,因為它主要是一個信息網絡的問題。作戰云將使FSCM能夠快速調整以適應不斷變化的條件并傳播給相關部隊。

在FSCM的選擇、靈活性和分布方面的改進,將在未來以快速變化為特征的作戰環境中實現多域作戰的同步。對于未來的軍事行動來說,像FSCL這樣的線性FSCM的想法可能常常被證明是過于僵化的。在使用時,FSCL必須考慮到遠程地面部隊能力的改進和擴散,因為地面部隊作戰距離在不斷增加。不幸的是,這種趨勢也與空軍部門對相對較近的FSCL的偏好相沖突,因為這種FSCL允許更大的區域用于空中攔截(AI)。可以通過多域感知快速更新的FSCM將使MDC2的敏捷性得以實現。在ODS的前一個例子中,逃跑的伊拉克部隊利用了FSCL位置上的一個C2錯誤,在12小時內使他們不受攻擊地逃到幼發拉底河北部。利用作戰云所帶來的共同作戰畫面,未來的CFLCC將能夠通過即時顯示友好地面部隊和可用固定翼AI資產,對FSCL的布置做出更好的決定。當決定更新FSCL或改變殺傷箱狀態時,CFLCC將不再受限于預先計劃的地點、地理特征或與ATO周期有關的延遲。

有效的FSCM需要高質量的信息來實現作戰的敏捷性。在強大的戰斗機信息網絡的基礎上,作戰云概念能夠將不同的信息系統(如Link 16和藍色部隊跟蹤)連接起來,向作戰決策者和射手提供戰場態勢感知。有效的FSCM的MDC2將允許部隊靈活使用。例如,在OIF中,支援性的空中力量使101空降師和第三步兵師只用他們的師級炮兵作戰,而不是像ODS中那樣用兩個加強型炮兵旅。雖然技術本身并不能替代戰爭中的質量(mass)原則,但如果有快速傳播的FSCM,它可以實現敏捷的火力效果。作戰云能力也將解決與FSCM相關的自相殘殺問題。FSCMs可以通過GPS實時傳送給陸軍,陸軍在接近戰場FSCL時可以收到網絡生成的警告。固定翼 AI 作戰員可以立即傳輸 FSCM 和殺傷盒狀態的更新,并且他們可以在友軍地面部隊機動之前自信地塑造戰場。這些進展在未來對抗更有能力的對手的行動中會變得更加重要。盡管存在重大挑戰,如整合聯盟伙伴和安全問題,但作戰云為通過FSCMs改善聯合火力提供了一個總體的前進方向。

4.2 近距離空中支援(CAS)

近距離空中支援包括針對 "靠近友軍的敵對目標的空中行動,需要將每個空中任務與這些部隊的火力和移動詳細結合起來"。近距離空中支援的C2、優先級和執行在歷史上一直是各軍種之間緊張的根源。然而,作戰云允許向MDC2發展,并實現了戰術可能性,將問題從 "什么部門應該控制CAS資產?"和 "什么是最好的CAS平臺?"轉移到 "我們如何優化CAS效果并將CAS和AI工作與地面部隊的移動相協調?" CAS是一個復雜的問題,它所代表的不僅僅是一個具體的軍種職責或飛機平臺,作戰云架構有助于將思考的重點放在實現高效的MDC2和效果上,而不是關注特定平臺的限制。機組人員和C2節點必須能夠從各種來源獲得與任務相關的、及時的、可用格式的信息;語音通信是目前傳遞大量信息的時間瓶頸,而這些信息有可能以數字方式表達。最后,目前關于數字輔助CAS(DACAS)的理論反映了CAS的信息系統方法的雛形,但未來的作戰云DACAS能力必須與人類領域適當地銜接,以建立信心和信任。

圍繞著C2方法的可行性有很多爭論,但CAS的效果可以通過作戰云結構由各種平臺高效、快速地實現。關于C2,聯合理論宣稱,聯軍空軍分部指揮官通過聯合空中作業中心(CAOC)和適當的C2系統服務組件,對可用于聯合任務的能力和力量進行分配。在聯合地面部隊沒有建立指揮關系的情況下,這些部隊使用各自的C2系統直接向聯合空中作業中心提交CAS請求。使用單軍種C2系統為地面部隊提供了信任和對程序的熟悉,但并不代表最有效的方法。從C2的角度來看,CAS的效率(以航空為中心的觀點)和CAS的有效性/響應時間(以陸地為中心的觀點)之間存在著歷史性的矛盾,而作戰云可以彌合這一鴻溝。雖然集中式控制和分布式執行是最重要的,但在多國環境下的CAS行動中,目前并不存在單一的C2結構。考慮到未來可能會在更大程度上涉及聯合作戰,作戰云有能力將C2系統服務組件和聯盟伙伴整合到一個基于效果的系統中,具有更高的可見性和響應性。當涉及到整合CAS C2以支持地面部隊時,問題的核心是信任。如果軍事部門和聯盟伙伴不相信CAS系統能保護他們的部隊,他們將抵制集中式控制,并對在地面制造重大進展更加猶豫。作戰云可以提供更大的過程可見性,如CAS請求的數字跟蹤和狀態更新,以幫助提高整體戰斗態勢感知。隨著C2過程的透明度和有效性的提高,軍種間和聯盟間的信任自然會發展起來。

對CAS請求的響應速度是決定地面成功與否的關鍵因素,這在越南戰爭期間就有所體現。1970年11月,一份空軍報告顯示,戰術空軍司令部(戰斗轟炸機)對CAS請求的平均響應時間為39.3分鐘,超過了小部隊交戰的平均戰斗時間(僅為32.3分鐘)。引入武裝OV-10戰斗機擔任前線空中控制員(空降)的角色后,CAS響應時間縮短到只有8.1分鐘,并導致友軍勝利的概率更大,友軍傷亡的概率更低。隨著空中優勢的確立,具有更多懸停能力的輕型平臺可以自由運行,武器隨時待命。今天,在伊拉克和阿富汗,MQ-1和MQ-9增加的懸停時間提供了類似的效果。

地面部隊已經習慣于期待由空中優勢實現的快速效應。然而,未來的地面部隊可能需要在有爭議的和退化的空中環境中立即進行CAS,因為持久性的機載武器平臺無法在空中停留。在這些條件下,即時CAS請求的響應時間可能會增加,但作戰云可以創造效率。例如,聯合終端攻擊控制員(JTAC)可以使用平板設備將支持請求輸入基于云的系統,由空中支援作戰中心(ASOC)和CAOC即時觀察。請求將從ASOC流向CAOC,然后資產將被分派任務、發出警報或被轉移以作出響應。這個過程是透明的,請求狀態對戰區空中管制系統中每一級的所有參與者都是立即可見的。JTAC還可以輸入地面指揮官的意圖、預期效果和目標數據,這些數據可以被推送到支持平臺的適用數據鏈上。這些能力減少了殺傷鏈中的關鍵時間,并將相關數據推送給支持平臺,以最大限度地提高態勢感知。

關于地面和空中資產之間的信息流動,語音通信目前是一個瓶頸,會延遲提供CAS效果的能力。語音飛機登記簡報、情況更新以及從駐地到入境飛機編隊的交接都是耗時的過程。聯合理論承認,"DACAS有可能提高節奏,加快殺傷鏈的時間,最大限度地減少信息傳輸中的人為錯誤,并減少友軍射擊的風險。"然而,DACAS仍然很麻煩,需要廣泛的任務前規劃,以確保各種數據鏈和節點的兼容。每個支持CAS的平臺都有不同的DACAS能力,JTAC和機組人員必須熟悉這些能力才能有效使用。隨著 DACAS 功能的完善,向操作員展示數據的界面必須成為重點關注的領域。當相關的數據在正確的時間和地點出現時,聯合頭盔提示系統和其他頭盔上的能力將充分發揮其潛力。例如,當JTAC建立一個新的空域控制措施以幫助解除資產和聯合火力的沖突時,可以通過頭盔信息系統直觀地顯示出來以增強態勢感知。在頭盔中顯示的數字目標信息是對視覺瞭望的補充,有助于機組成員在駕駛艙內外綜合交叉檢查。聯網CAS還可以在必要時將機載傳感器和武器的更多控制權交給地面人員。

美國國防部高級研究計劃局(DARPA)在2010年啟動了一項名為持久性近距離空中支援(PCAS)的計劃,目的是提高地面部隊控制遙控飛機(RPA)和武器的能力。該計劃發展包括多種武器系統,如美國空軍A-10C、陸軍AH-64阿帕奇、美國海軍陸戰隊MV-22和無人駕駛系統。

PCAS利用送給JTAC和空勤人員的商用安卓平板電腦來降低特定平臺的升級成本,海軍陸戰隊現在部署了數百臺運行KILSWITCH(Kinetic Integrated Low-cost Software Integrated Tactical Combat Handheld)操作應用程序的平板電腦。KILSWITCH允許空勤人員和地面人員共享他們所處的任何區域共同參考地圖,并允許地面上的JTACs傳遞數字9線,顯示實時附帶損害估計,甚至控制傳感器回轉和從遙控平臺發射武器。該計劃的意圖是使用 "系統簇"方法來開發不以平臺為中心的即插即用能力,但提供戰術靈活性和及時效果。海軍陸戰隊在這一計劃中處于領先地位,但其在空軍中的實施可能會放緩,因為這些系統可能會被證明更難安裝到戰斗機上(要求單座飛行員操作平板電腦是不明智的),并且可能會與具體平臺的作戰飛行計劃(OFP)分開。然而,這種方法反映了追求DACAS的創新思維,正是因為其即插即用的性質和比飛機OFP更靈活的能力。在聯合部隊的同意下,也有空間將該計劃擴展到之前提到的數字C2網絡。作戰云連接可以擴展PCAS計劃,并協助其整合到之前描述的數字CAS請求和批準網絡概念中。

隨著CAS相關作戰云能力的設想和完善,為人類數據消費提供適當接口的重要性怎么強調都不過分。目前的理論認為,DACAS能力 "并不能取代對口頭交流的需要,這種交流通常是由機組人員和JTACs開發的戰術形勢圖的補充"。這一思想背后的基本原則又回到了信任和人類領域的主題。DACAS系統的效率和效果可能會受到影響,因為這些交流方法無法傳達情感信息。空中操作人員通過無線電發出的自信和令人放心的語氣,以數字信息無法達到的方式向地面人員灌輸信任。有條不紊地對目標進行語音通話,并得到射手的口頭確認,也能建立起信任。在復雜的問題上,飛行員有一種依賴技術解決方案的傾向,而對像CAS這樣的人為因素強調不足。在追求更好的CAS的過程中,作戰云能力必須與人類戰士進行適當的銜接,以最大限度地提高信任度,實現系統的最大潛力。

4.3 人員救援(PR)

為了獲得決策優勢,軍方必須繼續尋求作戰云在整個ROMO中的應用,而不僅僅是其進攻性戰斗能力。有一項任務是人員救援(PR),這對行政協調會乃至整個空軍來說都是獨一無二的。空軍是唯一訓練和裝備專用人員救援的軍種。傳統上,這些部隊用于戰斗搜索和救援(CSAR),他們執行一系列其他任務,如民用搜索和救援、非戰斗人員疏散行動、傷員疏散(CASEVAC)、大規模傷亡行動、特種作戰或準救援部隊的填充和撤離,以及許多其他人道主義援助和災難救援任務。許多這些任務的自發性質以及對不斷更新的信息和動態連接的需求,為利用作戰云等技術減少任何救援任務中固有的迷霧和摩擦提供了真正寶貴的機會。

空軍首先可以從人員救援領域的強大作戰云能力中受益,因為空軍是唯一擁有專門和專業訓練的PR部隊軍種,這是一個獨特的事實。原因很簡單,在陸軍、海軍和海軍陸戰隊中,如果發生需要搜索和救援的事故,事件本身(在大多數情況下)發生在這些各自服務的培訓和裝備領域。換句話說,如果一名水手在海上失蹤,被派去搜尋該人的海軍部隊已經接受了在海洋領域行動的訓練。陸軍也是如此,如果一名士兵或海軍陸戰隊員失蹤,被派遣的部隊也將在其主要領域內行動。對于空軍來說,情況則完全相反。空軍人員接受的訓練是在空域內行動。然而,在發生PR事件的情況下,人員(IP)由于墜機或失蹤的性質,不再在空域內行動。因此,美國空軍的救援部隊必須具備在所有三個主要領域(空中、陸地和海洋)行動的能力。這種能力需要更高水平的訓練和準備,并提供了一個通過網絡技術(如作戰云)利用MDC2的寶貴機會。

在多領域環境中作戰的挑戰往往由于許多PR活動(如CSAR)發生在有爭議和高風險的環境中而變得更加嚴重。在許多情況下,救援人員在被派遣前幾乎沒有時間來計劃任務,這使情況變得更加嚴重。例如,美國空軍救援人員執行CASEVAC任務的典型反應時間是從通知到發射的幾分鐘,而更傳統的空軍任務則是幾小時甚至幾天。機組在不知道最終目的地的情況下起飛,或者在整個任務過程中多次被重新分配任務,這種情況并不鮮見。再加上需要與從預警機到海軍艦艇到PRC-112生存無線電等機構進行不同的通信聯系,對信息和通信共享平臺的重要需求就變得很明確。這正是作戰云可以為PR提供最大貢獻的地方。

作戰云創建一個不僅可供所有人使用,而且提供了一個可利用所有資產的作戰畫面,這在PR界至關重要。通常情況下,在PR事件中,非救援訓練的飛機會成為初始的現場指揮官,無論是被擊落飛機的僚機還是碰巧在附近的資產。當第一架救援飛機到達并接任救援任務指揮官(RMC)時,信息的交接至關重要。RMC通常是A-10 "桑迪 "飛行員,在協調救援任務的流程和執行方面訓練有素,但與非救援訓練的部隊進行最初的信息交接可能很麻煩。這一過程通常是通過飛機無線電的語音通信以相對不安全的方式進行的。作戰云代表了一個重要的機會,可以成倍地提高能力以可靠安全的方式傳遞準確、深入、最新的信息。此外,它將為RMC提供一個平臺,將實時威脅更新和任務變化一次性傳遞給所有參與的資產,包括救援和支援。擁有這種能力,以及將RPA高空圖像納入實時信息流的能力,將從根本上提高相關救援部隊的決策能力,并在這些跨域任務中減輕大量迷霧和摩擦。根據迪普圖拉將軍的說法,"作戰云將利用多域武器系統之間無處不在的無縫信息共享,在傳感器和射手之間迅速交換數據,作為一個有凝聚力的整體行事"。

在PR中,作戰云可以提供保真和同步C2的其他可能性是在救援資產本身之間。空軍的 "救援",實際上是三個獨特的武器系統的組合:固定翼的HC-130s,旋轉翼的HH-60s和傘兵守護天使(GA)小組。這些資產共同組成了救援三部曲。在任何特定的PR任務中,這三個小組的一些變體將協同、平行或支持運作,而協調往往成為最具挑戰性的方面。例如,HC-130可能直接飛往一個IP,并插入一個GA小組,以提供即時的安全和醫療;與此同時,HH-60也將在途中恢復IP和小組,但沿途需要從HC-130上進行空中加油。有時這些加油軌道是預先協調好的,但很多時候,由于救援任務的動態性質以及該地區的威脅,加油行動是臨時協調的。除非在彼此的無線電范圍內,否則飛機經常無法溝通;因此,如果HH-60接近最低燃料狀態,而HC-130仍然太遠無法協調加油,那么協調就會變得很危險。同樣地,一旦HC-130到達IP并部署了救援小組,它可能會被迫立即返回,為HH-60提供關鍵的燃料。HC-130機組從RMC收集信息的能力也很有限,無法將信息傳回給直升機和GA機組,幫助他們形成一個關于等待他們的作戰圖。所有這些都可以通過一個共同的操作平臺來緩解,該平臺可以讓HC-130、HH-60和GA團隊進行實時交流,將彼此作為傳感器來描繪一幅生動的、實時的目標圖,同時以更同步的方式協調他們的工作。

空軍的PR任務是一個獨特的任務。它的特點是,通常需要救援的事件具有臨時性和自發性。此外,任何特定的任務都可能需要在多個領域進行操作,這使情況更加復雜。因此,對MDC2和精確、實時、整體數據的需求與跨越ROMO的傳統作戰空軍(CAF)任務一樣重要。作戰云是收集和提煉執行復雜救援方案所需不同信息的寶貴工具。同時,云正在增加其他有價值的資產之間的溝通,并利用其傳感器作為信息節點,進一步消除迷霧和摩擦。對于一個分秒必爭的任務來說,決策優勢簡直可以說是生死攸關的事情。作戰云有能力讓決策者 "比以前在更多的地方",使他們在獲得決策優勢方面有決定性的優勢。

4.4 機構間協調

米切爾研究所發表的一份政策文件指出:"21世紀需要一個新的、更靈活的、綜合的軍事力量運用框架,并擺脫陸、空、海戰分離的領域結構。" 通過將每個平臺都視為傳感器,作戰云MDC2范式將為決策者提供一個可靠、安全和動態的系統,確保效果是重點,而不是實際利用的平臺。國防事務中的各個組織,如情報部門(因信息分門別類而臭名昭著),對信息進行廣泛分門別類的日子必須從根本上圍繞信息共享而不是囤積的概念進行重組。如果說21世紀的前半段教會了我們什么,那就是如果美國國防事務要在后工業時代保持相關性和效率,機構間競爭的日子必須被合作所取代。作戰云正是提供了這樣一個架構來實現這一概念。

在與國防部內外的機構共同研究作戰云的可操作性時,空軍可以帶頭提供框架,確保C2和情報、監視和偵察(ISR)方面的進展可以與所有相關機構共享。在這些平臺上共享信息對于利用擊敗21世紀的敵人(包括國家和非國家)所需的不同的情報是有益的和關鍵的。在打擊暴力極端主義組織的斗爭中,多個領域內的實時通信和C2對于有效控制作戰空間至關重要,而作戰云恰恰能夠實現這一效果。利用過去10年來所取得的通信和信息共享技術的進步,如作戰云,將使美國領先于中國和俄羅斯等潛在對手。

以美國情報體系(IC)這樣的組織為例。在大多數信息存儲和共享的問題上,IC仍然以工業時代的思維方式運作。信息通常存儲在內部的安全網絡上;將信息傳遞給另一個機構需要一個漫長的下載、審查和經常轉錄的過程。作戰云將使IC內的用戶(以及真正意義上的整個國防事務)能夠開發一個與外部機構完全兼容的信息技術基礎設施,允許在安全可訪問的網絡上整合數據和信息,并最終減少檢索和傳遞重要信息的必要時間。這樣做當然需要復雜的算法,能夠以相關和可檢索的方式對數據進行過濾、分類和歸檔。但是,讓整個機構間事務都能獲得數據,就會增加解釋和檢查數據所需的訓練有素分析人員的數量。元數據處理的進步也將有助于分析--在信息時代,這一領域對效率和成功將繼續變得更加關鍵。將繼續需要大量的人力來確保數據的有效處理、利用和傳播。僅在2014年,空軍部隊每天產生約1600小時的視頻,而處理、利用和傳播這些數據所需的人員數量超過10萬人。與作戰云結合使用的復雜算法將在整理大量數據方面發揮關鍵作用,但將使各機構有能力分享相關信息,減少冗余,并在整個國防部實現決策優勢。

4.5 多國伙伴關系

信息和決策的優勢不可能由一個國家單方面實現。如果戰爭和戰斗的結果是由指揮官如何 "以敵人無法比擬的速度在正確的時間向正確的目標使用正確類型的力量 "來決定的,那么在今天的多國聯盟建設環境中,困難在于如何在伙伴國家之間優化MDC2。根據統一作戰的原則,軍事努力越是協調,這些行動就越是決定性的和更好的。今天,越來越多的動態作戰環境需要全方位的多國能力,特別是那些典型的重度聯盟,如維和任務和人道主義援助等領域。有鑒于此,美軍將繼續發展自己與廣泛聯盟伙伴密切協調的行動。這些伙伴可能包括傳統的盟友,如北大西洋公約組織(NATO)伙伴,較新的盟友,如前華沙條約組織成員,發達國家和新興國家,甚至是自然災害期間的臨時聯盟伙伴。這種多樣性要求聯盟成員成為一個動態信息共享環境和特定C2網絡的一部分。通過克服戰術、訓練和程序(TTPs)差異的聯合作戰云向以網絡為中心的作戰過渡,將加強統一的努力,并最終導致在未來美國和聯盟領導的交戰中獲得決策優勢。

