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關鍵要點

  • MDO有可能改變軍隊執行聯合作戰的方式。
  • 除美國外,MDO仍處于概念發展階段。
  • MDO的要素充滿了作戰、財政和技術風險。
  • MDO可能會影響丹麥未來的作戰環境。
  • 丹麥國防為MDO做準備將需要大量的智力、經濟和物質資源。

1 引言

多域作戰是一個新興的軍事概念,旨在利用和連接所有作戰領域當前和未來的能力,以創造比使用當代聯合、以網絡為中心的作戰條令所能達到的更好的作戰效果。

MDO在財政、技術、條令和教育方面對任何試圖采用MDO的軍事力量都提出了嚴峻的挑戰。在丹麥的盟國中,美國以其巨大的資源優勢正在率先發展和實施MDO。包括英國、法國和北約在內的其他國家也開始開發自己的方法。然而,這些將MDO作為一套理論、最佳能力和目標轉化為條令和實地部隊的努力在很大程度上仍處于形成階段。

盡管如此,對于丹麥武裝部隊來說,MDO概念所包含的思想和未來能力很可能是未來作戰環境的主要塑造者。這一現實將對丹麥武裝部隊的裝備、訓練、行動、結構和部署方式產生重大影響。

本文內容如下:
A. 概述支撐和形成MDO的核心思想、能力和威脅。
B. 美國與MDO。
C. MDO固有的困難。
D. 丹麥和MDO。

2 MDO是什么

最基本的多域作戰是一種戰爭形式,其目的是以足夠的速度和規模,通過同步和匯聚跨域的單一、同步或連續行動來創造效果,以獲得對同級或近級競爭對手的作戰優勢。

由于MDO正處于形成階段,因此沒有統一的定義或追求模式。目前正在實施或構想MDO的每個國家都在以與其地緣戰略形勢、資源和軍事能力相稱的方式實施MDO。盡管如此,仍有可能發現一些公開的 "千年發展目標 "概念所共有的核心特征。

2.1 驅動因素

  • MDO的發展是專門為在同級作戰環境中重新獲得戰略、作戰和戰術主動權而設計的。潛在的同級和近級對手已經分析了西方的戰爭方式,并設計了作戰概念來擊敗美國、盟國和北約作戰條令的特定方面。這些概念包括先進的A2/AD能力、電磁領域的破壞性行動、產生優勢質量的能力以及在戰略、作戰和戰術層面利用網絡和空間領域進行防御和進攻的能力。因此,西方國家再也不能在每個作戰領域的所有方面享有有保障的優勢。MDO的發展旨在糾正這些弱點。通過承認敵方可能在一個或兩個領域擁有暫時的優勢,MDO將允許用戶在其他領域進行機動以重新獲得優勢,擾亂敵方,然后利用這一優勢。

  • 第四次工業革命正在創造可以利用的技術機會,并暴露出需要解決的社會和軍事弱點。MDO的前提是國家有能力利用快速發展的高科技系統和能力,并對能夠同樣利用這些技術的對手做出反應。在這種情況下,MDO的部分驅動力來自技術領域的變化、對此類技術做出反應的需求以及西方國家投資研發和采購新系統的工業壓力。

  • 與此相關的是,MDO的驅動力來自于領域間日益增強的相互依存性。五個作戰領域(空、陸、海、天和網絡)現在越來越相互依存。在一個、兩個或三個領域作戰已不再可行。進入或無法進入某一領域,或在某一領域開展軍事活動,都會對其他領域產生重大甚至關鍵影響。如圖1所示,源自電磁領域(網絡)的攻擊以太空資產為目標,而太空資產是敵方海陸空軍事和民用能力的重要保障。這將暫時擾亂敵方的決策和領導,從而允許針對對手采取預先計劃的多領域后續行動。

2.2 特征

  • 跨域ISR能力的集成將為指揮官和多級人員提供來自多種傳感器的共同作戰圖像。

  • 這種情況將使作戰和戰術指揮官能夠評估戰場,并迅速選擇正確的動能或非動能射手,以產生預期效果。這些射手可以來自多個領域,以匯聚到一個或一組目標,從而產生實質性的作戰效果,并獲得戰術、作戰或戰略優勢。為達到預期效果,可能需要多個連續或同時的多領域行動。

  • 指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)以及各軍種的打擊系統完全互操作。鑒于實現MDO所需的互操作性水平,系統架構需要能夠接收和處理多種格式和多種來源的數據。這將使來自不同部門的不同系統能夠協同工作。

  • 冗余C2,當數據網絡被拒絕或性能下降時,能夠保持完整性。大多數MDO概念的背后都有一個固有的矛盾,同行競爭者的重點是在戰爭時期破壞反對派的數據和通信網絡,而MDO將要求比當前作戰要求更高的網絡連接和帶寬。因此,未來的網絡將需要大量冗余,并可能需要人工智能協助,以在網絡暫時降級或崩潰時填補空白。

  • 人工智能支持的人機協作將允許快速處理大量數據,并從概念上加快作戰環境中的決策和執行速度。

  • 規劃、決策和執行的速度將大大高于當前條令所允許的速度。在MDO條件下與同級對手作戰時,指揮、控制和執行的速度必須非常快。這是為了進入并破壞對手的OODA循環,充分利用MDO帶來的潛在戰機。

  • 分布式C2是MDO的要求。決策節點需要移動,并在地理上和指揮層級上分布。這是由于作戰環境的預期困難,固定或大型C2單位容易受到敵方目標的攻擊。在MDO下,這種分布將通過人工智能輔助的通用C2架構來實現。

2.3 要求

鑒于MDO的技術基礎,選擇采用這種作戰概念的軍隊將需要投資和部署昂貴的、目前基本上未經證實的軍事能力。這些系統的許多版本目前正在開發中,但有些尚未經過測試,達到全面作戰能力的時間表也不明確。

這些系統將包括

  • 冗余、可互操作和安全的網絡

  • 多個ISTAR系統

  • 訪問或控制多種冗余天基能力 - 先進的數據處理能力

  • 先進的數據處理能力

  • 人工智能

  • 遠程精確射擊

  • 從近距離概念區到戰略支援區的彈性物流鏈。對許多國家而言,鑒于多領域威脅的性質,這將意味著大幅提高社會復原力。

  • 在同級作戰環境中保持足夠的戰斗力。

MDO環境也很可能要求軍隊操作先進的無人系統、綜合防空和導彈防御、先進的電磁戰能力和增材制造。MDO還可能要求大量的彈倉深度,因為這意味著要快速使用大量的遠程精確火力來壓制敵人。

除了這些能力要求外,任何國家要想將MDO投入實戰,都可能需要在條令、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和互操作性(DOTMLPF-I)等方面進行重大改革。以下是軍事組織必須進行調整以反映MDO的三個領域。

  • 目前,美國國內對是否需要新的聯合條令來頒布仍在保密的 "聯合作戰概念 "中定義的MDO還存在一些爭論。可以肯定的是,即使不需要新的聯合條令,也至少需要改變軍種和聯合條令以及標準操作程序。

  • 在組織方面,可能需要對部隊結構進行一些改變,以整合MDO的要素。如下文所述,美國陸軍的師和軍團總部將恢復其作戰角色,即雇傭下屬單位并分配軍團和師級資產以支持這些單位。美國還將建立五支多域特遣部隊(MDTFS),這些戰區級部隊的任務是跨域協調效果和火力。

  • 在培訓方面,需要對領導層和人員進行調整,以充分利用MDO帶來的機遇。例如,軍官需要更好地裝備,以便在聯合環境中行動,這包括更好地了解所有領域或熟練使用先進的數據處理和決策系統。盡管MDO尚未投入使用,但在美國空軍司令部和參謀學院,已經有專門的學術機構對軍官進行MDO環境下的規劃培訓。

3 美國的MDO

如上所述,美國是在MDO方面擁有最先進概念的國家。所有軍種都在投資新的能力,發展新的作戰概念和條令,并將MDO的元素融入到這些進步中。

圖2:美國軍事中MDO的概述

在最高級別,美國聯合戰略委員會和SEC DEF已經簽署了一個新的,但仍然保密的聯合作戰概念。據報道,該概念以MDO為基礎,包括功能性戰斗領域:聯合火力、爭奪后勤、聯合全域指揮與控制以及信息主導。

值得注意的是,在美國,聯合層面的MDO被稱為聯合全域作戰(JADO)。盡管MDO有聯合要求,但在美國,每個軍種都在MDO的指導下發展自己的作戰概念和條令。根據計劃,在作戰期間,各軍種將在一個名為聯合全域指揮與控制(JADC2)的新C2網絡架構下聯系在一起。

目前,陸軍根據其多域作戰概念(見:陸軍多域轉型,準備在競爭和沖突中獲勝),正在迅速將MDO融入其作戰條令。為了增強威懾力,美國陸軍打算在戰爭之外的所有領域與任何對手競爭。如果威懾失敗,MDO的四個關鍵目標是

  • 穿透敵方A2/AD

  • 瓦解敵方A2/AD

  • 利用由此產生的機動自由

  • 重新競爭以鞏固成果

目前,美國陸軍已經通過了所謂的 "AimPoint部隊結構倡議",這將是MDO在整個部隊中進行整合的渠道。

目前,MDO對旅級以上部隊的影響最大。美國國會研究服務部寫道:"在MDO下,更高級別的戰地指揮部現在將被要求在協調針對俄羅斯等裝備精良的民族國家的大規模戰役中發揮領導作用......由于歐洲戰區和印度洋-太平洋戰區之間的地理差異,單個更高級別的AimPoint編隊部隊結構可能會因戰區而異,而不是目前的一刀切。陸軍預計到2035年將完全適應參與MDO,并在2028年對其當前發展軌跡進行全面評估。

美國空軍也在快速推進MDO。它專注于開發新的C2架構和規劃指南,以便在JADC2下運行。美國空軍認為,MDO將需要 "適當程度的分散執行、更高程度的授權,以及比近期低強度沖突行動更少的對中央計劃和任務指導的依賴"。"這將需要他們所稱的基于條件的授權,能夠在作戰環境迅速變化或通信能力下降時發揮作用。

其他值得注意的要點包括將空中任務指令(ATO)改為綜合任務指令(ITO),從而反映出需要將各組成部分和領域的能力結合起來。另一個重要因素是火力的規劃和執行。聚合一詞是指同步使用較少數量的部隊,利用精確制導彈藥(PGM)、對峙系統和非動能火力形成大規模火力。要實現融合,必須考慮能力的協調和不同的規劃時間表(見圖3)。然而,鑒于目前先進的網絡行動需要較長的準備時間,以及在獲得可用空間資源的途徑和數量方面的挑戰,這種協調將具有挑戰性。

美國海軍至少是最不愿意參與JADO的軍種。然而,通過其分布式海上作戰概念,美國海軍已經在發展或已經將MDO固有的許多概念付諸實施。此外,通過 "超配項目"(Project Overmatch),美國海軍正在創建一個可將其資產與陸軍和空軍能力聯系起來的作戰架構。計劃到2023年,美國海軍將實現該架構的IOC。

圖3:同步不同的規劃時間表,以實現融合效果。摘自美國空軍條令出版物3-99。

3.1 其他的MDO倡議

北約的多個盟國現已發布或正在開發MDO概念,包括英國、加拿大、法國和荷蘭。英國的多域一體化(MDI)概念旨在通過軍隊、整個政府、私營部門和盟國之間的協調,實現五個作戰領域的一體化。這是一個雄心勃勃的概念,但目前其核心理念幾乎沒有具體的可操作性。事實上,從公開信息來看,雖然許多國家和北約已經或開始考慮MDO對其部隊的影響,但幾乎沒有發生任何轉變,MDO似乎尚未進入大多數歐洲國家的采購和發展流程。

4 潛在的關注領域

美國目前正在尋求建立一支具備MDO能力的聯合部隊,這引起了人們對這一概念的可行性及其對美國盟友的影響的一些思考。

  • 美國的MDO概念要求各軍種之間具有高水平的數據連接和互操作性。實現這種互操作性的系統和架構的開發記錄并不理想。事實上,每個軍種都在開發自己的MDO版本,然后通過一個尚未實現的聯合C2架構進行協調,這應該引起人們對可操作化時間表以及最終可實現的跨域和跨軍種連接水平的質疑。

  • 如上所述,需要傳輸的數據量需要安全的網絡和巨大的帶寬。在有爭議的環境中,由于同時有多個用戶,帶寬將受到限制。網絡還容易受到敵方干擾。因此,數據降級和網絡故障的可能性很大。雖然這是一個公認的問題,但公開數據并未提供如何解決這一問題的具體答案。

  • 雖然盟國在概念上是美國JADO概念的一部分,但目前幾乎沒有關于盟國訪問C2架構和其他先進能力的討論或公開數據,而這些能力將使盟國能夠參與聯合作戰。

  • 資源匱乏的國家如何負擔得起融入日益高技術環境所需的能力是一個未決問題。

  • 美國的MDO方法主要以遠征作戰為基礎。那些更接近作戰區域的國家將被要求采用考慮到社會復原力的替代方法來應對多國防空作戰。

  • 在MDO環境下開展行動的培訓具有挑戰性。需要模擬整個電磁領域的破壞,并需要將多種服務和能力結合起來,以充分復制MDO條件,這是很困難的。例如,尋求實施MDO的國家將需要足夠遠離平民的訓練場地,以確保互聯網和GPS等本地服務不會中斷。

5 MDO對丹麥意味著什么?

MDO給丹麥武裝部隊帶來了巨大的挑戰、風險和機遇。北約或美國很可能在MDO條件下開展行動。如果不能在這樣的環境下作戰,將極大地阻礙丹麥為聯合作戰做出貢獻的能力。

同時,追求MDO能力將耗費大量財政資源,并在采用a)昂貴但仍不成熟的技術和b)仍在發展中的概念方面遇到困難。對所有小國而言,平衡當前和短期的部隊發展需求與啟動MDO支持的部隊發展將是一項挑戰。

盡管北約現在開始將MDO納入其發展和規劃周期,但這可能是一個漫長的過程。包括丹麥在內的所有盟國面臨的一個問題是,如何在MDO概念深入人心的同時保持北約的互操作性,同時成為美國的增值盟友。與此問題相關的是其他盟國,如英國和法國將采取何種途徑。它們將發展(與美國或北約)一致的MDO概念,還是將走上不同的道路?

作為一個小國,丹麥國防將不可避免地面臨如何追求MDO的決定點。與美國結盟是一個顯而易見的選擇,但在技術快速發展的時代,保持互操作性將是困難的。選擇尋求與美國的完全互操作性可能在財政上是不可能的,因為美國將不斷發展新的能力和條令以適應技術的進步。即使嘗試這樣做,也需要在很大程度上依賴美國,假設華盛頓會讓一個小國獲得這樣的能力。

這就導致了一個現實,即僅僅采用美國的MDO方法很可能不是最佳方法。相反,像丹麥這樣的小國可以開辟自己的MDO發展道路,在規避風險的同時保留聯合作戰的潛力。

6 供丹麥考慮的問題

  • 丹麥如何在部隊發展計劃中適應美國、北約和其他盟國的MDO版本?

  • 在部隊結構、未來所需能力和聯盟關系方面,MDO將如何影響丹麥作為北約集結區的作用。

  • 丹麥采用MDO的目標是什么?是將其擴展到整個聯合部隊,還是將選定的部分啟用MDO,使其能夠插入聯軍行動。

  • 如何針對MDO作戰環境使用、調整或修改現有能力和條令?

  • 如何改變采購和部隊發展周期以適應更快的技術發展周期?

  • 丹麥何時選擇在現有部隊發展周期內參與MDO?

  • 丹麥具體的法律和道德考慮將如何影響MDO的實施?

  • 國家行動規劃將如何考慮MDO環境?

