分布式海上作戰(DMO)是美國海軍部(或稱 DON,包括海軍和海軍陸戰隊)的作戰概念,旨在利用美國海軍(即海軍和海軍陸戰隊)部隊在作戰行動中打擊對手,尤其是大國,因為對手擁有強大的能力,可以用反艦導彈和其他武器探測和攻擊美國海軍水面艦艇。美國國會面臨的一個問題是,國會是否掌握有關 DMO 的足夠信息以評估其優劣,以及美國國防部是否已根據 DMO 充分調整了其計劃和預算。
作戰概念是關于如何使用特定軍事力量(此處指美國海軍部隊)開展行動,特別是在作戰情況下開展行動的總體想法。作戰概念可以支持實施打擊特定沖突的戰略或戰爭計劃,單個軍事單元(如海軍艦艇和飛機)使用的戰術可以反映作戰概念。
美國海軍作戰部長的一份 2022 年文件將 DMO 稱作 "海軍的基礎作戰概念"(海軍作戰部長,《2022 年導航計劃》,第 8 頁)。美國海軍司令部尚未發布關于 DMO 的詳細非保密說明。海軍司令部官員的聲明表明,DMO 的一個關鍵目標是提高美國海軍部隊對抗大國海上反介入/區域拒止(A2/AD)系統(即探測和攻擊美國海軍水面艦艇和飛機的能力)的能力,從而使美國海軍部隊在與大國沖突期間能在大國 A2/AD 系統射程內的水域有效作戰。DMO 的主要特點似乎包括以下幾點:
將海軍單元分散到戰區內更大的區域,使敵方更難發現和瞄準海軍單元,同時仍允許海軍單元相互支援并集中火力打擊敵方目標。
將海軍的傳感器和武器分散到更多的艦船和飛機上,以減少因任何一艘海軍艦船或飛機被摧毀而損失的海軍傳感器和武器的比例(即避免 "把太多雞蛋放在一個籃子里")。
更多地使用射程更遠的武器、無人艦艇和無人飛機,以支持前兩點。
利用彈性通信鏈路和網絡技術,將由此產生的廣泛分散的有人和無人艦船和飛機編織成一支協調的戰斗部隊,能夠抵御和適應敵方對海軍通信和網絡的攻擊。
一位觀察家在撰寫有關 DMO 的文章時(見下文 "其他資源 "方框中的 Filipoff)指出,"[海軍]對 DMO 的解釋包含幾個決定性特征,這些特征在海軍對這一概念的公開定義中始終占據重要地位。這些特征包括:集結和匯聚來自分布式部隊的火力,使對手的目標鎖定和決策復雜化,以及跨平臺和跨領域的網絡效應"。
美國其他軍種也有在未來潛在沖突中開展各自行動的作戰概念。美國空軍的概念是 "敏捷戰斗部署"(ACE),陸軍的概念是 "多域作戰"(MDO)。在美國國防部內部,海軍陸戰隊有一個稱為 "遠征先進基地作戰"(EABO)的概念,與 DMO 相輔相成。各軍種的作戰概念有一些共同點,包括更多地使用無人系統,以及利用通信和網絡技術將分散的單元整合成協調的作戰部隊。
與美國《國防現代化條例》有關的海軍采購計劃包括以下幾個例子:
獲取射程更遠武器的計劃,如 "海上攻擊戰斧"("戰斧 "巡航導彈的新型反艦變體)和遠程反艦導彈(LRASM)。
大型無人水面艦艇(LUSV)將配備垂直發射系統(VLS),用于儲存和發射反艦導彈和其他武器。LUSV 旨在充當有人駕駛的海軍水面作戰艦艇的輔助導彈庫。
中型無人水面艦艇(MUSV),將配備雷達或其他傳感器。中型無人水面艦艇旨在幫助形成一個分布式傳感器網絡,為海軍行動提供支持。
輕型補給油船(TAOL)造船計劃旨在建造一種新型的小型油船。輕型補給油船(TAOL)旨在提高海軍向在更廣闊海域以更分散方式執行任務的海軍艦艇提供燃料和補給的能力。
中型登陸艦(LSM)計劃旨在建造一種小型兩棲艦艇。LSM 計劃是實施 EABO 的核心。
美國國會對 DMO 的潛在監督問題包括但不一定限于以下方面:
國會是否從海軍那里獲得足夠的關于DMO的信息來評估其優點?海軍是否向國會提供了詳細描述 DMO 的機密報告?海軍是否應公布關于 DMO 的非機密描述?
美海軍進行了哪些分析,導致海軍采用 DMO 作為其基本作戰概念?海軍演習在多大程度上證實了這些分析?
DMO 是否與空軍的 ACE 概念和陸軍的 MDO 概念充分協調?各軍種正在采取哪些措施協調其概念?
美國防部的預算和計劃是否與 DMO 充分協調?國會是否有足夠的關于 DMO 的信息來評估這個問題?DMO對海軍的造船和武器采購計劃以及相關的造船和武器制造工業基地有什么影響?
在未來 5 到 10 年內,美海軍實施 DMO 的能力會在多大程度上受到海軍庫存遠程武器數量限制的制約?根據目前海軍采購新武器的計劃,這種限制會以多快的速度得到緩解?
DMO 所需的通信和網絡技術有哪些技術挑戰和風險?DMO 是否充分考慮了戰時因敵方攻擊而導致網絡退化的可能性?
一位觀察家在撰寫有關 DMO 的文章時指出:作戰概念可能會被濫用,只不過是為先入為主的利益服務的舉措上的保險杠貼紙。DMO 發生這種情況的風險有多大?
為了幫助實施DMO,一些觀察家建議在目前沒有導彈系統的艦艇上(如兩棲艦或輔助艦)增加導彈系統,或為瀕海戰斗艦(LCS)配備射程比其目前攜帶的導彈更遠的導彈。這些建議的相對優點是什么?
作為一種作戰概念,多域作戰(MDO)影響著美陸軍采購何種類型的武器系統和裝備、需要何種類型和數量的士兵、陸軍的組織結構以及需要何種類型的訓練--所有這些都是國會監督的重大關切。
根據陸軍于 2022 年 10 月 1 日發布的《野戰手冊》(FM)作戰行動的規定:
多域作戰是聯合運用聯合部隊和陸軍的能力,創造和利用相對優勢,以實現目標、擊敗敵軍并代表聯合部隊指揮官鞏固成果。運用陸軍和聯合部隊的能力,可以利用各領域的所有可用戰斗力,以最低成本完成任務。
多域作戰是陸軍對聯合戰役的貢獻,跨越了競爭的連續性。在武裝沖突臨界點以下,多域作戰是陸軍部隊積累優勢和展示沖突準備狀態的方式,既能威懾對手,又能確保盟友和合作伙伴的安全。在沖突期間,陸軍部隊通過多域行動接近并摧毀敵人,擊敗敵方編隊,奪取關鍵地形,控制人口和資源,以取得可持續的政治成果。
2018年12月陸軍出版物《2028年多域作戰中的美國陸軍》對MDO進行了描述。陸軍制定 MDO 是為了響應 2018 年《國防戰略》,該戰略將美國國家安全的重點從以前的打擊全球暴力極端分子轉移到對抗大國。《2028 年多域作戰中的美國陸軍》稱:
一些國家利用作戰環境的條件,通過破壞美國的聯盟、伙伴關系和決心,在不訴諸武裝沖突的情況下實現其目標。他們試圖通過整合外交和經濟行動、非常規和信息戰(社交媒體、虛假言論、網絡攻擊)以及實際或威脅使用常規力量來制造對峙。通過在國家和聯盟內部制造不穩定,一些國家制造了政治分離,導致戰略模糊,降低了友軍識別、決策和反應的速度。通過這些競爭性行動,其相信他們可以實現低于武裝沖突門檻的目標。
可以說,競爭是 MDO 的一個重要方面,因為如果競爭進行得成功,就可以避免沖突。根據美國陸軍參謀長 2021 年 3 月 1 日的第 2 號文件《軍事競爭中的陸軍》,陸軍通過三種方式進行競爭:
敘事競爭反映在一個國家聲譽的興衰上,這種聲譽基于人們對其實力、可靠性和決心的普遍看法。陸軍的貢獻在于成為一支致命、稱職、可信的部隊,并得到盟友、合作伙伴和對手的認可。
直接競爭包括各種競爭活動,從武裝沖突以下的最低強度競爭到一般國家沖突。在直接競爭中,目標是為美國創造籌碼,不讓對手獲得籌碼。
間接競爭的目標是獲得優勢(或不讓對手獲得優勢)。這一目標與直接競爭中更有力的杠桿概念形成鮮明對比。陸軍通過為政策制定者提供一系列可信的選擇來做出貢獻。
其中一些選擇包括海外演習、安全合作、安全部隊援助、軍方間交流、海外基地、情報共享和救災。在這方面,間接競爭并不是一個 "新 "的作戰概念,而是對武裝沖突之外傳統活動的 "重新定位"。陸軍領導層認為,如果陸軍和其他軍種在這些 "競爭 "中取得勝利,美國的國家安全目標就應該能夠實現。
陸軍的核心理念是通過在沖突之外的所有領域成功競爭來取得勝利,從而威懾潛在的敵人。如果威懾失敗,陸軍和聯合部隊應:
穿透敵方反介入和區域拒止(A2/AD)系統(分層綜合遠程精確打擊系統、瀕海反艦能力、防空系統以及遠程火炮和火箭系統),使美軍能夠進行戰略和作戰機動。
瓦解--破壞、削弱或摧毀 A2/AD 系統,使美軍能夠進行作戰和戰術機動。
利用由此產生的機動自由,通過擊敗所有領域的敵軍來實現作戰和戰略目標。
重新競爭--鞏固各領域的成果,迫使美國和盟國在有利條件下恢復競爭。
作為《2028 年多域作戰中的美國陸軍》一書發布的一部分,一位陸軍官員解釋說,在 MDO 下,特定的陸軍梯隊將被賦予解決不同 "問題 "的任務。現有師和團的任務是打擊和擊敗敵方體系的特定組成部分。因此,陸軍將不再像以前的國防戰略那樣以旅戰斗隊(BCT)為組織或中心。在以前以旅戰斗隊為中心的組織結構下,師和團的作戰作用有限,但根據《千年發展目標》,師和團總部將恢復其歷史上的作戰作用,即雇用下屬單位并分配團級和師級資產以支持下屬單位。
根據 MDO,陸軍計劃在現役和預備役部隊中部署五種不同類型的師:
裝甲師將以裝甲突破和架橋資產進行優化,以執行軍隊最艱巨的任務:擊敗對手的蓄意防御(滲透)。
空降師和空中突擊師將具備聯合強行進入能力,具備戰略和作戰機動性以及垂直包圍能力,以擊敗對手的防御。
標準(重型)師和標準(輕型)師將由旅級戰斗隊混合編成,并進行任務組織,以便在全球范圍內執行廣泛的任務。