至關重要的是,美國的合作伙伴應在作戰云創建和實施的早期階段就將基礎設施和訪問權聯系起來。這樣做將有助于識別和克服硬件和軟件方面不可避免的不足,這些不足可能會阻礙操作。此外,它還將建立一個框架,通過及時、準確和相關的響應能力來簡化工作的統一性,這種響應能力來自于快速、敏捷和適當的信息和命令的收集和傳播。"每個平臺都是一個傳感器"的概念由于包含了聯盟伙伴而得到了倍增。目前的系統,如Link 16,只是對聯盟伙伴的互操作性潛力提供了一個小小的窺視。基于飛機、車輛、衛星、戰斗人員、傳感器和終端的節點,作戰云將不僅限于交換戰術數據。它還將提高態勢感知和情報共享,加強MDC2,并強化每個聯盟伙伴為行動帶來的效果。

作戰云能夠在戰術、戰役和戰略層面上實現靈活性。這種能力將使伙伴國以更精簡的方式有效遵守美國使用的MDC2系統和概念。一個共同的系統將允許任何伙伴國迅速加入或退出網絡,而不需要任何必要的配置、重新配置,或對其本國系統進行額外復雜設置或修改。從這個角度來看,聯盟伙伴將開始把作戰云看作是解決互聯互通問題的一個方案,而不是簡單的另一個障礙。通過利用這種動態的信息共享能力,無論是進行聯合作戰的小型有機資產集合,還是由多種類型的資源組成的大規模異質聯盟,MDC2在各個層面都變得精簡。為此,作戰云可以實現未來所需的互聯和彈性C2系統,并允許美國及其合作伙伴實現信息和決策優勢。

為了使作戰云有效,它必須存在于一個共同的計算環境中,允許美國及其聯盟伙伴共享數據,并使用共同的安全分類級別進行合作、計劃、準備和執行行動。安全是最重要的。聯盟伙伴將不愿意加入一個沒有充分加強的以C2為中心的網絡,以防止互連的固有漏洞。該系統必須適當地強大,有效地保護和防御,以防止單點和集體戰斗失敗等風險。此外,作戰云的風險不僅來自外部;許多最關鍵的挑戰可能來自內部,特別是特定的伙伴國家。例如,巴基斯坦是美國在阿富汗打擊恐怖主義的重要盟友,同時也是中國的重要盟友。有鑒于此,并非美國領導的聯盟的所有成員都能被視為普遍的盟友,必須灌輸適當的協議,以確保限制接觸。

聯合作戰云也需要互操作性。在沒有兼容系統的情況下,須設計出解決費力和低效的方法,而這往往要以聯盟部隊的有效性為代價。目前存在的互操作性挑戰的一個熟悉的例子是,美國和北約使用的部隊級規劃軟件不兼容,分別稱為應急戰區空中規劃系統(CTAPS)和臨時CAOC能力(ICC)。到目前為止,唯一的解決方案是手動重新定義ATO信息標準,以便在兩個系統之間進行通信,這是一個令人難以置信的繁瑣過程。此外,在CAF內部,由美國及其合作伙伴運營的資產的巨大差異,如F-35、歐洲戰斗機、臺風、陣風、E-7A楔尾預警機、歐鷹RQ-4和其他平臺,表明互操作性將繼續帶來重大挑戰。將所有這些單獨的武器系統轉變為一個相互依存的聯盟協作要素,正是作戰云能夠完成的,也是實現信息和決策優勢的前提。

在聯合作戰云中成功整合聯盟伙伴的最后一個關鍵要求是增加伙伴國之間的共同訓練標準和作戰戰術。必須通過軍方間的協議和訓練演習,以高度審慎的方式就要求和TTPs達成一致并加以正式化。明確的標準和程序將使作戰云的實施迅速而有效,并提高其對整個ROMO中所有參與者的效用。

5 實現作戰云的挑戰

雖然作戰云的固有優勢很多,但圍繞其成功開發并納入現代戰爭的挑戰同樣很多。正如戈德費恩將軍所說:"將以光速移動的行動與以聲速移動的行動聯系起來,需要我們把所有的東西結合起來:我們飛行員的技能,我們領導人的愿景,以及歷史上發現的膽識和技術創新"。作戰云是未來加強MDC2的一個潛在的決定性媒介,但也帶來了嚴重的技術、安全、戰略和認知挑戰,如果美國要在21世紀保持信息和決策的優勢,就必須克服這些挑戰。

作戰云的第一個也是最觸目驚心的挑戰是技術問題,具體來說是平臺之間的互操作性。由于無數的歷史、官僚和政治影響,國防采購系統導致了C2技術和整個軍隊的互操作性的巨大差異。目前的空軍系統,如態勢感知數據鏈(SADL)、鏈接16、IFDL和多功能先進數據鏈(MADL),在沒有各種網關的情況下,不能在空軍飛機之間提供全面的互操作性,更不用說與其他部門的數據網絡的全面互操作。同時,陸軍、海軍和海軍陸戰隊正在開發他們自己的硬件和軟件組合,但不保證它們能與任何未來的網絡架構兼容。正如美國太平洋空軍(PACAF)前指揮官霍克-卡萊爾將軍在最近一次空軍協會(AFA)大會上指出的那樣:

  • 當涉及到網絡協作和先進的戰術數據鏈時,海軍和空軍不一定在同一張樂譜上。海軍有NIFC-CA[海軍綜合火力控制-反空軍]和TTNT[戰術瞄準網絡技術]以及它們的發展方向,空軍有LPI/LPD[低截獲可能性/低探測可能性]的思維模式,有MADL和IFDL,然后通過網關進行網絡連接。這將是未來的一種方式,但我們必須考慮如何達到下一個水平,而我們目前還沒有達到。

為使MDC2和作戰云成為現實,連接必須像電力一樣無處不在。古老的和工業時代的采購流程必須從根本上進行改革,以確保互操作性得到重視,并置于其他當前和競爭的機構議程之上。

普遍性帶來的一個關鍵挑戰是安全性。就像電力需要正確的插頭來接入電網并保證其用戶的安全一樣,作戰云也必須有注重安全受保護的接入點。這方面的挑戰不容小覷,需要網絡管理員和架構師的心態發生根本性轉變。必須有一個組織性的轉折,從注重 "把壞的擋在外面 "的網絡轉向強調 "讓好的進來 "的網絡。鑒于對多國聯軍作戰的依賴程度越來越高,這一點變得尤為突出。美國不僅必須能夠在自己的資產和機構之間進行溝通,而且必須有能力與伙伴國家進行無縫和安全的聯系。這樣做需要一個普遍可訪問但獨特安全的網絡,為東道國和伙伴國提供訪問權限,同時確保訪問權限適合手頭的具體用戶。

為此,一旦系統被設計為確保只有正確的用戶 "進入",還有兩個關鍵的考慮,以避免潛在的威脅。首先,信息必須是可歸屬的,用戶必須承擔責任,即使是最基本的水平。第二,必須有檢查措施,以確保指定的用戶不會出于非法原因利用自己的合法訪問。前者強調了作戰云的一個積極方面,即通過減少信息的漏洞,機構、作戰人員和指揮官之間的數據共享變得更加容易。然而,為了使這種信息共享更容易,基本個體用戶將能夠實時輸入可能立即影響作戰人員的戰術決策信息。分析師和作戰人員之間的這種連接水平從未以如此共生的方式存在過,因此必須為上傳的信息制定新的問責標準。作戰云的問責制方面將是一個挑戰,必須在MDC2文化發展的早期注入,以確保信息的有效發布,同時也盡量減少向作戰人員提供不完整或不正確數據的情況。

上述第二個挑戰涉及到對合法訪問的利用。領先的軟件安全公司賽門鐵克(Symantec)的安全總監凱文-哈利(Kevin Haley)在最近的一次網絡安全會議上闡釋說:

  • 很多人的注意力往往集中在非常高層次的漏洞上,但當我們關注更多的高科技黑客和解決方案時,我們往往忽略了最簡單的途徑,如竊取登錄信息。如果我可以得到你的登錄信息,我就不必擔心云供應商實施的任何安全系統。因此,如果你的數據在云中,你不僅要擔心審查有訪問權的員工,也要擔心云供應商的員工。

最終,這個因素可能被證明是未來MDC2的最大挑戰,特別是在聯盟作戰方面。通常情況下,美國與伙伴國家結成聯隊,這些國家可能不會分享或接受美國對敏感信息的定義。然而,一旦被授權訪問作戰云的一部分,用戶就有可能訪問所有的作戰云。可訪問的數據量幾乎是無法想象的。信息和數據已經成為空軍乃至整個軍隊的眼睛、耳朵和嘴巴。這些大量的數據只會增加,因此,作戰云很可能成為美國和聯盟軍事行動在未來的最終重心。俗話說,如果你把所有的雞蛋放在一個籃子里,它就會成為一個目標。然而,一個分散的、有防御的C2網絡肯定比目前CAOC的物理C2中心更難成為目標。然而,防止用戶通過合法的訪問門戶對作戰云進行利用或間諜活動,將需要美國和伙伴國在新的水平上保持警惕和審查,甚至超過今天的標準。

最后,與作戰云相關的一個更形而上的挑戰是信息和權限的 "醉酒 "問題。今天的空軍經常被批評為已經偏離了集中式控制和分布式執行的根基,變成了更類似于集中控制和執行。連通性的提高對戰場上的命令執行產生了新的干擾,導致前線的指揮官覺得有必要在戰術執行的關鍵部分尋求批準。事實上,這種現象已經發生,但鑒于MDC2和作戰云,這種現象有可能會加劇。在追求信息優勢的過程中,最高級別的指揮官必須抵制將自己插入到細微的戰術決策中的沖動;這樣做,他們最終會與決策優勢相沖突。如果有的話,作戰云代表了一個機會,通過將信息添加到連接性中來擺脫許可的醉意。因此,戰場上的戰士可以獲得與作戰中心的指揮官完全相同的信息,并使該指揮官能夠再次相信他或她的下屬能夠適當地執行他們的命令。不過,要實現這一目的,需要在認知上打破目前集中式執行的趨勢。各級指揮官必須利用連通性作為向下傳遞信息的手段,而不是簡單地將決策拉上來。這種交易并非沒有風險。錯誤會發生,但決策優勢的整體提高將是成功整合MDC2的一個關鍵因素,并且必須被培養和發展為對未來敵人達到決定性優勢的手段。

6 結論

回到戈德費恩將軍2017年的重點領域文件,"為了實施多域作戰,指揮官需要一個增強的C2系統......一個完善我們對態勢感知、決策和部隊走向的思考。"作戰云作為MDC2的決定性推動因素脫穎而出,并將提供為未來部隊實現信息主導和決策優勢所需的共同作戰畫面。這項技術必須得到利用,并從概念變為現實,因為它代表了后工業時代整個ROMO所需的多領域思維和協作類型。挑戰是多方面的,從技術到組織,但為了在未來保持一個可行的力量,聯合部隊必須相應地從根本上改變其思維模式。各機構必須從簡單的 "把壞的擋在外面 "的態度過渡到強調 "讓好的進來 "的態度。數據無處不在的性質在未來將不允許在各領域之間任意劃線,C2也不應再被這些術語所限制。展望未來,信息必須由所有人產生、合成、共享,并通過所有領域獲取;作戰云是實現這一目標的工具。

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美國防部官網3月17日報道,2022年3月15日,美國防部副部長凱瑟琳·希克斯博士簽署了“聯合全域指揮與控制(JADC2)實施計劃”(2021年9月提交),同一天國防部官網公開了“聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略概要”(2021年5月美國防部長簽署發布JADC2戰略,戰略全文為秘密級)。由于JADC2戰略和實施計劃的保密性,從此次放出的“戰略”摘要可看出其實施計劃的大致輪廓。

前言

在當前的全球安全環境中,美國軍隊面臨著敏捷的對手,他們越來越多地試圖通過阻礙,并在可能的情況下拒絕我們(美軍)的指揮和控制(C2)能力來破壞戰略和行動優勢。美國軍隊重新獲得并保持信息和決策優勢的能力是國防部的首要任務之一。

美國國防部 (DOD)聯合全域指揮與控制 (JADC2) 戰略描述了迫切需要集中力量推動部門行動,以增強其的聯合部隊指揮官在所有作戰領域和整個電磁頻譜范圍內指揮聯合部隊所需的能力,以威懾、并在必要時在全球任何時間、任何地點擊敗任何對手。

JADC2 戰略為識別、組織和提供改進的聯合部隊指揮和控制 (C2) 能力提供了愿景和方法,并說明了對手已經關閉了其賴以取得作戰成功的許多能力和方法優勢。作為一種方法,JADC2 支持使用創新技術開發物資和非物資解決方案選項,同時愿意修改現有政策、權力、組織結構和作戰程序,從而為聯合部隊指揮官提供信息和決策優勢。

執行總結

全球安全環境的快速變化給美國軍隊和聯合部隊抓住、保持和保護我們對對手的信息和決策優勢的能力帶來了新的重大挑戰。此外,我們必須預見到未來的軍事行動將在退化和有爭議的電磁頻譜環境中進行。這些挑戰要求部門作出一致和集中的努力,使我們開發、實施和管理C2能力的方式現代化,以便在所有作戰領域、跨梯隊和與我們的任務伙伴一起取得勝利。

JADC2為塑造未來聯合部隊的C2能力提供了一個連貫的方法,旨在在戰爭各個層次和階段、在各個領域以及與合作伙伴一起,產生感知、理解和行動的作戰能力,以便以相關的速度提供信息優勢。作為一種方法,JADC2超越了任何單一的能力、平臺或系統;它提供了一個機會來加速實施聯合部隊進行C2的方式中所需要的技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用越來越多的數據,采用自動化和人工智能,依靠安全和彈性的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動。

這一戰略的成功實施需要整個國防部(DoD)的明確決心。為此,JADC2戰略闡明了 "感知"、"理解 "和 "行動 "這三項指導性的C2功能,以及另外五條持久的努力方向(LOEs),以組織和指導提供JADC2的物資和非物資能力。這些工作重點包括 (1)建立JADC2數據企業;(2)建立JADC2人力企業;(3)建立JADC2技術企業;(4)將核C2和通信(NC2/NC3)與JADC2相結合;以及(5)使任務伙伴信息共享現代化。

這一戰略得到了JADC2戰略實施計劃的支持,該計劃確定了JADC2的最終狀態、關鍵目標和任務,并通過既定的部門授權、論壇和程序來同步和簡化工作,以確定JADC2能力的優先次序、資源、開發、交付和維持。現有的軍種和機構的開發和采購過程通常會產生特定領域的能力,無法滿足全領域C2的作戰需求。JADC2的方法將覆蓋這些現有的程序,目的是促進跨領域、聯合能力的發展。

該戰略提供了六項指導原則,以促進整個DoD在提供物資和非物資JADC2改進方面工作的一致性。這些原則是 (1) 信息共享能力的改進是在企業層面上設計和擴展的;(2) 聯合部隊C2的改進采用分層安全特性;(3) JADC2數據結構由高效、可發展和廣泛適用的通用數據標準和架構組成;(4) 聯合部隊C2必須在退化和有爭議的電磁環境中具有彈性;(5) 部門開發和實施過程必須統一,以提供更有效的跨域能力選擇;以及,(6) 部門開發和實施過程必須以更快速度執行。

JADC2戰略的結論是,迫切需要使用一個全企業的整體方法來實施物資和非物資的C2能力,以確保聯合部隊指揮官在整個競爭過程中獲得并保持對全球對手的信息和決策優勢。

一、簡介

JADC2戰略闡明了國防部為支持美國國家安全利益而推進聯合部隊C2能力的方法。國防戰略指示聯合部隊 "獲得并保持信息優勢,特別是在網絡空間、太空和電磁波譜方面"。將JADC2從指導聯合/整合能力發展的概念變為現實的巨大任務需要一個清晰的愿景、有效的戰略和靈活的流程。JADC2的成功實施將產生更好的聯合部隊C2能力,并需要加速應用技術解決方案來發展C2能力,以及調整管理政策和作戰程序。

圖1 JADC2邏輯圖

JADC2提供了一種方法來開發作戰能力,以在所有領域和合作伙伴的各個層面和階段感知、理解和行動,以相關的速度提供信息優勢。

圖1描述了實現全域C2的復雜性:聯合部隊指揮官依靠多年能力開發和實施的指導、技術、程序和能力,以便在行現實世界任務中使用有效的C2任務。

JADC2尋求優化信息的可用性和使用,以確保指揮官的信息和決策周期相對于對手的能力運行得更快。這種整體觀點將聯合部隊指揮官確定為軍種和機構C2能力發展工作的主要受益者,并將部門C2能力發展成果集中在提供聯合、全域操作C2性能和熟練程度。為實現這一目標,JADC2將覆蓋現有的基于軍種和機構的C2能力開發計劃框架,這些計劃目前向聯合部隊提供以領域為中心且經常重復的信息和決策管理能力。

這種“疊加”方法是一種協作方法,其中所有C2能力開發利益相關者都支持JADC2作為優化開發資源和優先級以及最大化作戰成果的統一方法。

二、JADC2方法

JADC2戰略通過(1)聯合部隊指揮官在作戰環境中“感知”、“理解”和“行動”的需要,以及(2)使用五個職能領域來組織其改進聯合部隊C2的方法重點或LOE,以指導改進的C2聯合部隊能力的開發和實施。在這種方法中,JADC2整合了現有的部門、軍種、機構和運營需求和能力開發流程,以塑造未來物資和非物資C2能力的交付。

該戰略的實施由JADC2跨職能團隊(CFT)監督,該團隊是國防部副部長特許機構,由來自作戰司令部、軍種、國防機構、聯合工作人員和OSD工作人員。識別和實施優先C2改進的主要方法是執行JADC2實施計劃。

感知:整合所有領域和電磁頻譜的信息

“感知和集成”是發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自全域(友好的、敵對的和中立的)數據的能力,并將信息作為理解和決策的基礎進行共享。JADC2通過使用聯合數據架構的各種情報傳感和信息共享網絡,支持聯合部隊和任務伙伴共享創新數據,利用遠程傳感器、情報設備和開放資源感知、集成全域內外信息,使聯合部隊指揮官能夠獲得信息和決策優勢。

理解:分析信息以更好地理解作戰環境

“理解”指的是分析信息,以便更好地理解和預測作戰環境、對手的行動和意圖、以及自身和友軍的行動。JADC2將利用人工智能和機器學習幫助指揮官快速決策,其將直接從傳感基礎設施中提取、合并和處理大量數據和信息,以保證對作戰環境的可靠、持續、實時了解,并在整個聯合部隊和任務伙伴之間共享。這將要求聯合部隊調整和更新現有的戰略、戰役、戰術級的指控流程和能力,同時這些規程和技術的進步將大大增強聯合部隊在降級環境中的作戰能力。

行動:決策和分發

“行動”指的是向聯合部隊及其任務伙伴做出決策并分發的過程。JADC2將使用規劃和決策支持工具,并依托先進、彈性和可靠的通信系統、無障礙和全面的信息基礎設施以及靈活的數據格式,確保快速、準確和安全地傳遞決策。同時,JADC2將使用任務式指揮的方法,下屬指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖,可按照原則被授權自主采取行動,同時保留在通信中斷時或行動緊急情況下采取行動的能力。

三、JADC2落實措施(LOE)

JADC2戰略圍繞五個LOE組織,以指導部門在提供JADC2能力方面的行動,如下所示:1)數據體系;2)人力資源體系;3)技術體系;4)與核C2和C3集成;5)使任務伙伴信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導,該辦公室由高級標志/SES人員代表,他們有權通過其聯合能力委員會提出問題并與聯合需求監督委員會互動并提供支持。JADC2戰略實施計劃中描述了其他JADC2治理細節。

LOE1:構建JADC2數據體系

數據是一種戰略資產,必須由聯合部隊有效管理,使其能夠抓住、維護、并保護信息和決策優勢。為了加快決策速度,聯合部隊和我們的任務合作伙伴必須能夠發現和訪問來自所有作戰領域的任何數據和信息。以下關鍵數據標準化目標將直接影響聯合部隊指揮官管理和使用數據的能力:

  • 建立最低元數據標記標準;
  • 采用和使用標準化數據接口;
  • 實施通用數據可用性和訪問實踐;
  • 納入數據安全最佳實踐;
  • 建立符合JADC2的信息技術(IT)標準;
  • 繼續應用數據戰略目標(可見、可訪問、可理解、鏈接的、可信賴的、可互操作的、安全的)。

LOE2:構建JADC2人力資源體系

作戰環境中不斷增加的數據和信息可用性有可能使聯合部隊收集和匯總此類信息的技術手段不堪重負。現有的組織結構和決策流程正在被趕超,需要新的方法來確保聯合部隊指揮官抓住機會和保持優勢的能力,從而加劇了這個問題。