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人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

導言

軍隊別無選擇,只能設計他們的兵力,不管他們對未來戰爭的細節有多了解。兵力設計是對現有能力和新興能力的未來相關性進行有根據的賭注。其中許多賭注影響深遠且不可逆轉,會將一個軍種幾十年來的大部分能力定格下來。但是,如果未來戰爭預示著決定性的新方法,各軍種必須準備好做出徹底的改變。

分布式海戰和大規模火力為評估兵力結構的戰斗力提供了切實可行的作戰背景。這些作戰動態的基本要素可以為兵力設計提供持久的基礎。通過建立基于持久作戰考慮的標準和框架,海軍可以保持其相關性。

評估海軍分布式兵力結構的關鍵特征

使部隊集中、分布或分散的因素與這些部隊的組合和態勢密切相關。從物理角度看,這些不同方面可以描述單個平臺的能力密度、整個艦隊的密度分布方式以及部隊在整個作戰空間的分布方式。兵力結構、兵力態勢和兵力編成這些概念有著內在的聯系,它們共同定義了兵力分布的整體狀態。請考慮以下艦隊配置中兵力密度的不同表現:

集中編隊的集中兵力結構,如二戰時期的主力戰列艦編隊,大型戰列艦和艦隊航母往往集結在一起。 分散編隊的集中兵力結構,如分散的水面行動編隊,每個編隊由幾艘大型水面作戰艦艇組成。 集中編隊中的分散兵力結構,如小型水面作戰艦艇的密集集群。 分布式編隊中的分散兵力結構,如分散的小型水面作戰人員。 這些配置為不同形態的艦隊以及它們如何相互作用和競爭提供了參考框架。相比之下,己方兵力結構的分布應可能使對手的兵力結構更加集中或捉襟見肘。這樣,分布較合理的艦隊就能利用其優勢,對兵力較集中的對手造成突如其來的重大損失,或對兵力單薄的對手造成細節上的累積失敗。

大規模火力和分布式海軍作戰的基本原理轉化為評估海軍部隊結構戰斗力的一系列特征。集這些特點于一身的艦隊將為兵力部署和作戰設計提供更好的選擇。

信息和決策優勢。部隊結構對信息和決策的影響比能力的物理表現更難感知和衡量。但分布式部隊集火和有效先發制人的能力取決于能否確保信息優勢。

部隊的物理結構對其指揮控制方法以及如何挑戰對手的指揮控制有重大影響。部隊設計應注意指揮控制的局限性,以及部隊結構壓倒自身指揮官的可能性。如果因部隊分布更廣而增加的復雜性使指揮官不堪重負,并破壞了預期的作戰設計,那么分布式部隊結構可能就沒什么用處了。

試圖集結火力的決策挑戰很大程度上源于從己方部隊中調集火力的負擔,以及決定如何將這些火力應用于對手部隊的負擔。分布式部隊結構應努力為火力來源提供更優越的選擇,同時使對手在己方部隊的廣度范圍內使用自己的火力更具挑戰性。理想情況下,分布式部隊結構可為大規模火力提供舞臺,使其比對手更快、更多、更遠地集結。

分布式部隊僅擁有遠程火力是不夠的,還必須能夠偵察和反偵察對手。部隊結構提供信息和決策優勢的能力,很大程度上來自于其部署具有卓越傳感、網絡和作戰管理功能的平臺的能力。這些功能中的每一項對于能否發現目標、提示對其開火以及通過重新瞄準功能和其他方法操縱這些火力都至關重要。特別是飛機,如高端無人機和第五代機身,可以大大增強這些功能。

擁有超強的信息收集能力并不等于擁有超強的決策能力。歸根結底,信息和決策方面的優勢主要來自于人的因素,以及如何構建作戰程序以支持人的選擇。部隊設計面臨的一個更艱巨的挑戰是如何影響人的因素。

威脅呈現的復雜性。分發的目的是直接挑戰對手確保信息和決策優勢的能力,特別是通過使其確定火力優先次序和解釋作戰空間的能力復雜化。復雜的威脅表現形式有助于造成分析癱瘓,使對手的決策嚴重受制于對局勢的理解,以及隨之而來的疑慮如何延緩他們的決策。發射大量火力并甘愿承受由此造成的武器損耗是一項重大的作戰決策。復雜的威脅表現形式讓人更難堅定地做出這種不可逆轉的選擇。

每種平臺和有效載荷都通過其特征、行為和屬性提供了特定的威脅表現形式,從而對信息和解釋提出了要求。優勢狀態的變化取決于敵方傳感器對資產的識別方式以及對資產的理解難易程度。飛機可以利用快速機動、高度可變的載荷和快速裝彈來提高復雜性。水面戰艦陡峭的彈倉深度可能會掩蓋各種潛在的武器裝載,而這些武器可能只有在開火后才會被很好地了解。潛艇則比較隱蔽,難以探測,迫使對手在廣闊的海域中尋找水下聯絡點。導彈具有強大的多模態尋的器和自主瞄準邏輯,這使得掌握它們的行為和設計實時反制措施具有挑戰性。這些多種能力可以整合和重疊,產生比獨立元素更難以理解的相互作用。

自身部隊的復雜性也可能弄巧成拙。有一種假設認為,與對手相比,指揮官能更好地掌握己方部隊在作戰空間中的復雜性。但分布和多變的作戰空間會挑戰指揮官隨時掌握復雜性演變的能力。如果部隊不熟悉不同的部隊,就會影響他們建立聯合部隊關系的能力,那么部隊的復雜性也會給部隊帶來挑戰。還有一種假設是,要想設計出有效的反擊方案,就必須對對手的復雜性有高度的了解,但強大的能力和有效的戰術可以彌補缺乏精確了解的不足。

向對手提出復雜的威脅與向己方部隊提出較簡單的指揮與控制挑戰之間存在著根本性的矛盾,部隊設計必須有意識地取得平衡。

分布式的持久性。理想情況下,分布式部隊應在整個作戰期間保持高度分布,并確保分布式態勢的持久性。它不會因偶發的波動而使兵力急劇集中或分散。有效的防御火力、深厚的武器庫存、更多的長續航平臺以及強大的后勤保障都能促進分布的持久性。這也是可持續部隊組建實踐和戰備周期的一個因素。

在高端作戰空間的長期分布與和平時期的海軍行動不同,在和平時期的海軍行動中,部隊不斷輪換,以在前沿環境中保持特定水平的存在。艦隊對艦隊作戰的歷史強烈表明,與陸戰不同,戰術預備隊的作用很小。相反,能夠更迅速地增援和集中更多兵力并首先提供優勢火力的艦隊更有可能取得成功。

對于一支參戰艦隊來說,分布的持久性與其說是設計一種可持續的部隊在戰場上輪換的節奏,不如說是一個重要的功能。相反,可以通過集結大量兵力并在戰場上維持更長時間來實現分布的持久性。數量越多,分布式部隊的集體彈倉深度就越大,這就使單個平臺能夠以較小的增量發射火力,使其能夠持續更長時間,并在整個部隊層面上形成更持久的分布式態勢。

庫存的廣度和深度。與對手相比,分布式部隊擁有更廣泛和更深入的武器庫存,從而獲得巨大優勢。庫存廣度可通過擁有多種可兼容遠程武器的平臺來實現。庫存深度可通過擁有大量武器來實現,包括平臺內的彈倉和可隨時裝彈的武器庫。較深的彈匣可讓指揮官通過偏向于發射較大火力來減少不確定性。更深的武器庫存可減少因擔心有限武器庫存耗盡而產生的重大疑慮和限制。

火力和有效載荷。如果信息和決策優勢不能通過火力加以利用,那么這些優勢就會變得微不足道。分布式部隊的目標是通過部署在關鍵能力方面具有優勢的導彈,在集火方面擁有更優越的選擇。這些能力包括射程遠、攻擊時間短、強大的尋的器以及航向定位和重新瞄準能力。先進的網絡和自主瞄準邏輯尤其重要,可使導彈優化自身搜索,擊敗軟殺傷措施,并在末端接近過程中利用復雜的攻擊模式。這些特殊能力增強了武器組合成更大火力的能力,保持了殺傷力,并縮短了發射序列的時間,即使這些武器是從相距甚遠的部隊發射的。

兵力結構的作戰價值很大程度上來自于其投送和承受高致命載荷的能力,因此了解不同的兵力結構組合如何導致不同的集火處理方案至關重要。

可擴展和適度的聯合武器。部隊結構必須在其分布范圍內保持聯合作戰關系的可行性。理想情況下,海軍各組成部分的兵力結構都應相互配合、按比例發展,以保持其聯合作戰關系。如果艦隊兵力結構的一個方面變得更加分散,而另一個方面仍然相對集中,那么聯合作戰關系就可能無法維持。

舉例來說,美國海軍已經很難將航母航空兵的關鍵支援力量持續覆蓋到多個水面作戰群上,而這些水面作戰群分布廣泛,與航母相距甚遠。如果水面艦隊的兵力結構變得更加分散,而航母兵力卻沒有變得更加分散,那么許多分布更廣、規模更小的作戰艦艇可能會遠遠超出海軍航空兵關鍵推進手段的覆蓋范圍。這就使它們和它們的炮彈在細節上面臨更大的失敗風險。

部隊結構分布不均也會增加部隊關鍵后勤支援力量面臨的風險。與大型艦艇相比,小型艦艇的航程通常較短,這使它們在大洋上作戰時更依賴于后勤支援艦艇的定期加油。在前沿作戰環境中為小型戰艦提供支援的需要可能會使關鍵的支援艦艇深入到有爭議的作戰空間,使其面臨更高的風險。或者說,小型戰艦必須遠離戰場,才能與支援艦艇會合,而這樣做的代價是兵力分布不斷縮小。

計劃引進大量小型作戰艦艇的部隊設計也要求有相應的小型支援艦隊。否則,小型作戰艦艇與大型支援艦艇之間的風險價值不匹配可能會大大增加關鍵推進手段和兵力分布的風險。

彈性退化。如果分布式部隊分裂成孤立的單位,那么在整個部隊層面上為分布式部隊創造優勢的屬性應該能夠從容地向下擴展,而不是讓對手通過切斷聯系來獲得更大的優勢。如果分布式部隊的凝聚力分解為獨立的單位和部隊集結,這些孤立的單位仍應能夠獨立集結大量火力,或能夠與附近的部隊形成足夠的近距離聯系,在局部范圍內集結足夠的火力。重要的聯合部隊關系也應能經受住部隊分裂的考驗,或通過孤立部隊之間的相互尋找而迅速再生。

最后的韌性和有效性。理想情況下,分布式部隊中的各個要素不會輕易被操縱,從而發動浪費資源的最后一擊,造成不必要的庫存消耗。這種不穩定性可通過信息優勢和在地方一級擁有超強防御能力來最小化。如果分布式部隊的成員必須進行最后一擊,那么這些一擊是準確的,在可行目標的范圍內,并能得到控制良好的輔助火力的支持。部隊不會因為最后一擊本身具有相當大的威力,或者因為有足夠的理論和指揮控制,而不得不沖動地發射輔助火力以加強最后一擊。

關鍵戰術和方法。除了更一般的屬性和特征外,特定的戰術也會對專門的部隊結構產生持久的要求。由于掠海炮彈應在突破防御戰艦的地平線之前就被擊落,地平線造成的主要戰術盲點對海軍航空兵提出了強烈的部隊結構要求。與大型導彈齊射相比,使用魚雷攻擊擊沉軍艦的成本要低得多,這就對潛艇提出了很高的要求。某些戰術能在戰場上發揮巨大作用,因此需要特定的兵力結構。部隊結構的存在最終是為了體現當時最重要的戰術。

通過小型與大型水面作戰艦艇討論兵力結構

雖然兵力設計涉及海軍事業的方方面面,但全面介紹具體的兵力水平和平臺需求并不是本文分析的目的。第 6 部分評估了海軍主要平臺類型的各種優缺點,第 7 部分研究了海軍航空兵的重要輔助作用。這些因素會對部隊結構產生重大影響。

更有針對性地審視水面部隊的可變性,可為海軍部隊結構提供廣泛的啟示。考慮海軍兵力設計的一個重要方面是,在分布式作戰和集群火力的戰術背景下,討論小型和大型水面戰艦之間的權衡。這里提供的比較主要集中在水面戰艦的彈倉深度上,這可能是影響其產生和抵御大規模火力的核心因素。單個水面艦只的平均彈倉深度會對大規模火力的更大動態產生巨大影響,并在聯合作戰關系中產生連帶效應。

小型水面戰艦可理解為輕型護衛艦、快速攻擊導彈艇和垂直發射單元彈倉深度為 20 或更小的水面戰艦。大型水面戰艦可定義為擁有 60 個或更多垂直發射單元的戰艦。從大規模火力的戰術動態如何隨這兩種不同程度的彈倉深度而變化,可以得出有關兵力結構和兵力編成的有用結論。如果艦隊分布較廣,每個兵力編成的平均發射單元數較少,那么在集火時就會面臨截然不同的選擇和風險。

進攻、防御和不穩定的火力序列

小型戰斗艦往往部署射程較短的小型導彈,如 100 英里或更短,每個平臺的導彈數量也相對較少。這是因為許多戰艦太小,無法在艦體中安裝垂直發射單元,也無法容納更大、射程更遠的導彈。小型戰斗艦通常在艦體頂部安裝箱式發射裝置,這對彈倉容量和導彈能力造成了很大限制。彈倉深度小、武器射程短,這就迫使小型戰斗艦必須以更大的數量緊密集結在目標周圍,以獲得足夠的火力來擊敗軍艦防御系統。

箱式發射武器的射程較短,這使得小型戰艦更有可能承受一波又一波的火力攻擊,如果它們最終發現自己有能力發射自己的進攻火力的話。但就防御能力而言,許多只能使用箱式發射器的小型戰艦往往也缺乏彈倉深度和艦體空間,無法安裝大型傳感器和武器,而這些都有助于遠程防空和預警。無論它們的防空能力如何,往往都特別有限,這就有可能使小型戰艦因需要更密集的防空系統而走向集中。而在同一編隊中,更多的戰艦同時發射防御武器可能意味著更低效的武器損耗,除非這些部隊能夠緊密聯網和整合。

太平洋(2019年9月13日)美國海軍加布里埃爾-吉福茲號獨立改型瀕海戰斗艦(LCS 10)正在太平洋上航行。主炮支架后方可見該戰艦的反艦導彈箱發射器。(美國海軍三等大眾傳播專家 Josiah Kunkle 拍攝/發布)

如果小型水面戰艦要進行大規模火力攻擊,其部隊結構最好至少應配備垂直發射單元。否則,部隊試圖從僅攜帶少量短程武器的短程平臺上集結火力將面臨嚴重風險。即使這些平臺確實配備了垂直發射單元,但部隊成套武器的平均彈匣深度較低,也會對大規模射擊序列的整體特征產生重大影響,特別是在容易受到最后一擊的射擊壓力、整個射擊序列的時間分配和可防御性方面。箱式發射武器的許多劣勢也可能因小型作戰人員的風險價值增加而產生,而風險價值增加意味著有能力在戰場上擺出更具侵略性的姿態。

小型作戰艦艇可能會嚴重依賴大型戰艦提供持久的防空覆蓋。但是,地平線對海防的隔離效應嚴格壓縮了任何規模的戰艦所能防御的空間。一艘保護小型作戰艦艇的驅逐艦只能為距離驅逐艦非常近的少數戰艦提供有意義的防御覆蓋。如果有更多的小型作戰艦艇希望獲得防空覆蓋,它們就必須更緊密地集中在大型作戰艦艇周圍,而且集中程度可能會非常極端。這可能會造成更密集、更明顯的信號群,讓對手有機可乘。

與受地平線限制的大型戰艦相比,由航空兵提供防空掩護可以使小型戰斗艦分布更廣。但與戰艦相比,航空資產的存在往往更具有偶發性,除非指揮官愿意為維持持續的空中存在付出后勤代價。由小型作戰艦艇組成的分布式編隊可能不得不保持在大型友軍戰艦附近,以規避友軍空中掩護持續性的不確定性,而這是以更集中的兵力組合為代價的。

雖然穩定的航空支援可以為小型戰斗機提供更大的分布空間,但這些戰艦仍會限制航空兵的機動空間。在航空兵與水面戰艦的聯合作戰關系中,戰艦反艦火力的射程決定了支援航空兵在保衛戰艦和護送戰艦炮彈命中目標時可利用的機動空間。箱式發射器武器的射程通常很短,這大大壓縮了友軍飛機在兩個對立海軍編隊之間的機動空間。如果航空兵要在友軍小型戰斗機編隊與對方大型水面戰艦之間的狹小空間內穿插,那么所涉及的射程更有可能將友軍飛機置于大型戰艦防空系統的射程之內。這個范圍足夠小,飛機可能不得不擔心自己的生存能力,同時還要保護小型水面艦艇及其炮彈的生存能力。如果目標戰艦對小型戰斗艦發起最后一輪攻擊,那么飛機將非常需要減少火力,因為它距離威脅小型戰艦只有幾分鐘的時間。

相比之下,垂直發射單元由于配備了射程更遠的攻擊性武器,為支援飛機提供了更大的機動空間。幫助保障相距數百英里的戰艦安全的飛機,在擊落戰艦發射的反艦導彈時,不必擔心遭遇戰艦防空系統。箱式發射反艦武器的局限性大大增加了支援飛機在這方面的風險。

向更分散的兵力結構轉變往往意味著每個兵力包的平均發射單元數較少,但總體上兵力包較多。然而,小型戰斗機的這一所謂承諾--在更廣的分布范圍內部署更多兵力--可能與聯合作戰關系的局限性相矛盾。垂直發射單元可以為小型戰艦提供更多的分布空間,并仍能聯合火力,但這種間距和風險價值的增加可能會使它們遠遠超出友軍航空支援的范圍。

目前還不清楚小型戰艦是否愿意冒險越過友軍的空中掩護范圍,因為即使是大型戰艦也會面臨很大風險。小型戰艦的遠程防空能力相對較弱,而且有可能失去友軍的航空支援,這使得分布廣泛的小型戰艦更容易被對方飛機跟蹤、監視和干擾。這會使這些戰艦在信息上處于嚴重劣勢,使對手更容易先發制人。如果一支部隊不愿意冒險將眾多小型戰艦派往支援航空兵無法到達的地方,那么這些兵力組合所形成的兵力態勢可能會比兵力設計的初衷更加集中。

分布不僅描述了兵力密度的物理方面,還描述了如何在射擊序列中分散發射的時間方面。重要的是要考慮小型作戰人員在大規模發射序列中的位置,以及這對平臺和發射序列造成的風險有何影響。

箱式發射導彈射程短,因此攻擊時間相對較短,這可能會使其發射平臺在發射序列中處于較后位置,尤其是在還包括大量戰斧導彈的發射序列中。但是,如果一艘小型戰斗艦計劃在發射序列的較后階段發射導彈,那么它很可能成為第一艘被敵方反應摧毀的戰艦。戰艦在主動發射序列中等待發射的時間越長,對手就越有機會對等待發射的弓箭手發動干擾性打擊。就等待發射魚叉導彈或海軍攻擊導彈的小型戰斗艦而言,它可能被迫等待數十分鐘甚至一個小時以上,而等待時與受到威脅的對手距離相對較短。

小有效載荷通常意味著較短的攻擊時間,這可能意味著在發射序列中發射時間較晚,而這又意味著受到威脅的對手有更多機會對等待中的弓箭手發動干擾性打擊。即使部署了射程更遠的武器,如果小型戰斗機的風險價值增加,導致它們被派往更深的戰場、更接近對手,也會產生上述影響。

為了降低對小型作戰人員實施干擾性打擊的風險而縮短開火順序,代價將是慘重的。可以通過集結足夠多的小型戰斗機,使其集中編隊能夠發射足夠火力的獨立齊射來縮短射擊順序。此外,還可以通過聯合其他領域和平臺類型的火力,如航空兵、潛艇或能與對手保持足夠距離的替補部隊,來縮短射擊序列。但這些平臺應承擔多大的風險,才能幫助小型作戰艦艇的聯合火力變得更加可行,這一點值得商榷。