陸軍還將組建五支多域特遣部隊(MDTFs)。多域特遣部隊將成為戰區級單元,負責協調所有域內針對 A2/AD 網絡的影響和火力。
根據 2022 年 8 月陸軍向國會提交的報告,針對 MDO 的現代化將包括:
重點特征現代化,為特定部分部隊提供能夠實現 MDO 的條令、組織、訓練、物資、領導、人員、設施和政策。
將進行重點特征現代化的總兵力部分包括三個戰區司令部、四個軍團、六個師(包括一個陸軍國民警衛隊[ARNG])和 25 個邊境聯隊(包括陸軍國民警衛隊的五個邊境聯隊)。陸軍作戰部隊的其余部分--5 個正規軍師和 7 個陸軍國民警衛隊師--將在 2030 年后進行現代化,具體取決于陸軍重點現代化工作的進展情況和財政因素。
一些人認為,各軍種對多域作戰的共同愿景還不夠充分,國防部需要一個針對多域作戰的聯合條令和作戰概念。2023年8月27日,參謀長聯席會議承認《聯合出版物》(JP)1第1卷《聯合作戰》已經出版,并指出它 "為聯合部隊的戰略方向、國防部的職能提供了基礎條令"。聯合作戰概念(JWC)3.0 的關鍵要素包括以下內容:
參考來源:美國國會研究服務處
為滿足預期和意外的國家安全需求,美國國防部(DoD)依靠現役部隊(AC)和后備役部隊(RC)。這兩個部分的結構、維護和部署政策會影響部隊的成本、部隊的壓力,最重要的是會影響部隊滿足國防部國家安全需求的能力。然而,國防部目前還沒有一個多軍種工具,使利益相關方能夠評估方案編制和規劃決策對部隊成本、無法滿足需求的風險以及部隊壓力的影響。
為了解決這些問題,美國國防部(P&R)要求國防分析研究所(IDA)為計劃制定者、決策者和其他利益相關者開發一種聯合能力,以全面評估 AC 和 RC 成本。本文介紹了該多階段項目第一階段的發現和結果。
項目第 1 階段的成果是一個概念驗證計算機應用程序,稱為 "部隊結構評估(FSA)模型"。FSA 模型是一個離散事件模擬模型,它將軍種和國防部的數據與用戶輸入相結合,生成描述性報告。這些報告詳細說明了部隊組合備選方案的總成本及其提供單元以滿足用戶指定需求的能力。FSA 模型的主要目標是使用戶能夠看到在用戶提供的需求情景下,政策、假設和資源變化所產生的影響。FSA 模型全面開發后,將提供一個急需的多軍種工具,不僅可以解決現役-后備役混合問題,還可以解決其他部隊管理政策問題。
作為概念驗證工作,第一階段模型的范圍和規模有限。第一階段模型中使用的單元僅為陸軍旅級戰斗隊(BCTs)。根據設想,該模型的未來階段將包括更多單元和軍種。
在第一階段模型中,用戶提供的需求情景包括在用戶指定的時間段內所需的 BCT 數量。可存儲的需求概況數量不受限制,因此用戶可以根據多個需求情景測試多個政策備選方案。下圖顯示了一個長期戰爭類型情景的名義需求曲線。
FSA 模型存儲有關軍種部署政策、單元成本、部隊組建周期和其他屬性的信息。這些數據由用戶提供,確定了滿足需求的部隊供應條件。該模型提供可調整的 "杠桿",使用戶能夠觀察潛在部隊管理決策的影響。
在部隊組建周期的不同階段(如重置、訓練、準備、部署),根據具體單元列出了 AC 和 RC 單元的成本。模型中包含的單元成本來自各處模型和國防部數據源,包括直接成本和間接成本。下表重點介紹了四個類別的成本: 人員、設備、采購和間接成本。
該模型在包含哪些成本方面具有靈活性,用戶可以排除與當前分析無關的類別。例如,如果用戶關注的是短期事件,且預計不會有采購活動,則可以排除采購成本。第二階段將考慮更多成本要素。
作為一個例子,我們考慮了前面所示的 60 個月名義需求概況和 58 個 BCT 的部隊組合。基線組合為 31 個 AC 和 27 個 RC 陸軍 BCT,用戶有興趣評估將其改為 27 個 AC 和 31 個 RC BCT 的 RC 重型組合。下圖和表格顯示了模型輸出結果,顯示了在上述每種條件下部隊滿足用戶指定需求的能力。
圖中藍色區域代表 AC BCT 的部署情況,黃色區域代表 RC BCT 的部署情況。紫色需求線下的灰色區域表示 BCT 無法完全滿足需求;X 軸下方的橙色區域表示同樣的缺口。除了用圖表表示所選部隊滿足需求的情況外,FSA 模型還提供了描述性指標,可用于對替代方案進行更多評估。
從指標中,用戶可以看到方案 2 的總缺口增加了約 30%,在此戰時情景下從 88 個 BCT 月增加到 115 個 BCT 月。平均每年成本(戰時)的三角洲反映了 每年平均成本(戰時)的三角洲主要反映出方案 1 比方案 2 部署更多,滿足的需求更多。部署通常是單元周期中最昂貴的階段;因此,短缺更多的方案可能看起來 "更便宜",但實際上只是滿足戰時需求的能力更弱。在和平時期,方案 2 的年成本約為 220 億美元,比方案 1 和平時期 240 億美元的成本低 10%。這些指標使用戶能夠評估戰時缺口增加 30% 與和平時期成本減少 10% 的對比。
隨著模型和用戶界面在以后階段的擴展,用戶將可以使用更廣泛的成本相關和風險相關指標。
IDA正在開發 FSA 模型,為國防部提供一個急需的多軍種工具,使利益攸關方能夠評估方案編制和規劃決策對部隊成本、無法滿足需求的風險以及部隊壓力的影響。
該項目的第 1 階段表明,可以對一個軍種的主要單元進行有效分析,以揭示需求假設、部隊管理政策、現役-后備役組合和部隊規模變化的影響。可以量化多個備選方案對部隊成本、部隊滿足需求的能力和部隊壓力的影響,使用戶能夠確定每個備選方案的相對優勢。
根據設想,后續階段將側重于發展聯合能力。IDA 將擴大 FSA 模型,以包括所有軍種和更廣泛的單元。IDA 開發人員將包括支持 "完全負擔 "成本觀點的額外成本細節。IDA 團隊還將與利益相關方合作,確定最有用的成本指標和成本要素的圖形表示法。IDA 團隊的工作重點是提供一種工具,供各軍種和整個美國防部的用戶使用,對部隊組合和政策選擇進行有價值的評估。
美國海軍的主要單元是水面海軍。一般認為,水面海軍有兩個版本:大西洋海軍和太平洋海軍。從作戰系統的角度來看,兩者應該以相同的方式、使用相同的指導、擁有相同數量的人員進行作戰,但事實并非如此。利用納德勒和圖什曼的一致性模型,完成了對兩支水面部隊的分析:大西洋水面部隊和太平洋作戰系統。這項分析考察了結構、人員配備、指導和使用程序,以確定為什么會出現錯位,以及需要采取什么措施來提供一致性,并使兩岸的努力相互映照,提供對稱性。根據研究結果提出建議,以便進行協調和統一。根據人員配備、結構、遵守指令和程序的情況確定,大西洋水陸部隊和太平洋水陸部隊的作戰系統部門并不一致,因此它們之間不存在一致性。根據調查結果,認為這兩個海岸的運作方式無法在其中一個部門被邊緣化或過時時實現冗余。最后提出了實現協調一致的建議。
2023 年美國防部(DoD)信息環境作戰戰略(SOIE)旨在提高美國防部規劃、資源和應用信息力量的能力,以實現 2022 年國防戰略(NDS)所述的綜合威懾、戰役和建立持久優勢。2023 年國防部 SOIE 提供了一種國防部企業方法,以確保改進對信息力量和信息能力、行動、活動、計劃和技術的整合與監督。這將使國防部能夠在全球范圍內利用電磁頻譜(EMS)完善其在信息環境(IE)中和通過信息環境(IE)作戰的能力,以實現持久的戰略成果。
必須更廣泛地理解信息力量的有效應用,并有意識地將其納入美國防部的全部戰略和行動、活動和投資(OAIs),以支持在外交、信息、軍事和經濟等國家力量工具方面推進國家利益,從而支持具體的國防政策目標。美國防部必須進行文化轉變,使信息成為所有軍事戰略和 OAIs 的基本要素,并使信息和實體力量的持續整合成為常態(見圖 1)。這種轉變可確保國防部有能力對人類和自動化系統行為的驅動因素產生積極影響,塑造作戰環境,增強美國的實力和信譽。
在 2023 年美國防部 SOIE 之后,還將制定國防部信息環境作戰實施計劃(OIE I-Plan),該計劃將為未來的政策和指導提供依據,包括提交計劃目標備忘錄和作戰計劃。2023 年 SOIE 和 OIE I-Plan 都將為 IC 提供信息,使其越來越多地提供與 OIE 相關的有針對性和優先級的情報。OIE I-Plan 將有具體的任務和子任務,并將為每個任務分配具體的主要責任辦公室 (OPRs)。還將制定時間表和任務跟蹤程序,以確保問責制。
圖 1. 美國防部從傳統觀點發展到整合信息和實物力量
美國特種作戰司令部(USASOC)的任務是在國內和國際上協調和支持特種作戰部隊。該組織面臨的一個摩擦點是收集簡明的數據,告知行進的士兵與他們的目的地有關的重要因素。該項目旨在匯總不同的數據,為前往任何國家的申報或未申報人員建立風險模型。指揮部作戰網絡的風險評估或RECON系統收集開源數據,將其匯總,然后進行評估,產生一個風險評估,供指揮官解釋。然后,匯編的信息將被提交給前往海外的部隊指揮官,使他們能夠做出更有風險的決定。
為了給USASOC的指揮官創建儀表板,以協助他們確定向國外派遣士兵的風險,問題被分成兩個部分:定量和定性分析。第一部分涉及開發一個模型,通過收集定量數據來衡量一個國家檢測個人數據簽名中的異常的意愿和能力。然后將其落實到隨機森林回歸模型中,以預測風險分數。第二部分是向指揮官提供定性數據,以使預測的風險分數具有背景性。這是通過網絡搜索國務院旅行咨詢、推特、Reddit和其他網站來收集的,以顯示每個國家內與潛在威脅有關的當前事件。然后將其編入Streamlit上的一個用戶友好型儀表板,提交給指揮官。請參閱第4頁的圖3,該圖概述了從最初輸入派往特定國家的個人行進者的情況,到最后實現用戶友好型Streamlit儀表板的過程。
