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。
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。
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。
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):
2020年國防部(P.L. 116-92):
FY2021 NDA (P.L. 116-283) :
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。
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?
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。
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。
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。
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。
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”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”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。
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。
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:
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。
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。
在適當的情況下,JADC2方法將與核C2和通訊。
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。
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。
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。
“項目融合(Project Convergence)”是陸軍所說的“學習運動”,旨在進一步將陸軍融入聯合部隊。這是陸軍打算在JADC2中發揮作用的方式,國防部(DOD)計劃將來自所有軍種的傳感器和武器系統——空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和航天部隊以及特種作戰部隊(SOF)——連接到一個單一的網絡中,理論上,可以更快、更有效地應對來自同行競爭對手的威脅。
該項目圍繞五個核心元素設計:士兵、武器系統、指揮與控制、信息、地形。美國陸軍未來司令部(AFC)計劃每年進行一次“項目融合”,全年進行技術、設備試驗,并征求士兵反饋,最終進行年度演習或演示。據報道,陸軍希望將對未來戰爭的大構想帶到現實世界中進行測試;希望找出哪些可行,哪些需要修改,并在成本更低的情況下盡早解決。
2020年8月11日至9月1日,“項目融合2020”(PC20)在亞利桑那州尤馬試驗場舉辦,共有約500名人員參與。PC20旨在提供信息以支持以下決策:
通過制定作戰組織方式來改變軍隊的作戰方式;
強調優化運營流程的機會;
發展軍隊對敵人威脅的可視化、描述、決策和行動方式;
建立士兵和領導者對應急技術的信任。
PC20集中于陸軍所謂的 "近距離作戰",在最低作戰級別整合新的使能技術,使戰術網絡能夠促進更快的決策。在單位層面上,PC20側重于旅級戰斗隊(BCT)、戰斗航空旅(CAB)和遠征信號營-增強型(ESB-E)。在系統層面,PC20涉及陸軍的MQ 1C灰鷹無人駕駛飛行器(UAV)、空中發射效應(ALE)--一種多用途的直升機發射系統--以及陸軍在戰斗中使用的戰術網絡--指揮、控制、通信、情報和計算機系統。
圖1. 代表性的演習作戰場景
據報道,PC20的一項實驗包括使用低地球軌道衛星和灰鷹無人機對空中目標進行感應,以及使用地面系統探測目標。來自這兩個系統的數據被傳回華盛頓劉易斯·麥科德聯合基地的一個組織,在那里對目標進行處理。然后,數據被傳回尤馬試驗場,交給一個系統,以與目標交戰,該系統可以是自行火炮系統或其他地面平臺。整個過程應該在20秒內完成。
什么是反介入/區域拒止(A2/AD)?
反介入是指通過任何行動、活動或能力(通常是遠程的)阻止前進的軍事力量進入一個作戰區域。區域拒止是指通過行動、活動或能力(通常是短程的)限制敵方部隊在作戰區域內的行動自由。就武器系統而言,A2/AD威脅防御被設想為由分層和綜合的遠程精確打擊系統、沿岸反艦能力、防空、遠程火炮和火箭系統組成。
雖然在2021年進行了其他支持性演習和實驗,但PC21主要是2021年10月12日至11月10日在位于美國的一些設施中進行的系列實彈活動。PC21涉及約7000名人員,包括900名數據采集員,并包括涉及約107種不同技術的實驗。
陸軍在PC21期間的一些目標包括確定使聯合部隊能夠穿透對手的反介入/區域拒止(A2/AD)能力的技術,以及確定執行聯合全域作戰概念需要哪些新興技術。陸軍還研究了 "如何將人工智能(AI)、機器學習、自主性、機器人技術以及通用數據標準和架構納入其中,以便更迅速地在多個作戰領域做出決策"。
PC21包括諸如陸軍多域特遣部隊(MDTF)等單位,該部隊位于華盛頓的劉易斯-麥克喬德聯合基地,以及來自北卡羅來納州布拉格堡的第82空降師的成員。據報道,對其他軍種的主要能力進行了測試,包括海軍陸戰隊的地面/空中任務導向雷達(GATOR),海軍的SM-6導彈,以及空軍的F-35戰斗機和B-1轟炸機。
陸軍在PC21期間驗證了七種情景:
在PC22中,陸軍計劃將盟國和伙伴納入其中,重點是澳大利亞、加拿大、新西蘭和英國等近鄰盟友和安全伙伴。該項目將擴大到聯合特遣部隊(CJTF)層面,并將更多的技術和資產帶到戰場上。目標是通過沖突進行鍛煉,并返回到沖突的競爭水平。除了聯合特遣部隊(軍團和師級),陸軍還計劃在PC22中包括一個多域特遣部隊(MDTF),一些旅級戰斗隊(BCT),以及盟軍和合作伙伴的任務指揮要素。
PC22計劃納入兩個情景,反映兩個作戰司令部--美國歐洲司令部(USEUCOM)和美國印太司令部(USINDOPACOM)的選定優先事項。這些方案的目標包括:
烏克蘭沖突對PC22和未來PC的影響
正在進行的烏克蘭沖突可以說為俄羅斯的 "多域作戰"能力提供了廣泛的見解,不僅是針對美國,還有北約盟友和合作伙伴。來自烏克蘭的任何新見解是否正在被納入PC22情景中?如果是,哪些新出現的見解將被納入PC22,如果不是,為什么軍隊不考慮將見解作為PC22情景的一部分?同樣,烏克蘭沖突中的任何新見解是否 "驗證"了PC20和PC21的觀察/發現?
PC22之后的規劃?
隨著陸軍領導層將PC作為年度活動,陸軍對2023年及以后的PC有什么規劃?是否有計劃將未來的PC納入陸軍的未來年度國防計劃(FYDP),以促進國會的監督和預算規劃?
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。
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。
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:
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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:
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:
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。
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。
本文討論了F-35 "閃電"戰斗機對挪威皇家空軍指揮與控制(C2)可能的影響方式。它強調了協調的重要性,回答了有關F-35的實施對其他能力相互依賴性的影響問題。這一基礎被進一步用來討論對C2核心要素的可能影響,如程序、人員、通信和信息系統。基于F-35系統的能力,發現挪威武裝部隊中跨領域和C2級別的相互依存關系的發展;這些相互依存關系的復雜性,既受到空中行動執行的影響,也受到環境突發事件的影響,意味著組織需要靈活使用協調機制。我們發現,相互依存關系,以及如果要獲得成功所需的協調,對涉及F-35的空中行動指揮和控制有影響。我們建議該組織應更積極地使用分層和水平結構,以適應跨領域和C2級別的知識和信息共享。程序需要包括授權的方法和系統,人員需要了解相互依存關系和多域作戰。最后,通信和信息系統必須是可用的、可互操作的和強大的。
關鍵詞:挪威,F-35,指揮與控制,相互依賴,多團隊協調
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。
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。
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。
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。
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
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:
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)。
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。
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
PC由五個核心要素組成:
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
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
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。
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。
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。
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。
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