如果小型作戰艦艇不具備可容納大型武器的垂直發射單元,就可能難以將自己置于更易生存的位置,無論是在作戰空間的空間上,還是在發射序列的時間軸上。在大規模交火中使用小型作戰艦艇的許多風險都可以通過裝備垂直發射單元來降低,即使發射單元數量較少,小型作戰艦艇也可以攜帶與大型水面戰艦相同的遠程武器。然而,在每個兵力包中部署較少的發射單元數量,仍會在禮炮的不穩定性方面帶來一些風險。

小型作戰艦艇防御能力相對較弱,這使其在海軍導彈交換中極易出現不穩定。造成這種不穩定性的一個主要原因是它們更容易受到最后發射壓力的影響,這就增加了更廣泛的大規模發射計劃的不穩定性。在一場大規模海戰中,如果一艘戰艦只能擊落幾枚反艦導彈就會被淹沒和摧毀,那么它的作戰能力就會大打折扣。如果一艘小型戰艦只需要很低的火力就會感到生存受到威脅,那么這些戰艦可能只需要相對較少的火力就會在最后一擊中浪費武器。

甚至可能不需要很小的火力就足以構成威脅。小型戰艦的防御能力可能很弱,主動探測、干擾、擺姿勢和其他可被理解為攻擊前奏的行動都可能引發最后一擊。這些方法可以讓對手在不消耗任何火力的情況下,引發不必要的火力攻擊。相比之下,大型戰艦可以在被感知甚至受到主動攻擊時保留進攻火力,因為如果沒有足夠的火力,來襲火力幾乎不可能壓垮它們的防御。

與兵力結構或兵力態勢更集中的部隊相比,小規模作戰人員更容易受到最后一擊的壓力,這可能會更快地破壞部隊及其大規模射擊計劃的有效性。在許多情況下,最后一輪齊射難以獲得足夠的火力,這就給其他平臺增加火力造成了壓力。由于小型戰斗機的彈倉較小,因此在沒有外部支援的情況下,其最后一擊的火力更不可能達到有意義的數量。如果小型戰艦迫于壓力發射最后一輪炮彈,那么其他平臺也會感受到強烈的壓力,要求它們發射增援火力,以便為這些較小的最后一輪炮彈提供足夠的火力。如果小型戰艦靠近對手或正在發射箱式發射器武器,那么較短的攻擊時間將最大限度地削弱外部力量提供輔助火力的能力。這就進一步增加了附近小型戰艦的壓力,迫使它們發射輔助火力以支持最后一擊,并使發射方案更加不穩定。上述為小型作戰艦艇提供持續防空覆蓋的困難進一步加劇了這些易受攻擊性和不穩定性的挑戰。

大型平臺由于擁有更密集的防御系統,因此不太容易陷入最后一擊的困境。它們需要更多的火力才能感受到生存威脅,而大型戰艦則更有能力擊敗大量火力,而不會被迫采取不可逆轉的行動。如果它們必須發射最后一輪炮擊,它們的彈倉足夠深,可以獨自發射足夠大的火力,減輕其他平臺在短時間內提供火力的壓力,并為大規模發射計劃提供更多穩定性。

說到保持分布的持久性,小型戰斗機可以通過庫存消耗動力使部隊更加集中。小型戰斗機通常只攜帶極少量的進攻性導彈,它們可能不得不像飛機一樣,在一次齊射中發射其全部進攻性載荷的大部分(如果不是全部),以提供有貢獻的火力。從這個意義上說,它們兼具空中平臺和水面平臺的缺點--小型飛機火力消耗快,而軍艦裝彈時間長。

這可能導致小型戰斗機對戰區兵力分布的持久性產生深遠影響。在戰斗初期,小型戰斗機可以利用其數量優勢最大限度地擴大兵力分布,但在初始炮擊后不久,兵力分布可能會急劇下降。小型戰斗機彈倉的淺薄性可能會使其對兵力分布的貢獻更具有偶發性和短暫性。

在最初幾輪大規模射擊之后,隨著小型作戰人員離開戰斗重新裝填彈藥,部隊可能會變得更加集中。隨之而來的兵力分布減少使剩下的戰艦更加脆弱,而小型戰斗艦在重新加入戰斗時可支援的兵力也會減少。如果一支部隊寄希望于一場短兵相接、激烈交火的戰爭,那么小型作戰艦艇可能有助于前期的兵力分配,但隨后會大幅減少兵力,并使兵力分配出現波動。

就威脅呈現的復雜性而言,彈倉越小,對手就越容易確定平臺的導彈裝載量,并判斷出平臺的火力何時耗盡。許多小型導彈作戰艦艇的箱式發射器一次只發射一種攻擊性導彈,從而簡化了對手追蹤支出的難題,降低了威脅呈現的復雜性。射程較遠的武器從遠距離發射和定點,使對手更難將具體的武器支出與具體的部隊組合聯系起來。但是,小型戰斗機的武器射程通常較短,風險較大,這就使其更深入作戰空間,更容易被對手發現。如果小型作戰力量消耗殆盡,然后留在前沿地區保持一定程度的兵力分布,對手就更容易虛張聲勢。

大型戰艦和小型戰艦之間的比較在很大程度上取決于具體的戰術背景。雖然大型戰艦比小型戰艦具有某些優勢,但更廣泛的問題是,某種兵力態勢或作戰設計是否會使敵方更多關注艦隊中的大型或小型戰艦。如果敵人認為大型作戰艦艇更值得他們集火攻擊,那么小型作戰艦艇的許多劣勢可能就不會出現。這種對火力分布的追求在很大程度上也是出于一種擔憂,即無論海軍目標多么密集,大國競爭者都不會費力地集結壓倒性的火力。但必須明白的是,小型戰艦也有一些缺點,這些缺點會促使它們相互集中,并與大型戰艦形成兵力組合。而一大群小型戰艦仍然是一個集中編隊,可能成為對手的優先目標。

由大型戰艦組成的兵力包,哪怕只有幾發炮彈命中,也肯定會造成災難性的破壞。敵方每一次成功的炮擊都會造成特別嚴重的能力損失,而且很可能需要 20 年或更長時間的造船才能挽回重大損失。鑒于美國海軍在履行現有和平時期承諾方面已經捉襟見肘,如果一個大型海軍編隊成為禮炮打擊的犧牲品,那么在可預見的未來,美國海軍的全球兵力態勢可能會發生根本性的改變。

與較為集中的兵力結構相比,較為分散的兵力結構可能會被認為能夠更從容地在火力下退化。但是,如果一支部隊的分布達到極致,就會顯得捉襟見肘,而且在為時已晚之前可能很難察覺到這種過度擴張。無論是從兵力結構還是兵力態勢來看,兵力過于分散都會在細節上招致失敗,同時也會增加部隊聯合火力的難度。一支兵力捉襟見肘的部隊不會像一支更加集中的部隊那樣一舉遭受災難性的破壞,相反,隨著分散的部隊因細節上的失誤而被逐個擊破,這支部隊可能會迅速遭受累積性的破壞。

重要的是要注意小規模作戰人員在艦隊對艦隊的大規模火力攻擊中可能扮演的角色,并考慮大規模火力攻擊方案可能帶來的風險,因為其依賴性往往來自于小規模作戰人員的劣勢。

網絡退化與分布式兵力的破裂

網絡可靠性對部隊和能力在作戰中的分布和集中程度有著巨大影響。但能力的分布和集中也是部隊結構力求優化的目標。一支建立在運作良好的網絡基礎上的艦隊,其組成可能與一支主要在黑暗中作戰的艦隊大相徑庭。

兵力使用和兵力設計的概念在很大程度上受到攻防平衡和藏匿者競爭觀念的影響。隨著傳感器和進攻性武器的反擊能力不斷增強,這些觀念的趨勢是發現者和攻擊者一直在獲得優勢。被發現更容易,一旦被發現,被摧毀也更容易。

無論總體趨勢如何,這些平衡和競爭仍然取決于具體的作戰環境。當一場戰斗的特點是低輻射、探路偵察和大規模火力隨時待命時,與當戰斗爆發成一片嘈雜的信號、網絡被削弱或不堪重負、廣泛分布的部隊被其局部戰斗消耗殆盡時,優勢狀態明顯不同。在戰斗中,部隊集火的能力會下降,尤其是當指揮控制跟不上快速變化的形勢時。

部隊設計和兵力部署必須考慮到,在這些情況下,作戰行動可能會呈現出截然不同的特點,優勢狀態可能會發生變化。尤其重要的是,要設想本應聯合火力的廣泛分布的部隊集合體如何會分裂成試圖獨立攻擊的單個部隊集群,以及這對設計彈性部隊結構可能意味著什么。

當網絡退化,分散的部隊分裂成更小的集結點時,防御能力相對于進攻能力就會增強。這是因為與戰艦自衛相比,各部隊之間的集火行為本質上更依賴于網絡。雖然退化的網絡會挑戰艦艇利用航空兵進行導彈防御的能力,但無論網絡健康狀況如何,雷達地平線都會對戰艦防御產生隔離作用。攻擊火力可以來自各種相距甚遠的部隊,而防御火力則主要局限于目標戰艦通過自身能力所能集結的火力。降級的網絡使戰艦更難利用其進攻火力,但戰艦的防御能力卻相對不受影響。正因為如此,集結足夠火力的進攻性要求保持不變,但滿足這一要求的能力卻變得更加困難。

當集結火力的能力下降時,這可能會改變海上禮炮戰斗的特點。從更廣泛的網絡中孤立出來的獨立集結部隊可能不得不尋找其他孤立的部隊,以匯集足夠的能力,從而集結足夠的火力。但是,不得不尋找其他部隊并與之聯合的行為會導致孤立部隊釋放火藥,超出熟悉的本地作戰空間,形成更密集的部隊集結,并采取其他增加其可瞄準性的行為。

由于其集結足夠火力的能力更令人懷疑,孤立部隊也將面臨更大的壓力,每次射擊都要耗盡更大的彈倉深度。如果他們無法評估對遠處目標的攻擊效果或跟蹤對手的武器消耗情況,那么他們的不確定性就會尤其惡化。這些知識對校準武器消耗很有價值,而不確定性會促使部隊消耗更多火力,以冒更大的殺傷風險來確保致命效果。如果這些孤立的部隊能與更廣泛的部隊以較小的火力增量進行聯合作戰,那么這些部隊就會更快地消耗殆盡。當孤立部隊組成臨時部隊包并臨時組建獨立火力時,整體部隊的分布式態勢就會隨著孤立部隊以零敲碎打的方式迅速消耗而下降。

保留大量能力的孤立部隊,如大型戰艦或集結部隊,將不太可能面臨這些壓力。大型戰艦將擁有更深的彈艙、更強大的傳感器和有機的航空分隊,這些都有助于保持戰艦在孤立狀態下收集信息和集結足夠火力的能力。

2021年4月21日,美國太平洋艦隊無人系統綜合作戰問題(UxS IBP)期間,祖姆沃爾特級導彈驅逐艦邁克爾-蒙索爾號(DDG-1001)率領編隊。(美國海軍照片)

脫離網絡的孤立小型作戰艦艇不太可能獨自發動足夠的火力。它們將更加依賴于尋找其他部隊來匯集足夠的彈夾容量,而尋找其他孤立部隊可能會帶來更多風險。即使保持了連貫性,小規模作戰部隊對外部力量和運作網絡的依賴性總體上仍然更大。一支主要由廣泛分布的小規模戰斗人員組成的部隊,從根本上說更依賴于網絡的彈性。

火力在兵力結構中的分布性

火力分配通常被描述為通過挑戰指揮與控制來增強戰斗力,尤其是通過使目標優先級不那么明確來增強戰斗力。但是,從己方部隊獲取火力、將火力組織成及時的大規模發射序列、致力于完成發射并評估效果,也會帶來陡峭的指揮控制負擔。對手的防御密度會增加這些指揮和控制負擔。雖然密集的防御能力可以提高目標優先級的清晰度,但也會增加模糊性,讓人懷疑許多不同的殺傷鏈能否有效協調,按時產生必要的火力。這使得密集防御能力也能給對手的決策帶來挑戰,但其機制不同于兵力分配。

在集結大規模火力時,指揮官必須在兩個關鍵方面對火力分配做出決策。指揮官必須決定如何從自己的部隊結構中獲取火力,并決定如何在對手的部隊結構中分配火力。不同的部隊設計會影響火力的來源和使用。

集結大規模火力的指揮官有兩個主要選擇來增加火力。一種是從更大的彈藥庫中抽取更多的彈藥,另一種是在射擊序列中增加更多的平臺。就指揮和控制負擔而言,一般來說,從更大平臺的彈倉中拉出更多彈藥應該比在射擊序列中增加更多平臺更容易。如果指揮官決定需要在即將開始的發射序列中迅速增加火力,那么要求一艘大型戰艦比原計劃多發射 30 枚導彈可能更容易,而不是通過在發射序列中臨時增加多個新平臺和火力包來獲得相同的火力。

發射序列中每增加一個新的平臺和兵力包,都會使該序列受到更多摩擦因素的影響,例如希望每個單位的當地作戰環境足夠有利,使其能夠按時發射導彈。增加的分布式平臺越多,發射序列就越可能出現中斷、延遲和其他挑戰。如果發射序列中的戰斗員和兵力組合規模較小且分布較廣,則可變性會更大。一支主要由小型作戰人員組成的部隊更有可能通過在射擊序列中增加更多平臺來擴大火力,而不是更深入地消耗彈夾。

相比之下,如果要求一艘大型水面戰艦或一支更密集的部隊發射更大的火力,指揮與控制方面的摩擦就會減少,可變性也會降低。這并不是說一種火力增援方法總是優于另一種方法,而是說明能力的集中如何在有價值的方面簡化指揮與控制,特別是在一種作戰形式中,更快的火力集結能力對有效地首先開火起著決定性作用。

選擇對海軍編隊組織和發射大量火力是一個重大的作戰決策和轉折點。但決策的權重可能會根據目標編隊的規模和壓制編隊所需的火力大小而發生變化。與規模較小、分布較廣的艦艇編隊相比,指揮官在執行摧毀密集艦艇編隊的任務時,可能會更多地考慮在一次射擊中造成大量武器損耗的前景,同時對艦艇齊射作戰的攻防平衡把握不準。

結論

幾十年來,海軍能力的發展趨勢促使高端艦隊的設計側重于能夠產生和承受大量導彈火力。雖然大國競爭為這種資源密集型戰斗的升級創造了條件,但也為不對稱反擊和抵消創造了條件,從而可能從根本上重塑海軍力量結構。一個小型四旋翼飛行器中隊就能使一艘驅逐艦癱瘓,而反艦導彈的齊射卻無法做到這一點,或者微波武器有朝一日能抵消先進防御導彈無法阻止的齊射。非對稱反擊正在地平線上出現,但它們對海軍力量結構的長期影響卻難以察覺。

究竟是什么最終造就了卓越的海軍力量結構和武器互動,這是一個不斷變化的目標,隨著技術的發展和人類對其影響的把握能力的消長,它也在不知不覺中迅速演變。在被高端戰爭猛烈揭開面紗之前,許多真相仍將不為人知。

第 10 部分將重點介紹為實現 DMO 而進行的兵力開發工作。

作者:Dmitry Filipoff

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閱讀第1章,定義分布式海上作戰。

作者:Dmitry Filipoff

引言

隨著海軍在導彈時代的發展,其威脅其他艦隊的能力在很大程度上取決于導彈火力的集結能力。對戰艦進行聯合火力攻擊的能力在很大程度上取決于武器本身的特性。這些特性為確定單個武器的集火潛力和更廣泛的部隊集火能力提供了一個寶貴的框架。

在以下對戰術動態和武器能力的分析中,我們可以清楚地看到,美軍目前幾乎所有的反艦導彈都缺乏集火所必需的關鍵特性。其后果是,美軍在用導彈擊沉艦艇方面幾乎沒有什么好的選擇,而且這種情況可能會持續到下一個十年。但是,改變游戲規則的新武器即將問世,而 DMO 概念有望為美國海軍的火力帶來重大變革。

大規模火力如何定義分布極限

既要分散兵力,又要聯合火力,這是一個基本的矛盾。武器裝備的射程是一個關鍵因素,它限制了部隊既能相互分散又能聯合火力的程度。分布與集結之間的這種核心矛盾對分布式部隊的戰術和部署有很大影響。

射程較遠的武器可以更廣泛地分布發射平臺,而射程較短的武器則會迫使部隊更加集中。這種動態變化可以用射程環來說明,射程環顯示了部隊在聯合火力打擊共同目標時必須駐扎的區域。射程環通常用于顯示武器的射程,并以武器發射平臺為中心。在這種不同的 "反向 "射程環(沒有更好的術語)使用方法中,射程環以目標為中心,顯示特定武器可擊中目標的區域。換句話說,要打擊 "戰斧 "導彈射程內的目標,發射平臺必須在目標周圍 1000 英里的范圍內。使用相同武器的其他平臺也必須在這一環形區域內,這突出表明了在聯合發射的情況下可能的分布范圍。相比之下,使用 SM-6 或 "魚叉 "導彈的平臺必須分布在更狹小的空間內才能進行聯合發射(圖 1)。

圖 1. 以目標為中心的射程環說明了各種武器的分布范圍,同時還能進行合并射擊。(作者制圖)

使用不同射程武器的發射平臺必須使射程環相互重疊,至少在它們的火力在目標上空結合時是如此。這些反向射程環顯示了射程較遠的武器如何使發射平臺分布更廣,而射程較近的武器,尤其是常見的魚叉導彈,如何迫使目標更緊密地集中在一起(圖 2)。

圖 2. 美國所有反艦導彈的 "反向 "射程環。(作者制圖)

導彈的具體射程受其飛行剖面的影響很大,實際上并不總是一個線性的固定值。飛行高度越高的導彈和飛機射程越遠,部分原因是高空空氣稀薄。低空掠海飛行可最大限度地提高出其不意的效果,但在航程和燃油經濟性方面卻要付出巨大代價。根據戰術環境的不同,導彈可編入不同的飛行程序,許多反艦導彈可編入非線性飛行路徑和航點程序。