在21世紀初,美國軍隊專注于反叛亂行動,而俄羅斯等競爭對手則專注于常規軍事力量的現代化,威脅著美國的軍事主導地位。美國軍事能力差距的縮小,加上新興技術,如網絡空間、太空和電磁波譜,改變了戰爭的特點。美國陸軍的應對措施,即多域作戰(MOO),試圖利用融合的概念,快速而持續地整合所有軍事領域、電磁波譜和信息環境,以賦予軍事優勢。為了實現融合,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間協議,修改人員結構,并修改人事政策。后越南時代空地戰的發展和隨后的 "沙漠風暴行動 "提供了一個歷史案例研究,重點是為實現陸域和空域的融合而進行的組織變革。目前美國軍隊現代化的體制機制主要是在空地戰時期發展起來的,可能需要調整,以確保適應實現MDO融合。
隨著2015年國家安全戰略的發布,標志著美國正式將國家安全重點從過去14年的沖突中轉移。盡管在阿富汗和伊拉克的行動仍在進行,但該文件提到部署的部隊兵力從2009年的約18萬人減少到公布時的不到15000人。雖然仍然承認暴力極端主義組織的威脅,但美國開始將國家安全重點從全球反恐戰爭(GWOT)轉向大國競爭。這種轉變隨著2017年《國家安全戰略》和2021年《臨時國家安全戰略》的發布而加劇,該戰略特別指出俄羅斯等是挑戰美國實力、利益、安全和繁榮的國家。俄羅斯和其他國家競爭者專注于其部隊的現代化,而美國則專注于在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動。這增加了競爭者的能力,并對美國的軍事主導地位構成了威脅。美國陸軍的多域作戰(MDO)概念是對美國陸軍領導層提出的安全問題的回應。它是美國陸軍理論、組織、訓練、物資解決方案、領導、人員、設施和政策(DOTMLPFP)現代化的核心重點,以保持對所有對手的競爭優勢。
MDO的一個核心主題給軍隊帶來了新的問題,即技術的出現和普及改變了戰爭的特征。互聯網的發展和全球日常生活的許多方面對這一現象的依賴引起了網絡空間的競爭,其影響可能會影響傳統的戰爭形式。對基于空間的能力的更多依賴和公認的空間軍事化,同樣代表了在以前的沖突或理論中沒有完全實現的戰爭轉變。能夠利用電磁波譜(EMS)的技術,雖然在整個20世紀都在使用,但在21世紀更加普遍,對戰爭的可能影響也更大。所有這些發展都是隨著信息時代的到來而出現的,增加了信息環境在影響戰爭行為和結果方面的重要性。
擺在作戰人員面前的問題是如何將這些新出現的能力與現有的和經過驗證的框架進行最佳整合。美國陸軍的答案是:"......在所有領域、電磁波譜和信息環境中快速和持續地整合能力,通過跨領域的協同作用優化效果,以戰勝敵人......" 為了完成這一任務,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間的協議,修改人員結構,并修改人事政策。海灣戰爭時期空地戰的發展代表了美國空軍和美國陸軍的成功整合,以實現其主要領域的融合,并在DOTMLPFP的各個類別中發生變化。對這一時期土地和領域整合的分析可以為未來網絡空間、空間、信息環境和環境管理系統的領域整合提供有益的見解。
MDO結構廣泛地使用了領域一詞,這一概念是理解融合的一個核心概念。MDO中使用的領域一詞符合聯合出版物(JP)3-0《聯合作戰》中描述的該術語的聯合用法。 聯合條令沒有明確定義領域;然而,它確實將領域的概念貫穿于理解作戰環境和如何組織聯合作戰的描述中。該術語并不意味著所有權或排他性,因為單一軍種可以在多個領域內運作。目前公認的聯合行動的物理領域有四個:陸地、空中、海上和太空。信息環境產生了第五個聯合領域,即網絡空間。
聯合條令并不承認信息環境是一個領域。然而,與四個物理領域和環境管理系統一起,聯合條令將其視為作戰環境的一個主要組成部分,并將其視為一種聯合功能。JP 3-0將信息環境定義為"......包括并聚集了眾多的社會、文化、認知、技術和物理屬性,它們作用于并影響知識、理解、信仰、世界觀,并最終影響個人、團體、系統、社區或組織的行動。" 網絡空間作為一個領域存在于信息環境中。電磁環境,即所有頻率的電磁輻射范圍,也是作戰環境的一個重要因素,但聯合條令并不承認它是一個獨立的領域。
將四個物理領域、網絡空間、信息環境和環境管理系統結合起來,就產生了MDO的融合概念。簡單地說,融合是美國陸軍編隊利用作戰環境的所有可能方面,在武裝沖突中創造對敵人的優勢,利用這種優勢,并取得勝利。部隊通過跨領域的協同作用實現融合,這是MDO理念的核心原則。這個術語也起源于聯合條令,被定義為 "在不同領域的能力的互補性,而不僅僅是相加,從而使每一種能力都能增強其他能力的有效性并彌補其他能力的脆弱性"。融合的產生是由于接受了美國將無法在近距離或同行沖突中享有未來領域的優勢,而是需要使用來自多個領域的協調效應來讓出優勢。
支撐這一分析的理論框架是作戰藝術,即 "在......技能、知識、經驗、創造力和判斷力的支持下,制定戰略、戰役和行動,通過整合目的、方式、手段和評估風險來組織和使用軍隊的認知方法"。MDO是一個作戰層面的構造,旨在為指揮官提供一種方法,通過協調使用所有可用資源,在競爭、危機或武裝沖突中取得戰術勝利。然而,除非在政治目標的背景下實現,否則這種勝利是沒有意義的。然而,將戰術結果與政治目標聯系起來,不屬于本研究的范疇,本研究的重點是戰爭的作戰和戰術層面。
MDO融合領域的新興性質和已發表作品的匱乏限制了這項研究。對后越南時代到今天的發展時期的研究限定了本項目的范圍。雖然在整個軍事史上還有其他領域融合的成功案例,但本研究沒有考慮這些案例。這種劃分也排除了海上、空中和陸地融合的成功案例,這些案例可能會產生比只考慮空中和陸地領域更多或相互矛盾的見解。本研究重點關注美國在空中和陸地融合方面的努力以及對美國陸軍MDO的影響,排除了其他國家的MDO概念發展案例和其他領域融合的歷史案例。最后,本研究主要分析了MDO融合的作戰和戰術影響,因為戰略分析不是MDO構建的重點。
這個項目接受了MDO的一般方法,將其作為一個有效的結構來處理后GWOT時代出現的近距離或同行競爭問題,并作為美國軍隊現代化的基礎。這種方法的一個固有的假設是,實現所有領域、信息環境和EMS的MDO融合會產生對對手的明顯優勢。鑒于持續增加總部組織的規模和復雜性的趨勢,如從2001財年到2012年,作戰指揮部人員增長了50%,增加人員的規模和復雜性可能會阻礙決策和組織適應。最后一個假設是,美國陸軍不能以目前現有的框架實現MDO的最佳融合,這意味著美國陸軍需要進行組織變革以充分實現現代作戰環境的好處。
這個項目采用了案例研究的方法,研究了空地戰發展背后的理由和事件,它的持續演變,以及這個過程在目前的服務和聯合DOTMLPFP類別中是如何體現的。這既代表了極端的情況,因為美國陸軍和美國空軍元素在作戰環境中的接近帶來了自相殘殺的危險,也代表了關鍵的情況,因為空陸一體化的發展可能適用于其他領域、信息環境和環境管理系統。這種分析也可能發現案例研究是務實的,揭示了一種有效的方法來實現與新的戰爭領域的銜接。本研究的一般格式是從文獻回顧,到方法概述,案例研究本身,分析和發現,最后是結論。
美國負責采購和維持的國防部副部長辦公室(OUSD A&S)的任務是快速和低成本地向作戰人員和國際合作伙伴提供和維持安全和有彈性的能力。現在迫切需要開發適應性采購框架(AAF),以加快軟件開發和采購流程,加強作戰概念(CONOPS),如分布式海上作戰(DMO)。國防部(DoD)必須利用與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的數據驅動的分析來塑造AAF,并擴展新的能力來應對新的威脅。威脅和能力共同演化矩陣(TCCM)解決了這一要求。威脅是一種能力試圖處理的問題。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。共同進化算法探索了一些領域,其中一個能力或能力組合的質量由其成功擊敗一個威脅或威脅組合的能力決定。TCCM有可能在新的和有爭議的環境中系統地優化、推薦和共同演化能力和威脅。我們展示了一個關于幫助項目執行辦公室(PEO)使用從公開來源匯編的非機密數據對特定領域DMO的能力和威脅進行戰役的用例。
不僅美國防部負責采購和維持的副部長辦公室(OUSD A&S)有必要制定采購戰略,而且整個國防部也有必要應用數據驅動的分析以及與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的創新和適應性作戰概念(CONOPS),并為作戰人員擴展新的能力。