LOE2特別關注人類在C2能力方面的表現,并解決了創新人工智能和機器學習工具的使用問題。反過來,此類創新將推動制定預先確定的、預先批準的、事件驅動的、捆綁式授權的需求,以實現快速、相關的決策從戰略層面到戰術邊緣。這可能需要改革、重新調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織,以更有效地融合聯合部隊及其任務伙伴的物理和信息力量,使他們能夠對聯合信息優勢(JIA)進行有效控制操作。 該LOE還解決了培訓和教育領導者精通所有作戰領域作戰所需的專業發展。它將指導和支持JADC2政策、作戰概念(CONOPS)、條令以及戰術、技術和程序(TTP)方面的發展,以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。為此,兵棋推演、實驗、演示、評估、訓練和演習的設計必須集中在競爭和沖突期間作戰的C2方面。同樣,國防部員工必須精通識別制度變革,以實現和維持改進的JADC2能力開發流程和產品。

LOE3:構建JADC2技術體系

該LOE解決了增強的共享態勢感知、同步和異步全球協作、戰略和作戰聯合規劃、實時全球部隊可視化和管理、預測部隊戰備和后勤、動態和非動態聯合和遠程實時同步和整合?射程精確火力,以及評估聯合部隊和任務伙伴表現的增強能力。

聯合部隊指揮官需要具有足夠速度和帶寬的安全的全球通信網絡,以滿足國家司令部和作戰司令部的作戰需求。LOE3解決了JADC2生態系統的傳輸基礎設施,并提供了基本的最低功能確保持續C2能力所必需的,包括通信系統的彈性和多樣性、多級安全性以及消除單點故障。這些經過網絡強化的先進技術將顯著提高指揮官組織、理解、計劃、決定、指導和監控所有聯合部隊和任務伙伴在所有領域以及在電磁頻譜使用退化和競爭期間的所有行動的能力。

LOE4:將NC2/NC3與JADC2集成

在適當的情況下,JADC2方法將與核C2和通訊。

LOE5:使任務合作伙伴信息共享現代化

聯合部隊指揮官通過與任務伙伴共享態勢感知,不斷努力建立和保持對作戰環境的共同理解。當來自每個合作伙伴的C2系統的數據可以被每個其他批準的合作伙伴訪問、查看和采取行動時,就可以實現理想的任務合作伙伴系統集成。然而,新興任務、大型聯盟和不斷發展的技術為實現這一目標帶來了持續的障礙。歸根結底,JADC2系統互操作性對于以速度、精度、相關性和安全性進行聯合和合作作戰至關重要。該LOE力求擴大和提高聯合部隊在所有類型的聯合作戰中交換信息和協調行動和效果的能力。

四、JADC2能力指導原則

JADC2方法的實施遵循以下總體原則。

在戰略層面設計和擴展信息共享能力

JADC2基于戰略層面設計和操作,依賴多個戰略節點和通信支撐網絡,提供傳遞重要信息所需的帶寬、功能和安全的全球鏈接能力。

安全

聯合部隊C2必須采用以強大網絡防御為先導的分層防御,以阻止可能威脅企業運營的惡意活動。聯合部隊必須有明確的政策指導、足夠的權力、充分的訓練、及時的情報以及在全球競爭環境中進行安全C2所需的技術。國防部必須在日常行動中采取戰時思維例如,邊打邊訓練并培養知識淵博的領導者和受過訓練的員工,以使用他們所掌握的工具和權威。

通用數據和互操作性標準

聯合部隊數據結構必須由高效、可演進和廣泛適用的通用數據標準和架構組成,并具有標準化的關鍵接口和服務,以便在具有各種不同類型的大型環境中訪問、聚合、管理、存儲、處理和共享數據合作伙伴和運營。

在降級的環境中保持彈性

聯合部隊必須能夠在降級或有爭議的C2環境中以最低限度的指導行動,指揮官和參謀人員必須在傳感和通信受到嚴重影響或完全癱瘓以及對手意圖不明確的情況下進行積極訓練。

在能力建設中保持統一

國防部必須改進其指揮控制能力開發和實施流程,以便更容易地采用跨域優先事項和解決方案選項。JADC2 CFT是部門能力開發人員討論、識別、協作和推薦機會的場所,以改進軍種和作戰領域內的C2信息共享和互操作性。

快速交付JADC2能力

國防部必須繼續發展其當前的C2開發和采購方法,并調整現有方法以更快地產生所需的能力。

五、結論

全球安全環境的變化,包括針對美國的不斷增加的惡意行動和信息技術的廣泛進步,為聯合部隊帶來了緊迫的挑戰和機遇。JADC2戰略通過推進互連和企業范圍的方法來提供支持全球一體化作戰的物資和非物資能力,從而應對這些挑戰和機遇。這些能力將直接和顯著提高指揮官獲得和保持信息和決策優勢的能力。

JADC2戰略闡明了一種企業方法,用于在所有作戰領域和整個電磁頻譜中改進聯合部隊的C2。它解決了人類決策的獨特方面,并尋求新的機會來增強C2的認知方面。該戰略確定了關鍵的C2功能,即感知、理解和行動,以及組織和指導改進的C2能力的開發和實施的五個努力方向。

JADC2方法成功的核心是JADC2 CFT。該機構將協作推動整個國防部可衡量的積極變化,以實現全域C2所需的能力、能力、持久性和全球影響力。

參考鏈接 //mp.weixin.qq.com/s/M-iUaaO5mO44MVFi_A6SBw

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美國米切爾研究所

米切爾研究所就航空航天力量對美國全球利益的貢獻進行教育,為政策和預算審議提供信息,并培養下一代思想領袖,以利用在空中、太空和網絡空間運作的優勢。

作者:Douglas A. Birkey

Douglas A. Birkey是米切爾航空航天研究所的執行主任。他是航空航天動力技術、歷史和國防資源方面的專家。作為一名經驗豐富的國會山工作人員和政府關系專家,Birkey撰寫了許多為國防立法提供信息的文件,并就航空航天和國防問題撰寫了大量的文章。在成為米切爾的執行主任之前,Birkey是空軍協會的政府關系主任。Birkey擁有喬治敦大學的文學碩士學位。

關鍵點

  • 對相關指揮與控制的驅動力在于一個簡單的目標:賦予高度有效的航空航天戰斗力。

  • 指揮與控制的設計必須在各種作戰環境中都能發揮作用。

  • 創建一個成功的先進作戰管理系統(ABMS)和聯合全域指揮與控制(JADC2)的方法將需要空軍利用先進的技術,如第五代飛機融合和機器學習。

  • 高速、高空載人指揮與控制、情報、監視和偵察(C2ISR)傳感器平臺可以提供補充性的 "觀察"和基于網絡的決策洞察力。

  • 一個適當的分層指揮層必須確保所采取的行動將產生最佳的預期效果,以實現指揮官的意圖。

摘要

美國空軍正處于發展指揮與控制(C2)能力的重要關頭。在先進作戰管理系統(ABMS)和聯合全域指揮與控制(JADC2)計劃的支持下,空軍正在通過利用人工智能和機器學習等新興技術,努力推進其C2架構的現代化。面對對手造成的高度威脅環境,這些投資對空軍在未來沖突中的運作和獲勝至關重要。然而,這一進展要求采取整體的風險緩解方法,將創新、作戰上的成熟系統和備份冗余融合在一起。

在過去的二十年里,網絡連接、高保真傳感器、遙控飛機(RPA)持續監視等領域的技術進步以及計算能力的巨大提升,使戰斗邊緣的態勢感知和決策取得了地震般的進步。ABMS在這些成果的基礎上,利用機器學習和自動化,快速處理、過濾和引導來自分布式傳感器網絡的信息給射手,建立伙伴關系,以便在正確的時間和地點提供最佳效果。

在實現現代化的過程中,空軍不能冒險忽視空戰管理人員在C2架構中發揮的寶貴作用。雖然連接性、自動化和處理能力是至關重要的工具,但仍然需要人的判斷和參與,特別是在高度復雜、動態的任務中,準確的洞察力對管理風險至關重要。事實上,空軍應該研究如何在ABMS架構中提升人類C2操作員的地位。它可以通過延長現有C2ISR飛機(如JSTARS和AWACS)的壽命,或用商業部門目前正在開發的新型超音速飛機來取代這些老化的平臺來實現。它還應該研究替代性空中作戰地點(即機載空中加油機)為空戰管理人員提供的潛力,以確保它們在整個作戰空間中適當部署。這些方法將減輕過度依賴擴展通信網絡的風險。為了最大限度地發揮新技術帶來的優勢,空軍必須為其C2能力的現代化制定一個分層戰略,其中專業人員仍然是核心。

1 引言

衡量空軍作戰潛力的優劣,往往與它的飛機庫存規模交織在一起。然而,盡管數量肯定很重要,但僅靠飛機并不能產生有效的空中力量。它需要健全的戰略、有效的作戰概念和指揮官意圖的準確執行相結合,才能將這些工具的潛力轉化為實際任務的完成。這正是為什么信息優勢、連接和指揮與控制(C2)是美國空軍現代化的首要任務之一。正如前空軍參謀長戴夫-戈德費恩將軍(退役)所解釋的那樣:"未來戰斗勝利將較少地取決于個人能力,而更多地取決于聯盟領導人所使用的互聯網絡的綜合實力。" 換句話說,成功的關鍵在于了解作戰環境,并在適當的時間和地點采用正確的資產組合,以達到最佳的預期效果,同時盡量減少自己的脆弱性。這就要求美國部隊比對手能更快、更準確地獲得戰區態勢感知,保持強大和可靠的連接,并有能力迅速將信息轉化為適當的行動。它還需要在行動的每個層面進行積極的領導,以確保指揮官的任務意圖在一個動態的戰斗環境中得到實現。

今天,空軍在實現這些能力方面正處于一個重要關頭:在推動創新、技術和指揮與控制的需要之間取得平衡。由于新技術和日益致命的威脅環境要求,以機器速度分配信息、連接性和C2對未來作戰的概念正在迅速演變。空軍領導人呼吁建立一個廣泛的新系統,以最大限度地利用新興信息技術提供的機會,使美國的作戰人員在未來的戰斗空間中獲得決策主導權。這一努力的技術手段被稱為先進作戰管理系統(ABMS),聯合全域指揮與控制(JADC2)是更廣泛的部隊管理結構。在急于使這一領域的活動現代化的過程中,空軍有可能過度關注其未來網絡的技術方面,而沒有對支撐戰爭中有效決策的基本要素--指揮與控制給予同樣的考慮。空軍領導層在討論這項工作時對網絡技術的壓倒性關注反映了這種不平衡。僅僅購買一種新的工具并期望獲得特定的結果而不考慮更廣泛的任務參數是不夠的。

本政策文件認為,現在是空軍擴大談話范圍的時候了,不要再談具體的技術,而是要決定C2重心在這個新系統中的位置,它們將是什么樣子,以及作戰人員將如何在整個沖突范圍內有效地使用它們。C2主要是人類的努力,它可以得到技術的幫助,但還不能被技術所取代。僅僅建立更好的網絡和利用新的能力,如人工智能(AI)、自動化和機器學習,不會產生有效的C2。它需要一個由作戰級別的指揮官、彌合作戰和戰術鴻溝的空戰管理人員以及獲得相關信息的機組人員組成的生態系統,以獲得任務結果。這些都是具體的職能,必須在整個戰斗空間中適當分層,以確保他們能夠有效地與任務伙伴聯系并執行各自的任務職能。目前空軍的C2計劃缺乏有關這一結構的明確作戰概念(CONOP)。

除此之外,在匆忙開發新系統的過程中,空軍決不能用一套漏洞換取另一套漏洞。進展需要一個整體的風險緩解方法,將創新、操作上成熟的系統和后備冗余結合起來。一個主要圍繞著太多技術而建立的戰略是一個危險的戰略,它依賴于近期的、雄心勃勃的、同時進行的創新。鑒于未來預算環境的不確定性,這種情況甚至更具挑戰性--支撐陷入意外問題的項目的資源可能無法獲得。解決方案還必須涉及所有可能的任務情景,而不僅僅是威脅范圍的一部分。

與作戰有關的信息、通信系統和有效的C2的重要性并不是一個新概念。這些要素長期以來一直是航空航天力量的基礎性要求。歷史強調,這是空軍必須做好的事情。

任何質疑這一點的人都應該反思1940年的夏天,當時德國剛剛占領了法國,準備入侵英國。空中攻勢是進攻的第一個組成部分。皇家空軍(RAF)處于一個極具挑戰性的位置,擁有446架作戰飛機,而德國在英吉利海峽對岸集結了3500架作戰飛機。當德國空軍空襲開始時,皇家空軍的相對實力被迅速削弱。在1940年8月8日至8月18日的10天里,皇家空軍損失了154名飛行員,只有63名來自訓練中隊的綠色飛行員可以用來填補傷亡人員。 盡管有這些壓倒性的困難,英國部隊還是取得了勝利。雖然影響這一結果的因素有很多,但有三個因素被證明是至關重要的,它們確保了皇家空軍令人難以置信的有限的戰斗機能夠以最具決定性的方式被使用:一個強大的雷達和觀察員形式的傳感器網絡;一個語音通信網絡;以及一個高度集成的C2事務,經過培訓的人員收集聯合的傳感器輸入,融合這些數據,并將可操作的信息傳達給戰斗機飛行員。直截了當地說,信息、連接和C2在關鍵時刻拯救了英格蘭。

令人鼓舞的是,空軍將ABMS和JADC2等計劃列為首要任務,因為它反映了對信息、連接和C2重要性的認可。然而,這種成功需要一種超越網絡的整體方法。

2 迎接明天挑戰的C2設計原則

C2的動力在于一個簡單的目標:高度有效的航空航天戰斗力。美國空軍(USAF)發現自己的處境與1940年夏天的英國人相似--裝備的資源太少,面臨的威脅越來越大。正如前空軍部長芭芭拉-巴雷特所解釋的那樣,"目前組成的空軍太小,無法完成國家對它的期望。" 事實上,今天的美國空軍自1947年成立以來,從未派出過如此小而老的飛機部隊。無論是在 1962 年古巴導彈危機之前超過三分之二的轟炸機部隊,還是看主要在1989年萬維網發明之前獲得的戰斗機庫存,美國空軍都缺乏現代高端沖突中日益需要的能力和實力。具有足夠的隱身能力和挑戰同行競爭者所需的信息屬性的機體是非常短缺的--目前只有20架B-2、186架F-22和大約300架F-35。美國空軍的其他作戰部隊由幾千架非隱身的、具有過時的以信息為中心的工業機體組成。

這種能力上的不足非常嚴峻,因為全球威脅環境呈現出令人難以置信的廣泛危險,在這種情況下,最佳的部隊部署將是至關重要的。中國和俄羅斯在威脅譜的高端向美國施壓;像朝鮮和伊朗這樣的中等重量級地區大國由于其核計劃而構成了巨大的威脅;而像伊斯蘭國(ISIS)和基地組織這樣的非國家行為者正在繼續破壞全球關鍵地區的穩定。

由于缺乏足夠的工具,領導人可能沒有足夠的策略選擇來應對這些威脅。2018年,空軍承認長期以來向空軍人員征收的無經費任務,宣布需要增加到386個作戰中隊。總有一天,安全要求必須有足夠數量的飛機和空間系統,以便在面對眾多的、同時存在的全球威脅時提供核心數字能力。

這些兵力結構的不足使空軍更需要建立一個信息系統、連接和C2能力的事業,使其每個武器系統的戰斗潛力最大化。這將需要一種高度相互依存、相互補充的方法來最大限度地發揮任務效果。這就像一個三條腿的凳子,事業的每一條腿都是任務成功的必要條件。以一種更全面的方式來說明:

  • 這個概念可以被設想為 "作戰云"--一種作戰模式,其中信息、數據管理、連接以及指揮和控制(C2)是任務的核心重點。作戰云將每一個平臺都視為傳感器以及效應器,并要求C2模式能夠實現自動連接、無縫數據傳輸能力,同時可靠、安全和防干擾。作戰云顛覆了聯合作戰的范式,使信息成為軍事行動的焦點,而不是作戰領域的焦點。這一概念代表了一種演變,即任何領域的單獨聯網平臺都會轉變為 "系統簇"事業,并通過領域和任務相關的聯系進行整合。

它還涉及建立實現預期效果的多種途徑,并為對手提供一個高度分解的殺傷鏈事務,在那里沒有中心的脆弱點。

認識到這一必要性,空軍積極尋求在ABMS和JADC2中利用傳感器技術、數據處理、機器輔助決策工具和連接的最新發展。這些工作是該部門的首要目標。前空軍參謀長大衛-戈德費恩(David Goldfein)將軍規劃了這個新的方向,他解釋說:

  • 我所說的是一支完全網絡化的部隊,每個平臺的傳感器和操作人員不是通過點對點的電路連接,而是在一個具有高度彈性和自我修復的網狀網絡中。而且它們也不僅僅是連接--它們是指揮與控制系統的一部分,該系統自動將正確的傳感器與正確的目標配對,融合來自所有平臺和傳感器的數據,自動識別和完善目標,并將武器分配給目標,使我們能夠以同步和同時的方式匯聚效果。

如果空軍要保持一個可行的、相關的和有能力的戰斗力,戈德費恩將軍所描述的以及他的繼任者查爾斯-"CQ "布朗將軍所繼續追求的事務是不可協商的。正如雷達和處理能力等技術重塑了作戰航空,這種高度網絡化的空中指揮與控制結構也將如此。正如第25任空軍部長巴雷特所解釋的那樣,"現代化的關鍵是連接,能夠即時獲得可用的信息"。

然而,為使這種新的載體取得成功,對話需要超越其對連通性的關注。網絡顯然是至關重要的工具,但它們本身并不是作戰目的,也不會神奇地體現出C2。為了滿足未來的威脅環境,空軍必須為其ABMS和JADC2的愿景考慮三個總體原則:

  • 1.指揮與控制設計戰略必須將技術和人的智力結合起來,以確保指揮意圖轉化為預期行動。原始數據的快速流動或潛在可操作信息的存在并不能體現任務的完成;它需要一個適當的分層決策網絡--從戰略層面到戰役層面,再到戰術層面的行動,以確保指揮官的意圖得到滿足。連通性、自動化和處理能力是這方面的關鍵工具,但仍然需要人的判斷和參與。這在高度復雜的動態任務中尤其如此,準確的洞察力對管理風險至關重要。C2行為者必須在整個戰斗空間中有效地分層,以符合其分配的職責。這將加強與相關數據流和任務伙伴可靠連接的機會。

  • 2.指揮與控制設計必須允許空軍在快速吸收高杠桿系統和流程的過程中,仔細管理過于激進的創作戰作風險。今天的空軍正在以幾十年來未見的規模進行創新。鑒于冷戰后的采購假期,9/11事件后對低端技術威脅的過度關注,以及2011年預算控制法案的有害影響,最近推動擁抱新技術和新概念的潛力,對于空軍有能力面對現在和未來幾十年不斷增長的威脅至關重要。然而,關鍵是不要把技術潛力與保證近期和中期的作戰可靠性混為一談。如果結果未能達到時間表或功能目標,必須存在可行的后備能力。新的解決方案還必須尋求提供替代行動方案,以實現任務目標,以防對手能夠擊敗修訂后的方法。一個漏洞不應該被用來交換另一個漏洞--目標必須集中在廣泛的改進上。這是一個常識性的風險管理策略,在另一個解決方案在最苛刻的壓力下被測試并證明其作戰能力之前,一個解決方案集不會被淘汰。

  • 3.指揮與控制設計必須在各種作戰環境中同樣有效。雖然大國沖突的高峰需求必須推動投資的優先次序和相關的作戰概念,但由此產生的能力設計選擇也必須是靈活的,以便在所有的作戰環境中實現任務結果。大量的軍事行動仍然發生在威脅譜的中端和低端。解決方案必須能夠在不損失指揮與控制的速度和有效性的情況下跨越威脅譜進行擴展。人們不會開著F1賽車去雜貨店--必須存在各種選擇,以使任務要求與現有工具相匹配。

這樣的設計原則在目前的公共對話中并不突出,相反,人們的注意力集中在應用于狹窄作戰場景的純技術架構上。形式必須服從功能,如果不追求這種平衡的方法,可能會導致一個非常不理想的系統。