這些因素使得射程環比看上去更具彈性。飛行剖面的這種可變性又增加了火力組合的復雜性。為使此處使用的圖形保持一致,假定所有同類型導彈在線性攻擊中使用相同的飛行剖面。另一個彈性因素是武器的最大有效射程,這與最大飛行距離不同。導彈的有效瞄準距離可能小于導彈的飛行距離。這里使用最大飛行距離是為了保持一致性。

擁有遠程武器在現代海戰中極為重要,因為武器射程有助于將機動負擔從速度較慢的平臺轉移到速度較快的有效載荷上。這一優勢對海軍尤為重要,因為艦船與導彈之間的速度差距很大。一艘裝有短程反艦導彈的軍艦需要機動數小時甚至數天才能打擊遍布海洋的多個目標。但一艘裝有遠程武器的軍艦卻可以在不進行機動的情況下同時威脅到所有這些目標。一艘裝有 "戰斧 "的軍艦可以同時威脅呂宋島、臺灣和沖繩附近的目標,而一艘裝有 SM-6 的軍艦一次只能威脅其中一個地區。配備 SM-6 的戰艦必須花費大量時間進行機動,才能最終依次守住所有這些危險區域(圖 3)。

圖 3. 以發射平臺為中心的常規射程環突出表明,與射程較短的武器相比,射程較長的武器能夠同時鎖定更多的目標。(作者制圖)

射程與機動之間的這種關系凸顯了一支部隊的分布如何使對手的兵力捉襟見肘或集中的關鍵動態。如果一攬子部隊比對手擁有射程更短的武器,那么它可以分配的空間就更小,而且還能進行聯合火力攻擊。射程短的部隊比對手更集中,如果能進入射程,可能一次只能威脅到對方分布式部隊的一部分。相比之下,分布式部隊中更多的人員可以在更安全的距離內對短程部隊構成威脅。環中環可以說明擁有射程較遠武器的部隊如何比射程較短的部隊享有更廣泛的分布和大規模射擊優勢(圖 4 和圖 5)。

圖 4. 以一艘 REDFOR 艦艇為中心的反向射程環說明了 BLUFOR 艦艇與 SM-6 組合發射的分布范圍,以及 REDFOR 艦艇與 YJ-18 組合發射的分布范圍。如果 BLUFOR 艦艇能進入射程內,它們一次只能使一艘 REDFOR 艦艇處于危險之中,而所有 REDFOR 艦艇都能同時使所有 BLUFOR 艦艇處于危險之中。大多數 REDFOR 艦艇可以在對峙距離內開火。(作者制圖)

圖 5. 以 BLUFOR 艦艇為中心的反向射程環說明了 BLUFOR 艦艇與戰斧聯合發射的分布范圍,以及 REDFOR 艦艇與 YJ-18 聯合發射的分布范圍。如果能進入射程,REDFOR 艦艇一次只能讓一艘 BLUFOR 艦艇處于危險之中,而所有 BLUFOR 艦艇可以同時讓所有 REDFOR 艦艇處于危險之中。BLUFOR 的大部分艦艇都可以在對峙距離內開火。(作者制圖)

什么可以被定義為分布式、集中式或延展式,與其說是部隊的具體范圍或密度問題。相反,最好將其理解為自身能力與對手能力之間的關系。一支自認為分布合理的部隊,在對手擁有更遠射程能力的情況下,實際上可能會高度集中。

專為多用途飛機設計的反艦武器通常比以大型發射單元部署的戰艦武器小得多,這往往導致這些機載武器的射程較小。飛機可以用較快的平臺機動來彌補較小的武器射程,而軍艦則可以用較大型武器的較遠射程來彌補較慢的平臺機動。了解平臺機動與有效載荷機動之間的這種關系,以及它們如何相互補充和補償,對于集結大規模火力至關重要。

但射程只是評估集火能力的一個關鍵變量。其他關鍵因素包括發射單元兼容性、平臺兼容性、采購的武器數量以及每個平臺部署的武器數量。這些因素結合在一起,凸顯了海軍進攻火力的真實水平。

魚叉與航母打擊的危險

魚叉導彈是美國海軍的第一種反艦導彈,45 年來一直是美國海軍的主要反艦武器。美國海軍繼續部署這種導彈的方式給美國的制海權和美國在印度洋-太平洋地區的安全保障帶來了嚴重的作戰隱患。魚叉導彈凸顯了美軍反艦導彈火力的不足,從而強調了具有重大戰略意義的關鍵能力差距。美國在戰爭中要想充分利用這種武器,就必須采取特別冒險的戰術,這也凸顯了這種武器的缺陷。

魚叉導彈最大的弱點是射程短,較常見的變型導彈射程僅為 80 英里,而且除了航空母艦之外,所有兼容的發射平臺都缺乏有意義的庫存。這種導彈的短射程將美國海軍最昂貴、最不值得冒風險的平臺引向更深的作戰空間,同時將航母戰斗群引向極為集中的反艦攻擊。但由于美國海軍數十年來一直未能推出有意義的 "魚叉 "導彈替代品,因此用航母戰斗群攻擊艦艇這種高風險的方法是美軍在遠距離擊沉高端戰艦的唯一有效手段。

在美國所有反艦武器中,"魚叉 "導彈具有最廣泛的平臺兼容性,潛艇、水面艦艇、轟炸機、陸基發射器(美國將其出售給合作伙伴,但自己并不采購)和航母戰斗群都可以使用。盡管美國海軍擁有 9000 多個導彈垂直發射單元,但 "魚叉 "與這些發射器并不兼容。相反,它必須安裝在魚雷發射架或頂部的發射器中,這種方法非常不經濟,嚴重減少了每艘戰艦可部署的武器數量。美國海軍驅逐艦和巡洋艦雖然每個平臺有大約 100 個發射單元,但只能攜帶 8 枚魚叉導彈,而每艘潛艇的魚雷發射管數量通常只有個位數。發射單元可為單個平臺和整個部隊提供巨大的彈倉深度,因此發射單元兼容性是集火的關鍵特征。

太平洋(2008 年 2 月 18 日)注意背景中的四個 "魚叉 "導彈發射器和前景中的 64 個垂直發射單元。原始標題: 在美國海軍伊利湖號導彈巡洋艦(CG 70)上航行時,來自加州諾戈的海員羅伯特-帕特森(Robert Paterson)在船尾垂直發射導彈平臺旁站崗。(美國海軍二等大眾傳播專家邁克爾-海特拍攝)。

根據一般經驗法則,任何大于護衛艦的警戒型現代軍艦都應該能夠抵御 8 枚亞音速反艦導彈的齊射,否則軍艦就難以證明其造價的合理性。美國的水面和潛艇發射平臺很難聚集足夠的火力來威脅大多數現代軍艦,因為它們的 "魚叉 "導彈庫存稀少。由于彈倉深度較淺,因此亟需在多個平臺之間進行集火,以達到足夠的火力。但是,"魚叉 "導彈的射程極短,這意味著這種武器幾乎不可能與其他艦載 "魚叉 "導彈集火,除非指揮官愿意將眾多戰艦集中到一個極端的程度。

海軍的主力反艦武器發射單元不兼容,射程又短,這就迫使艦載航空兵承擔起集結足夠火力的重任。可以想象,只有航空兵能夠集結足夠多的平臺來形成足夠大的火力,同時有機會讓這些平臺接近目標軍艦以發動攻擊。這些因素使得航空母艦成為唯一能集結可信的魚叉火力的平臺。

一架F/A-18 "大黃蜂 "戰斗機最多可裝備四枚 "魚叉 "導彈,其中只有兩架可與美國海軍巡洋艦或驅逐艦的 "魚叉 "火力相媲美。但是,面對高端戰艦,要實現可信的魚叉火力,就必須集結大量艦載機。可以想象,要壓倒一個由數艘現代驅逐艦組成的水面行動編隊(每艘驅逐艦都配備了數十種對空武器和數層硬殺傷和軟殺傷防御系統),可能需要一個航空聯隊的大部分力量。剩下的幾架飛機將在維持戰斗空中巡邏、為打擊中隊提供坦克和干擾支援等任務中捉襟見肘。將火力集結的重任主要集中在航空聯隊身上,這些航空聯隊在執行其他眾多關鍵任務時就會捉襟見肘。

試圖用射程很短的導彈集火會帶來嚴重的戰術風險。由于 "魚叉 "導彈射程短,航母艦載機必須極為密集地集中在目標周圍,才能集結足夠的火力形成壓倒性優勢。與許多反艦導彈不同,"魚叉 "的短射程也使其無法總是在現代防空系統射程之外的距離自信地發射。相反,"魚叉 "可以迫使機群集中到對方艦載防空武器的射程之內。軍艦防空武器,如中國的 HHQ-9B 導彈,可以接近甚至超過 "魚叉 "的短程射程,使對手處于更有利的地位,能夠在弓箭手射箭之前就對其構成威脅(圖 6)。

圖 6. 以目標為中心的魚叉和 LRASM 反向射程環說明了集火時的分布限制。中心環顯示了目標最遠程防空武器的射程,說明了裝備 "魚叉 "的飛機必須進入這些防空武器的射程內才能集火。(作者制圖)

生存能力問題不僅適用于航母,也適用于航母的機翼。航空聯隊對減員非常敏感,在這種情況下,即使每架次損失幾架飛機,也會很快導致某些任務難以為繼。對于需要大量飛機才能實現足夠火力的反艦任務來說,尤其如此。海軍航空聯隊使用射程如此之短的導彈,可能會冒著遭受重大損失的風險,迫使他們派出龐大而密集的空中編隊,沖向現代海軍防空部隊的陣地。如果僅在幾次這樣的冒險打擊中遭受輕微損失,那么航空聯隊集結足夠反艦火力的能力將在幾天甚至幾小時內喪失殆盡。

飛機減員率可視化。(圖片來源于 Seth Cropsey、Bryan G. McGrath 和 Timothy A. Walton 的幻燈片 "鋒利的長矛: Seth Cropsey、Bryan G. McGrath 和 Timothy A. Walton,哈德遜研究所,2015 年 10 月)。

航母戰斗群的防空力量可能遠遠超過戰艦的防空力量。大批航母艦載機在高空飛向目標時產生的信號可以提供足夠的警告,使對方空中力量就位以阻擋打擊。與保衛領空的飛機相比,反艦中隊很可能在硬點和機動性方面處于劣勢。他們的許多硬點將被重型反艦武器和空投坦克占據,與對方的戰斗機相比,裝載的對空武器可能更少。如果反艦飛機在進入攻擊戰艦射程之前遭到攔截,它們可能會被迫進行狗斗和躲避導彈,同時其機動性也會受到重型反艦武器裝載的影響。投放坦克、防空和反艦武器將爭奪航母艦載機上的類似硬點,這就為在生存能力、集中度和足夠的巡航導彈火力之間進行艱難的權衡創造了條件。

一架攜帶多種武器的 F/A-18E 戰斗機。(洛克希德-馬丁公司照片)

反艦攻擊可以在接近航空聯隊射程的極限時進行,以最大限度地增加對峙距離。但魚叉的射程短,加上目前這一代航母艦載機的射程相對較短(與過去和未來幾代的航空聯隊相比),迫使航母更深入到有爭議的作戰空間,并可能帶來更大的風險。魚叉不僅威脅到寶貴的艦載機在目標周圍的緊密集結,還可能將航母本身拖入更危險的境地。

通過投放油箱或油箱飛機來擴大航空翼的航程,可以幫助航母保持更遠的距離,但這樣會減少火力,因為硬點和飛機都被用于燃料而不是武器。這對航母生存能力的益處大于對航空翼的益處,增加航空翼的航程可以使航母從更遠的地方發動攻擊,從而提高航母的生存能力。但這對航空聯隊的生存能力影響較小,因為無論如何,反艦武器的短射程仍會迫使目標緊密集中。

在管理航空母艦的特征時,不僅要考慮航空母艦的特征,還要考慮航空聯隊的特征。機翼行動的特征和足跡可以掩蓋或暴露航母的位置。要最大限度地擴大航空聯隊發動大規模反艦攻擊的距離,就必須采用更線性的飛行路線往返于目標之間,在整個飛行路線上密集地部署飛機,并采用更高的飛行高度,這樣既能延長攻擊距離,又能提高飛機的可探測性。盡管線性飛行路徑能最大限度地拉近與目標的距離,但由于其可預測性,更容易將對手引回航母。

縮短航母到目標的航程,或將更多的硬點和飛機用于加油,可以為空中聯隊提供更多的余地,增加兵力展示的復雜性。它可以讓航空兵更廣泛地分布,并采取非線性路徑往返目標,這有助于隱藏航母的位置(圖 7)。然而,與線性打擊相比,確保分散的航空聯隊能及時有效地聚集在一起進行大規模火力打擊,對任務規劃提出了更復雜的挑戰,尤其是在與其他類型的平臺聯合火力打擊時。而且,分布式非線性飛行剖面可能不得不以降低航母的總體打擊范圍為代價,使其更深入作戰空間。

圖 7. 航母打擊飛行剖面圖,其中每條飛行路徑都是從航母到目標的 500 英里距離。與分布式非線性打擊相比,集中式線性打擊的總航程更大,但在某些方面的力量表現卻不那么復雜。然而,分布式飛行剖面縮短了航母打擊力量的總體范圍。(作者制圖)

總體而言,"魚叉 "導彈的特性大大加劇了在反艦任務中使用機翼和航母的許多生存性問題和權衡。但與美國武庫中的所有其他反艦武器相比,"魚叉 "導彈的最大優勢在于其庫存數量。8 可以合理地推測,與美國采購的其他大多數反艦導彈只有數百枚或數十枚相比,"魚叉 "導彈目前的庫存數量仍在數千枚左右。但是,由于發射單元不兼容,"魚叉 "的單個平臺彈倉太淺,這嚴重制約了利用 "魚叉 "庫存深度的能力。

由于航空聯隊和航母必須冒重大風險才能有效集結射程極短的 "魚叉",也許海軍航母最好不要在艦隊對艦隊的戰斗中使用這種武器。這樣做可以提高航母、航空聯隊和為其護航的水面艦艇的生存能力。但這意味著美國海軍的絕大多數兵力結構和導彈武器庫都難以對現代海軍編隊構成反艦火力威脅。這樣一來,美軍幾乎所有的反艦能力都只能局限于潛艇部隊僅靠魚雷就能完成的任務。

鑒于能力上的不足可以通過創造性的作戰設計來彌補,因此從基本武器的極限推斷具體戰術時必須小心謹慎。也許海軍寄希望于潛艇部隊擊沉對手的高端水面作戰艦艇,為航母反艦打擊鋪平道路,但這對于那些航母艦載機可能仍需與之糾纏的陸基空中力量來說,作用不大。

2015年11月--一架裝備有 "魚叉 "Block II+導彈的F/A-18戰斗機在加利福尼亞州穆古點海上靶場進行自由飛行試驗。(美國海軍照片)

這種將美軍全部遠程反艦能力完全集中在大型航母上,而航母又必須大量集中寶貴的航空兵來執行該戰術的設計,是極其違背分配原則的。魚叉戰術所揭示的是,在反艦導彈發展嚴重滯后半個多世紀之后,美國海軍已經失去了許多與另一支大國海軍作戰的關鍵選擇。

SM-6 和跨任務稀釋能力

在海軍的反艦導彈中,SM-6是獨一無二的。它是海軍武器庫中唯一的超音速反艦武器,既可用于打擊空中目標,也可用于打擊軍艦目標,而且是海軍最新一代反艦武器中生產率最高的。較常見的變體射程為 150 英里,比最新的魚叉變體射程略有提高。它也是海軍艦載防空導彈中唯一可用于遠距離集結防御火力的導彈。然而,SM-6 的一些所謂優勢在集結火力進行反艦打擊時也會產生缺點。

SM-6 的速度超過 3 馬赫,在突破軍艦防御和高速打擊目標時提高了導彈的生存能力和殺傷力。然而,導彈的高速度使其與海軍其他反艦武器(均為亞音速武器)的火力組合變得復雜。如果 SM-6 要與亞音速導彈聯合發射,那么它必須在大規模發射序列接近尾聲時發射,以確保及時重疊,或者發射亞音速導彈的平臺必須比發射 SM-6 的軍艦更接近目標。(這種動態變化將在第 3 部分中詳細討論)。

該武器的多任務通用性使釋放授權復雜化,從而對有效的大規模發射構成挑戰。如果一支分布式部隊要在多個平臺上聯合發射反艦火力,那么進攻性反艦武器的釋放權自然會在比單艦指揮官更高的級別,因為單艦指揮官通常缺乏針對遠距離軍艦發射這些武器的有機傳感器。但導彈攻擊軍艦的速度快、殺傷力大,這意味著單艦指揮官應有權主動執行本地防空任務,尤其是避免在細節上失敗。如果部隊一級的指揮官認為為了艦艇自衛而不得不使用 SM-6,那么這可能會減少上級指揮官集結反艦火力的選擇。

遠程對空武器的典型飛行剖面對 SM-6 作為反艦武器的有效性提出了另一個挑戰。遠程對空武器固然可以打擊海平面目標,但其初始飛行階段通常會有一個助推階段,使其飛向更高的高度。較高的高度使導彈更容易達到最大速度和射程,然后再下降打擊較低高度的威脅。然而,高空飛行剖面在攻擊軍艦時會產生不利因素。高空飛行擴大了導彈的探測和攻擊范圍,可能使更多軍艦有機會攻擊導彈,并有更多時間進行多次射擊。相比之下,掠海飛行只能迫使防空部隊在目標軍艦附近區域交戰。SM-6 導彈的高速度還不足以有效彌補高空飛行的這些風險。與速度較慢的亞音速導彈相比,SM-6 發射的助推階段對目標軍艦雷達的反應時間幾乎是后者的兩倍,后者只有在導彈飛越目標地平線后才會被探測到。