例如,為了提高部隊的總體戰備能力,并在廣泛的行動和沖突頻譜中隨時投射戰斗力,海軍需要靈活的指揮和控制(C2)組織結構來滿足CONOPS。例如,DMO是海軍的一個CONOPS,而遠征先進基地作戰(EABO)是美國海軍陸戰隊(USMC)的一個CONOPS。DMO和EABO都是海戰現代化的新興作戰概念。PMW 150是PEO C4I的C2系統項目辦公室,也是C2解決方案的主要提供者,它的工作重點是將作戰需求轉化為海軍、海軍陸戰隊、聯合部隊和聯軍作戰人員的有效和可負擔的作戰和戰術C2能力。PMW150的任務是 "以創新的方式滿足相關能力的操作要求,使作戰人員能夠保持C2的優勢"(Colpo,2016)。
另一方面,美國艦艇的海上行動,特別是在沿海地區,將繼續存在爭議和危險;因此,當務之急是發展DMO和EABO,以實現統一的行動愿景。DMO的目的是在有爭議的環境中支持國家和戰略目標。DMO的概念不僅將進攻性打擊視為在戰斗中獲勝的主要戰術,而且還將欺騙和迷惑敵人的能力確定為在有爭議的環境中獲得成功的關鍵任務。目前的工作重點是將現有的平臺、系統和能力與DMO的具體戰術相結合,以實現海上戰略和作戰目標。DMO被定義為 "通過使用可能分布在遙遠的距離、多個領域和廣泛的平臺上的戰斗力來獲得和保持海上控制所必需的作戰能力"(海軍作戰發展司令部[NWDC],2017)。
DMO作為海軍和海軍陸戰隊資產運作的一個概念,其發展源于分布式殺傷力(DL)模型(Popa等人,2018)。DMO的概念采用了DL的擴展觀點,由三個支柱組成:通過網絡射擊能力提高單個軍艦的攻擊力,將攻擊能力分布在廣泛的地理區域,并為水面平臺分配足夠的資源,以實現增強的作戰能力(Rowden, 2017)。DMO還強調在所有領域,包括空中、地下和網絡戰,都需要更有彈性和可持續性的水面平臺。DMO的未來觀點是成為以艦隊為中心的戰斗力,通過整合、分配和機動性,允許在多個領域(有爭議的空中、陸地、海上、太空和網絡空間;國防部,2018)同時和同步執行多種能力和戰術,以便在復雜的有爭議的環境中戰斗和獲勝(Canfield,2017)。因此,DMO不僅包括傳感器、平臺、網絡和武器的傳統戰爭能力,而且還延伸到隨著新技術發展的其他戰術。DMO概念使用涉及ISR、機器學習(ML)和人工智能(AI)的先進探測和欺騙,特別是使用無人系統來增強進攻性戰術行動的能力;因此,通過潛在地利用平臺、傳感器、武器、網絡和戰術的不同組合,可以在所有海上領域放大一支多樣化但統一的部隊的戰斗力。
DMO的概念包括詳細的能力,如反措施、反目標和反介入的戰術。反措施是旨在轉移威脅的防御性能力。反目標可能是進攻性能力、欺騙性戰術和轉移威脅的作戰演習。欺騙性戰術包括無人資產群、機械和物理反措施、電子干擾和限制電磁輻射,或排放控制(EMCON)。反介入是為了消除威脅。
傳統上,基線部隊結構由一組固定的友軍艦艇和飛機組成,排列成行動組,包括航母打擊組(CSG)、遠征打擊組(ESG)、水面行動組(SAG),以及各種獨立的可部署單位,如EABO的遠征海軍部隊。
DMO的行動要求包括能力、人力、維護和供應等資源,需要仔細分析、計劃和執行,這需要正確的數據戰略、分布式基礎設施和深度分析。威脅與能力協同進化矩陣(TCCM)的技術概念解決了DMO和EABO行動的要求。威脅是一種能力試圖處理的問題,包括其復雜性和緊迫性。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。來自ML/AI社區的協同進化算法探索了一些領域,其中能力或能力組合的質量由其成功擊敗威脅或威脅組合的能力決定。戰爭游戲模擬中使用的協同進化算法類似于國防應用中廣泛使用的蒙特卡洛模擬,只是它們參與了預測和預報、優化和博弈(minmax)算法等ML/AI。DMO和EABO概念要求處理不斷變化和發展的威脅的能力和資源網絡的靈活性和進化。
圖 1. 每個節點都使用 CLA 注意:每個節點的內容和數據可能包括能力;首先需要對能力進行索引、編目和數據挖掘。
圖 2. TCCM 和兵棋仿真的概念
2018年,TRADOC發布了《多域作戰中的美國陸軍(2028年)》,TP 525-3-1。眾所周知,MDO是陸軍的作戰概念,旨在威懾并在必要時在戰斗中擊敗有能力和實力挑戰美國的對手,在所有領域和每個戰爭要素中進行對等戰爭。盡管戰爭的性質、原因和目標在歷史上保持不變,但21世紀的信息時代戰爭的開展在許多極其重要的方面不同于20世紀的機械化戰爭,美國軍隊,特別是美國陸軍必須改變以應對這些問題。最明顯的區別之一是和平與戰爭的模糊,MDO是第一個包括從和平競爭到武裝沖突的全部沖突的陸軍作戰概念,從而解決了這個問題。雖然兩者在過渡時期的區別是模糊的,但在MDO環境下的大規模作戰行動本身就是與眾不同的。
以下概念,即《美國陸軍多域作戰機動概念(2028-2040年)》,描述了陸軍在多域作戰戰場上的大規模作戰行動中如何進行機動。盡管它涉及到機動在競爭中的作用,但這一概念主要集中在陸軍如何在梯隊中作戰,以贏得與同行競爭者的戰斗。雖然看起來是 "進攻"性質的,但不能忘記,威懾的首要前提是在戰斗中獲勝的能力是毋庸置疑的。這一概念描述了陸軍將如何排兵布陣以克服對手的對峙,并深入細致地擊敗敵人的戰斗編隊。機動概念牢牢地嵌套在MDO中,但也在MDO的基礎上進行了擴展,包括兩年的全球作戰經驗,以及機構研究、兵棋推演和實驗。
有幾個關鍵的想法支撐并促成了這個概念。機動同時發生在師、軍團和更高級別的每個梯隊。機動發生在競爭和恢復競爭的過程中,而不僅僅是武裝沖突。在競爭中,我們通過機動來獲得優勢地位,塑造安全環境,支持區域安全,并能迅速過渡到武裝沖突。在武裝沖突中,我們通過機動來摧毀或擊敗敵軍,控制土地區域和資源,并保護民眾。這一概念描述了戰役,其設計必須包括所有領域的所有梯隊。
一個概念是變革的起點。它是變革過程的開始,而不是其結束。2018年發布的MDO啟動了一系列的研究、兵棋推演和實驗,從而形成了這個機動概念,并描述了在梯隊中進行的具體作戰功能。在這個概念之后,必須在未來和概念中心以及卓越功能中心內進一步努力,以確定所有的作戰功能,而不僅僅是機動,如何整合以在每個梯隊的MDO戰斗中取得成功。同時,這個概念應該在作戰部隊中啟動探索,以發展戰術、技術和程序(TTP),從而使MDO的機動性得以實現。正是作戰部隊和體制內的軍隊一起努力實現本概念中所描述的規則,將確保美國陸軍仍然是世界上最有統治力的陸軍。
圖:多域作戰中的機動
歷史。這本新的美國陸軍未來司令部(AFC)小冊子介紹了陸軍如何描述2028-2040年的機動功能的概念。這個概念與《美國陸軍旅級戰斗隊跨域機動概念(2028-2040年)》一起取代了2017年2月的TRADOC Pam 525-3-5《美國陸軍行動和機動功能概念》。
摘要。這一概念描述了陸軍部隊如何在動態和擴大的作戰環境中進行機動,包括有爭議的戰場和領域,綜合對手的防御與對峙,作戰和戰略威懾的挑戰,以及多國和政府合作。陸軍部隊在不可預測的作戰環境中面對高度致命的對手,這與新的作戰環境相結合,為軍事問題提供了參考,以確定陸軍部隊如何取得相對優勢地位并產生超額效果。中心思想是計算來自所有領域的多軍種同時匯合的成功,并促進加強聯合和作戰指揮與控制、分層機動和決定性的戰役。
適用性。本概念適用于陸軍部所有發展理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策能力的活動。這一概念指導實驗和部隊發展,并支持聯合能力整合和發展系統的進程。它還支持《陸軍未來司令部概念和能力指南》中描述的陸軍能力發展過程。當與陸軍概念框架的其他內容發生沖突時,本文件具有優先權。
美國防部(DOD)正在對其指揮軍事力量的方法進行現代化改造。國防部高級領導人已經表示,現有的指揮和控制架構不足以滿足2018年國防戰略(NDS)要求。全域聯合指揮與控制(JADC2)是國防部的概念,將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接到一個網絡中。
DOD指出,用Uber共享服務來比喻其對JADC2的期望最終狀態。Uber結合了兩個不同的應用程序--一個是乘客,另一個是司機。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。在JADC2的情況下,這種邏輯將找到攻擊特定目標的最佳武器平臺,或應對新出現威脅的最佳單位。為了使JADC2有效工作,DOD正在追求三種新的或新興的技術:自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。
DOD的一些機構和組織參與了與JADC2相關的工作。下面的清單突出了與JADC2開發有關的部分組織和項目:
國防部首席信息官:第五代(5G)信息通信技術。
國防部長辦公室(研究與工程):全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)。
國防高級研究計劃局:馬賽克戰爭。
空軍:高級戰斗管理系統(ABMS)。
陸軍:項目融合(Project Convergence)。
海軍:項目超配(Project Overmatch)
隨著國防部開發指揮和控制軍事力量的新方法,國會可能會考慮幾個潛在的問題:
國會如何在驗證需求或成本估算之前考慮JADC2的相關活動?