美國防部的戰區作戰管理核心系統(TBMCS)的經驗在這方面是一個警世故事。在20世紀90年代末和21世紀初,TBMCS項目被設計為使空中部分的規劃和控制自動化,但它違反了上述所有三個設計原則。正如空軍技術研究所的一份評估報告所宣稱的那樣,"政府沒有為承包商提供一個操作概念、關鍵操作性能參數或系統規范。" TBMCS項目試圖建立一個由聯合子程序組成的軟件工具,它將有效地對航空部門進行軟件編碼,進入一個新的自動化時代。人機交互是一個次要的問題。它很難理解,很難培訓新用戶,而且使用起來非常有挑戰性。它也是圍繞著一個高端操作的模式建立的,它將堅持一個僵硬的空中任務指令計劃周期。

這與在阿富汗和伊拉克發生的情況完全相反,這兩個國家涉及到高度動態的行動情況,信息的快速處理推動了時間敏感的目標選擇。 在這些行動中,許多TBMCS的子組件被證明是完全不足的。例如,位于卡塔爾支持聯合作戰的美國油輪計劃小組發現TBMCS的燃料計劃程序無法使用,于是退而求其次,通過艱苦的手工計算來確定油輪計劃。然后他們不得不將計算結果手動輸入系統,以使其出現在每日的空中任務指令中。這是一個技術驅動流程的惡劣的例子,而不是務實的任務要求。

MITRE對該計劃的評估研究報告說得好。"采購界有一個烏托邦式的愿景,那就是一個單一現代化的、集成的、聯合的C2系統,但沒有操作人員的要求來支持它,也沒有描述該系統如何作為單一集成能力工作的CONOPS。"

ABMS和JADC2決不能冒同樣的命運風險。美國政府問責局最近一份關于ABMS的報告提出了這種擔憂,特別是關于被充分理解的項目計劃要求的概念。"ABMS要求的唯一現有文件存在于2018年的ABMS初始能力文件中,該文件一般側重于取代AWACS所需的能力。該文件沒有涉及擴大的JADC2要求和ABMS最終有望實現的能力"。這表明在經過時間考驗的信息、連接和C2原則的基礎上還有增長空間。

3 戰斗邊緣:對空戰管理的持久要求

創建一個成功的ABMS和JADC2方法將要求空軍利用先進的技術,如第五代飛機融合、機器學習和無縫系統。它還將要求該軍種的戰術C2專家--它的空戰管理者在整個戰斗空間內運作,包括在其前沿。目前的C2ISR飛機,如AWACS和JSTARS,已經不斷證明了空戰管理者在復雜、高度動態、大規模任務中的價值。

美國空軍的下一代空戰管理人員應該駐扎在特定任務的飛機上,這些飛機具有開放的任務系統架構,高度模塊化的傳感器可以根據需要進行更換,高水平的機載處理,有機的傳感器和先進的網絡連接。除此之外,這些飛機應尋求利用超音速飛行領域有希望的發展成果。多家公司正在設計超音速飛機,它將允許攜帶任務系統和空戰管理人員。這些飛機將具有明顯的速度、高度和生存能力的優勢,應該擴大它們可以飛行的任務類型,增加它們的傳感器的覆蓋范圍,并明顯減少它們被擊落的風險。除了減少在像太平洋這樣的大區域內的運輸時間外,以持續的超音速飛行將使ABMS的效果在一定數量的飛機上能以更靈敏的方式進行響應。

將超音速戰斗管理飛機作為空軍ABMS的一部分,將幫助空軍填補其在信息、連接和C2能力方面的不足。它將在ABMS結構中提供一定程度的冗余,確保指揮與控制從在戰斗空間關鍵區域運作的戰斗管理機中受益。一架具有擴大作戰范圍的戰斗管理飛機補充了像F-22、F-35和B-21這樣的第五代飛機給戰斗空間帶來的信息屬性--特別是只有它們可以安全運行的高度競爭地區。再加上下一代無人駕駛的傳感器-射手和天基傳感器,ABMS的未來愿景看起來非常強大,但仍然允許為較低層次的突發事件或突發的挑戰抽調人員。

最后,美國空軍的ABMS和JADC2愿景的成功將歸結于該系統收集信息、處理信息和管理團隊成員的能力,以便在一個高度動態的環境中最好地實現任務目標。這些都是自戰斗航空早期以來一直在發揮作用的目標。技術正在發展實現這些功能的方式,但基本原理保持不變。信息、連接和C2等要素必須被理解為獨立的、單獨的,盡管是高度相互關聯的任務資產,并以此進行管理--需要平衡。未來的成功將要求擁抱任務的成熟組成部分,同時利用先進技術將該功能的有效性、效率和復原力提升到一個新的水平。

注:美國防部對C2的定義

(來源: DOD Dictionary of Military and Associated Terms (as of 2021), p. 40.)

  • 指揮:武裝部隊中的指揮官根據軍銜或任務對下屬合法行使的權力。

  • 指揮和控制:指適當指定的指揮官在完成任務的過程中,對分配的和附屬的部隊行使權力和指導。

  • 指揮與控制體系:指揮官根據所分配的任務規劃、指導和控制部隊行動所必需的設施、設備、通訊、程序和人員。

4 信息、連接和C2--一部進化史

理解美國空軍前瞻性的ABMS和JADC2愿景的最好方式是認識到信息、連接和C2在整個航空航天力量的歷史中的演變方式。在這一歷程中,我們看到了一系列進化的方法,從戰斗航空先驅時期的飛機在天空中漫游,只有極少的決策質量信息,到來自戰斗空間最前沿和高級領導層的壓倒性態勢感知和互聯性。

通常情況下,C2和信息(以情報、監視和偵察為幌子,或ISR)這兩個不同的實體被不適當地混為一談,好像它們是一個C2ISR,而連接通常被認為是這個結構中的一個沉默部分。然而,這三個組成部分是現代軍事行動的獨特特征。它們不應該被視為鎖定在一個固定的、統一的模式中,因為創新的速度和現代作戰環境的需求將使它們的參數迅速演變。從根本上說,這一切都歸結為利用任何能夠最大限度地了解情況的方法,在正確的時間和地點安排任務資產,以最好地實現預期的指揮目標,同時不造成不必要的脆弱性。這需要洞察力、判斷力和決策力。隨著時間的推移,C2、ISR和鏈接之間的關系和交互的變化主要集中在決策的規模、范圍和速度上,因為技術的進步推動了其變化。如圖1所示,這可以通過七個主要時代進行最佳總結。

圖1:過去110年中C2、ISR和連接性之間關系和交互的變化時間表。

一戰(WWI) Opening of WWII Early WWII Early Cold War Mid-Cold War Early 2000s to present day ABMS and JADC2
C2的基本措施 由地面的傳感器、控制器和無線電通信授權的早期網絡化操作 基于飛機的傳感器與地面的傳感器和相關的C2功能配對 越來越復雜的傳感器網絡,先進的控制站,以及越來越自動化的數據傳輸 C2控制功能向天空的過渡 分布式傳感器、處理能力和連接性創造了傳感器射擊綜合體 代表這一演變的下一步

沒有什么比第一次世界大戰的戰斗航空更能說明信息、連接和有效C2不足的概念了。由于缺乏關于敵機位置的任何形式的實時情報,戰斗機飛行員不得不依靠他們在空中目視發現對手。"黎明巡邏(dawn patrol)"一詞成為了飛機在空中尋找對手的同義詞。即使飛行員發現了他們的對手,他們也缺乏諸如無線電等手段來呼叫友軍支援。指揮官不得不使用大量的空中力量來達到其預期效果方面的知識不足。早期的轟炸機行動也是如此。正如第一次世界大戰的戰斗飛行員和未來的皇家空軍(RAF)空軍指揮官約翰-斯萊索(John Slessor)所解釋的:"我們的方法和技術,即使在戰爭結束時,也是非常原始的。在早期,甚至沒有投彈瞄準器這樣的東西,轟炸是通過'夾擊和碰運氣'的方法進行的。" 一架飛機的價值總是會受到影響,除非它在正確的時間和正確的地點發揮了作用。這使得飛行員們在很大程度上依賴于巨大數量來增加他們發現所需任務目標的幾率。

創新:基本的信息網絡。空軍對更好的決策信息的需求并沒有消失。在一戰后的幾年里,他們開發了傳感器、數據融合中心和信息網絡,為天空帶來有效的態勢感知和C2。這種投資在二戰期間被證明是非常有價值的,最著名的是1940年不列顛戰役。由于戰時預算緊張,皇家空軍擁有的戰斗機和訓練有素的飛行員太少,無法通過單純的數量來防范德國的空襲。皇家空軍必須確保它能在適當的時間和地點明智地集中為數不多的防御性資產來對付德國的空中攻擊。沿著英國東南海岸線的雷達站在德國轟炸機編隊穿越英吉利海峽時探測到它們。信息融合中心將解釋這些數據,將其與地面觀察員提供的額外報告相結合,在繪圖板上繪制德國編隊的位置,然后命令特定的皇家空軍戰斗機部隊上天。由于有一種被稱為 "識別敵我"(IFF)的特殊轉發器,空中的英國飛機可以很容易地與敵機區分開來。由于能夠區分皇家空軍戰斗機和敵方飛機,控制人員將向防空資產提供實時位置,以攔截德國轟炸機。這項事業與第一次世界大戰中的大規模黎明巡邏具有天壤之別。

地面電子輔助工具被證明對沖突雙方的轟炸人員都是有益的,他們各自使用無線電定向方法來引導各自的機組人員到指定的目標,并示意何時在目標點上空釋放炸彈。在沒有這種系統的情況下,英國分析家證實,英國皇家空軍轟炸機司令部的絕大多數夜襲都是在巨大的半徑范圍內投彈,距離預定目標5英里以上。

創新:基于飛機的傳感器。當雷達被安裝在夜間戰斗機上時,空中信息收集和C2的第三次重大迭代發生了,因為需要更多的信息保真度,而不是僅僅從地面站提供的信息,這是武器系統的開始。C2中心將防衛的戰斗機引向他們的目標,然后安裝在飛機上的雷達為攻擊提供最后的指導措施。飛行員的注意力現在是由他自己的眼睛或地面傳感器以外的東西決定的。這也產生了一個新生的網絡系統,在這個系統中,地面能力、飛機傳感器和作為融合中心的飛行員合作,以產生預期的結果。最初的應用在戰爭期間被各方擴大,包括在夜間和陰天條件下用雷達引導轟炸機。

創新:地基傳感器網絡和早期自動化的出現。當美國發現自己在冷戰初期面對蘇聯時,防空系統產生了空中C2的第四次重大發展。在大范圍內快速移動的威脅需要快速探測和緊密協調的攔截。沿著蘇聯配備核武器轟炸機最有可能襲擊美國的路線,建立了大規模的地面雷達系統。這些雷達將數據流向麻省理工學院開發的半自動地面環境(SAGE)防空系統,該系統包括多個中央控制設施,將原始輸入的數據處理成可操作的信息。這些中心然后直接連接到防空戰斗機部隊,它們構成了一個比二戰時存在的更大、更快、更復雜的系統。由于對速度的需求和必須快速進行的復雜計算的數量,自動化越來越多地取代了以前由人類執行的功能,以爭取時間效率。

作為這種對速度和精度需求的一部分,控制人員通過自動數據鏈路發送信息。這些傳輸雷達圖、目標信息和基本導航輸入的電磁手段允許分布式資產之間自動傳輸數據,并在很大程度上取代了無線電語音通信。到20世紀50年代末,數據鏈十分先進,以至于地面控制單元可以連接到防空戰斗機的自動駕駛儀并將其引向目標。從原始數據到所需輸出的快速處理給防空部隊帶來了決策速度的好處--在正確的時間和地點迅速集中可用的資產來對付非常快速、動態的對手。二戰時期的手動系統,雖然在理論上與冷戰時期的后繼者相似,但在涉及噴氣機速度的跨洲情況下,無法快速運作。

圖2:1972年,一架美國空軍EC121D"警告之星"飛機在泰國上空執行空中預警和控制任務。

創新:過渡到機載C2。這種快速決策的價值產生了C2進化的第五個時代。像空軍的EC-121 "警告之星 "和海軍的WF-2 "追蹤者 "這樣的飛機整合了監視雷達、通信和訓練有素的機組人員,為防空資產提供靈活的傳感器覆蓋、機載信息融合能力以及指揮和控制指導,這些飛機現在被稱為指揮、控制、情報、監視和偵察(C2ISR)系統。這些飛機專注于擴大美國本土的防御網,將傳感器和C2置于偏遠地區,如海洋上空,或置于前沿作戰地點。這些系統也可以在戰爭時期部署。

這些C2ISR飛機在1965年至1972年期間在東南亞上空的炮火中確定了他們的新角色。空軍和海軍的EC121飛機由于其大雷達孔徑,能夠跟蹤友軍和敵軍飛機。機上的技術人員能夠盤查和跟蹤敵機識別敵我的轉發器,從而提供有價值的位置數據。飛機上的語言學家還能夠監聽敵方的無線電傳輸,并提供進一步的相關數據,以幫助美國戰斗機飛行員成功地與敵方的米格機交戰并摧毀它們。將這種融合的機載C2ISR技術與舊的探測方法相比較,一名空軍EC-121機組成員解釋說:"我們能夠探測到我們以前沒有看到的飛機。意識到過去有那么多的飛機我們沒有看到,這有點嚇人。"

在這個時代,在北部灣的飛機和海軍艦艇之間還發展了多域的C2工作,收集、融合和傳遞重要的威脅數據。在泰國的那空帕儂空軍基地,美國運行著一個被稱為 "茶球"的C2系統,它可以處理信號情報、電子排放數據和雷達截獲的大量數據流。然后,它可以將它們結合起來,提供一個實時情況,幫助在正在發生的空戰中作出指揮和控制決策。

也不是所有的決策進展都發生在C2ISR專用系統中。像F-4 "幻影"、A-6 "入侵者 "以及后來的F-111 "土豚"、F-15 "雄鷹 "和F-14 "雄貓 "這樣的作戰飛機都是通過增加使用復雜的機載傳感器和計算能力來實現的。這種技術,加上更廣泛的C2ISR,使機組人員能夠執行更復雜、要求更高的任務,而且成功率更高。

然而,信息在戰斗空間中的提升有一個缺點。傳感器和C2結構的威力明顯增加,但數據卻以一種高度無序的方式被扔給了空軍人員。在功能和傳輸方面彼此完全分離的聯合系統,實際上是將空勤人員淹沒在太多的數據中,這些數據通過不連貫的音頻和原始的視覺手段流向他們。一個人類機組成員能夠吸收、處理并同時采取行動的數據實在是太多了。空軍F-4 "幻影 "飛行員、在越南上空執行過151次戰斗任務的老兵理查德-博羅夫斯基上校解釋了他在一次任務中面臨的數據飽和挑戰,這次任務幾乎使他喪生:

  • 當時發生了很多事情。雷達告警設備讓我們知道,敵人的導彈正在向我們發射。我有來自一個機構的實時情報,告訴我們米格機正從我們身后飛來,要進行攻擊。我們有來自北部灣的航母的地面控制,告訴我們米格機與我們的關系大約在哪里。我們聽取了上層的意見。還有其他人在壓制AAA和防空導彈--所有這些都在同一個頻率上或在我們所聽的不同頻率上。我可以聽到我的空對空導彈發出的咆哮聲--熱尋的聲音很特別......當然還有來自雷達警告設備的所有噪音。恰好,一架米格機從我身后飛來,我的僚機看到了他,試圖警告我那架米格機。我沒有聽到警告,我看到一枚導彈飛過--這是他的第一槍,他沒有擊中。我試圖轉身離開......第二次導彈射擊只設法損壞了我的飛機,我把飛機帶了回來。但我從未聽到我的僚機呼叫我,試圖告訴我后面有一架米格機。當我回到基地后,我聽了這次任務的錄音,他清楚地告訴我有一架米格機在那里,我應該怎么做才能避免攻擊。我沒有聽到。我當時已經完全超負荷了。

博羅夫斯基并不是唯一在處理這種數據洪流的人。著名的二戰王牌飛行員和越南期間第8戰術戰斗機聯隊的指揮官羅賓-奧爾德準將描述了類似的挑戰和管理數據流的即興手段:

  • 沿著紅河往上走......我們有一個程序,我們開始關閉諸如薩姆彈的探測裝置的東西。它發出噪音,讓你感到不安。我們關閉了警衛頻道,因為在緊急情況下總是有人在尖叫。我們會關掉側翼飛機的咆哮聲。我通常會讓后座的武器系統操作員用冷麥克風,這樣我就聽不到他的聲音了......這樣我就會關掉所有的噪音,可以集中精力處理手頭的事情了。

一個人在某一時刻能夠聽到、看到、處理和勝任的行動只有這么多。只有當數據能夠隨時轉化為可操作的知識時,它才是有用的。

認識到這個問題,空軍和海軍在越戰結束后的幾年里,一直在研制下一代C2ISR飛機,這些飛機可以更加專注于處理數據流,使機組人員只需要知道滿足指揮官意圖所需的數據。由此產生的飛機包括空軍的E-3預警機和海軍的E-2鷹眼。時任空軍戰術空軍司令部司令的羅伯特-狄克遜將軍解釋了像AWACS這樣的系統所帶來的價值:

  • 通過使用E-3,擴展了具有生存能力的預警和控制的監視范圍,遠遠超過了地面系統的限制,可以為文職和軍事領導人以及戰斗管理者提供前所未有的潛在或實際的戰斗場面,并且是實時的。有史以來第一次,人們可以在沖突前或沖突中對空中和(如果需要的話)地面和海上行動有一個即時、真實、確定的看法。

這種知識的價值是至關重要的,因為正如狄克遜進一步闡述的那樣,"對潛在的敵對空中活動的完美預見將使指揮官能夠在適當的時候以經濟和大規模的方式部署其部隊,以進行威懾或戰斗。我們將有時間進行思考、推理和行動,而不僅僅是反應"。數據轉化為信息并作為可操作的知識,是最好地利用現有部隊以完成任務意圖的關鍵。

E-3和E-2并不是越戰后幾年內開發的唯一以信息為重點的新資產。這個網絡中以地面為重點的部分是在20世紀80年代末和90年代初由E-8聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS)構建的--這架飛機攜帶一個強大的以地面為重點的雷達,能夠跟蹤車輛、船舶和其他感興趣的物品;分析機上的數據;并通過戰略、作戰和戰術結構將感興趣的關鍵點傳遞給個體。為了說明這些系統的威力,E-8的雷達在一次任務中可以查看19,000平方英里的范圍,其雷達能夠探測到超過120英里的目標。

空軍用地基控制系統對這兩個系統進行了補充,這些系統結合了傳感器和與機載C2ISR飛機的聯系,以擴大視野。這些資產在部隊將長期駐扎并允許進入的地區提供態勢感知和指導。它們作為C2的一個分層部分,在后方梯隊作戰地點特別有用。在許多方面,它們就像駐扎在地面的預警機。

在C2層次中的AWACS、JSTARS和地面控制站之外,還有一個高級作戰指揮級別的中心,現在被稱為空中作戰中心(AOC),它提前幾天執行任務規劃,并在必要時為現場活動提供實時投入。它是空軍戰區空中控制系統(TACS)的高級元素,也是空軍部隊指揮官(COMAFFOR)為聯合部隊空中組成部分指揮官(JFACC)提供規劃和執行戰區范圍內空天力量設施的地方。當COMAFFOR同時也是JFACC時,AOC也是聯合空中作戰中心(JAOC)。在盟軍或聯盟(多國)行動的情況下,AOC也是一個聯合航空作戰中心(CAOC)。

從越南發展起來的系統提供了重大的進步,但在1991年的 "沙漠風暴 "行動中仍然遇到了挑戰。指揮中心--當時被稱為戰術空中控制中心(TACC)--是 "沙漠風暴 "空襲行動的策劃地。多個地面C2系統與空中C2ISR節點(如AWACS和JSTARS,它們也在戰術和作戰指揮層面提供實時指導)相結合,向TACC提供信息。單個作戰飛機也利用其機載傳感器和處理能力來保持其態勢感知。

當時TACC的C2流程和程序已經過時,無法跟上沖突的快速步伐。這就需要臨時的程序和變通方法來優化空戰。信息仍然難以獲取,許多信息被封鎖在作戰和戰術用戶之外--例如,及時的空間圖像。由于官僚決策程序旨在支持冷戰時期可能發生的交戰,如華沙條約組織的部隊通過富爾達峽谷入侵西歐,這些作戰和戰術層面的行動者缺乏對相關情報衛星的任務授權。在這種結構中,基于不斷變化的任務要求和信息共享的動態調整沒有被優先考慮。大多數任務仍然是根據預先計劃的任務、指定的時間和交戰路線來執行。實時的、動態的任務分配是罕見的。