目前還不清楚 SM-6 能否以更扁平的彈道發射,并保持端到端的掠海飛行剖面。這樣做很可能會使其喪失大量射程。這也會使導彈更難發揮其對付軍艦的最大殺傷力--高速。防空武器的彈頭比專用反艦武器的彈頭小得多,SM-6 的彈頭只有 LRASM 或戰斧彈頭的 15%。SM-6 需要達到很高的速度才能對軍艦發揮最大殺傷力,但要達到這樣的速度在很大程度上依賴于較高的飛行高度,這就降低了導彈的生存能力。

美國海軍 "阿利-伯克 "級導彈驅逐艦 "約翰-保羅-瓊斯 "號(DDG-53)在太平洋進行宙斯盾武器系統實彈射擊試驗時發射一枚 SM-6 導彈。(美國海軍照片)

SM-6 的射程并沒有長到可以將其進攻性反艦作用與防御性防空作用截然分開的程度。對峙 "火力的概念意味著可以通過超越對手的反擊能力來贏得寶貴的生存空間。但是,許多大威力反艦導彈的射程足以讓 SM-6 在攻擊現代軍艦時無法舒適地發揮純粹的對峙作用。如果一艘軍艦在使用 SM-6 攻擊另一艘高端軍艦的射程之內,那么它也很可能在反艦導彈威脅的射程之內,而這些威脅可能迫使該艦將 SM-6 用于防御。如果對方的反艦彈道導彈等射程較遠的武器能在數千英里的海域投下長長的陰影,那么這種影響就變得更加重要。指揮官可能會選擇保留最強大的防空武器,以抵御對手最強大的反艦導彈。

由于現代反艦武器的射程往往超過大多數防空武器,因此將分布在各地的部隊的進攻火力結合起來要比防御火力可行得多。SM-6 可能是一個例外,它利用獨特的 NIFC-CA 能力,可以在發射軍艦的雷達視平線下鎖定目標。SM-6 的射程、相對于亞音速反艦導彈的高速度以及在地平線下重新瞄準目標的能力,使聚集防御火力成為可能。這是一種特別獨特的能力,但也增加了集群火力的指揮控制安排的復雜性。

與海軍所有其他現代反艦導彈(不包括老舊的 "魚叉 "導彈)相比,SM-6的優勢在于自2013年問世以來,多年來一直保持全速生產,庫存導彈超過1300枚。相比之下,海軍其他所有最新一代反艦武器目前的數量都非常少,很難滿足現代海戰的大規模齊射要求。

然而,迄今為止生產的 SM-6 大多是早期變型,其反艦射程僅比最新的 "魚叉 "變型略勝一籌。雖然即將推出射程更遠的 SM-6 型,但目前的絕大多數庫存在擴大戰艦的分布范圍并仍能進行聯合作戰方面并無多大改進。

即使射程更遠的 SM-6 版本很快就會大量出現,該導彈的大部分通用性也可能不得不擱置,以填補海軍在短期內關鍵的反艦能力缺口。SM-6 是目前海軍唯一一種數量較多、發射單元兼容的遠程反艦武器。但它的多任務能力有可能稀釋各種威脅的庫存。海軍可能被迫將 SM-6 作為其唯一可行的現代反艦導彈,直到其他反艦武器的產量足以發揮真正的作用,并使 SM-6 能夠發揮其防空潛力。但從目前的生產趨勢來看,這至少需要 10-15 年才能實現。如果海軍發現自己在這十年中陷入重大海上沖突,可能會被迫放棄 SM-6 的大部分尖端防空能力,以保留少量遠程反艦火力。

海上攻擊戰斧--集束炸彈的基礎助推器

在反艦 "戰斧 "導彈首次擊中海上目標的試驗40多年后,美國海軍將再次引進反艦改型導彈。與美國未來幾年投入使用的其他反艦武器相比,"海上攻擊戰斧 "最有希望促進海軍平臺分布和大規模反艦火力能力的重大發展。

戰斧的最大優勢在于其發射單元兼容性和超過 1000 英里的超遠射程。許多平臺都能攜帶大量射程特別遠的武器,從而為大規模火力攻擊提供了多種選擇。射程遠還能使武器有更多機會改變飛行路徑和使用航路定點,可用于執行各種戰術,并便于與其他炮彈集結。

通過最終擁有一種既能遠程發射又能與發射單元兼容的反艦導彈,海軍將能在更多平臺上大幅增加反艦火力。美國陸軍和海軍陸戰隊的陸基 "戰斧 "發射器也即將面世,如果這兩個軍種大量采購這種武器,將大大增加集火的選擇。

美國陸軍中程能力地基導彈發射器計劃。(美國陸軍幻燈片)

然而,"海上攻擊戰斧 "的潛力要到許多年后才能完全發揮出來。它要到 2024 年才能達到初始作戰能力,目前正處于低速率初始生產和測試的早期階段,迄今為止已采購了大約 100 套 MST 套件。海軍希望將所有 Block IV 型戰斧升級為 Block V 型,每年可能安裝多達 300 個重新認證套件。但目前還不清楚是否每次重新認證都會通過特定 Block Va 配置增加海上打擊能力。

按照這個速度,海軍可能需要 10 年或更長時間才能擁有足夠的基礎導彈庫存,從而真正實現分布式和大規模反艦火力。

2015年1月27日--一枚戰斧巡航導彈從加利福尼亞州圣尼古拉斯島附近的美國海軍基德號(DDG-100)上發射后擊中了一個移動的海上目標。(美國海軍視頻)

遠程反艦導彈--一次飛躍但仍是千篇一律

遠程反艦導彈(LRASM)將標志著海軍反艦火力的重要升級。LRASM 具有隱身外形,射程估計在 350 英里左右,超過了海軍除戰斧以外的所有其他反艦武器。然而,LRASM 對提高海軍從分散的部隊中集結火力的能力作用不大。

LRASM 的大規模發射潛力受到平臺兼容性的嚴重制約,因為它不是一種發射單元兼容的武器。LRASM 目前只能在轟炸機和艦載機上使用。盡管測試表明 LRASM 可以從發射單元發射,但海軍仍將該計劃描述為 "海軍整體巡航導彈戰略的關鍵空射組成部分......"。2021 年,工業界與一家澳大利亞公司合作,改進了 LRASM 地面發射變體的開發工作,該變體被稱為 "LRASM SL",這表明該武器的發射單元兼容型與美國海軍自行采購的武器不同。

2016 年 7 月,海軍自衛試驗艦上的 MK-41 發射器進行 LRASM 測試。(洛克希德-馬丁公司照片)

盡管與 "魚叉 "導彈相比,LRASM 的射程使其成為空中聯隊向目標發射風險更小的導彈,但這些打擊仍將束縛空中聯隊的大部分力量,使其無法集結足夠的火力。LRASM 并沒有減輕對大量火力的需求,這就限制了航空聯隊在打擊之外承擔其他多種任務的能力。即使 LRASM 具有先進的能力,它也無法改變集結航空聯隊對軍艦實施遠程打擊的某些基本缺點。

迄今為止,海軍采購的 LRASM 導彈數量極少,大約只有 250 枚。空軍的庫存量更少,只有略低于 100 枚。雖然空軍的轟炸機可以裝備魚叉導彈,但這種武器射程短,而且其 LRASM 的采購率特別低,這可能意味著在可預見的未來,美軍的轟炸機幾乎沒有任何反艦火力可用于美國的制海。

LRASM 與數量更多的聯合空對地對峙導彈(JASSM)共用一條生產線,美國空軍迄今已采購了 2000 多枚 JASSM 武器,海軍也在過去兩年內開始采購該武器。JASSM 對地攻擊導彈即將推出的最新 "極限射程 "變體的射程將達到 1000 英里,成為首批可與 "戰斧 "導彈媲美的空射巡航導彈之一。JASSM 的生產線也是迄今為止所描述的所有導彈中最強大的,年產量可達數百枚,而其他導彈的年產量僅為數十枚。

2015年8月12日--遠程反艦導彈(LRASM)。(圖片來自維基共享資源)

2018年9月13日--卡塔爾烏代德空軍基地,一枚惰性AGM-158A聯合空對地對峙彈藥(JASSM)正在B-1B "藍瑟 "上用于訓練演習。(泰德-尼科爾斯(Ted Nichols)中士拍攝/發布

最有前途的兩種反艦武器--LRASM 和 "海上攻擊戰斧"--都是對現有彈藥(JASSM 和 "陸上攻擊戰斧")的改裝,而這些彈藥的生產數量要大得多。與全盤建造新武器相比,升級這些現有武器,使其具備反艦能力和尋的器,可能是增加美軍反艦武器庫存的一種更迅速、更具成本效益的方法。如果即將推出的 JASSM 增程型能夠具備反艦能力,那么美軍將為海空軍之間的火力分配和集結開辟大量新的選擇。

海軍攻擊導彈--僅比 "魚叉 "略勝一籌

海軍攻擊導彈(NSM)具有隱身外形和先進的尋的器,但與 "魚叉 "相比,它的性能僅略有提高。與 "魚叉 "類似,NSM 的射程相對較短,僅為 115 英里,而且與發射單元不兼容。它主要裝備海軍的瀕海戰斗艦,每艦只有 8 枚武器,海軍陸戰隊正在采購陸基版本。該武器射程短,與發射單元不兼容,因此不適于從分散的部隊中集結火力。由于采購率低,目前的導彈庫存略高于 110 枚,不足以使該武器廣泛部署并用于大規模發射。在重大海上沖突中,"魚叉 "和 NSM 的主要用途可能僅限于對付規模較小、較為孤立的作戰人員,或許是在二級戰區和大型齊射交火的外圍地區。

飛行中的海軍攻擊導彈。(圖片來源:美國國防部 DOT&E)

脆矛

在各種平臺上部署大量遠程導彈從根本上增強了大規模火力打擊的能力。就數量、射程和種類而言,美軍都遠遠不夠。如今,美軍無法對軍艦實施分布式大規模火力打擊戰術,因為它根本不具備實現這一戰術的武器。美軍目前的反艦導彈火力主要集中在航母上,其他地方則捉襟見肘。

除了 "戰斧 "之外,美國較新的反艦導彈都無法提高海軍的火力分布能力。LRASM 可以在一定程度上擴大發射平臺的物理分布范圍,但由于其平臺兼容性較窄,仍是一種高度集中的武器。LRASM 對減輕航母承擔美國海軍大部分反艦能力的沉重負擔作用不大。

而 "海上打擊戰斧 "則是最有希望實現變革的武器,它是實現《國防現代化條例》的絕對基礎。最后,美國海軍將擁有遠程反艦武器并與其發射單元兼容,最后,美軍將擁有更多可行的反艦導彈平臺,而不僅僅是航母。這與大國競爭對手形成了鮮明對比,后者已經在其水面艦隊、轟炸機、陸基部隊和潛艇上廣泛部署了反艦火力。

一個核心的風險因素是考慮每種武器在總火力中所占的比例。基于這些關鍵特征,越不適合大規模發射的武器風險越大。魚叉 "或 "海軍攻擊導彈 "等武器當然可以增加一部分火力,但這些武器在大規模火力中所占的比例越大,部隊必須承擔的風險也就越大。

美國反艦武器和集火關鍵武器特征表。(作者制圖)

在所分析的武器特性中,庫存深度是現代艦炮作戰資本密集型的一個特別重要的制約因素。即使正在采購高能導彈,庫存深度也是關鍵變量,它將使美軍至少在本十年的剩余時間內無法擁有足夠的現代反艦導彈火力。美軍目前的現代反艦導彈庫存遠遠不能滿足這種戰斗的需求,這種戰斗可能需要一百多枚導彈才能壓垮幾艘驅逐艦的防御,而在這種戰斗中,十年的武器采購量可以在數小時內輕松消耗殆盡。

從目前的情況來看,除 "魚叉 "導彈外,海軍反艦導彈的大部分庫存都可以在少數幾次炮擊中消耗掉。應對大國海軍威脅的適當數量不是幾十枚甚至幾百枚,而是數千枚--這個數字遠遠超過了美軍所有最新一代反艦武器的庫存量。即使從現在起的 15 年后,美軍的反艦武器庫存大幅增加,競爭對手也可能在同一時期增加自己的武器庫,例如建立反艦彈道導彈和高超音速武器的深厚庫存,以維持關鍵的超配優勢。

目前尚不清楚美軍究竟是如何分配或集中其數量雖少但卻不斷增長的現代反艦武器庫存的。一場重大危機可能會迫使美軍在部隊中四處搜羅,匆忙集結足夠的武器,以實現足夠的火力打擊。如果這些稀有武器分散在東西海岸的艦隊中,海軍可能不得不進行精心策劃的洲際交叉部署,以便在危機應對部隊中集中足夠的可靠火力。

這些普遍存在的能力差距為大國挑戰者提供了一個重要的機會之窗,使其可以利用美國海軍武庫薄弱所帶來的戰略責任。在新武器大量投入使用之前,美軍可能不得不危及其最昂貴的平臺--航空母艦,以縮小差距。

第三章將重點討論集火和現代艦隊戰術。

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1 引言

機器人和自主系統(RAS)是一個不斷發展的軍事產業。雖然軍方對RAS的興趣已經存在了幾十年,但這種系統在實驗和地面行動中的使用和應用是相對較新的,而且在不斷增長。這也是荷蘭武裝部隊的情況。2018年,荷蘭皇家陸軍建立了一個實驗單元來探索RAS,即所謂的戰爭的第四次進化。與這個單元一起,荷蘭陸軍開始了實地實驗和正在進行的研究,涵蓋了關于RAS軍事用途的廣泛的基本主題。這篇文章是對這項研究的總結,進行了兩年時間。本文簡要討論了軍事應用、自主性的含義、倫理和法律方面的考慮,以及陸軍內部需要采取不同的方法來跟上技術革新的步伐。隨后,本文描述了荷蘭武裝部隊安排其概念開發與實驗(CD&E)計劃的方式,以及鑒于快速創新的需要和大型組織內官僚主義的現實,它所遇到的摩擦。最后,本文對實地實驗的第一批發現和結論進行了反思。

圖 1 操作員和 MIS。操作員使用(數字)集成在平臺上的遙控武器站。立陶宛國防部,2022 年。

2 RAS的軍事背景

機器人和自主系統(RAS)在軍事方面提供了大量的、重要的和意義深遠的機會。為了觀察這些系統在這種情況下的適用方式并評估其效用,需要解決一些定義和概念:

  • 自主性。人類授予一個系統執行特定任務的獨立程度。它是自我管理的條件或質量,以實現基于系統的情景意識(綜合感應、感知、分析)、計劃和決策的指定任務。自治指的是自動化的一個范圍,其中獨立決策可以為特定的任務、風險水平和人機合作的程度量身定做。自主程度可以從遠程控制(非自主)操作員協助、部分自動化、有條件的自動化、高度自動化或完全自動化。

  • 機器人。能夠通過人類直接控制、計算機控制或兩者兼而有之的方式執行一套動作的動力機器。它至少由一個平臺、軟件和一個電源組成。

  • 機器人和自主系統(RAS)。RAS是學術界、科技界(S&T)公認的術語,強調這些系統的物理(機器人)和認知(自主)方面。RAS是一個框架,用于描述同時具有機器人元素和自主元素的系統。值得注意的是,RAS的每個連續部分都涵蓋了一個廣泛的范圍。系統 "部分指的是廣泛的(軍事)應用領域中的各種物理系統。在計算機或網絡上運行的自動化軟件系統,包括 "機器人",即可以在沒有人類干預的情況下執行命令的軟件片斷,不符合RAS的要求,因為它們缺乏物理組件。機器人 "部分,指的是系統的物理布局,認為該系統是無人駕駛或無人居住的。所有其他物理方面(大小、形式、是否飛行、漂浮或滾動等)都是開放的。

  • 致命自主武器系統(LAWS)。一種無需人類干預的武器,在人類決定部署該武器后,選擇并攻擊符合某些預定標準的目標,因為一旦發動攻擊,人類無法阻止。

  • 生命周期。生命周期的概念包括系統的各個階段,從設計到制造、測試、運行中的使用和退役。每個階段的責任以及自動化系統的各個方面都有所不同。總而言之,在法律和道德范圍內,自動化(軍事和或雙重用途)組件的生命周期得到良好管理的總體責任在于訂購系統的國防組織。在這樣做的時候,其采購規格應包含這些內容。各個(子)系統的生產商要對其部件的運作負責。

圖2 一個系統的生命周期

  • 有意義的人類控制(MHC)。有意義的人類控制包括(至少)以下三個要素。(1) 人們對武器的使用作出知情的、有意識的決定;(2) 人們在對目標、武器和使用武器的背景的了解范圍內,得到充分的信息,以確保武力的使用符合國際法;(3) 有關的武器是在現實的操作環境中設計和測試的,有關人員接受了充分的培訓,以便以負責的方式使用武器。MHC是一個復雜的概念,在許多情況下,上述描述并不是結論性的。荷蘭的官方立場是,"所有武器,包括自主武器,都必須保持在有意義的人類控制之下"。

3 概念與應用領域

"殺手機器人 "的言論使公眾對軍事背景下的機器人和自主系統的看法變得狹隘,只認為是高度或完全自主的系統對武力的致命使用。實際上,RAS可以應用于許多軍事功能和任務,每種功能都有不同程度的自主性(見圖1)。機器人和自主系統的廣泛軍事適用性產生了許多巨大的機會。未來幾年的挑戰是如何充分利用這些機會,發揮軍事優勢的潛力,同時減輕所帶來的風險。

圖 3 RAS在軍事中的應用領域

4 評估RAS的軍事價值

為了衡量RAS對軍隊的附加值,有必要確定這些系統能夠(或不能)積極促進軍事組織能力的不同方式。這可以防止為創新而創新,并將RAS的發展定位在其產生切實的、可感知的結果的潛力上。為了確定RAS的軍事用途,我們提出以下標準(見圖2):