在沒有正式的計劃或預算申請的情況下,國防部為JADC2的預算是多少?
JADC2的支出重點是什么,是否有國防部可能沒有投資的舉措?
國防部如何確保每個軍種和盟國的通信系統之間的互操作性?
國防部應如何優先考慮其未來網絡中相互競爭的通信需求?
人工智能將在未來的指揮和控制決策系統中發揮什么作用?
為了滿足JADC2的要求,有哪些潛在的部隊結構變化是必要的?
國防部應如何管理與JADC2相關的工作?
全域聯合指揮與控制(JADC2)是美國國防部(DOD)的概念,即把所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接成一個網絡。傳統上,每個軍種都開發了自己的戰術網絡,與其他軍種的網絡不兼容(例如,陸軍網絡無法與海軍或空軍網絡連接)。通過JADC2,國防部設想建立一個 "物聯網"網絡,將眾多傳感器與武器系統連接起來,利用人工智能算法幫助改善決策。
DOD官員認為,未來的沖突可能需要領導人在幾小時、幾分鐘或可能幾秒鐘內做出決定,而目前分析作戰環境和發布命令的過程需要數天時間。國防戰略(NDS)委員會報告的非保密概要指出,目前的C2系統與潛在的同行競爭對手相比已經"惡化"。國會可能對JADC2概念感興趣,因為它正被用來制定許多高調的采購計劃,以及確定美國軍隊對潛在對手的有效性和競爭力。
圖 1. JADC2 的概念愿景
JADC2設想為聯合部隊提供一個類似云的環境,以共享情報、監視和偵察數據,在許多通信網絡中傳輸,從而實現更快的決策(見圖1)。JADC2打算通過收集來自眾多傳感器的數據,利用人工智能算法處理數據以識別目標,然后推薦最佳武器--包括動能和非動能武器(如網絡或電子武器)--來打擊目標,從而幫助指揮官做出更好的決策。
DOD指出,用Uber共享服務作為類比來描述其對JADC2的期望最終狀態。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。然后,該應用程序為司機提供指示,讓他們按照指示將乘客送到目的地。Uber依靠蜂窩和Wi-Fi網絡來傳輸數據,以匹配乘客并提供駕駛指示。
一些分析家對JADC2采取了更加懷疑的態度。他們對JADC2的技術成熟度和可負擔性提出了疑問,以及是否有可能在一個致命的、充滿電子戰的環境中部署一個能夠安全可靠地連接傳感器和射手并支持指揮和控制的網絡。分析人士還詢問誰將擁有跨領域的決策權,因為傳統上,指揮權是在每個領域內而不是從整體戰役的角度下放的。
什么是指揮與控制?C2的維度和人工智能的影響 | |
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人們可以通過五個問題來看待指揮和控制:誰、什么、何時、何地和如何。傳統上,國會通過兩個不同但相關的問題來關注指揮與控制:權力("誰")與技術("如何")。 | |
國會傳統上關注的第一個問題反映了指揮官執行行動的權力。這一討論的重點是指揮系統,反映了負責組織、訓練和裝備美國部隊的軍種與有權在國外使用部隊的作戰司令部之間的差異。這個問題可以用一個問題來概括:"誰指揮部隊?" | |
第二個問題是使指揮官能夠做出這些決定并將其傳遞給戰場的技術方面。指揮、控制、通信(C3)、C3加計算機(C4)以及情報、監視和偵察(ISR)等術語進入了討論。指揮和控制的這一技術問題著眼于指揮官用于決策的數據(和收集方法)(即ISR是促成決策的數據),將數據轉化為信息的處理能力,以及使指揮官將其決策傳達給地理上分布的部隊系統。這種指揮和控制的技術方法可以概括為:"你如何指揮部隊?" | |
指揮和控制的其他動態回答了其他問題:哪些系統和單位被指揮(什么),時間方面(何時),以及地理方面(何處)。國會在歷史上對這些問題中的每一個都是在具體的,而不是一般的問題上表示了興趣。例如,國會沒有考慮一般用途的部隊,而是關注與核部隊和特種作戰相關的權力問題。與核和網絡戰的快速反應相關的指揮和控制問題,以及在有限的程度上與電磁頻譜戰相關的問題,這些都是及時性問題,引起國會關注的其他領域。 | |
關于 "何時",國會已表示對與核和網絡戰的快速反應有關的指揮和控制感興趣,并在有限的程度上對電磁頻譜戰感興趣。然而,對 "何時"的最大敏感度似乎更側重于戰術(例如,何時讓飛機進入目標,何時開始對建筑物進行攻擊);這些決定往往被授權給指揮官。最后,地理因素對指揮美軍提出了獨特的挑戰;只要行政部門和國會繼續支持全球國家安全戰略,地理決策在很大程度上代表了戰術問題,往往被授權給各個指揮官。 | |
圖2. 指揮與控制的維度和人工智能的影響 | |
圖2描述了這些問題是如何通過引入人工智能(AI)來優化各方面的結果。隨著編隊復雜性的增加--特別是為全域聯合作戰設計的編隊,控制這些部隊有可能超越人類的認知能力,并使用算法來幫助管理這些部隊。美國軍方表示,它打算讓人類參與整個決策過程,但隨著美國軍隊將更多的人工智能技術引入其決策機構,各方面的區別開始變得模糊不清。例如,"誰"和 "如何"開始變得相似,特別是當計算機或算法向指揮官提出建議時,他們可能不了解信息或產生建議的過程。 | |
人工智能還可以影響指揮和控制的其他方面,包括 "什么"、"什么時候 "和 "在哪里"。將 "什么 "和 "哪里 "這兩個要素結合起來,可以挑戰對手尋找和與美國部隊交戰的能力;這樣做也可以挑戰指揮官及其參謀部在沒有系統幫助管理復雜情況下保持對部隊的控制能力。從 "何時 "的角度來看,需要快速決策的行動,特別是電磁頻譜戰或網絡戰,可能超過人類的決策能力。這就提出了一個重要的問題,即指揮官能在多大程度上信任人工智能,以及人類作戰員需要理解人工智能系統為什么建議采取特定行動。 |
DOD目前使用戰斗空間的不同部分來執行C2--主要是沿著確定的軍事領域:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。這種結構的存在是因為傳統的威脅來自單一系統,如飛機和坦克編隊。作為回應,軍方開發了高度復雜(但昂貴)的傳感器來監視戰斗空間,向集中式指揮中心(如空中作戰中心或陸軍指揮所)提供信息。E-3高級預警和指揮系統(AWACS)和E-8聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS)等系統經過優化,為這些中央前哨的指揮官提供態勢感知,然后他們可以在那里指揮軍事力量。
2018年國防戰略(NDS)、審查它的 NDS 委員會和其他來源闡述的未來作戰環境描述了潛在對手如何發展復雜的反介入/區域拒止 (A2/AD) 能力(見圖 3)。這些能力包括電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統。 美國競爭對手將 A2/AD 能力作為對抗美國傳統軍事優勢(例如投射力量的能力)的一種手段,并提高他們贏得快速、決定性交戰的能力。
圖 3. A2/AD 環境的可視化
美國防部高級領導人已經表示,在未來的作戰環境中,獲取信息將是至關重要的。此外,這些領導人還表示,為了挑戰潛在的同等對手,需要采取多領域的方法(美國部隊將使用地面、空中、海上、太空和網絡力量來挑戰對手的目標計算)。因此,全領域聯合作戰的概念為指揮官提供了獲取信息的機會,可以利用突襲進行同步和連續的行動,并在所有領域快速和持續地整合能力,從而獲得物質和心理優勢以及對作戰環境的影響和控制。
空中陸戰概念設想將空軍和陸軍的努力結合在一起,在20世紀80年代對抗蘇聯,自該概念提出以來,技術上的進步使美國防部能夠繼續發展全領域聯合作戰的概念。這些技術進步包括增加了攻擊目標的方法(包括電子和網絡手段),相對低成本的傳感器的擴散,以及將這些傳感器的數據轉化為信息的處理能力的提高。維持對所有領域行動的控制所面臨的挑戰是,美國的軍事C2機構并不是為做出這些類型的決定而組織的,26而且正在使用的技術的復雜性和速度可能超過人類的認知能力。
指揮與控制是如何演變的? | |
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美軍傳統的指揮和控制概念源于德軍的 "任務型命令"(auftragstaktik)。認識到軍事行動中的混亂和 "戰爭迷霧 "是不可避免的,下級指揮官被委托半自主地行動以實現其指揮官的意圖(即任務的總體目標),而不是有預先規定的行動。情報來源和偵察的信息需要很長的時間,甚至可能需要幾天才能到達指揮官手中。為了保持對部隊的控制,指揮官們依靠無線電通訊和紙質信件。有限的信息量使得指揮官可以在兩個方面指揮部隊--使用單一的領域來應對對手的行動。 | |