圖3:2012年,美國空軍第963空降兵控制中隊的一架E-3飛機。

創新:過渡到分布式傳感器-射手綜合體。認識到在像 "沙漠風暴 "這樣的快節奏行動中指揮和控制的極端重要性,空軍在 "沙漠風暴 "之后和整個90年代開始對其C2結構進行現代化改造。在21世紀初,空天作戰中心(AOC)被賦予了自己的名稱,AN/USQ-163 Falconer,作為一個武器系統。先進的天基傳感器和遙控飛機(RPA)上的傳感器也逐漸進入這個分層系統,這要歸功于將這些信息從情報界過渡到作戰領域的技術和相關作戰概念。對于后者的發展,引入由武裝的、配備傳感器的和高度連接的RPA提供的持續監視,導致了一個真正統一的、綜合的傳感器-射手結構。這是信息、連接和C2之間相互作用演變中一個根本性的游戲規則改變者。

在2001年9月11日的襲擊之后,一場針對恐怖分子和一系列非國家行為者的不同類型的戰爭推動了新的信息、連接和C2需求。這些反恐行動引入了兩個不同的趨勢:希望瞄準短暫的目標點,同時盡一切可能限制附帶損害。這不僅推動了資產的微觀管理,而且使空軍傳統的C2理論從集中式控制/分布式執行轉變為集中式控制/集中式執行的做法。不做錯誤的決策成為壓倒一切的目標。

這在很大程度上是由信息、連接和C2的第六次重大發展實現的。網絡連接領域的技術進步、高保真傳感器、RPA的持續監視以及計算能力的巨大提升,使戰斗邊緣的態勢感知和決策取得了革命性的進展。這些技術也有助于模糊不同級別的指揮,因為它們使高級領導人能夠 "進入 "駕駛艙或實時觀察戰斗空間發生的情況,并指導最高戰術級別的決策。這種集中化減緩了C2的速度,因為行動者試圖最大限度地利用信息來指導無懈可擊的、近乎完美的動態行動。事實證明,追求完美的目標與追求勝利的目標大相徑庭,而且更難實現。

另一個趨勢是由于AN/USQ-163 Falconer AOC中的組織程序不合時宜,導致部隊協調不力。例如,AOC系統對ISR飛機和攻擊飛機使用不同的規劃程序。在技術允許傳感器-射手飛機的概念和高度整合的團隊時,對這兩種能力的分離規劃導致了錯失機會和任務的不優化。換句話說,"ISR "飛機可以執行攻擊任務,而 "攻擊 "飛機可以執行ISR,但既定的規劃程序不允許這種任務分配,這就導致了錯過協調和部署機會。據一位空軍C2專業人員說,因未優化的C2而錯失機會是慣例:

  • 一架C-130可能會將物資空投到一個被小武器防空炮火限制的空投區。空投可能就在MQ-1 "捕食者 "的軌道下進行,但 "捕食者 "機組人員不會知道空投的計劃,更不用說掃描對C-130的威脅了--除非被支持的部隊碰巧要求它這樣做。同時,在一個區域指揮部,一架F-16戰斗機沿著友軍第二天要巡邏的路線進行武裝偵察,對處于重疊軌道上的MC-12戰斗機已經發現并固定了一個高價值目標的事實視而不見,希望在連帶問題阻礙攻擊之前,打擊資產能夠到達該地區。一架HH-60在執行傷員疏散任務時遭到射擊,而不知道下一個殺傷箱里有一架符合桑迪標準的A-10。這些都是根本性的破綻。

導致這類障礙的原因--至今仍然存在--是目前獵鷹空天作業中心設計的結果。該設計是圍繞 ISR 的單獨任務程序構建的,該程序使用稱為資源集成、同步和管理規劃工具 (PRISM) 的系統,并強制使用 TBMCS 的應用程序。這反映了一種過時的任務執行模式,必須在ABMS和JADC2中加以修正。美國部隊不能在未來的戰場上這樣操作,因為在未來的戰場上,他們的能力和實力都將被限制在極限。部隊高度減員的風險使情況更加緊張。規劃和任務分配過程應該合并,以確保統一和優化,無論飛機的分類。這反映了一個綜合的、協作的傳感器射擊的現實。技術已經使傳統的AOC組織結構變得過時。它要求改變為所有飛機--在某些時候也包括航天器--的綜合規劃和任務分配過程。

在回顧這段變革和創新的歷史時,重要的是要通過發揮三個核心要素的視角來看待它們--信息、連接和C2。處理能力等要素的進步從根本上影響了事業的速度和規模,但核心要素卻沒有改變。這強烈地表明,建立明天的系統將繼續需要在這三個方面進行平等和綜合的發展。

部隊的成功部署在很大程度上依賴于C2在整個系統中的適當分層,以便在快速變化的情況下最好地實現預期目標。為了實現這一目標,分析、規劃和設計部隊的部署使用應該在戰役層面上進行,通過在空中作業中心建立總的空中攻擊計劃和其行政傳輸文件--空中任務指令。然后,空中作業中心應與戰區空中管制系統的執行要素一起實時指導資產,確保指揮官的意圖得到維持。最后,作戰部隊應充分利用他們的態勢感知,并盡可能地參與其中,了解該意圖。正如越南沖突的經驗所揭示的那樣,如果前線行動者被太多不同的信息輸入所沖擊,表現就會下降。關鍵是要過濾信息,以確保每個行動者收到所需的信息,而不是無關緊要和分散注意力的信息。然而,這其中的一部分涉及到劃線,否則系統就會因為太多的行為者阻礙進程而變得緩慢,阿富汗和伊拉克的情況就很明顯。如果所有行為體之間的連接不能以一種持續的、有保證的方式保持,它也可能變得過于脆弱--鑒于未來的高端威脅,這一點越來越令人擔憂。這不再是關于消除沖突的問題,現實要求協作性的、反應迅速的整合。這些經驗經受住了時間的考驗,因為聰明的團隊合作會產生更好的任務結果。

ABMS代表了這種演變的下一步。縱觀歷史,可用信息、連接和C2水平在形成軍事作戰概念和戰略方面發揮了關鍵作用。一支缺乏這些屬性的部隊需要使用多得多的體量來實現作戰目標。換句話說,這是一個涉及確定性水平的過程--指揮官知道的越多,他們就越能集中精力實現目標。

5 信息、連接和C2演變的下一步:ABMS和JADC2

美國現在發現自己處于一種 "回到未來"式的情景中,因為同行競爭對手確定了戰斗空間的優先次序。空軍不再像在阿富汗和伊拉克的天空中經歷的那種放任自流的環境,他們必須準備好應對令人難以置信的復雜、快速、危險和動態的作戰,對抗更先進的對手。他們的成功將取決于他們以協調的方式在整個戰斗空間內同時開展行動的能力,并超越對手。對手將瞄準美國空中力量至關重要的每個要素--美國戰區作戰基地、任務飛機、后勤和信息網絡。對于后一點,頂級對手現在認為拒絕信息、連接和C2是他們的主要軍事目標。正如美國國防部2020年關于涉及中國的軍事和安全發展的報告所強調的,"實現信息主導地位和拒絕對手使用電磁波譜是在沖突中抓住和保持戰略主動權的必要條件。"

這使我們看到了目前的狀況。空軍認識到了這些挑戰,并且早就意識到了自己的不足之處。這也是它正在改變其目前的信息、連接和C2的方法的一個主要原因--ABMS和JADC2的模式。

今天的ABMS和JADC2愿景在很大程度上可以追溯到2000年,當時空軍領導人越來越意識到E-8 JSTARS的機體年齡。這引發了一系列更廣泛的考慮,審查了替換方案。雖然這些飛機是在20世紀80年代末和90年代初投入使用的,但JSTARS的機身最初是在60年代建造的。長期的可使用性是一個新的問題。空軍已經進行了一次努力,通過E-10計劃對飛機及其相關任務系統進行資本重組,但后來被取消。在同一時間范圍內,技術也在迅速變化。早在2008年,時任空軍ISR主管的Deptula中將就開始努力研究不同的地面移動目標指示器(GMTI)的托管方式,而不是簡單地將其放在更新的替換飛機上。后來,他將他的想法整合成一個概念的描述,將傳感器、射手和效應器連接成一個 "作戰云"的概念,這就是ABMS和JADC2的前身。

2010年,空軍啟動了一項替代方案分析(AOA),涉及如何以JSTARS GMTI最佳方式執行空中C2ISR任務。這最終演變成了對新的載人飛機的要求,C2機組和ISR GMTI傳感器以類似E-8的方式在同一機身上共處。增長的主要領域是更新的傳感器、處理能力、連接性和自動化,這將抵消一些空戰管理人員的工作。

2017年,空軍領導層發出信號,他們正在考慮用不同的載體來調整JSTARS系統的資本化。空軍作戰司令部司令邁克-霍姆斯將軍解釋說:"世界在變化;威脅在變化。我們將審視我們所面臨的所有威脅。"軍方領導人越來越擔心,像JSTARS這樣的大型傳感器發射飛機,或其擬議的替代品,在圍繞中國或俄羅斯等對手的預期高端威脅環境中無法生存。為此,空軍利用最初專注于AWACS資本化的AOA來研究更廣泛的C2和ISR任務集。

隨著空軍2019財年預算申請的提交,軍方領導人正式終止了計劃中的JSTARS資本重組工作,并提出了網絡化ABMS愿景作為首選解決方案:

  • 先進作戰管理系統(ABMS)是一個系統構架家族,通過聯網、攝取、融合和優先處理來自分類傳感器的數據,提供作戰管理和指揮與控制能力。ABMS不是一個單一的記錄程序,而是一種由多個綜合系統和程序提供的能力,并將由ABMS架構師進行橫向管理。ABMS將通過一個三階段的戰略來開發傳感器、作戰管理和指揮與控制系統以及通信。

ABMS的第一個階段旨在利用現有的記錄項目來獲得預期的效果。第二和第三階段應該使用越來越多的分類方法,主要依靠新技術--其中絕大部分仍然是高度機密。這不僅僅影響E-8;正如當時負責采購、技術和后勤的空軍助理部長威爾-羅珀博士在國會證詞中解釋的那樣,"ABMS將能夠執行與JSTARS和AWACS平臺相關的任務集,并可能承擔戰區空中控制系統的其他角色。

這使得ABMS網絡化方法成為當前的記錄項目,最終將取代E-3預警機和E-8 JSTARS等飛機。它是由傳感器、處理能力、融合、人工智能和數據傳輸網絡組成的生態系統,將賦予現代C2:美國防部現在稱之為聯合全域指揮與控制的概念。當涉及到軍事概念時,詞語很重要,而 "聯合全域 "這一短語是指任務系統以不分領域的方式實時協作的概念。ABMS和JADC2團隊的組成將基于在特定的時間和地點建立最佳的伙伴關系,以達到比任何單一資產可以單獨完成的更好的預期效果。由一個領域的系統收集的數據將被處理并驅動系統中其他地方行為者的行動,如果這些行為者處于一個更好的時間和地點來實現預期的目標。正如空軍的一份文件所解釋的,"聯合全域指揮與控制將來自所有領域的分布式傳感器、射手和數據連接到所有部隊,以便在規模、節奏和層次上實現分布式任務指揮,完成指揮官的意圖--與領域、平臺和功能通道無關。"ABMS是實現這種協作的技術手段。

這項工作的規模和范圍是整個空軍的事業,遠遠超出了對JSTARS或AWACS等特定飛機的資本化。正如威爾-羅珀博士所解釋的,"我們要做的是確保機器對機器的數據傳輸無處不在,因此,如果任何傳感器看到了什么,這些數據就可以毫無障礙地提供給任何地方的射擊者。"空軍ABMS首席架構師普雷斯頓-鄧拉普認為,這項努力真正歸結為 "通過整合使這些平臺比它們單獨存在時更好。"

一個簡短的場景可以幫助說明空軍的愿景。ABMS可以使一架F-35和一架B-21在使用其武器有效載荷后,有能力協同向位于近海的海軍或盟軍艦艇提供高保真的目標瞄準點信息。這些地理上分離的飛機通過ABMS網絡作為一個團隊聯合行動,可以使該艦向一個或多個目標發射武器。通過合作,這些不同的武器系統可以在戰斗空間中創造出超過它們中任何一個單獨實現的效果。這一切都歸結為收集不同的信息流,將它們融合成一個整體,揭示出比任何單獨來源所能提供的更多的戰斗空間知識,并為能夠滿足預期任務目標的效果器分配任務。當然,這只是ABMS實現的許多潛在組合中的一個小插曲。有的時候,來自不同平臺的多個效應器可能會結合起來產生一個單一的結果。在這一點上,F-35可以干擾位于目標周圍的敵方防御系統,而B-21則利用天基傳感器提供的信息發射彈藥,成功穿透被破壞的防御系統并非常精確地打擊目標。這是ABMS使先進的協調水平成為可能的一個例子,它將在同行的沖突中產生新的巨大優勢。正如前空軍參謀長戈德費恩將軍對ABMS構建使未來部隊成為可能所解釋的那樣,"如果我們把它們連接起來,我們就會有可用的選擇,我們可以把今天沒有的東西扔給對手。"

注:第五代飛機和現代戰斗的C2ISR

  • 第五代作戰飛機是新作戰環境中的關鍵角色。F-22、F-35以及最終的B-21利用隱身技術和電子生存手段,將它們的傳感器套件、處理能力以及與其他作戰系統協作能力帶入了戰場。

  • 與越南時代的戰斗機不同的是,機組人員被太多不同的信息“塞滿”,第五代處理技術將飛機上和機外收集的大量數據轉化為決策質量信息。他們可以觀察事物并進行作戰級別的評估--這曾經是大規模C2和ISR的唯一權限。

  • 有些時候,第五代飛機實際上可以作為一個C2和ISR節點。這個等式中的限制因素是,在主要的任務責任中,一個戰斗飛行員能夠處理多少信息和C2職責,避免威脅,以及在高度動態環境中發生的快速決策。

雖然這項事業的技術是新的,但總體意圖和宏觀結構是經過時間考驗的。不列顛之戰有其傳感器和通信系統網絡。C2專家可以指揮戰斗機飛行員,作為他們指令的動力實現者。戰斗機可以通過無線電通信和練習戰術來進行團隊合作。ABMS和JADC2在規模、范圍和速度上擴大了這種模式。然而,其好處仍然是一樣的,就像充分利用現有資產以實現信息和決策優勢的基本方法一樣。由于技術的進步,機器自動分享數據而無需人類參與、無縫協作和共同實現目標的能力只是該結構的下一個增長階段。考慮到在不斷增長的威脅環境中,部隊的力量捉襟見肘的現實,空軍必須采用這種方法。

ABMS作為信息交流的技術手段--數據流動的電子基礎設施--以及JADC2作為更高層次的任務分配,使指揮官的意圖與作戰和戰術層面的行動相一致,一些關鍵問題出現了:

  • 1.如何對這樣一個大型事業系統所收集的大量數據進行有效的過濾和融合以防止飽和;以及

  • 2.誰或什么在行使C2?

回答這些問題將說明提供一套能力和作戰結構至關重要,它將以一種作戰上的響應、相關和彈性的方式運作。這就是使ABMS計劃成功的原因,而不是像TBMCS那樣的技術投資計劃的簡單更新。這些答案也將為那些尋求更好地了解ABMS的國會議員提供信息。正如眾議院軍事委員會的一位工作人員所解釋的那樣:"自它首次推出以來,在過去的兩年半到三年里,ABMS的概念應該是什么,已經發生了很大變化。委員會仍在尋找一些額外的信息,并更好地澄清所有這些錢的用途。

然而,有一件事是肯定的--如果主要關注點只在提高連接性,那么這個邁向ABMS和JADC2的旅程就不會成功。歷史已經說明,大量的信息流并不能產生更好的決策方案。正如1999年蘭德公司的一項C2研究強調的那樣,"在信息和通信能力豐富、幾乎無限的時代,決策者越來越多地面臨著信息過多而不是過少的問題"。蘭德公司的報告指出了明顯的解決辦法。"了解什么信息對決策最重要--以便被傳達、處理或顯示的信息可以被限定--是設計計算機輔助決策支持系統的一個主要問題。"信息過多的問題與越南沖突中飛行員面臨的問題相似。它也發生在2000年和2010年,當時RPA收集數據的速度在戰爭史上是前所未有的。他們收集信息的能力遠遠超過了有效利用所獲信息的既定手段。這導致了在處理、利用和傳播(PED)過程中的崩潰。有一次,PED領域的飛行員看到所產生的傳感器數據量增加了5000%。空軍ISR主管當時創造了一個短語,"我們在傳感器中游泳,所以我們需要確保我們不會被數據淹沒。"知道如何識別什么是重要的,通過知情分析使其有意義,將其與其他重要信息融合,并將可操作的知識及時傳遞給相關人員證明是非常困難的。國防部最初的反應是簡單地在這個問題上投入人力,但事實證明這種解決方案很麻煩,成本很高,而且相對于滿足實時任務需求來說太慢。此后,通過技術改進程序的努力有所幫助,但數據的增長仍然遠遠超過了將其轉化為可操作信息的可用手段。

這一經驗對ABMS和JADC2的設計師來說是一個警告。鑒于構成該系統的節點數量,處理、過濾和引導信息流與整個戰斗空間更廣泛的C2愿景相一致的挑戰將升級到以前無法想象的層次。在過去,數據流是有限的,僅僅是因為沒有那么多的收集者,而且管道限制了信息的有效覆蓋。現在,任何人都有可能看到任何東西,這就像同時觀看你所有的有線電視臺。理論上會有很多信息在發揮作用,但現實中會無法使用。ABMS和JADC2必須包括一種有效的自動化手段,了解戰斗空間中的哪個平臺、單位或個人需要什么信息,什么時候,以及多長時間。

第五代技術是解決方案的一部分。現代技術,特別是第五代處理、融合和顯示技術,已經在這方面取得了重大進展--特別是在將大量數據轉化為可操作信息方面。然而,這些系統仍在一個確定的區域范圍內運行。有著第五代飛機使用經驗的現代飛行員還擁有對他們周圍的戰斗空間的巨大優勢,而這種優勢以前只保留給AWACS或JSTARS飛機。他們的機載傳感器、將機外數據自動融合到他們的有機態勢顯示中的能力,以及他們不斷評估環境中的突發威脅的能力是令人難以置信的。

然而,這些飛行員也在有爭議的空域中快速飛行,兼顧無數的任務。他們的重點是在一個有限的地理空間內的特定任務。他們往往不能把行動作為一個整體來看待。飛行員也必須把注意力集中在控制他們的飛機上,而不僅僅是處理大量涌入的融合的、可操作的信息。在這一點上,第五代作戰部隊仍然需要空戰管理者,他們吸收戰區數據并發出類似于足球四分衛的指令。正如蘭德公司的C2報告所解釋的那樣,"指揮既是一種組織功能,也是一種認知功能,而技術本身并不是萬能的。"

AI、自動化和機器學習也是解決方案的一部分。ABMS和JADC2將極大地擴展信息網絡。機器學習、自動化和人工智能無疑將進一步協助這一進程,但必須有一個深思熟慮的計劃,以確保作戰概念能夠擴展到允許充分開發新技術所提供潛力的層次。這與C2和適當的分級決策者的概念有關。戰爭的成功取決于將指揮官的意圖轉化為整個戰斗空間的作戰和戰術行動。對一個同行對手的作戰行動,每天可能會發生數千次大的行動和數萬次小的行動。自冷戰結束以來,空軍還沒有在這種規模和同行沖突場景所需的內在決策并發性方面進行過思考。考慮到政治和行動上的限制,反叛亂行動的規模要小得多,速度要慢得多,強度要小得多,而在一場重大的戰爭中,每天都會有數以千計的行動被執行,后方指揮部的位置會受到攻擊。此外,在9-11事件后的反恐和反叛亂行動中,美國部隊幾乎總是可以依靠總的信息連接,這鼓勵了戰略上實時地深入到作戰和戰術情況。大規模的同行對手的情況是不可能允許這種做法的。事件將發展得太快,它們將太復雜,而且連接性將受到持續的攻擊。

人工智能、自動化和機器處理可以將某一層次的數據轉化為立即可操作的信息,在一線駕駛艙中具有相關性和增值性。考慮到威脅警告檢測到一個地對空導彈地點并建議一個替代的飛行路線。自動化系統還可以跟蹤任務的進展情況,并根據實時發展情況對任務目標進行優先排序。例如,如果瞄準一個指揮中心是當天活動的首要目標,而最初負責這項任務的打擊包在前往目標的途中被中止,那么這一行動可以被發現。攻擊的責任可以重新分配給另一組具有適當任務屬性、物理距離和燃料狀態的飛機來執行任務。