圖 4 RAS評估矩陣

1.在部署RAS的軍事任務中實現預期效果或目標的有效性。

2.使用資源的效率。理想情況下,系統的生命周期成本(初始投資、維護、升級等)以及運行成本(如燃料、備件和維修)都要考慮在內。

3.根據當前情況的要求進行調整的敏捷性,以及隨著時間的推移適應新情況的敏捷性。

4.應用RAS的合法性,無論是在正式意義上還是在戰區和國內的(軍事)操作人員和人民/社會所認為的合法性。

5 目前的RAS系統概述

HCSS使用的RAS數據集在很大程度上建立在SIPRI數據集的基礎上,該數據集包含了380多個RAS,被分為若干一般類別。我們的概覽目前包括299個不同的RAS解決方案。我們的概覽目前包括299個不同的RAS解決方案。大多數RAS被歸入信息和情報類別,而使用武力的RAS解決方案最少。恰恰是由于涉及國家安全問題的分類所帶來的限制,使用武力的實際RAS數量可能比可以斷言的更多。此外,在中國和俄羅斯等國家收集有關RAS的數據受到其已知的保密性和語言障礙的限制。

使用HCSS的軍事功能分類法,對當前的RAS進行了事實性的概述(見圖1)。本節將首先展示該分類法的第一層;然后是第二層,對RAS的潛在軍事應用進行更詳細的說明。為了提供一個清晰的關于RAS生產和使用的廣泛觀點,可視化將顯示每個國家生產/使用的項目的大致數量。

我們根據其軍事功能對299種RAS進行了分類,即在服務與支持、信息與情報、防御性使用武力和進攻性使用武力等領域,形成了第一層分類法。圖3描述了RAS的第二層,為HCSS的系統分類提供了更全面的觀點。

圖 5. HCSS RAS 分類法

在這些功能中實施RAS帶來了巨大的挑戰,但也預示著軍隊有了更有效、更高效和更敏捷的新機會。可以根據這些類別來評估RAS繼續(重新)進化國防領域的潛力。

速度。在人工智能的幫助下,RAS已經能夠超越人類的反應時間,縮短OODA(觀察、定向、決定、行動)的循環,從而促進快速決策和對威脅進行優先排序。

可靠性。將任務委托給機器需要極大程度的信任,到目前為止,RAS還不能證明在所有軍事應用領域都有足夠的可靠性。然而,隨著這些系統在執行具體任務時證明其可靠性和有效性,我們對這些系統的信心會增加。

精確性。人工智能系統已經發展了面部圖像識別和感官能力,超過了人類的表現水平,盡管無人駕駛系統比人類操作人員更精確的說法受到廣泛爭議。

量。由于射程和耐力的增加,RAS有能力加強對戰斗空間的覆蓋,并壓倒對手。這種潛力的最好例子是 "蜂群"。

射程。RAS大大增強了監視、情報、偵察和武器系統的可用存在點。

穩健性。在短期內,RAS將比人類更容易受到意外情況的影響,包括惡劣的天氣和任務的變化。這種脆弱性延伸到了虛擬領域:因為連接的損失、黑客攻擊和其他干擾會使一個系統失去能力。

安全性。RAS可以執行 "枯燥、危險和骯臟 "的任務,這樣人類就可以專注于更專業的任務,并遠離火線。

成本。盡管對最先進技術的獨家使用權將保留給最富有的參與者,但現在被認為是高度先進的系統的成本將在未來20年內下降,從而變得更廣泛地可獲得。

維護。鑒于系統的復雜性和所涉及的多個(外部)合作伙伴,更新和升級RAS的軟件和硬件可能被證明更加困難。

時間效率。RAS可以在不需要休息的情況下24小時高標準地執行枯燥和重復的監測任務,后勤規劃可以得到有效解決,并且可以迅速超越人類多任務處理的極限。

靈活性。盡管RAS目前在執行特定任務方面表現出色,而人類在可預見的未來仍將是最靈活的。隨著開發人員對當前系統的不斷創新,這種動態可能會發生變化。

適應性。RAS具有很強的適應性,在系統的生命周期中可以很容易地進行重新配置(擴展、延伸、升級等),以便跟上動態環境中出現的新要求。

外部合法性。因此,軍隊與RAS的接觸必須在它們(可能)提供的先進能力和它所服務的社會的價值觀和規范之間取得平衡。

內部合法性。對RAS的信任和組織正常化將隨著時間的推移得到加強。隨著對系統的理解、其可預測性和熟悉程度的提高,其在組織內的合法性將得到鞏固。

圖6 荷蘭陸軍機器人

6 自主性等級

RAS的 "自主性"部分是討論最多的,也是最受限制的。一個關鍵的概念是有意義的人類控制(MHC)。荷蘭的正式立場是,"所有武器,包括自主武器,都必須保持在有意義的人類控制之下"。同樣,沒有國際公認的定義。有意義的人類控制包括(至少)以下三個要素:

  • 人們對武器的使用作出知情、有意識的決定。
  • 人們在對目標、武器和使用武器的背景有充分了解的情況下,確保武力的使用符合國際法的規定。
  • 有關的武器是在現實的操作環境中設計和測試的,有關人員接受了充分的培訓,以便以負責任的方式使用該武器。

然而,MHC是一個復雜的概念,在許多情況下,上述描述并不是結論性的。同樣,經常使用的人在環中、人在環上和人在環外的區分也是不夠的。這些術語指的是一個未指定的人和一個未指定的決策循環之間的關系,而在現實中,一些不同的人可能與各種循環有關。循環中的人類指的是人類具有監測功能,能夠在需要時進行干預的情況。許多這樣的環路都是非操作性的,例如,在RAS的設計階段發揮。同時,這些術語也涵蓋了人類控制(或機器自由)的方面。自主性一詞中還包含的另外兩個概念是機器的復雜性和被自動化的決策類型。

為了我們的目的,我們提出了一個基于SAE國際標準J3016的分類法(見圖4),該標準確定了六個級別的駕駛自動化來對自動駕駛汽車進行分類。

圖7 自動化等級

0:遠程控制:由操作者全時執行動態核心任務的所有方面,即使有警告或干預系統的加強。

1: 操作員協助:由協助系統利用環境信息執行核心任務的某些功能方面,而操作員執行核心任務的所有其余方面,并期望操作員對干預請求作出適當的反應。

2:部分自動化:由協助系統使用環境信息執行核心任務的所有功能方面的特定模式,并期望操作者對干預請求作出適當的反應。

3:有條件的自動化:由一個或多個輔助系統對核心任務的所有功能方面進行特定模式的執行,使用關于環境的信息,并期望操作者將對干預的請求作出適當的反應或/和可以推翻自主行為。

4:高度自動化:由一個或多個輔助系統利用有關環境的信息,執行核心任務的所有功能方面的特定模式,即使操作者沒有對干預的請求作出適當的反應。

5:完全自動化:由一個自動化系統在所有環境條件下全時執行核心任務的所有方面,至少達到可由操作員管理的水平。

7 存在的困境

7.1 RAS軍事應用的社會考慮

在軍事背景下開發、整合和使用RAS的倫理和法律考慮比比皆是。雖然目前關于機器人和自主系統(RAS)的倫理辯論往往被圍繞著全面禁止 "殺手機器人 "的相對極端的敘述所主導,但目前關于RAS的討論卻忽略了對決定如何在軍事背景下引入RAS有關鍵影響的細微差別。醞釀中的人工智能軍備競賽以及廉價、技術先進的系統在國家和非國家行為者中的傳播,迫使各國采用RAS。軍隊如何在保持人類機構、人類尊嚴和責任不變的情況下做到這一點是非常重要的。

7.2 倫理考慮

保持人的能動性,特別是在自主武器系統(AWS)的背景下,是關于在軍事領域整合RAS的最有爭議的辯論問題之一。人的能動性是一個概念,包括 "自我控制、道德、記憶、情感識別、計劃、交流和思考"。它包括 "自我意識、自我意識和自我授權的特點",因此與道德機構有關,并影響到責任的歸屬。

人類控制也被稱為 "有意義的人類控制"(MHC),是人類機構的一個操作組成部分,它區分了人類和人工決策過程。維持MHC的一個基本方面是操作者對算法過程的參數的理解,作為計算結果的呈現,以及事后解釋機器通往結論的路徑的能力。從這一點出發,產生了RAS特別是AI的一個重要的倫理問題:缺乏算法的透明度。神經網絡等算法存在不透明性,因為它們像 "黑匣子 "一樣運作,因此算法得出結論的路徑往往無法追蹤。操作者對此類系統的理解減少,降低了他們預測和/或解釋系統推理過程的能力,削弱了操作者對結果的控制,因此,對其(錯誤)使用的責任。此外,算法驅動的系統的進化性質,無論是自學特性還是軟件更新,都有可能大大影響系統行動的可解釋性。獨立發展其對周圍環境的理解的自學人工智能、自動化偏見和對系統輸出的過度信任可能會限制人類對RAS系統運行的控制。由于系統的設計可以在觀察、定向、決定、行動(OODA)循環中的多種功能中納入不同程度的自主性(從遠程控制到完全自主),有意義的人類控制原則應在開發的最初階段被考慮。

基本的指導原則是以 "設計的倫理 "來工作,即在用例識別、系統設計、驗證、制造和測試過程中納入倫理考慮,而不是僅僅在系統生命周期的 "使用 "階段。這就需要在設計和測試階段的早期建立對系統性能和行為的理解,通過早期讓終端用戶參與進來,這意味著操作員、監督員和指揮官將能更好地追蹤、理解和預測系統的決策過程。應該為將開發過程外包給外部承包商建立最佳實踐指南。

7.3 法律考慮

RAS中缺乏有意義的人類控制,這推動了對管理自主武器的法律討論和辯論的考慮。國際上的立場仍然大相徑庭,從禁止這類武器的支持者和反對者到介于兩者之間的一些國家,強調需要進一步澄清和闡述現有制度。然而,很明顯,目前的規則、標準和做法是相關的,但很可能不足以涵蓋自主武器方面的發展。至少,RAS需要對現有法規進行完善。雖然基于共識的《特定常規武器公約》/《政府專家組》仍然是推動這一辯論的必要工具,但僅靠這一努力是否足夠令人懷疑。盡管有非政府組織和學術界的參與,但在這種形式下,國家締約方占主導地位,工業界只是以后備身份出現。在國際層面的定義、規范和標準的各種方法中,荷蘭需要決定其武裝部隊現代化的方向,并在不斷加強的公眾辯論中決定其國際姿態。

管理RAS的法律方法包括硬法律、軟法律和自愿措施。硬法涉及國家間談判和商定的具有約束力的條約。軟法涉及準法律文書,如具有政治約束力的行為守則(CoCs)或建立信任和安全的措施(CSBMs),有時涉及國家以外的多個利益相關方。最后,自愿性文書包括行為原則或規范以及最佳做法的交流,或傳統軍備控制界內部或外部的其他信息(見圖6)。

圖 6:監管 (L)AWS 的三種機制

8 概念開發與實驗是必需的環節

8.1 RAS軍事應用的操作考慮

對RAS的軍事適用性的業務操作考慮涉及現有程序和武裝部隊內部文化帶來的挑戰,特別是在與外部伙伴的合作以及概念開發和實驗(CD&E)方面。在合作方面,RAS的出現對軍事背景下多利益相關方合作的有效性提出了挑戰,特別是當它涉及與私營部門的合作結構時。除了與外部關系的變化,武裝部隊還必須努力解決CD&E過程的內部重組問題,這不僅會對指導組織功能的結構過程提出質疑,也會對更廣泛的理論思維提出質疑。RAS的獨特之處在于,它們最終會將人類帶入 "圈外",并因此極大地影響作戰性能、組織嵌入(例如,影響人員的數量、技能和培訓)以及作戰概念(理論和戰術)。

協作考慮

由于RAS的發展在很大程度上是由民用創新驅動的,RAS的整合創造了與傳統國防工業以外的設計者、開發者和制造商互動的需求。管理這種關系需要:a)綜合和跨學科的合作;b)明確的任務、投資和責任分工;c)實施共同的系統結構;d)平衡軍事要求和期望、技術可能性以及(可能沖突的)法律、倫理和安全參數。

此外,由于快速的創新周期,例如人工智能(AI),RAS必須在快節奏的程序中開發和獲得,使用時間較短,并在系統的整個生命周期中進行修改、更新、插入或交換。而常規系統的整合包括從開發者/生產者到將使用新系統的軍事組織的某種 "移交"。RAS的一個特點是對持續發展的集成軟件的依賴;當然,在自我學習算法是系統自主推理的一部分的情況下。因此,RAS的移交并不一定是生產者在生命周期的后期階段的最終參與。生產者必須確保系統得到充分和定期的更新,確保系統的自學性質得到控制,并繼續滿足需求和標準。

與這些快速的創新周期相比,關于倫理問題和法律不確定性的社會討論展開得很慢。這些對話需要與國防組織之外的一系列利益相關者和政策制定者進行互動。軍方應盡可能地讓外部開發者參與這一辯論,并應通過使用內部準則或行為守則對所有利益相關者進行有意義的監督。

RAS的整合涉及到對所有 "DOTMLPF "類別的調整。軍隊應重新考慮理論是否涵蓋了RAS部署的情況,部隊的培訓和組織是否足以確保RAS得到充分利用,是否有足夠的技術知識來處理臨時的技術問題,設施是否具備維修RAS的能力,等等。RAS可能給DOTMLPFelements(部分或全部)帶來的根本性變化,需要與國防組織內的利益相關者、國際軍事伙伴,以及可能與其他伙伴機構進行廣泛的互動。

8.3 概念開發與實驗(CD&E)考慮

在武裝部隊中引入RAS,不僅僅是為了適應和使用新的武器系統。為了站在快速變化的需求和新興技術的最前沿,并能夠就RAS如何增強軍隊做出正確的決定,實驗是關鍵。對于設備的開發者來說,軍事世界可能是相當新的,并且鑒于在與RAS合作時出現的新問題,必須組織與開發者、生產商、知識機構,當然還有作戰用戶本身的密集工作關系。這些工作關系和隨后的討論應該為幾乎準備好的產品建立,但也特別是為武裝部隊的最概念性的想法建立。這些討論可以在所謂的 "試驗臺 "中進行。

在武裝部隊內部,如何從目前和計劃中的部隊轉向未來部隊的文化需要改變態度。需要進行深入的對話和研究,不僅是關于確定性的話題,如更新舊設備,而且是關于不確定性的話題,如思考未來需要的能力,并就如何達到這一點制定戰略。國防規劃系統需要為此進行調整,可能還需要在國防投資或生命周期計劃中設立單獨的創新基金。首先,關于采購的嚴格規定需要進行一些調整,以允許從舊手段向新手段的創新過渡。一個可能的方法是在定義新的能力需求的早期階段成立一個工作組,所有相關的參與者,從法律團隊和采購支持到業務用戶和負責的參謀人員,都可以討論和規劃新能力的獲得。

訪談發現,相當多的創新來自于組織的低層,而不是對未來技術的大局思考的產物。創新部門應該提供靈活的程序和一定程度的操作自由,以允許 "草根 "創新。創新競賽是另一個很好的例子,說明組織可以相當迅速地、不通過復雜的程序達成某些創新解決方案。同樣重要的是,允許創新失敗,在這種情況下,沒有人必須為這種失敗而受到懲罰的想法。雖然不能指望軍事組織像工業界那樣接受失敗和承受風險,但如果要取得進展,必須向這種態度轉變。失敗和風險是真正創新的不可分割的組成部分。因此,工業界和軍方必須緊密合作,在RAS技術的生命周期內對創新進行評估。

圖8 第13輕裝旅RAS-CD&E單元

9 第 13 輕旅 RAS-CD&E單元

9.1 啟動

在許多陸軍中,啟動一個新項目或創建一個新單元的常見方式是通過周密的計劃、研究和大量的耐心。2018年,荷蘭皇家陸軍司令部偏離了這一軌道,指派一名軍官開始RAS考察,只下了一個非正式的命令:"剛剛開始,探索各種可能性"。在沒有正常的組織分解結構和工作描述的情況下,這名軍官將具有不同專長的人聚集在他周圍,并進行了簡短的文獻審查和市場調查,以考察設備的可能性和可用性。這個新成立的團隊得到了RAS實驗單元的名字。該單元負責RAS領域的概念開發和實驗,并與工業界和大學一起探索短期和中期的研究目標。

這種迅速的開始使得在短短兩年內建立一個大約20人的團隊,擁有各種機器人、無人機和其他設備。在此期間,在蘇格蘭和奧地利進行了重大演習,RAS團隊帶著機器人參加了演習。

9.2 執行

軍隊指揮部的明智決定是將RAS實驗單元設在一個作戰旅,即13輕騎兵旅內,而不是教育和訓練單元或卓越中心內。這樣一來,就有可能為最終用戶進行實驗,并與最終用戶一起進行實驗,從未來必須操作這些系統的人那里獲得直接反饋。終端用戶由一個常規步兵排代表,該排被旅長指定為執行實驗的專用排。這個所謂的RAS排被置于RAS實驗單元的戰術指揮之下。

在第一年半的時間里,RAS-單元抓住一切機會快速啟動,這導致了各種各樣的項目分散到各個方向,它們之間沒有明確的凝聚力或明顯的焦點。這種工作方式是經過深思熟慮的選擇,即在短時間內非常靈活地探索RAS的廣泛領域,并采摘低垂的果實,而不是被阻礙和束縛在一個僵化的路徑上。這種方法在短時間內取得了許多小的成功,其結果是在組織內創造了一種積極的運動和熱情,以接受這一計劃,并繼續為一個相對不確定的計劃分配資金和資源。它引起了上級指揮部的注意、信任和 "贊助者",產生了促進該計劃成為武裝部隊創新的主要先鋒之一的積極結果。

基于過去一年半的知識和經驗,廣泛而多樣的方法匯聚成2021年和2022年的三條行動路線。第一條線的目標是在2022年底與RAS排一起在軍事相關的環境中進行操作實驗,如任務。第二條是繼續進行已經開始的短周期實驗,第三條是(內部)開發人工智能,以實現從遠程控制到更多自主系統的步驟。這三條線都將集中在戰斗功能上。雖然從后勤或傳感開始爭議較少,但國家擁有使用武力的壟斷權,因此有責任在這一領域啟動控制良好和負責任的研究和開發。在其他研究領域有可能出現雙重用途的情況下,軍隊應以最低限度的能力采用和吸收這些研究結果,使其成為軍事證據。在戰斗功能方面,需要與工業界和大學的技術專長緊密合作并結合具體的軍事領域知識。