在冷戰的高峰期,蘇軍給軍事力量提出了一個新的問題:如何對抗一支數量上占優勢的坦克部隊。為了應對這一威脅,陸軍和空軍提出了一種新穎的方法,通過開發新技術來確定增援地點,將空中和陸地力量結合起來。這一概念被稱為 "空地戰"。這種三維方法試圖利用情報、監視和偵察方面的優勢,"深入觀察",將火力集中打擊增援部隊(即 "深入打擊")。為了支持這種利用深度打擊來防止增援部隊的設想,美軍需要改進指揮所,以提高指揮部隊的決策速度,同時仍然保持遵循指揮官意圖的傳統。這種需要導致了新系統的開發,如JSTARS和ATACMS。這些系統使指揮官能夠更快地了解戰斗空間,并提高對敵軍直接開火的反應時間。 | |
在過去的20年里,中國和俄羅斯觀察了美國的戰爭方法,確定了挑戰美國優勢的不對稱方法。中國的軍事現代化尤其注重防止美國建立大量的戰斗力(限制后勤),增加高價值飛機(油輪、間諜飛機、指揮和控制飛機)的風險,并增加其海軍足跡(限制美國的海軍優勢)。為了應對這些新威脅,國防部最初提出了使用多域作戰的想法(后來過渡到全域作戰一詞)。國防部認為,使用一個或甚至兩個維度來攻擊對手是不夠的,因此挑戰對手的目標計算需要更復雜的編隊(額外維度)。國防部認為,不斷增加的復雜性,加上應對新興技術威脅的時間可能減少,需要新的方法來管理部隊。 | |
圖4. 指揮和控制的復雜性的變化 |
在國防部發展JADC2概念的過程中,有三類技術在這種指揮和控制軍事力量的方法中起著不可或缺的作用:自動化、云環境和通信。
許多DOD高級領導人已經明確表示,JADC2是一個概念(或許是一個愿景),而不是任何具體的計劃。在2021年1月的一篇文章中,聯合人工智能中心主任Michael Groen中將說:"JADC2不是一個IT(信息技術)系統,它是一個作戰系統。從歷史上看,你會有一個大型的國防項目,你會花數年時間來完善需求,你會收集大包大包的錢,然后你會去找國防承包商,花更多的時間來建造、測試,然后在多年后最終投入使用"。在這篇文章中,Groen中將描述了人工智能(AI)的作用,以及延伸到數據和數據結構的作用,使這些算法能夠為指揮官提供信息。根據Dennis Crall中將(聯合參謀部指揮、控制、通信和計算機/網絡首席信息官[JS J6]主任)的說法,人工智能和機器學習對于實現JADC2至關重要。Dennis Crall說道:"JADC2是關于將所有這些自動化....。它是關于利用傳感器豐富的環境--查看數據標準等事情;確保我們可以將這些信息轉移到一個我們可以正確處理的區域; 帶來了云;帶來了人工智能、預測分析;然后用一個能夠處理這些的網絡來支撐所有領域和合作伙伴。"
DOD表示,擁有多分類的云環境對于實現JADC2是必要的。DOD設想,用戶能夠根據他們的需要和信息要求,在不同的分類下訪問信息。在2021年6月的新聞發布會上,克拉爾中將說,"戰術邊緣 "的云能力是用于數據存儲和處理,實現人工智能算法。作為一個例子,空軍討論了其高級戰斗管理系統(ABMS)項目對云環境的需求--空軍部對JADC2的貢獻,這將在下文討論。根據空軍的預算說明,ABSM將需要一套云系統、應用程序(即軟件)和網絡(包括商業和政府擁有的),這將 "了解環境并應用由人工智能和機器學習輔助的先進算法"。
根據DOD的說法,開發JADC2將需要新的通信方法。DOD目前的通信網絡已經為中東地區的行動進行了優化。因此,DOD使用衛星作為與海外部隊通信的主要方法。這些系統面臨著延遲(時間延遲)問題,并且在設計上不能在有電子戰的情況下有效運行。這些舊的架構依賴于地球同步軌道上的衛星,這些衛星在地球上空大約22200英里(35800公里)處運行。新的應用,如人工智能,將有可能需要額外的數據速率,而目前的通信網絡可能無法支持--特別是當DOD增加傳感器的數量,以提供額外的數據來改進算法。自主系統的引入,如海軍的大型無人水面和海底航行器,以及陸軍對機器人飛行器越來越感興趣而產生的系統,可能需要安全的通信和短時延來維持對這些系統的控制。
聯合參謀部是負責制定全域聯合指揮與控制概念戰略的國防部組織。此外,還有一些正在進行的研究和努力與JADC2概念有關。每個軍事部門(陸軍、海軍、空軍)以及國防部機構,如國防高級研究計劃局(DARPA)和負責研究和工程的國防部副部長辦公室(OSD[R&E]),都在開發技術和概念。以下各節簡要介紹一些組織的工作。
國防部負責制定JADC2戰略的領導機構是聯合參謀部J6指揮、控制、通信和計算機/網絡局。JADC2戰略最初的設想是改善聯合部隊的互操作性(例如,確保無線電系統能夠相互通信),后來擴大了這一重點,制定了一種信息共享方法,通過為決策提供數據來實現聯合行動。除了制定戰略,J6還組織了一個JADC2跨職能小組,各軍種和國防部機構通過該小組協調他們的實驗和計劃。這與國防部數據戰略和國防部副部長創造數據優勢的努力相一致。該戰略確定了五條工作路線以實現JADC2框架:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
在2021年6月4日的新聞發布會上,克拉爾中將表示國防部長奧斯汀已經批準了JADC2戰略。
根據R&E辦公室的說法,"FNC3確定、啟動和協調指揮、控制和通信關鍵使能技術的研究、開發和降低風險活動。這些活動將包括整個國防企業不同但相互關聯的努力,由FNC3在OUSD(R&E)的工作人員監督和同步進行。" FNC3的主要負責人邁克爾-扎特曼博士描述了FNC3的整體愿景,包括三個層次--物理層、網絡層和應用層--它們為開發指揮、控制和通信系統提供了一種量身定做的方法,與商業部門的最佳實踐相一致。物理層代表無線電和發射器本身,而網絡層則通過開發國防部優化的新興商業軟件定義網絡技術(如網絡切片)來管理應用對物理層的訪問。所有這三層都旨在提高互操作性和彈性(即防止網絡被干擾或中斷的能力),并為每個應用提供適當的服務質量。
根據扎特曼博士的說法,FNC3是JADC2的中長期技術愿景,而每個部門(在以下章節中概述)都有專注于發展近期采購戰略的引人注目的努力。例如,空軍部的先進戰斗管理計劃旨在通過關注成熟技術在未來三年內部署。OUSD R&E利用其投資組合中不太成熟的技術,包括由DARPA、國防創新部門、戰略能力辦公室、各部門和其他部門開發的技術,為實施JADC2提供長期的技術手段。
國防部提出,5G無線技術的商業進展提供了傳輸更多數據(通常稱為數據吞吐量)和更低延遲的能力。國防部認為,它需要這些能力來處理來自眾多傳感器(如衛星、飛機、船只、地面雷達)的更多數據,并在 "邊緣"(與無線電接收器在同一地點)處理這些信息。5G技術的另一個方面可以實現新的指揮和控制概念,即動態頻譜共享。隨著電磁頻譜變得更加擁擠,聯邦政府已經開始允許多個用戶在同一頻段上運行(稱為頻譜共享)。國防部首席信息官認為,頻譜共享技術允許通信系統在有干擾的情況下傳輸和接收數據。2020年9月,國防部CIO向工業界發出了一個信息請求,即如何對待動態頻譜共享。2021年1月21日,已經公布了67份對信息請求的回應。
馬賽克戰爭代表了一系列由DARPA贊助的項目,旨在利用人工智能將傳統上不被設計為互操作的系統和網絡相結合。從概念上講(見圖5),這些項目將能夠利用從衛星上收集的原始情報,并將這些數據轉化為傳遞給 "射手 "的目標信息--在這種情況下,網絡武器、電子干擾器、導彈、飛機或任何其他可能影響預期目標的武器。正如哈德遜研究所的分析家布萊恩-克拉克和丹-帕特所解釋的那樣,"馬賽克戰爭 "試圖將多種重疊的困境強加給敵軍,擾亂他們的行動,從而阻止他們及時到達目標。
圖5:DARPA的馬賽克戰愿景
DARPA的馬賽克計劃之一,稱為異質電子系統的技術集成工具鏈(STITCHES),已被用于空軍和陸軍的實驗。據DARPA稱,STITCHES是一種軟件,旨在通過自主創建允許低延遲和高吞吐量的軟件,快速整合任何領域的通信系統,而無需升級硬件或修改現有的系統軟件。根據空軍的一份新聞稿,該部門已在幾個高級戰斗管理系統的 "上線 "中測試了該技術,并已開始將該計劃從DARPA過渡到空軍部。
高級戰斗管理系統最初的設想是取代E-8聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)。空軍在2019年將ABMS項目從開發飛機或雷達之類的東西過渡到 "數字網絡環境,連接所有領域和每個梯隊的作戰能力,以實現全球決策優勢。" 換句話說,空軍從建立一個支持指揮和決策的平臺(如E-8 JSTARS)轉向建立一個安全的、"類似云"的環境,利用人工智能和預測分析為指揮官提供近實時數據。根據空軍的說法,ABMS項目將沿著六條產品線開發能力:傳感器集成、數據、安全處理、連接、應用和效果集成。