人工智能、自動化和機器學習將不會取代人類的戰斗管理者。根據指揮意圖和更廣泛的政治和軍事目標有效地投射空中力量,并不是與一套預先確定相聯系的機械行為。它涉及到處理許多因素--許多因素都不明確,并迅速行使最佳判斷力。當領導層的假設被證明是不正確的,而任務條件與預期相差甚遠時,事情就變得棘手了。盡管自動化將縮小配對過程并幫助決策,但在某些時候,一個適當的分級指揮層必須確保所采取的行動將產生最佳的預期效果,以實現指揮官的意圖。據一位空戰經理指揮官說:"可以說,我們已經開發了世界歷史上最強大的ISR能力。此外,第五代飛機以新的方式提出了它們自己的SA[態勢感知]來源。如果沒有C2這個統一的力量,這些驚人的技術進步可能只能實現個體的成功或局部的優勢,而不是更廣泛的作戰層面的進步。"

這種想法與空軍領導人采取的方向也并非完全不一致。威爾-羅珀博士最近解釋說:"我認為領先的[戰斗空間]邊緣系統將必須由站在后面準備打電話的人擔任四分衛。"這些C2行為者將需要在戰斗空間中相對靠前,因為連接往往隨著距離的增加而更加脆弱。這意味著在配備了傳感器、處理能力和連接能力的任務飛機上。基本的物理學原理決定了在某些時候,與戰斗空間的物理距離會產生通信優勢。這并不意味著C2和ISR的概念必須是不可分割的聯系。如果主動感應帶來的風險太大,空戰管理者可以依靠從更廣泛的網絡中收集的機外數據源。這就是ABMS的全部意義所在。由于過去時代的技術要求,C2和ISR以前是硬連接的。在某些情況下,C2和ISR共處一地是有優勢的,因為這種硬連接對敵人來說是極難打敗的,這就為更廣泛的任務提供了彈性,但它不再是系統必須運作的唯一方式。

對戰斗空間采取分層的方法所帶來的價值也說明了在依賴新形式的技術時采取積極的風險緩解策略的重要性。ABMS在這一領域面臨風險,因為該計劃需要大量的創新,并將被用于對抗試圖在無障礙的戰斗環境中擊敗它的對手。2020年美國政府問責局的一份評估該計劃的報告強調了這種風險。"由于空軍還沒有確定ABMS的技術需求是什么,它還不能確定這些技術是否成熟或在需要時是否會成熟。" 評估報告進一步指出:"我們以前發現,在沒有首先確定和評估技術成熟度的情況下開始開發,會增加這些技術在需要時不成熟的可能性,這往往會導致成本超支和進度延誤。"如果ABMS和更廣泛的JADC2計劃要取得成功,減輕風險將是至關重要的。太多積極的技術飛躍要求高水平的性能保證,會招致項目的最終失敗。中間道路是一種更可靠的方法,它能平衡創新和成熟的任務執行方法。

毫無疑問,收集、處理、融合和分發大量信息以支持網絡化的團隊行動,將需要人工智能、自動化和機器學習等形式的機器協助。我們的對手也在追求這些優勢,誰掌握了這些優勢,誰就會擁有極其重要的競爭優勢。在這方面,RPA的數據洪流是一個值得警惕的經驗。僅靠人工手段來應對那場信息海嘯是根本不可行的。ABMS數據流量將成倍增加。

然而,雖然技術必須是解決方案的一部分,但全身心投入人工智能、自動化和機器學習并不意味著放棄那些提供冗余和優勢互補的成熟方法。正如羅珀博士進一步闡述的那樣,"我們還沒有準備好把人從戰斗中拉出來,我們還沒有準備好AI的一切。R2D2在電影中很好,但現實世界中的R2D2在對手試圖搞亂他們正在攝取的數據以做出決定時,會變得非常混亂"。在這一點上,隨著COVID-19危機的發生,人工智能的易變性證據意外地出現了。人工智能算法是根據人類行為模式編寫的,幾乎所有人都認為這是不可改變的規范。封鎖令注入了很少有人能想象到的干擾,最終的結果是人工智能在一個不再符合其編程假設的世界中感到困惑。只要問問那些使用人工智能協助管理庫存的零售部門的人,銷售數字經常偏離預期的模式,差異很大。

如果美國過度依賴人工智能和機器學習而沒有審慎的監督和冗余,對手將被激勵去追求通過擁抱意外而破壞算法的作戰概念和戰術。與精通解決動態情況下的挑戰的專業人員一起參與C2有助于管理這種風險。在戰斗空間中適當定位的空戰管理人員將是這個冗余、互補事業的一個關鍵部分。原始技術并不等同于實現C2。正如一名空軍士兵所解釋的那樣:"[個體]被引導相信C2的意義是在網絡時代維護網絡。然而,就掌握C2而言,網絡并不能像導彈解釋空中優勢或炸彈定義全球打擊那樣解釋這一概念。"

最后,還有一個重要的現實需要平衡--目前沒有成為很多頭條新聞。雖然中國無疑是美國防部的主要威脅,俄羅斯也不甘落后,但美國無疑將在世界范圍內威脅較少的地區參與大量行動,這些地區的中低端威脅是主要的關注點。雖然美國專注于為最重要和最可能的威脅做準備,但現實情況是,超出其控制范圍的全球環境往往會帶來意想不到的挑戰,必須加以解決。這就要求選擇快速部署、可持續和可負擔的方案,但不降低與美國核心利益相關的高層次行動所必需的能力和實力。在許多方面,這正是AWACS和JSTARS等成熟形式的C2ISR的優勢所在。它們可以迅速地將特定的任務效果投射到某些地理區域。它們的存在可以持續很長一段時間,盟友和合作伙伴可以很容易地融入它們的C2結構,而且它們的操作模式不會使銀行破產。

ABMS要么需要滿足這些相同的標準,要么空軍需要追求一個補充性的C2ISR系統,該系統將在整個作戰范圍內增加價值--從高端作戰到較低層次的交戰。這涉及到信息收集傳感器、連接和C2的核心屬性。基于任務的可負擔性和實用性是真實的東西。在重大戰區沖突中依靠高度分解的高端傳感和處理節點網絡是一回事,但在應對較低層次的威脅時,這很可能是不謹慎的,因為這種資產通常供應有限,而且它們的準備狀態必須為重大沖突加以保障。考慮一支 "日常駕駛 "的計劃-B部隊是有用的。一架能夠在數小時內起飛并自行部署到世界任何地方的綜合任務飛機具有獨特的優勢。

最重要的是,所追求的解決方案必須是靈活和適應性強的。它們必須以解決快速、復雜的戰斗環境中的問題為導向。它是關于加速決策,為一系列復雜的事件帶來秩序,并產生預期效果。正如一位擁有豐富經驗的空軍軍官所強調的那樣:"一個整體的C2系統的最低限度的關鍵基礎設施不能籠統地確定,而是完全取決于指揮官的要求,在特定條件下完成特定的任務。" 這種靈活性的關鍵是需要一系列具有不同程度的能力、適應性和成本敏感性的工具。

6 信息、連接和C2的前向載體

空軍正在開發的ABMS和JADC2結構有很大的意義。信息一直是戰斗和勝利的關鍵,特別是在大規模沒有保障的情況下。技術的進步也有望幫助管理未經過濾的數據的沖擊,確保人工智能、自動化和機器學習幫助增加決策的清晰度的過程。也就是說,在新的結構中似乎有一個空白--人類執行C2的作戰地點,這是一項傳統上由空戰管理人員執行的工作。

圖4:各種超音速飛機的設計概念,如Boom的XB-1超音速驗證機,體現了對空軍C2ISR任務有用的技術。

從大規模C2ISR平臺轉移的整個前提是基于這樣一個事實,即它們在威脅明顯的地區不再具有生存能力。保護機組人員,同時尋求其他手段來確保所需的效果,既負責任又聰明。然而,鑒于在戰斗空間中需要適當分層的C2行為者,在靠近前線部隊的地方執行C2的連接優勢,在主要解決方案失敗時希望有后備選擇,以及部隊需要在世界其他地方移動,載人C2平臺仍然存在一個位置。正如一位空軍C2專家所解釋的那樣:"通過機動性,機載C2提供了范圍、覆蓋面和適應性,再加上獨特的通信和監視信號,這些都是太空中無法比擬的,以提供現場問題解決能力,使其對指揮官的意圖理解與實際沖突的混亂情況相一致。”

一方面,像澳大利亞和英國正在采購的經過驗證的E-7 "楔尾 "飛機這樣的技術是現成的,并且在與美國部隊的演習中被反復使用并取得了高度成功。這些飛機當然符合中、低端作戰的任務功能和可承受性標準。空軍也可以考慮延長其JSTARS和AWACS飛機的壽命。然而,對它們在對抗高端作戰者時的生存能力擔憂是合理的。

這指出了商業部門正在開發一類新飛機--大型超音速飛機所帶來的潛力。然而,從任務上講,它們也可以在C2ISR領域發揮一定的作用。事實上,2021財年國家發展法中的術語指示空軍調查這一應用。

這些優勢是直接的,并且涉及到空軍對其傳統C2ISR機隊長期生存能力的許多擔憂。從作戰的角度來看,超音速巡航在更遠的距離上,這個級別的所有擬議噴氣機都聲稱要憑借其民用任務目標來實現這一能力,使這個級別的C2ISR飛機能夠以最快的速度部署并迅速覆蓋廣闊的作戰范圍。這將減少往返于基地的時間,從而有更多的時間在崗。這也將允許使用遠離敵人進攻系統的基地,同時不對關鍵作戰重心的有限坡道提出進一步要求。像關島的安德森空軍基地這樣的地方空間有限。

這種風險的減少并不只是與基地有關。以超音速飛行的飛機增加了對手的地對空和空對空防御的復雜性。再加上這些飛機運行的高空--超過60,000英尺--有效的敵方防御威脅環的規模明顯減少。威脅并沒有消失,但與來自亞音速客機的機身所面對的威脅相比,它們要小得多。在高空作戰的傳感器也可以看得更遠,這是關于視線的基本物理學。

在這些任務概況的優勢之上,這些新飛機可以設計成開放式的任務系統和模塊化的任務有效載荷。為了使C2ISR飛機真正發揮作用,快速更新任務系統的能力是至關重要的。根據具體的作戰目標快速更換傳感器、處理器和其他任務系統的能力也將證明是非常有用的。如果一架噴氣機知道它將面臨某些威脅,并被要求在特定的飛行任務中收集特定類型的信息,那該怎么辦?模塊化可以看到任務系統專門為滿足這些目標而定制。一個完全不同的系統套件可以為下一個任務上傳。這種方法不是科幻小說;它已經被像U-28這樣的飛機所利用,它提供了巨大的任務模塊化。如果一個新的模塊化系統運行良好,那么它就可以被擴大規模。如果它沒有達到預期的效果,只需把它撤下來,回到經過驗證的選項中去,或者嘗試其他的東西。無論哪種方式,飛機的功能都不會被傳統模式中難以置信的復雜、昂貴的升級所束縛。

最后,C2ISR綜合模式仍有巨大的效用。這不僅為較低層次的作戰提供了一個可快速部署的任務包,而且將傳感器與C2專家集中在一起,可以減輕傳感器與C2完全分離的結構所帶來的風險。連接傳感器和C2工作站的硬線和光纖是很難被破壞的。這并不是說空軍提出的分布式系統的網狀網絡是一個糟糕的概念。事實上,在某些威脅情況下,飛機可能會關閉其機載傳感器,并使用來自更廣泛的ABMS網絡的信息來執行C2。實現任務目標的其他途徑是有用的。它提供了一種退路,減輕了對連接環節的高度依賴所帶來的脆弱性。它還使對手的計算變得復雜,因為美國部隊將追求一套具有廣泛技術方法的C2ISR解決方案。最終的效果是一個有彈性的、強大的系統。

至于機組人員的規模,以前的JSTARS改造工作,重點是商務噴氣機級別的飛機,表明技術進步能夠使許多以前由人類操作員執行的功能自動化。這種趨勢將繼續下去,這將為機載空戰管理人員的人員配置要求提供一個簡化的方法。某些功能也可以分解給戰斗空間的其他地方的空戰管理人員,空軍正在探索包括雙任務空中加油機作為C2節點的概念。雖然這是一個積極的想法,但必須認識到像KC-46這樣的飛機將有主要的任務職責,即加油。C2將需要飛行員在正確的時間和地點來獲得預期的效果。這就強調了專用C2ISR平臺的價值。補充性的裝備提供了價值,但是如果它們的主要任務功能降低了它們的C2功能,它們也不會被破壞。

這個擬議的C2ISR結構的凈效應將產生一個分層的愿景,在高威脅環境中的C2看到一個合作的、綜合的三階段方法:

  • 1.穿透力強、生存能力強的傳感器節點,與天基系統配對,與提供實時決策輸入的C2操作員聯系。

  • 2.高速、高海拔的載人C2ISR傳感器平臺,能夠提供補充性的 "觀察 "和來自網絡的決策見解,以及在中等風險地區的廣泛、可生存的C2ISR覆蓋。

  • 3.獨立的C2和ISR系統能夠收集和處理數據,使之成為決策質量的輸出。

這種結構的優勢很簡單:以一種及時、全面的方式指導部隊的使用決策,并對冗余能力、足夠的能力和基于任務的可承受性進行高度優先排序。最重要的是,它依賴于對信息、連接和C2的平衡方法。這些方面都有相應的代表。

7 結論

美國第18任國防部長萊斯-阿斯平在回顧冷戰后幾年的C2狀態時說:"我們知道如何以一種使總和大于所有部分的方式來協調[技術]。"這句話在今天比以往任何時候都更加正確。技術將被證明在確保戰斗資產將被有效和高效地運用以符合指揮官意圖方面是至關重要的。然而,在開發下一代結構時,追求一種平衡的方法是至關重要的。

網絡、人工智能、自動化和機器學習將被證明是產生一個增強的、強大的系統的關鍵,它能滿足未來作戰環境的需求。空軍在這方面已經走上正軌。然而,這些技術并不排除C2在整個戰斗空間中適當分層的重要性。專業人員仍然需要在整個C2決策結構中得到適當的定位。此外,選項必須提供冗余和靈活性,以加強高端作戰,并允許在需要時將資產用于威脅范圍的其他地方。

這需要一個新的模式,在整個戰斗空間中定位空戰管理人員,以便他們能夠在對手試圖擊敗通信鏈路的情況下準備好連接和支持部隊。對擴展網絡連接的過度依賴只會帶來新的脆弱性。分布在整個作戰空間的空中戰斗管理人員確保了更大的連接機會。像超音速C2ISR飛機這樣的創新概念應該是考慮的一個關鍵部分,就像備用的空中作戰位置一樣--比如在空中加油和其他任務類型的飛機上,它們將在戰斗空間中長時間占據相關位置。這樣的概念說明了將C2與ISR分開的力量,同時如果網絡化的解決方案由于敵人的干擾而無法動彈,仍然可以選擇綜合C2ISR。

這種解決方案的投資--將推動網絡技術、處理能力、自動化、人工智能、機器學習和新飛機設計方面的重大進展--將是相當大的。然而,考慮到利害關系,問題應該是反過來的:不追求這種方法的代價是什么?空軍實在是太小、太老、太脆弱了,無法通過純粹的數量優勢來完成任務。即使實現了對386個作戰中隊的要求,緊迫的任務需求將需要有效和高效地使用這支部隊。

不列顛之戰對今天的領導人來說是一個警世故事。1940年9月15日,英國面臨著整個沖突中德國最大的一次進攻,溫斯頓-丘吉爾首相訪問了一個負責指揮皇家空軍戰斗機對付進攻的德國軍隊的防空指揮和控制中心。看著中心的繪圖板上一波波襲來的德國攻擊者,丘吉爾問道:"我們還有什么儲備?" 空軍副元帥基思-帕克回答說:"沒有了。"幾十年后,這個故事常常被浪漫化,被認為是堅強空軍戰士在逆境中保衛國家的例子。實際上,它描繪的是一個在災難邊緣搖搖欲墜的國家。英國贏得了這場戰斗,在很大程度上要歸功于信息、連接和C2。在未來的戰爭中也是如此,我們國家的空軍必須為此做好準備。美國空軍對現代等同物的投資必須作為首要任務。

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隨著預算削減的增加和空軍機隊的老化,空軍正在尋找創新的方法來減少工具、零件和用品的采購、運輸和庫存成本。特別是,傳統的制造、庫存和運輸飛機零部件和用品可能是緩慢的、昂貴的、對人員有害的和對環境有害的。被稱為"3-D打印"的新制造技術,也被稱為 "增材制造"(AM)被推薦為可能的解決方案,以減少維修時間、采購成本、運輸和庫存成本,同時也比傳統的、制造的替換零件更安全、勞動強度更低、更環保。

本文研究AM能在多大程度上使空軍受益,及其目前的實施情況。本文概述了空軍目前供應鏈的成本、操作失敗和環境影響,以及軍事單位如何利用AM來幫助減少這些問題。雖然正在采取措施在基地和倉庫層面實施三維(3-D)打印,但空軍沒有為其實施提供明確的方向,也沒有充分地利用其好處。因此,本文建議空軍開發可部署的三維打印包,提供三維打印培訓,并對在什么情況下應該購買三維打印機提供更多指導。此外,還就哪些部件應該被打印出來提出了建議,并建立了認證3-D打印飛機部件的正式批準程序。

1 引言

1.1 問題描述

在承包商工廠和軍事后勤中心之間的空軍物資運輸占用了巨大的資源;2013年運輸成本超過了56億美元。

運輸物資的成本如此之高,是因為C-5 "銀河 "運輸物資的平均每飛行小時成本為100941美元,而這還沒有考慮到飛機的維修和保養。因此,隨著作戰節奏的加快,需要更多的零部件。 此外,沖突越遠,運輸成本就越高。

戰爭規劃者試圖為軍隊后勤評估戰爭儲備和備件,然而,他們的評估往往與實際需求不相符合。例如,在2012年,空軍花費了4.861億美元用于交付16架C-27A "斯巴達 "貨運飛機,其中包括6050萬美元的備件給阿富汗空軍。在這16架飛機中,有6架必須被 "拆解 "以獲得備件,以便其他10架飛機能夠繼續運行。拆解是指從武器系統中拆下一個目前可以使用的零件,用于維修需要該零件的飛機,以使其具備任務能力。 C-27A "斯巴達 "計劃最終被認為是不可持續的,因為空軍確定需要額外的2億美元的備件來正常維護飛機。

為了解決與類似問題有關的巨大成本和短缺,陸軍、海軍、美國國家航空航天局、國防部(DOD)供應商和其他組織正越來越多地轉向一種名為 "3-D打印 "的新技術,也被稱為 "增材制造"。這項技術使他們能夠在內部創建零件和用品,從而減少他們的供應鏈和運輸成本。不幸的是,空軍現在才剛剛開始探索三維(3-D)打印的好處。因此,本文探討了以下問題:如果空軍在部署地點實施三維打印,會有什么好處?