9.3 先決條件與挑戰

上述所選方法的成功程度取決于某些先決條件和滿足這些條件的方式。以下因素對RAS項目第一階段的迅速開展至關重要。

首先,被指派領導項目的人必須有一種反叛和創業的心態,特別是在像軍隊這樣的大型官僚組織。這是必要的,以便以非傳統的方式將組織從A地轉移到B地。如果以傳統的方式進行,你最終可能只是把事情做得更好一點。第二,項目負責人必須表現出毅力和勇氣,因為這將是一個艱難的內部旅程,團隊會遇到很多不情愿、不靈活和保守的情況。第三,管理層必須表現出對項目負責人的充分信任,并以誠實的意圖而不是以時間表來支持任務。這意味著一級和二級管理層必須接受混亂和 "不受控制 "的感覺。因此,重要的是在組織內部盡可能低的層次上賦予全部責任。例如,在計劃開始時,只有少數項目和活動是由上級指揮部設立和了解的。但隨著時間的推移,RAS單元不斷壯大,項目和活動的數量也隨之增加。當上級指揮部和上級領導對他們所不知道的項目數量感到 "驚訝 "時,當他們 "面對 "進展的規模時,就出現了轉折點。盡管所有項目似乎都符合方案和指揮官的意圖,但未知的情況讓上級指揮部感到不舒服。花了一些時間和多次 "咖啡機會議 "才阻止了收緊規則和增加控制措施。為了提高上級指揮部對形勢的認識,同意在RAS-單元內引入某種聯絡方式。

造成這種失控感的部分原因是,RAS計劃是一個復雜的、全面的和技術性的計劃。它有各種各樣的基礎項目,在技術領域、工程師或概念的成熟度、工業伙伴和方法上都有所不同。所有這些較小和較大的項目在時間上平行和/或串行運行,最終都有助于實現商定的目標。但這需要對所有這些項目有深入的了解,并以整體的觀點來看待這種相互聯系。只看到這個復雜的拼圖的一部分會給人一種混亂的印象。然而,正如高級指揮部所意識到的那樣,對方案細節有一個非常簡要的概述,但對目標和目的有一個清晰的看法和把握,這是第一步。下一步是接受這種簡短的細節,抑制試圖掌握所有細節的第一反應,這仍然是方案中的一個問題。為解決高層領導的這一擔憂,一個可能的解決方案是創建一個大型的圖像序列,其中所有的(子)項目都圍繞著主要目標進行可視化,并概述這些(子)項目之間的關系。有了這樣的圖示,就更容易說服和告知上級指揮部這些(子)項目的必要性,以及它們在大局中的作用。最后,對于參與項目的每一個人來說,接受(或更好地擁抱)失敗并保持耐心是很重要的。

圖 9.NLRA,RAS 排。 Themis RC 機器人在奧地利與荷蘭步兵一起進行 CD&E 演習

9.4 前進之路

隨著RAS發展的重點放在戰斗上,荷蘭國防部已經啟動了對無人駕駛地面車輛(UGV)和人工智能(AI)的長期投資計劃。在15年的期限內,軍隊將投資于各種戰斗型UGV的實驗,包括進一步開發相應的人工智能。隨著這項投資集中在連級,實驗將被執行,以開發更大規模單元(如營或旅)的新操作概念,同時還將建立一個模擬程序。這一發展的第一步從2022年開始,并將在2023年繼續。目標是創造一個模擬環境,在這個環境中,指揮官和他的工作人員可以嘗試新的作戰概念,除了現有的軍隊裝備外,還可以自由地納入各種RAS。除了概念的發展,這些模擬的結果將為新單元的形成和設置、這些單元內所需的RAS組合以及這些系統的具體資格提供指導。

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呈現 "多重困境 "的跨領域同步動能和網絡行動是多域作戰的基本原則。然而,最近關于網絡能力與動能作戰的實踐和研究表明,由于行動的同步性不足或缺乏對網絡效果的協調和控制,在創造聯合效果方面存在困難。本文概述了在未來涉及北約和近鄰對手的高強度沖突中進行綜合網絡和動能行動所需的三項要求。首先,軍事物聯網(IoMT)與人工智能(AI)支持的指揮和控制(C2)能力相結合,以實現網絡和動能的綜合作戰;其次,多域編隊與網絡指揮部或其各自的組織機構相整合,以實現全戰區網絡戰役的協調;第三,基于分散決策和分散執行的網絡任務指揮理論,以實現加速的作戰速度。該分析提出了三個比較國家的研究--美國、英國和德國--以評估將網絡能力納入2030年高強度沖突的多領域作戰概念的狀況。它還提供了一套關于技術能力、新的組織結構和理論變化的初步建議,以促進網絡與動能的更好整合。

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1 引言

在面對同行競爭對手的遠程精確火力威脅時,已經提出了很多關于重新加強西方空中優勢的新作戰概念。大多數專家主張采用更加綜合的軍隊方法,以高節奏的方式將多種軍事困境強加給對手。基于網絡協作的有人和無人資產將重新獲得戰斗力和機動能力。這樣一來,對手將被迫根據不確定的選擇做出決策,從而危及其行動結果。這樣一種新模式涉及多域作戰(MDO)概念。

多域作戰可以被描述為在一個領域內利用來自所有領域的傳感器和效應器產生軍事效果的能力,以及將指揮和控制(C2)下方給盡可能低的級別。倡導平臺整合和C2鏈中的輔助性,構成了重新加強部隊靈活性、復原力和反應力的基線。戰區的聯合部隊指揮官(JFC)將作為MDO的協調者。他們將有能力在戰術指揮官之間分配傳感器和效應器以執行專門的任務,在所有領域之間同步效果,并根據需要將任務的控制權下放到戰術邊緣。

這可以通過一個被稱為多域作戰云(MDCC)的包容信息技術和通信(IT & COM)的生態系統實現,形成一個由跨域的可操作傳感器、效應器和C2節點組成的作戰網絡。利用北約的C3分類法,MDCC將提供一種手段,以實現和加強北約國家和合作伙伴的互操作性,從而提高作戰效率。

下文將通過2040年的一個虛構的作戰場景來說明整合和輔助的原則,并強調其在作戰角度和MDCC功能要求方面的結果。

2 在行動的早期階段,MDCC作為一個包容性的助推器

虛構的作戰場景從"空軍保護"開始,在一個國家對其少數種族進行了令人無法接受的突襲之后,隨后轉變為空中前沿基地作戰(A2BO)。聯合國(UN)授權北約進行一場軍事行動。北約部隊包括一個擁有新一代戰斗機(NGFs)和遠程航母(RCs)的下一代武器系統(NGWS)中隊,一些增強型傳統戰斗機,一個C2機載平臺,加上光學、雷達和通信衛星群,油罐車,網絡資產和地面特種部隊。一個帶有兩棲部隊的航母戰斗群也加入了該作戰區。

關于空軍保護,目標是防止任何空襲和對少數民族聚集地的騷擾進行反擊。在這個階段,聯合部隊司令部決定將空軍指定為受援部分,受援部分是特種部隊和海軍。因此,聯合部隊空軍部分指揮官(JFACC)負責戰術層面上所有空中平臺的指揮。

為了應對襲擊,JFACC需要一個由多領域傳感器輸入(空中、陸地、太空和網絡)建立的完全認可的畫面。探測特定社交網絡上的公眾騷動,結合特種部隊和天基資產的實時情報監視偵察(ISR),就可以從NGWS在動亂地區上空迅速展示武力。此外,任何支援該國家并呼吁對少數種族實施暴力的社交網絡都將受到網絡反擊,使其無法運作。

在行動的這一階段,MDCC是基于共享的開放式IT和COM架構,將所有可用的傳感器互聯起來形成包容性的助推器。它正在提供一個由實時ISR收集和過去情報融合形成的共同畫面。這樣一來,MDCC提供了一個高水平的態勢感知能力,以便根據JFC的指令,從JFACC到未來作戰航空系統(FCAS)任務指揮官層面,可以適當地開發和提出軍事行動選擇。

3 多域作戰中的不同需求

該突襲國家向少數種族聚集地發射了幾枚地對地中程導彈,造成了人員傷亡,局勢迅速惡化。此外,該國家啟動了他們所有的綜合防空系統(IADS),特別是遠程導彈。根據新的聯合國決議,北約立即決定改變其軍事態勢。聯盟下令破壞該國家的綜合防空系統,同時確保北約的戰略主動權,以便在以后需要時進行兩棲攻擊。

總體目標是堅定地應對襲擊,同時保持對升級態勢的控制。JFC收到來自戰略層面的指令,進行空中前沿基地作戰(A2BO),以消除該國家的空軍基地,阻礙其奪取少數種族聚集地控制權的 "既成事實"戰略。這些A2BO的目的是擴大空軍的行動選擇,同時減輕所有航空資產在脆弱作戰基地的風險。A2BO還必須提供更大的靈活性和超越該國家行動的能力。在戰斗附近,分散的空中作業點(AOL)可能有助于空中打擊,但也將有助于對方反介入空中阻斷(A2/AD)。

在從JFC分配額外的資產后,JFACC現在負責用地面、海基NGWS和來自防御與干預護衛艦(FDI)的巡航導彈對該國家空軍基地進行交戰。然而,根據局勢演變和對航母戰斗群可能出現的突發威脅,JFC在JFACC和聯合部隊海上組成部分指揮官(JFMCC)之間保持NGWS和FDI的反應性和動態重新分配。因此,JFMCC在與JFC立即同步后,將能夠向JFACC提出實時空中任務指令(ATO)或空域控制指令(ACO)的變更要求。

因此,這些由北約領導的持久前線空軍必須能夠使用彈性的、低特征的、低維護的、大量的有人和無人駕駛航空資產進行防御性和進攻性反空作戰。其目的是通過建立更加分散的、有彈性的和難以定位的AOL,形成針對A2/AD能力的效果,而不存在力量集中的相關脆弱性。這支部隊包括NGFs、各種RCs(包括傳感器和效應器)、增強型傳統戰斗機和空中戰術運輸機,作為戰區內武器、無人平臺、燃料和后勤支持的運輸工具,所有這些都通過動態利益共同體運作。根據AOL和NGF之間的通信狀態,特定的 "多域戰術功能 "將被委托給駕駛艙,以允許FCAS任務指揮官承擔 "動態目標 "和 "時間敏感ISR "的控制權。由于戰區的延伸,NGF加上衛星群將從擴展的態勢感知中受益,并在需要時承擔更廣泛的控制責任,與C2機載平臺上的 "前線控制小組 "已經承擔的責任并列。

4 復雜MDO中MDCC內的網絡可選系統

將A2BO與JFACC和JFMCC的網絡結合起來,可以在MDCC內實現 "網絡可選系統"。這種 "網絡可選系統 "在可用時利用 "集中式網絡",并在與上級當局隔絕時在戰術邊緣的可用平臺中形成 "機會網絡"。在這里,MDCC是這種復雜MDO的助推器。一方面,MDCC整合了從JFC到戰術指揮官的所有決策過程(從計劃到評估再到執行),包括部隊分配和效果同步,為跨領域的動態支持/支援框架鋪平了道路。另一方面,它提供了所有指揮官之間的輔助性,允許在盡可能低的級別上授權C2,如AOL和NGF。

在成功的A2BO之后,北約希望利用這一情況,并指揮開展兩棲行動,以充分保障少數種族的安全。在這次行動中,JFMCC被指定為被支持的司令部,空軍和特種部隊則是被支持的司令部。所有平臺都有可能在海軍的授權下用于兩棲作戰。MDCC將使JFMCC能夠將所有領域的傳感器和平臺整合到大型海軍計劃演習艦隊中,并在需要時將C2授權給最佳海軍平臺指揮官。

5 結論:MDCC是一個可聯網的按需分配系統

這個虛構的場景說明了通過所有決策過程進行整合和輔助的必要性。這樣做有助于形成一個可靠的技術環境,以高作戰節奏產生全球戰斗力,整合所有領域的機動性,而不存在力量集中的弱點,并因此給對手帶來多種困境。這種技術環境是由MDCC提供的,它可以被描述為一個 "定制網絡系統",包括從后方到邊緣的所有可用平臺。因此,如前所述,MDCC是動態分配部隊和分配C2的MDO助推器。

作為新技術的設計者和提供者,工業界隨時準備支持武裝部隊塑造MDO作為一種新的作戰模式。考慮到利害關系,兩者之間強有力的伙伴關系對于確保徹底掌握需求和設計MDCC而不過早選擇某些技術方案至關重要,因為這將阻礙未來的MDO。在作戰概念和技術解決方案方面,這一旅程仍處于早期階段。只有攜手合作才能應對未來的挑戰。

作者

Brigadier General準將(退役)(法國空軍)1987年畢業于法國空軍學院,2003年畢業于美國空戰學院。他有3000個飛行小時(美洲虎、幻影2000D),執行過122次戰爭任務,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2021年加入空中客車公司,擔任FCAS多領域行動的高級運營顧問。

Thomas Vin?otte上校(退役)(法國空軍)于1987年畢業于法國空軍戰斗機飛行員,2003年畢業于戰爭學院。他有超過3300個飛行小時(美洲虎、幻影F1CR、幻影2000 RDI和幻影2000-5),執行了83次戰爭任務,包括一次彈射,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2019年加入空中客車公司,擔任FCAS高級運營顧問。

Laurent le Quement于1996年畢業于阿斯頓大學。在2010年加入空中客車公司的發射器部門之前,他曾在汽車和轉型咨詢部門工作。在2018年成為FCAS的營銷主管之前,他在業務發展和創新方面擔任過許多職位

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簡介

聯合全域指揮與控制(JADC2)概念在美國防部對未來戰爭的設想中越來越重要,并將在聯合作戰概念中發揮不可或缺的作用。它試圖將所有領域的眾多傳感器、決策者和射手連接到一個戰區范圍內,甚至是全球的戰斗網絡。JADC2的支持者認為,這一概念將在未來與俄羅斯等的沖突中為美軍提供決策優勢,使美軍能夠比對手更好地理解、更聰明地決策和更快地行動。

為了使JADC2按照設想的那樣工作,它將需要不同的和廣泛分散的系統相互無縫連接。指揮、控制、通信、計算和信息(C4I)系統實際上將作為JADC2的中央神經系統發揮作用。C4I能力不僅將形成連接一切的網絡架構,而且還需要對大量的信息進行理解,以幫助指揮官對戰場上發生的事情獲得 "指尖上的感覺"。盡管國防部近年來對C4I系統進行了大量投資,但這些努力主要集中在大型的、孤立的服務項目上。將這些在設計上不一定能相互操作的系統整合到一個聯合C4I架構中是一項艱巨的任務。

同時,JADC2的可行性取決于關鍵使能技術的成熟度。這些關鍵技術包括:5G通信,以實現海量數據的高速傳輸;人工智能,以解析和理解所有這些數據,然后幫助指揮官做出決策;云計算和邊緣處理,以使該架構能夠在高度分散和有爭議的戰場上發揮作用。整合零散的服務能力,成熟的新興技術,并將它們全部整合到一個有效的戰斗網絡中,這將是一項具有挑戰性的工作。

鑒于JADC2在美國防部未來計劃中的核心地位以及圍繞其發展的復雜性,決策者可以從更好地了解當前的情況中受益,因為關鍵的決策點,如23財年預算提交的最終確定和24財年服務計劃目標備忘錄(POM)的制定。為此,Govini應用決策科學--有針對性地應用機器學習和數據,將政府和商業市場數據融合在一起,闡明與三個關鍵問題有關的見解。首先,美國政府近年來在與JADC2相關的C4I能力和使能技術上花費了多少?第二,美國防部的哪些部門和其他聯邦機構資助了這些工作?第三,美國政府在這些能力和技術方面與哪些公司進行了合作?在美國防部最終確定其JADC2實施計劃時,從這一分析中獲得的洞察力可以為行政部門的高級領導人和國會提供關鍵的背景

主要研究結果

  • C4I的支出趨勢:在過去的五年中,每個部門都花費了數十億美元開發和采購自己的C4I系統。這些服務項目的高額支出,其中許多已經開始投入使用,這意味著該部將很難,甚至不可能簡單地取消目前的努力,重新開始一個單一的聯合解決方案。然而,如果沒有一個聯合C4I系統來統治它們,JADC2將取決于在眾多現有和計劃中的服務C4I能力之間建立互操作性。

  • 下一代C4I能力:自19財年以來,對JADC2的投資已經從采購轉向研究、開發、測試和評估(RDT&E),這可能表明國防部已經重新專注于開發下一代C4I能力,而不是采購現有系統。國防部在開發這些新的C4I能力時,必須著眼于互操作性,并從一開始就建立通用數據標準和協議。

  • 關鍵技術的進步:要使JADC2概念發揮作用,需要在人工智能、邊緣處理和5G等關鍵使能技術方面取得進展。但是,盡管近年來對這些使能技術的投資迅速增加,它仍然遠遠落后于開發主要C4I項目的支出。

  • 基礎研究:美國防部資助的與JADC2相關的新興技術領域的基礎研究,除了人工智能之外,相對有限。這可能表明,國防部越來越依賴私營部門來領導信息技術的早期研究與開發(R&D)。美國防部還可以尋求利用美國政府其他部門資助的早期研發工作,如國家科學基金會(NSF)。

  • 供應商狀況:雖然支持關鍵使能技術發展的供應商基礎包括許多創新公司,但這些努力大多是新生的,傳統的部門合作伙伴仍然主導著C4I系統的開發。美國防部面臨的挑戰是如何引導這些新興技術和開發這些技術的創新公司跨越 "死亡之谷",從研發階段到成熟的能力,并將其送到作戰人員手中。