空軍已經舉行了三次 "on-ramps"(空軍用來描述演示的術語),以展示其ABMS的方法。2019年12月舉行的第一次on-ramps,展示了該部門從F-22戰斗機使用的安全通信向陸軍和海軍系統傳輸數據的能力。第二次上線使陸軍榴彈炮能夠擊落一枚代用巡航導彈。此外,空軍向美國北方司令部提供了這種 "類似云 "的零信任平板電腦--一種不在設備上存儲敏感數據的安全功能,以協助其在2020年春季應對COVID大流行。
2020年11月,空軍部確定了首席架構師辦公室,負責評估架構上線和整合企業數字架構。同時,空軍確定空軍部快速能力辦公室為ABMS整合項目執行辦公室。快速能力辦公室的工作重點是快速向現場交付項目,它的參與可以被看作是將ABMS從實驗轉向系統開發。
根據陸軍的說法,"項目融合是陸軍圍繞一系列連續的、結構化的演示和實驗而組織的新的學習活動",旨在應對JADC2所帶來的挑戰。
1.確保陸軍擁有合適的人員和人才;
2.將當前的陸軍現代化工作與陸軍未來司令部的跨職能團隊聯系起來,并與陸軍現代化的六個優先事項保持一致;
3.擁有合適的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅;
4.利用人工智能分析和分類信息,并在陸軍網絡中傳輸;
5.在 "最嚴峻的地形 "中測試能力。
項目融合2020在三個軍事設施中使用了大約750名士兵、平民和承包商,最終在亞利桑那州的尤馬試驗場進行了兩次現場頂點演習。在這次演習中,陸軍展示了幾種技術,包括人工智能、自主性和機器人技術,以測試新的方法來指揮和控制地理上分散的部隊。陸軍計劃將空軍和海軍的系統作為2021年項目融合的一部分,并打算在2022年項目融合中納入外國軍隊。這其中有3370萬美元用于運營和維護,以及7310萬美元用于研究、開發、測試和評估,由陸軍撥款。
項目超配是海軍為建立一個 "海軍作戰架構",將艦艇與陸軍和空軍資產聯系起來而做出的努力。2020年10月1日,海軍作戰部部長吉爾德伊上將責成一名二星上將領導海軍的"項目超配"工作。在他的備忘錄中,吉爾德伊上將指示 "項目超配"采取類似于海軍發展核動力和AEGIS系統的工程和開發方法。其主要目標是 "使海軍能夠在海上形成集群,從近處和遠處、每個軸線和每個領域提供同步的致命和非致命效果。具體來說,你[斯莫爾海軍司令]要開發網絡、基礎設施、數據架構工具和分析。" 在一個平行的努力中,吉爾德伊上將責成基爾比副上將(負責作戰要求和能力的海軍作戰部副部長)制定一項計劃,將無人系統,包括艦艇和飛機,納入海軍作戰架構。根據新聞聲明,海軍打算在2023年達到初始作戰能力(即有能力部署初始系統)。海軍在2022財政年度為 "項目超配 "申請了三個分類項目元素的資金。
在2021年6月舉行的2021年AFCEA西部會議上,吉爾德伊上將討論了項目超配目前的工作。在這次活動中,吉爾德伊表示,自2020年10月項目啟動以來,項目超配已經完成了三個螺旋式發展周期。吉爾德伊進一步解釋說:"我們實際上正在試驗一種方式,使我們基本上可以將任何網絡上的任何數據傳遞給作戰人員。這是一個軟件定義的通信系統,使我們能夠以一種前所未有的方式拆開我們所有的網絡"。根據新聞報道,吉爾德表示,他預計在2022年底或2023年初將 "項目超配"的測試規模擴大到一個航母打擊群。
以下各節討論了國會的潛在問題,包括需求和成本估算、互操作性挑戰、平衡通信能力、人工智能在決策中的角色,以及實施JADC2所需的潛在部隊結構變化。
美國防部已經為JADC2的相關工作申請了幾個財政年度的資金,特別是在概念的早期發展階段。國防部正在積極制定JADC2戰略,預計將在2021年春季發布。國會中的一些人對國防部沒有像傳統采購項目那樣提供成本估算或驗證需求表示關切。因此,各軍種委員會和撥款委員會已經減少了對這些工作,特別是ABMS和5G研究和開發的要求資金。2021財年國防授權法案(NDAA)要求國防部在2021年4月前為JADC2提出要求。
國防部還沒有正式公布關于JADC2的支出預算數據,該項目在各軍種和國防機構的一些項目中都有資金。根據聯合參謀部J6(JS J6)的說法,JADC2不是一個記錄項目,JS J6也不打算過渡到一個記錄項目。因此,除非國會要求國防部提供JADC2資金的詳細概述,否則國防部可能不太可能這樣做。
一些分析家推測了與JADC2有關的所有項目的年度成本。一位分析家估計,國防部在2022財政年度為與JADC2直接相關的項目編列了大約12億美元的預算。Govini估計,自2017財政年度以來,國防部在JADC2上花費了大約225億美元;這平均每年大約為45億美元。Govini的估計包括其他聯邦機構的資金--如國家航空和航天局(NASA)--以及國防部可能認為與JADC2無關的技術,因此可能高估了JADC2獲得的資金總額。
根據JS J6,有五條與JADC2相關的工作線:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
以數據為中心的方法側重于國防部系統傳輸所需的數據類型和結構,創建一個共同的數據框架,為數據的發送和接收提供一個商定的標準。換句話說,數據的格式化、組織化和結構化的方式影響著數據從傳感器到決策者再到武器的高效和無縫傳輸。另一方面,網絡中心化和互操作性側重于通信標準,如無線電頻率、波形、通信加密等,以確保一個無線電能與另一個無線電通話。通過采用這種方法,JS J6專注于開發軟件應用,以改善指揮和控制。然而,該戰略可能缺少幾個方面,包括:
通信系統的硬件和軟件的功能,
網絡需要傳輸的數據量,
對手的行動對網絡的影響,
以及指揮和控制部隊的模塊化。
隨著國防部繼續改革其JADC2概念和要求,其他觀察家也注意到,在JADC2戰略中存在一些沒有被認定的領域,國防部應將其支出主要集中在研究和開發方面。一位觀察家認為,國防部應將其研發支出集中在改善網絡互操作性上。這種方法支持優先升級軍事通信系統,以便在整個聯合部隊中傳輸數據。它建議國防部在軟件和硬件方面投入更多資金,以提高所有類型的數據鏈路和網絡(例如,Link 16、多功能高級數據鏈路、態勢感知數據鏈路以及綜合海上網絡和事業服務)的互操作性。網絡互操作性方法的重點是,創建網絡是困難的;但是,利用軟件定義的網絡和通用電子設備(如類似的芯片架構)可以使每個軍種無縫共享信息。換句話說,這種方法更注重通信網絡的構建方式,而不是在這些網絡內發送數據的組織方式。軟件定義的無線電和網絡使無線電可以很容易地被編程,并因此更容易地相互通信。微電子(即物理硬件)最終定義了無線電的物理和軟件能力。
其他分析家認為,JADC2的支出應更多地集中在改變決策方式上。這一論點強調了通過利用人工智能(AI)實現決策過程自動化的必要性,正如國防高級研究計劃局(DARPA)的馬賽克戰爭概念所設想的。在這種方法中,優先利用人工智能系統的支出(如空軍的STiTCHES計劃),可以建立主要集中在需要傳輸的數據和數據結構的特設網絡。這一論點假設人工智能也可以分析情報、監視和偵察(ISR)數據,以確定人類可能錯過的趨勢,從而向軍事指揮官提出潛在的更好的建議。
其他觀察家認為,優先考慮如何使用和管理電磁波譜的決策對于支持JADC2至關重要。這些觀察家認為,像國防信息系統局的電磁戰管理計劃--旨在利用情報方法評估電磁波譜環境,然后自動決定如何使用頻譜來減輕對手的電子戰影響--對于實現全域指揮和控制是必要的。這些觀察家還認為,對手的電子戰效應將需要近乎即時地被緩解,因此需要一個強大的電磁環境部分(以及自動化),以便在對網絡的潛在攻擊中管理國防部網絡。
由于國防部設想使用JADC2來同時指揮多個領域的部隊,因此連接不同類型部隊的需求也在增加。國防部擁有并運營著許多通信系統,每個系統都使用不同的無線電頻率、標準和數據鏈,這些系統往往不能相互 "交談",因此需要一個網關將一種無線電協議 "翻譯 "成另一種協議。盟友和合作伙伴的加入增加了互操作性的挑戰。前國防部副部長邁克爾-格里芬在2020年3月向眾議院軍事委員會情報、新興威脅和能力小組委員會作證時,指出這個問題是繼續為FNC3進行OSD R&E努力的理由。
使國防部能夠共享來自不同部門和單位的信息的挑戰可以通過三種互操作性的方法來解決:
圖 6:E-11 戰場機載通信節點 (BACN)