空軍將3D打印機和相關原材料運輸到部署地點,允許快速定制飛機零件,減少危險廢物,并削減庫存持有和運輸成本。更重要的是,它可以通過允許部隊根據需要在現場制造工具、零件和用品來提高作戰能力。

增材制造(AM)是通過逐層添加(打印)一種材料(通常是塑料或金屬),直到創造出三維物體。相比之下,減材(傳統)制造則是將材料去除,直到留下所需的物體。AM允許零件的定制和現場生產,對培訓的要求最低。

3-D打印經常使用逆向工程來重新創建,并有可能在3-D掃描儀的幫助下改進現有零件。就像磁共振成像使用磁場和無線電波來創建人體內部器官和組織的詳細圖像一樣,3-D掃描儀創建了一個所需部件的數字副本。這種3-D模型數據可以被儲存起來,用于未來的制造,或使用軟件進行操作,以改進零件的設計。3D制造的零件可以打印出空心或蜂窩狀的屬性,這可以使它們更輕,更能夠承受熱應力。AM允許在制造開始前在虛擬環境中開發和快速測試設計。此外,這些3-D設計可以通過電子方式發送給部署地點的操作員。

在已部署軍事裝備的環境中,實施3-D打印將需要在初期運輸大型打印機、原材料和外圍支持設備。然而,它可以在幾個方面減少運輸和庫存成本。首先,原材料可以被包裝或托盤化,使每立方英寸的材料多于零件本身。因此,濃縮材料可以使飛機載荷的利用率更高,減少補給任務。其次,多余的粉末狀原材料可以被回收到AM工藝中至少14次。此外,原材料通常保留其貨幣價值或升值。因此,多余的原材料可以在私營部門出售,而且安全問題很小。

在部署地點制造零件和用品可以幫助減少運輸成本。空軍老化的機隊的許多備件沒有被提前制造出來,而且供應有限。3-D打印可以降低維護成本,并為空軍提供機會,通過內部制造這些零件來延長其機隊的使用壽命。尋找和運輸稀有零件的時間可以減少,從而提高出勤率(與任務和訓練有關的飛行時間)。

空軍最近為美國本土設施購置了3-D打印機,陸軍和海軍也在早期實施3-D打印,這可能表明AM提供了財務上的好處。AM允許在需要的基礎上生產零件,這可以減少物資儲存的占地面積,消除零件的持有成本,并以更少的停機時間提高操作能力。

這篇研究文獻將使用問題-解決方案的方法來研究空軍如何通過在前沿作戰基地部署3-D打印機來生產飛機零件、工具和用品而獲益。本文首先簡要介紹了3-D打印機和AM,并提供了它們的使用實例。此外,還將對空軍的供應鏈進行總結。在這個總結之后,將徹底描述空軍在部署飛機零部件和用品時面臨的問題和挑戰,以及環境問題和操作影響。下一節將概述如何將3-D打印機部署到戰斗環境中的可能手段。本文的每一節都將使用定量數據來支持所有關于支出、節約、庫存水平和制造產量的主張和建議。最后,將根據研究結果提出實施3-D打印機的建議,隨后是結論

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1 引言

美國參謀長聯席會議主席(CJCS)最近就美軍新的聯合作戰概念(JWC)以及相關的新的全域聯合指揮與控制(JADC2)框架對其實現的重要性向國會作證。具體而言,他在2021年6月23日向美國眾議院表示:

  • JWC是一項多年長久的工作,旨在針對未來威脅的聯合作戰制定一個全面的方法,并為未來的部隊設計和發展提供指導。JWC的輔助概念描述了關鍵的作戰功能,包括火力、后勤、C2和信息優勢。聯合全域指揮與控制(JADC2)框架使得JWC和輔助概念的整體發展和實現成為可能。

JWC的基礎是全域作戰概念。這是美軍在優化協同效應過程中的下一步發展,這種協同效應是通過在空中、太空、海上、陸地和電磁波譜等所有領域的綜合行動而產生的。這一過程始于1986年戈德華特-尼科爾斯法案的通過,該法案旨在提高美國武裝部隊進行聯合(軍種間)和集成(聯盟間)作戰的能力。如果發展和實施得當,JWC將產生比今天的 "聯合"作戰更決定性、更強大的戰斗結果,在許多情況下,"聯合"作戰只是涉及軍種之間的沖突和整合。為了實現這一目標,美國國防部(DOD)需要認真地將理論轉化為現實。這意味著要采取漸進但具體的步驟來實現JADC2的目標,而不是在實施之前等待一個完整的解決方案。JADC2將需要大量的時間來設計,因為它涉及到現有概念、能力和服務觀點的巨大轉換。然而,為了加速這些工作可以通過快速改進當前的指揮和控制模式來完成。具體來說,現在是時候超越大型的、集中的、靜態的C2設施,轉向移動的、分布式的C2,有能力處理與區域空天聯合行動中心(CAOC)相同的信息量和多樣性。

由于它尋求所有領域的協同作用,包括來自不同領域的能力的互補性,而不僅僅是相加,JADC2的目標是尋求相互依賴,以提高有效性,并彌補每個領域的脆弱性。所期望的軍事效果將越來越多地由共享信息和相互授權的系統互動來產生。JADC2的愿景是通過數字連接的 "膠水"將資產結合起來,成為一個 "武器系統",在整個作戰區域內進行分解、分布式作戰,而不是在每個領域中建立一套互不相干的、單一的作戰系統。這將需要把每個平臺作為傳感器和 "效應器 "來對待。它將需要一個新的戰斗指揮架構和指揮與控制范式,以實現自動連接,就像今天的移動電話技術一樣。它還將需要安全、可靠和無縫地傳輸數據,而不需要人的互動。

2 設想中的轉型

實現JADC2的總體目標,并將其與實現自我形成、自我修復的綜合體所需的整合程度結合起來,將需要做出巨大的努力,而且并不容易。每個軍種和每個作戰司令部都將參與其中。它將需要克服組織、文化、訓練、采購和政策方面的幾個主要障礙。它將需要連接、決策和快速響應,需要有彈性的網絡和尚未達到的軍種和盟國之間的共享能力。

這些是眾多的、多方面的挑戰,我們的軍隊、軍種和作戰指揮部都在解決這些問題。然而,由于其復雜性,要實現一體化、相互依存、自我形成、自我修復的全域聯合和集成作戰的最終愿景還需要很多年,甚至幾十年。然而,我們所面臨的威脅正在增長,并需要今天的解決方案。因此,現在是時候對JADC2中那些現在就可以改變的要素采取行動,以應對我們今天面臨的威脅和挑戰。

每個軍種和作戰指揮部都有成熟的指揮和控制概念、設施和程序,這些在過去的沖突中證明是可行的。然而,目前存在的各種C2架構都需要進行廣泛的修改,以便在出現的現代威脅面前生存,更不用說運行。

【越來越多的信息獲取需要對指揮和控制進行重組,以促進對易逝目標的快速采取行動,并利用我們的技術能力。信息綜合和執行權力必須轉移到盡可能低的級別,而高級指揮官和參謀人員必須約束自己,以保持適當的作戰層級。】

在所有領域的成功行動的一個核心前提是對航空航天環境的控制。一旦建立,它將促進所有其他聯合和集成部隊的行動和移動自由--沒有它,有效的聯合或集成作戰是不可能的。因此,對航空航天作戰的有效指揮和控制是必須優先考慮的關鍵部分。

我們指揮與控制(C2)空中和太空部隊的能力受到三個主要因素的影響:威脅、技術和信息速度。自美國空軍的空天作戰中心(AOC)--AN/USQ-163 "獵鷹 "的設計、建立和運行以來,這三個領域的變化是巨大的,并在繼續加速。因此,現在是時候確定我們是否可以通過發展目前的作戰概念、組織和采購流程來實現現代化,或者我們必須尋求對這些影響目前戰區空天控制系統的每個要素進行根本性的改變。在提供答案之前,讓我們簡單看一下影響我們有效指揮和控制航空航天作戰能力的每一個趨勢。

3 未來的威脅和作戰環境

3.1 威脅

今天,當試圖在A2/AD環境中作戰時,同行的威脅使目前的C2手段處于不可接受的風險之中。30多年來,我們基本上一直在享受C2優勢,在航空航天領域不受競爭的影響。這些日子已經過去了。軍事競爭對手已經以前所未有的規模完成了現代化。他們已經迅速縮小了與美國、盟國和友好國家軍隊在包括飛機、航天器、導彈、武器、網絡、指揮和控制、干擾器、電子戰、數據鏈接和其他廣泛能力方面的差距。潛在的對手也研究了美國的戰爭方式,與其面對我們(美國)的戰斗力,不如讓我們(美國)遠離他們。他們已經采用并正在擴散反介入和區域拒止(A2/AD)能力,旨在拒絕美國及其盟友的行動自由。減輕這些A2/AD能力帶來了巨大的挑戰,促使我們在更大的風險和遠離潛在沖突地區的情況下行動。

A2/AD能力以三種方式威脅著我們指揮和控制空天作戰的能力。近距離的對手可以使用動能和非動能武器,從我們的天基資產中拒絕我們(美國)的通信和情報、監視和偵察(ISR),從而孤立我們(美國)的部隊并蒙蔽我們(美國)的視野。網絡攻擊正變得越來越復雜,可以破壞我們完善的空中和太空聯合作戰中心的運作。精確的遠程巡航導彈和彈道導彈現在威脅著這些大型、固定和脆弱的設施。作為產生戰略、計劃和空天資產任務指令的工廠,建設空天聯合作戰中心已經成為一個極其有利可圖的目標。

3.2 技術

新技術正在促成新的能力,以優化C2機制,達到預期效果。我們需要超越傳統文化對新技術的限制來思考。例如,下一代飛機在傳統術語中可能仍被標記為戰斗機、轟炸機、空運機等,但由于傳感器、處理能力、武器、能源生產和其他能力的微型化,在技術上它們有能力執行多種任務。它們實際上是飛行的 "傳感器效應器",可以形成由冗余節點和多殺傷路徑組成的高度彈性網絡的基礎,以盡量減少目前高度集中和有限的C2節點(如CAOC)的關鍵系統價值,這些節點敵人可以輕易地將其作為目標。

【JADC2將需要很多時間來設計,因為它涉及到對現有概念、能力和服務觀點的巨大轉變。然而,加速這些工作可以通過快速改進當前的指揮和控制模式來完成。】

這將需要領先的網絡能力、有保障的通信,以及解決我們的數據帶寬挑戰的不同方法。例如,為了解決來自先進傳感器的爆炸性數據增長,與其建造更大的管道來傳輸收集的數據,不如現在提高處理能力,使得機載數據的處理成為可能,并且只對用戶感興趣的內容進行分發。這種方法顛覆了我們今天處理情報、監視和偵察的方式。

快速的信息交流在戰斗的前沿尤其重要,因為實際數據的價值往往是短暫的,并隨著時間和環境的推移而減少。開發一種技術方法,在不同的用戶之間、在多個分類和盟國及伙伴國之間自動和快速地分享信息,將是創建未來部隊的一個關鍵。

古老的格言,"速度就是生命",不再僅僅是指飛行--它也是指快速發展的軟件工具,用于戰斗和勝利。我們必須跳出歷史上刻在我們集體心靈中的組織結構的思維。以網絡為中心的、相互依賴的、功能整合的作戰是未來軍事成功的關鍵。

3.3 信息傳遞速度

電信、傳感器、數據存儲和處理能力方面的重大進步每天都在出現。因此,瞄準周期已經從幾周到幾天發展到幾分鐘,從多架、專門和獨立的飛機發展到一架飛機在幾分鐘內 "發現、修復和完成 "的能力。越來越多的信息獲取需要對指揮和控制層次進行重組,以促進對易逝目標的快速介入,并利用我們的技術能力。信息綜合和執行權力必須轉移到盡可能低的級別,而高級指揮官和參謀人員必須約束自己,以保持適當的戰爭水平。

要超越大型的、集中的、靜態的指揮和控制設施,轉向移動的、分布式的C2,并有能力處理與今天的區域性聯合空天作戰中心相同的信息量和多樣性,將需要重新評估該部門如何處理信息流。這種未來能力的兩個最重要的方面將是通過它所提供的同步 "控制 "實現 "指揮 "的蛻變。

"指揮的藝術"將實現梅特卡夫定律的網絡價值(梅特卡夫定律指出,電信網絡的價值與系統連接用戶數量的平方成正比),而控制的科學將繼續應用摩爾定律的擴展技術來擴展人類能力。

4 空天C2的新架構

我們現在正處在一個威脅、技術和信息速度要求改變指揮和控制空天部隊的既定架構的關口。所有軍種都已認識到這一點,并已開始行動,為各自的領域制定新的作戰概念。面臨的挑戰是如何確保每個軍種的作戰概念都被整合到一個統一的聯合全域指揮和控制架構中。

該作戰云的開發理念是建立一個情報、監視和偵察、打擊、機動和維持綜合體,利用信息時代的技術進行高度互聯的分布式作戰,它將迎來一個完全不同的戰爭架構。JADC2的根本基礎是將準確的、高質量的信息下放到最低的信息節點,以達到預期的效果,而不考慮服務、領域或平臺。

美國空軍實現這一目標的方法是努力設計和開發一個先進的戰斗管理系統(ABMS)。ABMS的要素已經被定義,但它們還沒有發展成一個可執行的指揮和控制架構。要達到JADC2和ABMS所期望的最終狀態,即以安全、可靠和強大的方式在整個戰斗空間進行無處不在的無縫信息共享,將需要多年時間。鑒于重大威脅的快速演變和當前C2設施的脆弱性,軍方必須現在就修改當前的空天部隊的指揮和控制結構。

需要一個新的架構來支持一個作戰概念,以實現最近被納入美國空軍理論的集中式指揮、分布式控制和分布式執行的C2范式。建立一個新的作戰指揮架構不需要技術上的突破,因為已經存在的技術可以應對分布式指揮和控制功能的直接挑戰,使其不能通過對幾個關鍵的C2節點的打擊而被消除。

美國空軍一直在開發一個支持其新理論的作戰概念,即敏捷作戰部署(ACE)。敏捷作戰行動是一個概念,它在短時間內將部隊和資產分散到多個分離的地點,以使對手的計劃變得復雜。有了適當的C2系統,ACE可以從許多可防御、可持續和可轉移的地點將對手的目標置于危險之中。應用這一概念的細節取決于使用的戰場,但從根本上說,想法是一樣的,指揮和控制是這一概念成功的根本。

空天聯合作戰中心將仍然是在不太嚴重的地區沖突期間進行C2操作的可行手段。然而,為了實現JADC2的目標,該部門將必須向戰斗空間邊緣的作戰人員提供信息,而不依賴于傳統的聯合空天作戰中心模式,即數百人圍繞著獨立的任務區組織起來的小部門。

因此,該部門必須迅速超越我們今天所依賴的大型集中式聯合空天作戰中心結構,發展為一套更加靈活和分布式的流程和指揮與控制結構。同時,這個新架構必須能夠適應空戰管理系統和JADC2的發展。但鑒于這些項目的緩慢發展,我們不能等待開始改變空天部隊的C2架構。

這個新架構有許多選擇:建立加固的空天聯合作戰中心,并將功能遠程分配給指定的單位;將目前納入空天聯合作戰中心的規劃功能分配到多個地點,并在它們之間共享所產生的規劃;通過轉移與連接水平相對應的執行權力,建立基于作戰單位和其各自指揮要素之間連接程度退化的執行過程和程序。

無論選擇什么樣的發展方式,有一點是肯定的,美國空軍必須做出堅定的努力來分配必要的指揮和控制功能,以確保在有爭議的環境中有效使用空天部隊,而且這種努力必須現在就開始。

JADC2的根本基礎是將準確的、具有決策質量的信息下推到最低的信息節點,以達到預期的效果,而不考慮服務、領域或平臺。

作者:

David A. Deptula,美國空軍中將(退役),是弗吉尼亞州阿靈頓的米切爾航空航天研究院院長,也是美國空軍學院的高級軍事學者。他是1991年 "沙漠風暴 "行動空襲的主要策劃者;1990年代末伊拉克上空禁飛區行動的指揮官;2001年阿富汗上空空襲行動的指揮官;兩次擔任聯合特遣部隊指揮官;并擔任2005年南亞海嘯救援行動的空中指揮官。他是一名戰斗機飛行員,擁有超過3000個飛行小時--400個戰斗小時--包括F-15戰斗機的多個指揮任務。他曾擔任空軍第一個情報、監視和偵察(ISR)三星級主管,在那里他改造了美國的軍事ISR和無人機事務。

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隨著美國為大國競爭而重組其軍隊,戰場的有效性將取決于美軍是否有能力超越其近似競爭對手的決策周期。速度是關鍵--軍隊如何快速從其傳感器中收集數據,分析數據,辨別重要信息,將其發送給相關作戰人員并作出最佳反應。一支日益一體化和互操作性的部隊,對共同作戰環境有共同理解,對于軍隊完成能力融合至關重要。

美國防部聯合作戰概念(JWC)描述了全域作戰,并設想了一個聯合殺傷網,它可以通過全域聯合指揮和控制(JADC2)的支持概念,快速有效地將任何傳感器與任何投射能力聯系起來,這就是融合的原則。實現融合要求各軍種之間專注聚焦,確定優先次序并進行協同。美國陸軍將在JADC2中發揮核心作用,因為它為作戰和戰術網絡的發展提供信息;為JWC提供后勤骨干;并在一系列與各部門、機構和國際合作伙伴的合作實驗中測試融合。

0 概述

  • 議題:隨著美國軍隊為大國競爭而進行的轉型,戰場效率將在很大程度上取決于其超越同行競爭對手決策周期的能力。

  • 聚焦范圍:描述了陸軍和聯合實施JADC2的情況。

  • 觀點:

    • 在一個共同的作戰環境中,數據管理和共享對于軍隊實現必要的能力融合至關重要。
    • JADC2要求國防部和陸軍進行變革,特別是在數據共享、網絡支持能力、決策周期中的人工智能(AI) 以及對部隊結構的調整方面。
    • JADC2是關于獲取數據和有效連接;它不是一個特定的平臺。

1 戰略環境

在2020年以后,美國軍隊必須具有戰略上的敏捷性、反應性和致命性。中國和俄羅斯正在大力投資,以減輕美國在陸地、空中、海上、太空和網絡空間各個領域的能力。

  • 通過快速移動平臺維持的反介入/區域拒止(A2/AD)能力,爭奪進入戰場的機會。
  • 利用日益增長的城市化和其他阻礙視距瞄準的地形。
  • 利用戰略上敏感和動態的環境。

在有可能限制聯合部隊戰略部署和使用其部隊能力的情況下,需要一個現代化的指揮和控制(C2)機構,能夠迅速匯集美國及其盟國的所有能力,以威懾,并在必要時擊敗近鄰和其他競爭對手。

1.1 遺留系統的不足之處

目前的C2項目使用的是幾十年前的平臺,"沒有針對未來沖突的速度、復雜性和殺傷力進行優化"。目前的平臺各軍種不能有效地利用或發送數據、命令給其他軍種,而且它們的結構不能支持實現未來的C2。2018年國防戰略(NDS)強調了C2系統現代化的重要性,指出在退化的環境中未來的戰斗將以速度、更多的自主權和分布式的單位獲勝。

2 聯合作戰概念(JWC)

美國防部領導層設想了一個在戰場上沒有界限的未來,圍繞著一個統一的C2系統,其中一個多領域的方法--參與和整合地面、空中、海上、網絡和空間作戰--對于挑戰一個近似的對手是必要的。JWC是一個關鍵的概念,并且正在推動未來的研發和采購,同時也在整合作戰指揮部的審查和服務計劃。因此,該概念的發展是國防部的一個優先事項。

圖:全域聯合指揮與控制(JADC2)通過實時終端用戶報告和協作規劃,協同多個數據源,在國防支持民事當局行動期間,準確地在聯合特遣部隊民事支持(JTF-CS,美軍機構) 可能需要的地方提供支持能力。

注1:聯合作戰概念的四個支持性概念

  • 指揮與控制
  • 火力
  • 后勤
  • 信息優勢

2.1 JADC2

美國防部JADC2戰略于2021年5月由國防部長勞埃德-奧斯汀批準,闡明了國防部實施JADC2的方法;它將JADC2描述為感知、探測和行動的作戰能力,從而提高從沖突到競爭以及所有領域的互操作性和決策速度。JADC2是一個以數據為中心的持續C2能力框架,它支持JWC,并使聯合部隊能夠迅速匯集有助于威懾的效果,并通過決策優勢使任務取得成功。

JADC2指的是所有聯合C2的實施,包括:

  • 構建其連接性的架構。
  • 授予權力。
  • 整合人工智能(AI)決策。
  • 提供梯隊的人員能力。
  • 培訓領導人。
  • 同步工作人員并賦予他們實時決策的權力。

由于速度和規模在未來的戰斗中至關重要,JADC2將建立一個網狀網絡,實時將各部門的數據帶入一個 "可共享的數據湖",將來自所有領域--陸地、空中、海上、太空和網絡空間的傳感器連接起來。利用人工智能軟件、數據庫、處理器和算法,它將把偵察信息轉化為可識別的和優先的目標,比人類分析員更快。目標數據將被發送到處于最佳位置的單位/能力,無論是動能、網絡、電子戰(EW)還是信息作戰(IO)。

JADC2及其網狀網絡可以被看作是一個安全的戰斗互聯網,軍事應用程序在上面進行連接,從所有可用的來源搜尋數據,以迅速將最佳的 "投射 "或 "效應器 "與目標聯系起來。JADC2可以提供無處不在的數據,不同的人類和機械數據可以根據需要使用。歸根結底,JADC2不是一個特定的平臺;它是獲取數據并有效連接。

圖:聯合參謀部的JADC2作戰規劃實驗,允許陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊的節點共享實時的信息,以實現傳感器與投射的聯系,并將其顯示在一個共同的作戰畫面上(美軍聯合現代化司令部)。