新的通信設備。這種方法采用 "自上而下 "的方式(即由OSD或聯合參謀部確定解決方案,然后要求各軍種采用該方案)。使用與聯合戰術無線電系統(JTRS)開發類似的模式,這種方案將購買一個新的通信架構,重點是互操作性。例如,FNC3的努力似乎就是采用這種方法。盡管這種方法可以確保聯合部隊開發的通信系統可以無縫共享信息,而且可能是安全的,但它可能需要大量的投資,并可能遇到時間表的延誤。這種方法的另一個可能的缺點是,隨著系統的投入使用,它們可能對對手的技術不那么有效。
開發軟件來創建網絡。第三種方法是使用軟件,使用戶能夠創建自定義網絡。DARPA的 "馬賽克戰爭 "和ABMS計劃的某些方面就是這種方法的例子。與其他互操作性解決方案相比,這種方法更加模塊化,使為特定行動定制的單位和系統能夠相互通信。這種方法的一個主要風險是技術上的不成熟,特別是用于創建這些網絡的軟件。另一個風險涉及到與不同系統共享的信息量和分類,這些系統經過認證,具有不同的保密級別(例如,可釋放的秘密、不可釋放的秘密、最高機密)。
國防部和國會可以選擇這些方法中的一種或多種。一種特定的方法可能提供短期的好處,而國防部則追求一種長期的方法來解決互操作性的挑戰。
國防部為滿足JADC2的要求而開發通信網絡的方法包括三種相互競爭的能力:
數據吞吐量(即數據傳輸的速度)
延遲(即接收信息/數據的時間延遲)
彈性(在自然或故意中斷的情況下保持通信信號的能力)
軍事作戰新技術的興起,如人工智能、戰術數據鏈(如Link 16和多功能先進數據鏈[MADL])和對手的電子戰能力,為5G和FNC3等未來通信系統平衡這些能力帶來了明顯的挑戰。人工智能和信息戰可能需要大量的數據來實現預測分析,并讓指揮官對戰斗空間有一個準確的了解。與所有可用用戶共享數據的數據鏈并不一定需要高數據速率;然而,數據鏈確實需要低延遲,以確保傳感器能夠證明 "目標級數據",特別是對于像巡航導彈和飛機這樣快速移動的系統。最后,電子干擾器的擴散需要彈性(或抗干擾性能),以便在被主動干擾時保持通信。圖7說明了在開發新的波形時必須平衡這三個相互競爭的要求(無論該波形是為民用還是軍用而設計)。無線電信號能夠提供每一種能力;然而,優先考慮一種要求意味著其他兩種要求可能會受到影響,這可能會給決策者帶來兩難選擇,即在采購中優先考慮哪些能力。
圖7:平衡通信要求
隨著國防部對其通信系統的現代化改造,它可能會考慮技術特點和限制,以選擇在保護其網絡安全的同時推進任務目標的要求。例如,像5G這樣的技術可以提供高數據容量和低延遲,但目前還不清楚這些信號可能受到對手干擾的影響。另一方面,FNC3的設計似乎是為了提供具有高數據率的彈性;但是,由于它依賴于衛星,延遲將增加。
人工智能是實現JADC2的一個潛在的關鍵組成部分。隨著人工智能被引入軍事決策中,出現了幾個潛在的問題。首先,人工智能在決策中的作用應該達到什么程度?在使用致命武器時,人類的判斷力需要達到什么適當的水平?
第二,國防部如何確保用于人工智能算法協助決策的數據的安全性?盡管國防部把重點放在了數據結構上,但它沒有討論它計劃如何具體確保JADC2的數據有效性和安全性。錯誤的數據可能導致指揮官選擇損害任務目標的選項(如算法推薦可能浪費高價值彈藥的目標)。與此相關的是,國防部打算如何保護云環境中的這些數據,以防止對手操縱它們?這些安全計劃是否足以防止對手的操縱?
由于JADC2可能需要不同類型的部隊和武器系統,每個軍種都可能尋求改變其訓練、組織和裝備部隊的方式。例如,海軍陸戰隊在其部隊重新設計中宣布,它將取消它認為不符合國防戰略指導的部隊,并將資金重新投入到其他更適合未來作戰環境的項目中。
現役和預備役部隊的能力平衡是部隊結構調整的另一個方面。例如,陸軍在歷史上決定將后勤能力從現役部門轉移到預備役部門。因此,如果美國要開戰,陸軍大概需要啟動預備役部隊來實現行動。當國防部和各軍種準備迎接JADC2帶來的挑戰時,這些組織將如何選擇平衡現役和預備役部隊的能力和部隊結構?
聯合參謀部J6是國防部JADC2工作的主要協調者,每個軍種和一些國防部機構都在進行各種活動。國會中的一些人過去曾表示有興趣建立國防部范圍內的項目辦公室(如F-35聯合項目辦公室)來集中管理大規模的工作。國防部的研究和開發工作將隨著時間的推移而增加,因此,管理這些工作可能會變得更具挑戰性。國會在未來可能會尋求確定或建立一個負責項目管理、網絡架構開發和財務管理的組織。
聯合戰術無線電系統(JTRS)是一個通信項目,旨在通過在所有軍種中部署無線電設備來提高通信的互操作性。該計劃于20世紀90年代中期開始,最終于2011年被前國防部負責采購、技術和后勤的副部長弗蘭克-肯德爾取消。在他的理由中,肯德爾副部長指出,"由于當時技術不成熟,移動特設網絡和可擴展性的技術挑戰沒有得到很好的理解......從JTRS GMR[地面移動無線電]開發計劃中產生的產品不太可能在經濟上滿足各軍種的要求。" 在15年的開發工作中,國防部花費了大約150億美元,在終止時還需要130億美元。
JTRS計劃旨在用可在大部分無線電頻譜上運行的基于軟件的無線電取代軍隊使用的25至30個系列的無線電系統--其中許多系統不能相互通信。根據設想,JTRS將使各軍種與選定的盟國一起,通過各級指揮部的無線語音、視頻和數據通信,包括直接獲取來自機載和戰場傳感器的近實時信息,以 "無縫 "方式運作。被描述為 "軟件定義的無線電",JTRS的功能更像一臺計算機,而不是傳統的無線電;例如,它可以通過添加軟件而不是重新設計硬件來升級和修改,以便與其他通信系統一起運行--這是一個更昂貴和費時的過程。國防部聲稱,"在許多情況下,一個具有多種波形的JTRS無線電臺可以取代許多單獨的無線電臺,簡化了維護工作",而且由于JTRS是 "軟件可編程的,它們也將提供更長的功能壽命",這兩個特點都提供了潛在的長期成本節約。JTRS計劃最初被分成五個 "集群",每個集群都有一個特定的服務 "領導"(見表A-1),并由一個聯合項目辦公室管理整個架構。
注:外形尺寸無線電臺基本上是士兵攜帶的小型化無線電臺,以及重量和功率受限的無線電臺。
正如下文所討論的,JTRS在開發過程中遇到了一些困難。這些問題可能與未來的JADC2開發有關。
根據政府問責局(GAO) 2005年的一份報告: 為了實現寬帶網絡波形的全部功能,包括傳輸范圍,Cluster One無線電需要大量的內存和處理能力,這增加了無線電的尺寸、重量和功耗。增加的尺寸和重量是努力確保無線電中的電子部件不會因額外的內存和處理所需的電力而過熱的結果。到目前為止,該計劃還未能開發出符合尺寸、重量和功率要求的無線電,而且目前預計的傳輸范圍只有三公里--遠遠低于寬帶網絡波形所要求的10公里范圍....。Cluster One無線電的尺寸、重量和峰值功率消耗超過直升機平臺要求的80%之多。
由于無法滿足這些基本的設計和性能標準,人們擔心Cluster One可能無法按計劃容納更多的波形(計劃中Cluster One有4到8個存儲波形),而且它可能過于笨重,無法裝入重量和尺寸都受到嚴格限制的未來戰斗系統(FCS)載人地面車輛(MGVs)以及陸軍的直升機機群。一些觀察家擔心,為了滿足這些物理要求,陸軍將大大 "削弱 "第一組的性能規格。然而,根據陸軍的說法,它在減少Cluster One的重量和尺寸以及增加其傳輸范圍方面取得了進展;然而,將所有需要的波形納入Cluster One證明是困難的。據報道,Cluster Five無線電臺也遇到了類似的尺寸、重量和功率方面的困難;這些困難更加明顯,因為有些Cluster Five版本的重量不超過1磅。
JTRS的安全問題成為發展中的一個重要困難。據一位專家說,該計劃最大的問題之一是安全,"即加密,因為JTRS的加密是基于軟件的,因此容易受到黑客攻擊"。 計算機安全專家普遍認為,用于任何目的的軟件都是脆弱的,因為目前沒有一種計算機安全形式能提供絕對的安全或信息保證。據美國政府問責局稱,JTRS要求應用程序在多個安全級別上運行;為了滿足這一要求,開發人員不僅要考慮傳統的無線電安全措施,還要考慮計算機和網絡安全措施。此外,國家安全局(NSA)對JTRS與美國盟友的無線電系統接口的安全擔憂也帶來了發展上的挑戰。
一些分析家表示擔心,使JTRS與傳統無線電 "向后兼容 "的目標在技術上可能是不可行的。據報道,早期的計劃試圖通過交叉頻段來同步不兼容的傳統無線電信號,這被證明過于復雜。目前陸軍的努力集中在使用寬帶網絡波形來連接傳統的無線電頻率。一份報告指出,雖然寬帶網絡波形可以接收來自傳統無線電的信號,但傳統無線電不能接收來自JTRS的信號。為了糾正這種情況,陸軍考慮使用19種不同的波形來促進JTRS向遺留系統的傳輸。在JTRS無線電中加入如此多的不同波形會大大增加內存和處理能力的要求,這反過來又會增加JTRS的尺寸、重量和功率要求。
作者:John R. Hoehn,軍事能力和計劃分析師