2.2 各軍種間的合作

所有軍種都同意需要將JADC2作為一項組織戰略。2020年,陸軍和空軍簽署了一項協議,在2022財政年度(FY22)之前分享數據并制定共同的數據和接口標準;在多次實驗中,他們在這方面取得了成功。此外,陸軍、海軍和空軍在2021年初簽署了一項合作協議,以測試、整合和分享數據開發,以實現JADC2。

3 陸軍的角色

陸軍現代化戰略描述了陸軍將如何作戰,用什么作戰以及如何組織起來支持聯合部隊。陸軍致力于發展作戰網絡、技術和概念,通過一系列名為 "項目融合"(PC)的演示和實驗來實現超額匹配并為聯合部隊提供信息。這是一場持續的學習運動,旨在迅速 "融合"所有領域(陸地、空中、海上、太空和網絡空間)的效果,并塑造陸軍的新興理論、組織、訓練、能力、研究和發展以及后勤。

通過實驗和學習,"項目融合"有助于確保軍隊在適當的地方擁有適當的人員、適當的系統、適當的能力,以支持聯合戰斗。——陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍

"項目融合"(PC):學習運動

PC由五個核心要素組成:

  • 確保合適的人員和人才。
  • 將陸軍現代化工作與八個陸軍未來司令部跨職能小組(CFT)聯系起來,這些小組與陸軍現代化的六個優先事項相一致。
  • 擁有正確的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅。
  • 使用人工智能對信息進行分析和分類,并在陸軍網絡中進行傳輸。
  • 在 "最嚴苛的地形"中測試能力。

每項實驗都通過新的架構、編隊和來自陸軍八個CFT的授權來融合現代化舉措,并深化陸軍現代化舉措的整合。這些努力正在加速2018年國防戰略中概述的現代化戰略,該戰略設想未來的戰斗將在退化的環境中以擁有速度、自主性和分布式能力的單位獲勝。

表:陸軍未來司令部項目融合戰略20-22財年

在亞利桑那州尤馬的 "項目融合2020"(PC20)持續了幾個月,展示了人工智能和機器人技術,包括兩次實彈演示。該實驗由士兵、平民、科學家和工程師設計,在最低作戰水平上測試了融合,以挑戰戰術邊緣的決策過程。其中一項測試使用衛星和無人駕駛航空系統:同時感知空中和地面目標;迅速將數據傳遞給平臺,以打擊目標;并在十幾秒內決定性地摧毀該目標。

圖:2021年10月19日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到第82空降師的美國陸軍一等兵丹尼爾-坎達爾斯使用戰術機器人控制器來控制遠征模塊化自主車輛,為 "項目融合"做準備。在2021年項目融合期間,士兵們試驗使用該車輛進行半自主偵察和再補給(美國陸軍中士馬里塔-施瓦布攝)。

對實現JADC2能力的另一個貢獻是陸軍繼續倡導將其從聯合(joint)擴展到 "結合(combined)"--CJADC2--因為任何網絡都需要包括盟友和合作伙伴。陸軍在亞洲和歐洲有著深厚的軍隊間關系,應該站在這種重要努力的最前沿。認識到這一點,陸軍21/22財政年度的PC戰略將參與范圍擴大到了結合伙伴和盟友,增加了指揮層級并使之多樣化,并推動了現代化概念和技術的極限。

注2:項目融合(Project Convergence):項目融合是聯合部隊對速度、射程和決策主導權的實驗,以實現超額完成任務,并為聯合作戰概念和全域聯合指揮與控制提供信息。作為一場學習運動,它利用一系列聯合的、多領域的交戰來整合人工智能、機器人技術和自主性,以提高戰場態勢感知,將傳感器與投射連接起來,并加快決策的時間線。因為誰能最先看到、了解并采取行動,誰就能獲勝。

注3:項目融合的五個核心要素

  • 1.人
  • 2.武器系統
  • 3.指揮和控制
  • 4.信息
  • 5.地形

4 挑戰

JADC2要求國防部和陸軍進行轉型,特別是在數據管理和共享、網絡支持能力、人工智能在決策周期中的作用以及為實現這些變化而對部隊結構進行調整。陸軍現代化戰略及其現代化優先事項是持續轉型的框架,以使陸軍能夠在多個領域進行部署與聚合效應。

注4:軍隊現代化的優先事項六大任務

  • 遠距離精確射擊
  • 下一代戰車
  • 未來的垂直升降機
  • 陸軍網絡現代化
  • 空中和導彈防御
  • 士兵殺傷力

4.1 數據共享和網絡能力

一個用于C2的綜合戰斗管理系統需要在數據共享和標準化數據共享接口方面進行通信;然而,許多遺留系統包含數據共享障礙。2021年初,各軍種之間開始認真工作,制定數據標準以連接他們的JADC2項目,并通過 "發現、理解和與所有領域、梯隊和安全級別的合作伙伴交換數據 "來克服這些障礙。

陸軍的網絡CFT正在試驗網絡的現代化,以實現聯合接口、彈性和能力。它的重點是加強地面領域的數據和網絡傳輸能力,連接人工智能和機器學習(AI/ML),開發戰術云和邊緣計算。

4.2 聯合部隊實驗

國防部正在制定和實施一套初步的實驗和原型設計的核心原則,以統一國家安全事業。聯合部隊已經確定了幾個原型能力,通過將真實世界的威脅數據納入響應計算,在即將舉行的演習中進行測試。陸軍聯合現代化司令部建立了聯合系統集成實驗室(JSIL)--一個使用持久性環境場景的實驗網絡,允許各軍種、工業界和盟友通過幾個網絡測試數據共享能力。這將有助于對JADC2戰略進行可靠的評估。

4.3 最大限度地利用空間、人工智能和網絡

由美國太空發展局管理的低地球軌道(LEO)衛星將整合各軍種的戰術網絡,以創建一個網狀網絡的傳輸層。計劃于2022年部署的近30顆衛星將提供一種 "作戰人員沉浸 "能力,其中傳感器、投射和戰術網絡可以與戰術通信連接。PC22將利用這些衛星,開發低地軌道能力。

人工智能國家安全委員會報告稱,國防部有必要在2025年前采用、實施人工智能并為其提供資源。人工智能/ML--陸軍的一個優先研究領域--對于在聯合、全域作戰中實現聯合戰場管理系統至關重要。人工智能的進步提高了對新出現的威脅的反應速度和敏捷性,使指揮官和工作人員能夠將精力集中在加速、優化決策上。

建設網絡安全基礎設施是陸軍網絡計劃的一個關鍵方面,它將為統一的網絡帶來速度、訪問和安全。在平衡這些要求的同時,美國網絡司令部正在與行業伙伴密切合作,擴大用于在國防部、情報界和商業網絡之間傳遞數據的安全共享工具,而不存在被破壞的風險。

圖:作為 "項目融合2020"的一部分,飛馬系列戰術自主系統的一部分在尤馬試驗場進行測試。飛馬系統有能力為無人駕駛航空系統(UAS)、地面行駛履帶式車輛,提供監視能力或創建一個地區的豐富詳細的三維地圖。

5 前進之路

決策主導權--在技術和融合的作用下更快地做出更好的決策的能力--將使美國軍隊從其對手中脫穎而出。JADC2有助于實現信息主導權,并促進快速融合,實現速度關鍵優勢,這是未來AI/ML競爭的基礎。

目前,每個軍種都在其各自領域內管理C2的復雜性。隨著戰爭的特點變得越來越復雜,聯合部隊必須同時有效地整合五個領域。這需要新的C2方法。JADC2是建立一支能夠完成國防戰略目標的聯合部隊的基礎。國會的支持、持續的資助和軍種間的合作對于成功實施JWC和JADC2至關重要。

陸軍在實現這一聯合網絡的技術、創新和實驗方面處于領先地位。它的PC學習運動已經證明了它有能力使用新興技術和創新概念來實現軍種間和跨域的融合。陸軍的未來司令部、CFTs、作戰能力發展司令部和軟件工廠正在結合士兵的經驗、工業界的資源和科學家的專業知識來發展和提供未來的戰斗力量。通過實驗和聯合協作,陸軍正在使JADC2成為現實,從而增強戰略競爭中的威懾力和沖突中的超強戰斗力。

美國陸軍協會

美國陸軍協會是一個非營利性的教育和專業發展協會,為美國的全部軍隊、士兵、陸軍文職人員和他們的家屬、行業伙伴以及強大國防的支持者服務。美國陸軍協會為陸軍提供聲音,支持士兵。

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先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍創建下一代指揮和控制(C2)系統的最新計劃項目。ABMS建議使用云環境和新的通信方法,使空軍和太空部隊系統能夠使用人工智能無縫共享數據,以實現更快的決策。空軍將ABMS描述為其創建物聯網的努力,這將使傳感器和C2系統相互分解(與空軍傳統上執行C2的方式相反)。該計劃是空軍對國防部全域聯合指揮與控制(JADC2)工作的貢獻,重點是使國防部的作戰決策過程現代化。

ABMS最初的設想是取代目前指揮空戰行動的E-3機載預警和控制系統(AWACS)(圖1),但后來有了更廣泛的范圍。前空軍負責采購的助理部長威爾-羅珀指示,該計劃應減少對指揮中心和飛機的關注,而是創造數字技術,如安全云環境,在多個武器系統之間共享數據。羅珀博士表示,2018年國防戰略所設想的有爭議的環境迫使空軍重組ABMS項目。2021年5月,空軍副參謀長大衛-奧爾文將軍在DefenseOne的一篇文章中說:"ABMS究竟是什么?它是軟件嗎?硬件?基礎設施?策略?答案是都是"。換句話說,空軍將ABMS設想為一個采購項目,它既要采購東西,又要實施其他非開發性的工作,該部門認為這些工作同樣重要:指揮和控制空軍的新技術。

自ABMS成立以來,國會已經對下一代C2系統的發展表示了興趣。空軍表示,ABMS是一個非傳統的采購項目。因此,國會對空軍替換老舊系統的方法和試驗新興技術的方法提出了質疑。

ABMS的開發工作

迄今為止,空軍已經進行了五次活動,以展示其希望最終投入使用的新C2能力。2019年12月,空軍在其第一次ABMS "on-ramp"(空軍用來表示演示的術語)中,展示了從陸軍雷達和海軍驅逐艦向F-22和F-35戰斗機傳輸數據的能力。這次活動還展示了空軍的統一數據庫(UDL),這是一個結合天基和地基傳感器追蹤衛星的云環境。

2020年9月,ABMS進行了第二次"on-ramp"。這第二次上線演示了通過使用超高速武器作為防御手段,探測和擊敗一個飛向美國的模擬巡航導彈。此外,ABMS還展示了 "探測和擊敗破壞美國太空行動的手段"的能力。根據空軍的新聞稿,"70個工業團隊和65個政府團隊 "參加了這次活動。

空軍在2020年9月下旬舉行了第三次"on-ramp",以支持珍珠港-希卡姆聯合基地的 "勇敢之盾 "演習。在這次活動中,空軍展示了使用KC-46加油機通過將數據從較老的第四代戰斗機轉發到較新的第五代飛機,如F-22,來執行戰術C2。2021年5月,空軍表示,為KC-46采購通信吊艙將是ABMS項目的第一個能力發布。空軍說:"在戰斗中,無論如何,郵機將需要在作戰附近飛行,支持戰斗機,因此將它們作為指揮和控制系統,無論是作為主要的還是彈性的備份,都是有意義的。"

2021年2月在歐洲舉行了第四次"on-ramp"。根據新聞稿,空軍由于預算限制而減少了這次活動規模。這第四次將包括荷蘭、波蘭和英國在內的盟國聯系起來,進行聯合空中作戰。據美國駐歐洲空軍司令哈里根將軍說,這第四次活動測試了美國和盟國用F-15E飛機發射AGM-158聯合空對地對峙導彈(JASSM)執行遠程打擊任務的能力(見圖2),同時利用美國和盟國的F-35飛機執行空軍基地防御任務。

本預計2021年春季進行第五次"on-ramp"在太平洋地區,但由于預算限制,取消了這次活動。

GAO的報告建議

2019財年國防授權法案(NDAA)指示政府問責局(GAO)評估ABMS計劃。在2020年4月的一份報告中,GAO向空軍總設計師建議采取四項行動來提高項目績效。

1.制定一個計劃,在ABMS開發領域需要時獲得成熟技術。

2.制作一個定期更新的成本估算,反映ABMS的實際成本,每季度向國會匯報一次。

3.準備一份可購性分析,并定期更新。

4.正式確定并記錄參與ABMS的空軍辦公室的采購權力和決策責任。

空軍助理部長同意了所有的建議。前空軍參謀長David Goldfein將軍不同意這些建議,他指出GAO的分析沒有反映機密信息。美國政府問責局表示,它可以接觸到機密信息,這些額外的信息并不影響其分析和建議。

ABMS的管理結構

根據GAO關于ABMS的同一份報告,空軍最初確定由空軍總設計師(普雷斯頓-鄧拉普),來協調空軍每個項目執行辦公室的ABMS相關工作。GAO對這種管理結構可能導致ABMS缺乏決策權表示擔憂。然而,在2020年11月,羅珀博士選擇空軍快速能力辦公室作為ABMS項目執行辦公室。首席架構師辦公室繼續開發全軍的架構(即軟件和無線電如何能夠相互連接),以支持ABMS。

國會就AMBS采取的行動

國會已經對ABMS系統的發展表示了興趣。下面的清單總結了國會在前三個NDAA中的行動:

  • 2019財政年度NDAA(P.L. 115-232):

    • 第147節:限制E-8 JSTARS飛機退役的資金可用性
  • 2020年國防部(P.L. 116-92):

    • 第236節:與先進戰斗管理系統有關的文件
  • FY2021 NDA (P.L. 116-283) :

    • 第146節:移動目標指示器要求和先進戰斗管理系統能力的分析
    • 第221節:與先進戰斗管理系統有關的問責措施

2021財年國防撥款法案(P.L. 116-260 C分部)將ABMS的資金從要求的3.02億美元減少到1.585億美元,理由是 "不合理的增長和預先融資"。

在ABMS的整個發展過程中,國會對在確定合適的替代物之前退役舊的C2系統如JSTARS和AWACS表示關注。國會還指示空軍制定傳統的采購理由,如成本估算和需求文件,以確保國會和軍方都了解要采購的東西。這些行動反映了美國政府問責局的建議。

關于國會的潛在問題

  • 使用ABMS方法分解指揮和控制的風險是什么?

  • 空軍應如何平衡創新、實驗與采購成熟技術?

  • ABMS提供了哪些傳統指揮與控制系統無法提供的機會?

  • 利用6.8軟件和數字技術試點計劃預算活動代碼中的新預算授權靈活性,ABMS是否會受益?

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序言

指揮、控制和通信(C3)系統是所有軍事作戰的基礎,為國防部(DoD)的所有任務提供計劃、協調和控制部隊和作戰所需的關鍵信息。歷史上,美軍取得并保持了C3技術的主導優勢,但同行的競爭者和對手已經縮小了差距。國防部目前的C3系統沒有跟上威脅增長的步伐,也沒有滿足我們聯合作戰人員不斷增長的信息交流需求。聯合部隊必須配備最新的C3能力,為所有領域提供實時態勢感知和決策支持。

未來的沖突很可能由信息優勢決定,成功的一方將來自多個領域的分布式傳感器和武器系統的大量數據轉化為可操作的信息,以便更好、更快地做出決策并產生精確的效果。國防部(DoD)正在執行一項重點工作,通過綜合和同步的能力發展,在所有領域迅速實現靈活和有彈性的指揮和控制(C2),以確保對我們的對手的作戰和競爭優勢。這項工作被稱為聯合全域指揮與控制(JADC2),是決策的藝術和科學,將決策迅速轉化為行動,利用所有領域的能力并與任務伙伴合作,在競爭和沖突中實現作戰和信息優勢。JADC2需要新的概念、科學和技術、實驗以及多年的持續投資。

該戰略代表了國防部對實施國防部數字化現代化戰略中C3部分的設想,并為彌合今天的傳統C3使能能力和JADC2之間的差距提供了方向。它描述了國防部將如何創新以獲得競爭優勢,同時為完全網絡化的通信傳輸層和先進的C2使能能力打下基礎,以使聯合全域作戰同步應對21世紀的威脅。該戰略的重點是保護和保持現有的C3能力;確保美國、盟國和主要合作伙伴在需要的時候能夠可靠地獲得關鍵信息;提供無縫、有彈性和安全的C3傳輸基礎設施,使聯合部隊在整個軍事作戰中更具殺傷力。這一戰略的實施需要在作戰領域內和跨作戰領域內同步進行現代化工作,從完美的解決方案過渡到一個高度連接的、敏捷的和有彈性的系統。

本文件確定的目標為DOD的C3系統和基礎設施的現代化提供了明確的指導和方向。然而,現代化并不是一個終點,而是一項持續的工作。國防部將評估和更新該戰略,以適應在通往JADC2道路上的新的作戰概念和技術。

引言

美國防部正面臨著幾十年來最復雜和競爭激烈的全球安全環境。在這個大國競爭的新時代,國防部必須提高聯合作戰人員的殺傷力,加強聯盟伙伴關系,吸引新的合作伙伴,并改革國防部以提高績效和經濟效益。

當我們建立一支更具殺傷力的部隊并加強聯盟和伙伴關系時,DOD必須專注于關鍵的有利工具,以有效地運用聯合多國部隊對抗大國競爭。有效的部隊使用始于有效的C2,即由適當指定的指揮官在完成任務的過程中對指定和附屬部隊行使權力和指導。在現代戰爭中,這可能是人對人、機器對機器(M2M)的循環,或者隨著自主程度的提高,M2M的循環中也有人類。在其最基本的層面上,成功的C2需要有可靠的通信、發送和接收信息的手段,以及其他處理和顯示可操作信息的能力,以幫助指揮官進行決策并取得決定性的信息優勢。

圖1:指揮、控制和通信現代化

該戰略的重點是支持有效的聯合和多國作戰的C3使能能力(圖1)。C3使能能力由信息整合和決策支持服務、系統、流程以及相關的通信運輸基礎設施組成,使其能夠對指定和附屬的部隊行使權力和指導。這些能力使指揮官和決策者能夠迅速評估、選擇和執行有效的作戰方案以完成任務。

具體而言,該戰略為2020-2025年的C3使能能力現代化提供了方法和實施指南。作為2018年國防戰略(NDS)實施的一部分,聯合參謀部正在制定聯合和任務伙伴網絡的工作概念,以便在有爭議的環境中執行全域聯合作戰。根據這些概念,負責研究和工程開發的國防部副部長辦公室(OUSD(R&E))正在開發和發展一個長期的(2024年及以后)全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)架構。實施這些未來的概念和架構將需要時間來使得新的技術和多年的投資成熟可用。這個C3現代化戰略為彌合今天的傳統C3使能能力和未來的FNC3使能JADC2之間的差距提供了方向,以確保聯合部隊能夠 "今晚作戰(fight tonight)",同時為聯合全域作戰所需的未來技術創造一個可行的過渡路徑。

戰略目標

本戰略提出的C3現代化目標與國防部數字化現代化戰略(DMS)和其他更高層次的指導意見相一致,包括國家發展戰略、國防部2018年網絡戰略、聯合作戰的基石概念:《聯合部隊2030》和《國防規劃指南》。它實施近期的現代化作戰和創新解決方案,通過更安全、有效和高效的C3環境提供競爭優勢。為此,國防部必須解決這些C3現代化的目標:

1.開發和實施敏捷的電磁頻譜操作;

2.加強定位、導航和授時信息的交付、多樣性和彈性;

3.加強國家領導指揮能力;

4.提供綜合的、可互操作的超視距通信能力;

5.加速和同步實施現代化的戰術通信系統;

6.全面建立和實施國防部公共安全通信生態系統;

7.創造一個快速發展5G基礎設施和利用非美國5G網絡的環境;

8.提供有彈性和響應的C2系統;9.提供任務伙伴環境能力。提供任務伙伴環境能力和服務。

圖2:DOD數字現代化戰略

圖3:DOD C3現代化和數字現代化戰略的一致性

圖2和圖3分別顯示了本戰略中實施的DMS要素以及兩個戰略之間的目標和目的的一致性。

DOD C3依賴于一個復雜的、不斷發展的系統,從網絡基礎設施和核心服務到戰術邊緣的手持無線電和移動設備。本戰略中包含的九個目標是對圖2中強調的六個DMS目標的更細粒度的分解。C3現代化的其他關鍵因素包括聯合信息環境能力目標、數據中心化和數據分析,分別包含在DMS、國防部云戰略和國防部人工智能戰略中。有效的國防部事業管理將確保這些戰略的成功同步和實施。

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