聯合全域指揮與控制分類法

Govini聯合全域指揮與控制分類法闡明了國防部和其他選定的聯邦機構在17-21財政年度在JADC2上的支出。該分類法包括與JADC2正式掛鉤的項目支出,以及與JADC2相關的C4I能力和啟用技術。本分析將與JADC2相關的定義為現有的和計劃中的C4I能力,這些能力沒有與JADC2正式掛鉤,但可能需要納入任何JADC2架構,以及對JADC2的發展至關重要的使能技術。它被組織成六個部分(橙色框)和14個子部分(白色框)。該分類法的結構使人們能夠對過去的支出重點和趨勢進行細化檢查,與預算進行比較,并為評估未來的持續努力提供基礎。

Govini通過應用有監督的機器學習和自然語言處理來解析、分析和歸類大量的聯邦合同和贈款數據來創建分類法。使用人工智能(AI)和有監督的機器學習(ML)模型可以分析聯邦合同和贈款中包含的大量不規則數據--這些數據往往無法通過常規的政府報告程序或人力密集型分析方法獲得。此外,除了簡單地使龐大的數據源可用之外,Govini的人工智能和ML技術所依據的數學原理也增加了對數據分類和匯總的忠實度的信心,以產生一個全面和準確的聯邦支出時間描述。

分類法的定義

  • JADC2具體部分是最小的部分,包含所有與JADC2正式聯系的服務努力。這包括陸軍的 "聚合項目"、海軍的 "超配項目"和空軍的 "先進作戰管理系統(ABMS)"。盡管這些項目的所有資金在公開資料中無法確定,但這一部分可以作為一個起點來衡量這些項目隨著時間的推移而增長。

  • 指揮與控制系統涵蓋了廣泛的能力和項目。Govini將指揮與控制系統部分定義為包含目前現有的或計劃中的項目,這些項目還沒有正式與JADC2聯系起來,但可能需要納入任何JADC2 C4I架構。這些項目構成了國防部所有主要C2系統中的大多數。

這一部分被分成三個子部分。戰斗管理與指揮系統、信息發布系統和戰術C2系統。戰斗管理與指揮系統主要由指揮與控制戰斗管理和通信(C2BMC)項目和綜合防空與導彈防御戰斗指揮系統(IBCS)組成。信息發布系統部分包括分布式通用地面系統(DCGS),涵蓋國防部所有部門,以及合作交戰能力(CEC)。戰術C2子系統包含可移動戰術C2(T2C2)。

  • 通信部分由幾個主要的通信系統組成,但也包括一般的使能通信系統、標準和數據鏈接技術。該部分包括彈性通信、標準和協議以及戰術數據鏈接。

彈性通信包括作戰人員信息網絡-戰術(WIN-T)計劃和加固的通信設備。標準和協議包括MIDS聯合戰術無線電系統(MIDS JTRS)和各種加密器和通信標準,如模塊化開放系統方法(MOSA)和 "第五到第四 "平臺通信。戰術數據鏈包含大型程序,如高級戰術數據鏈(ATDL)和通用數據鏈(CDL)。

  • 衛星通信(SATCOM)部分包括衛星通信基礎設施的兩個主要領域,即空間和地面。這一部分更注重于衛星通信所需的硬件、軟件和研究,而不是實際的衛星采購。

地面部分包含移動用戶目標系統(MUOS)、海軍多頻終端(NMT)和超視距終端系列(FAB-T),而衛星通信-空間部分包含寬帶全球衛星通信(WGS)、先進極高頻(AEHF)技術和增強極地系統(EPS)。

  • 計算機和人工智能(AI)是基礎研究領域數量最廣泛的類別,但也是包含關鍵使能技術的類別,將幫助JADC2發揮預期功能。AI/ML、邊緣和云計算以及高性能計算是其中的細分領域。

AI/ML包含廣泛的主題,如深度學習、神經網絡、自然語言處理、圖像識別和物體檢測,僅舉幾例。邊緣和云計算包含JADC2實施所需的必要硬件和云資源,而高性能計算部分主要包含高性能計算和現代化計劃(HPCMP)和超級計算技術。

  • 網絡部分包含更快的通信和現有系統整合所需的所有必要的網絡程序和技術。該部分包含網絡集成與系統和下一代5G子板塊。

網絡集成與系統包含了海軍的海上綜合網絡和企業服務(CANES)以及國防高級研究計劃局(DARPA)的異質電子系統的系統技術集成工具鏈(STITCHES)等技術,旨在將所有現有的網絡集成在JADC2結構下。下一代5G子板塊包含所有現有的4G LTE技術和較新的5G能力,以使JADC2達到所需的網絡數據傳輸速度,從而實現低延遲的功能。

  • 一般C5I(僅預算)由預算中的細目組成,由于其中包含的項目的廣泛性,這些細目不能被歸入更細的部分或子部分。這一部分只出現在本報告的預算分析范圍內。

建立一個管理所有國家的聯合C4I系統是不可能的

從17-20財年,C4I相關項目和技術的支出每年平均增長8.9%(注:由于標準報告滯后,21財年支出數據不完整),導致20財年的支出比17財年多出11億美元。然而,這種支出一直集中在大型服務項目上。例如,17-20財年支出水平最高的五個項目是MIDS JTRS(14億美元)、DCGS(13億美元)、C2BMC(11億美元)、CANES(10億美元)和IBCS(803M美元)。這些項目就占了這一時期總支出的33%。

指揮和控制系統部分,即許多這些服務項目所在的部分,從19財年開始,支出水平急劇下降(僅19財年就下降了35.9%)。但考慮到迄今為止的支出數額,再加上許多系統已經部署在部隊中,意味著如果不是不可能,也很難簡單地剝離這些能力,并從一開始就用一個新的C4I系統重新開始,這是一種聯合努力。因此,用一個聯合C4I系統來管理所有的系統可能不是一個可行的解決方案。

建立一個戰區范圍內的C4I架構以支持JADC2的挑戰可能需要使具有不同標準和協議的孤立服務能力實現互操作。令人鼓舞的是,包括在現有系統之間建立互操作性所需的使能技術支出近年來有所增加,其中網絡和計算機與人工智能部分在19-20財政年度分別增長了26.6%和41.3%。但這些使能技術的支出水平仍然遠遠落后于主要C4I項目的支出。

JADC2的具體投資不斷增長,但與服務C4I系統相比相形見絀

Govini將同樣的機器學習和自然語言處理技術應用于美國防部的預算數據,以確定與JADC2相關的投資并進行分類。對預算數據的探索不僅可以說明國防部迄今為止的投資情況,還可以說明國防部計劃在未來的投資情況。預算數據中確定的資金水平在某些地方超過了支出數據中確定的水平。這種差異是由于RDT&E預算數據的結構方式。對于一些大型的和多方面的以研究為重點的計劃要素,即使在項目或成就層面上解析數據,也很難將美元價值分配給具體的研究領域。在這些情況下,Govini選擇包括那些至少包括與JADC2相關的一些研究項目的計劃要素的資金,盡管這可能在某種程度上夸大了這里描述的總資金水平。

自19財年以來,JADC2的具體部分一直在大幅增加,這是它出現在數據中的第一年,從19財年的2790萬美元到22財年的計劃2.48億美元。這一增長是由空軍的ABMS項目加速推動的。然而,與其他C4I系統的投資相比,對ABMS的投資仍然相形見絀。此外,ABMS目前是一個單一軍種而非聯合項目。有趣的是,陸軍和海軍近年來都對自己的C4I項目進行了大量投資,它們采取的方法與空軍不同。他們的JADC2具體工作,即陸軍的 "聚合項目 "和海軍的 "超配項目",一直專注于使現有系統能夠相互對話。

從18財年開始,也有一個明顯的從采購轉向RDT&E的轉變,RDT&E從18-22財年增加了50.6%,采購從19-20財年下降了19.4%。這種轉變可能表明,該部正在從投資現有的C4I項目轉向專注于開發下一代C4I能力。但如果不在整個部門建立共同的數據標準和協議,引入新的C4I系統只會使互操作性的挑戰更加難以解決。

向RDT&E的轉變也可能表明,人們越來越關注促進關鍵新興技術的成熟。專注于使能技術的計劃要素,如算法戰爭跨職能小組、下一代信息通信技術(5G)和以網絡為中心的戰爭技術,在最近幾年都有顯著增長。然而,如上所述,對使能技術的投資仍然滯后于對主要C4I系統的投資。

美國防部主導支出 - DARPA增長最快

不足為奇的是,美國防部在JADC2能力和技術方面的聯邦總支出占主導地位。在17財年,國防部在JADC2上的總支出在陸軍(27.1%)、海軍(28.5%)和空軍(32.8%)之間相當平均。然而,到20財年,陸軍和空軍的支出份額分別下降到17.2%和30.4%,而海軍的支出份額增加到33.2%。盡管在國防部總支出中的份額發生了相對變化,但所有三個軍事部門都繼續在與JADC2相關的C4I能力和技術上投入大量資金。

國防部在這一時期增長最快,從17財年占國防部JADC2總支出的11.7%增加到20財年的17.2%。導彈防御局(MDA)占了整個國防部支出的最大部分,其自身的主要C4I項目C2BMC推動了支出。DARPA與JADC2相關的工作集中在技術解決方案上,以創造現有系統之間的后向互操作性。例如,DARPA的STITCHES項目,旨在將現有的網絡整合在一起,盡管有不同的標準和協議,在17-20財政年度,資金平均增長13.9%。

除了美國防部之外,在所有聯邦機構中,美國國家科學基金會在JADC2相關能力和技術方面的支出增長最快,年均增長31.7%,盡管其總支出與國防部相比仍然很小。國家科學基金會的這種支出可能是國防部利用行政部門其他部門資助的JADC2相關使能技術的基礎和應用研究的一個機會。

系統集成商控制市場 國防部與新興技術供應商接觸

到目前為止,JADC2市場一直高度集中。少數供應商,其中許多是大型系統集成商,在17-21財年主導了JADC2的支出,前20名供應商占該期間支出的63.9%以上。事實上,前三名供應商--洛克希德-馬丁公司、雷神公司和諾斯羅普-格魯曼公司--獲得的與JADC2相關的支出超過了后面17家供應商的總和。這三家供應商占據了這一時期所有JADC2支出的32.8%。

鑒于主要C4I項目在JADC2支出中的普遍性,這種集中并不令人驚訝。頂級供應商和主要項目之間的關系從頂級供應商占據的地方得到了進一步的證實。當合在一起時,指揮與控制系統和衛星通信部分,也就是許多大型C4I項目所在的地方,占了前20名供應商捕獲量的62.4%和前三名供應商捕獲量的78.6%。相比之下,以新興技術為重點的計算機和人工智能領域僅占前20名供應商的4.7%,前三名供應商的0.8%。

盡管考慮到國防部近年來在JADC2能力和技術上花費最多的類型,這并不令人驚訝,但市場的集中性有兩個潛在的缺點。首先,這可能表明國防部沒有充分地利用不是其傳統合作伙伴的創新公司。其次,在不斷增長的JADC2市場中,只有少數公司占主導地位,這可能限制了它們之間合作的動力。但如上所述,JADC2概念的成功很可能取決于不同公司建造的不同系統的互操作性。

對細分市場和子細分市場的供應商進行更細化的探索,可以看到比前20名總體供應商更細微、更令人鼓舞的情況。盡管少數傳統的國防部合作伙伴主導了以主要項目為中心的細分市場,但與新興技術相關的細分市場的供應商基礎不那么集中,而且更加多樣化。例如,在此期間,人工智能和機器學習子領域的前三名供應商僅占該子領域總支出的7.2%。相比之下,戰斗管理和指揮子領域的前兩名供應商占據了該子領域支出的70.6%。在新興技術領域,國防部似乎正在與更多樣化和創新的公司合作。

主合同是支出的主要途徑

大多數部門的供應商情況每年都保持相對穩定,并以《聯邦采購條例》(FAR)為基礎的主要合同作為主要支出途徑。然而,計算機和人工智能領域,隨著時間的推移,供應商的數量不斷增加,并使用了更多樣化的支出途徑。例如,計算機和人工智能部門的供應商數量在此期間增加了44.8%,從17財年的460家供應商增加到20財年的666家。此外,基于FAR的合同是只有53.1%的供應商的支出途徑,而在指揮和控制系統部分則是98.3%。

其他交易授權(OTA)不是JADC2支出的高度使用途徑,甚至在以新興技術為中心的部分和子部分。兩個例外是計算機和人工智能部分,該部分對OTA的使用不多,但在不斷增加,而在20財政年度的JADC2特定部分,OTA是主要支出途徑。OTA使用的缺乏可能是OTA數據透明度低的一個假象,也可能表明該部錯過了充分利用這一重要工具來接觸傳統上不屬于國防生態系統的創新公司的機會。

商業部門引領科技研究

在計算和人工智能領域之外的JADC2相關生態系統中,贈款的使用非常有限,特別是人工智能和機器學習子領域。例如,計算和人工智能部分占所有JADC2相關支出的85.8%,而人工智能和機器學習子部分僅占76.6%。該部分以外的較低的撥款支出可能代表著國防部錯過了另一個機會,以促進對其他關鍵使能技術的研究,如邊緣處理、5G和云計算。但它也可能表明,在許多技術領域,國防部正越來越多地依靠私營部門來領導基礎和應用研究的方向。這種對商業主導的研究的強調將是對歷史規范的顛覆,但與Govini在其他分析中發現的趨勢一致。

對C4I能力的投資轉向RDT&E

RDT&E是美國防部創新的命脈,因此強大的RDT&E資金對于開發下一代C4I能力和成熟新興的使能技術至關重要,JADC2將依賴這些技術來實現預期的功能。如上所述,近年來,JADC2的投資已經從采購轉向RDT&E。此外,這一趨勢預計將在22財政年度繼續,并很可能在未來幾年繼續。與新興技術相關的細分領域的增長,如AI/ML,邊緣和云,以及下一代5G,一直在推動這一轉變。但即使在包含主要C4I項目的細分領域,采購和RDT&E之間的平衡也一直在向有利于后者的方向轉變。例如,信息交換和分配系統子項目已經從17財年的34.6%的資金用于RDT&E轉變為21財年的75.9%。這一轉變計劃在22財政年度進一步移動到81.8%。當國防部開始進行將JADC2從概念階段轉向實際能力所需的基礎投資時,向RDT&E的轉變是有意義的。但如上所述,國防部在開發這些新的C4I能力時必須著眼于互操作性,并從一開始就建立共同的數據標準和協議。否則,它有可能加劇其互操作性問題。

為 "關鍵推動者 "提供大量資金

RDT&E資金的分配可以提供與JADC2相關的能力和技術狀況的線索。與C4I能力相關的資金主要是在預算活動6.4和以上。這有直觀的意義,因為這些能力更加成熟,因此處于較晚的發展階段。相反,與使能技術相關的資金主要在預算活動6.2,特別是6.3中。為新興技術提供越來越多的資金是令人鼓舞的,這些技術將成為JADC2概念的關鍵推動因素。但國防部面臨的挑戰是如何引導這些技術和開發這些技術的創新公司跨越 "死亡之谷",進入下一代的C4I能力。

有趣的是,預算活動6.1(即基礎研究)的資金在這一時期一直非常有限。這可能是因為這種早期水平的研究在預算數據中缺乏具體性和真實性,無法將其與JADC2相關技術聯系起來。但這也可能進一步表明,國防部越來越依賴私營部門來領導早期研發,特別是關于5G和計算等信息技術。國防部還可以尋求利用美國政府其他部門資助的早期研發工作,如NSF。

新興技術供應商格局必須得到支持,跨越 "死亡之谷"

盡管沒有像與JADC2相關的整體支出那樣嚴重,但支持與JADC2相關的RDT&E支出的市場仍然相對集中,前20家供應商占據了總金額的71.5%。RDT&E的前三名供應商與JADC2整體支出的前三名是同一公司。此外,這種集中度在與主要項目相關的部門和子部門中是最大的,就像JADC2的整體支出一樣。與新興技術相關的部分和子部分的集中度相對較低,而且大型系統集成商以外的供應商,包括研究型大學和實驗室,也更加突出。一方面是與更成熟的能力相關的部分和子部分,另一方面是與新興技術相關的部分和子部分,其相對市場集中度的分裂可能表明了國防部在創新方面面臨的更大挑戰。在技術開發方面,國防部已經提高了與創新的、非傳統的合作伙伴合作的能力。但在 "死亡之谷 "的另一邊,它仍然主要與少數幾個長期的合作伙伴合作。

總結

未來戰爭的特征正變得更加以信息和決策為中心。戰爭可能已經達到--如果不是已經過了--一個臨界點,即信息主導的能力將比動能武器更重要。國防部正越來越多地打賭,JADC2將是美軍在高強度戰爭中保持信息優勢的答案。

為使JADC2贏得勝利,它的中樞神經系統將需要勝任這一任務。這就是說,JADC2的成功取決于建立一個綜合的、功能性的聯合C4I架構。而這個C4I架構取決于使不同軍種的C4I能力可以互操作。鑒于迄今為止對這些現有C4I系統的投資,其中一些系統最近才在部隊中投入使用,在可預見的未來,它們可能必須成為任何JADC2架構的一部分。因此,即使即將發布的JADC2實施計劃指定一個項目--如空軍的ABMS--作為一個C4I系統來統治它們,它仍然需要與眾多現有系統連接。此外,如果各軍種在開發下一代能力時未能著眼于互操作性,那么互操作性的挑戰可能不僅僅是在現有系統之間建立后向兼容性的需要。國防部可能面臨著一個關閉的窗口,以開發和執行共同的數據標準和協議,跨越聯合和服務開發工作。否則,國防部有可能急于建立,正如一位高級領導人最近所說的,一個 "全域指揮和控制服務",而不是一個聯合的。或者,作為一個縮寫,"SADC2 "可能更尖銳一些。

新興技術不僅對解決互操作性問題至關重要,而且對實現大量數據的高速傳輸、為理解所有這些數據所需的決策科學提供動力,以及允許網絡在高度分布和有爭議的未來戰場上發揮作用也至關重要。令人欣慰的是,該部已經增加了對許多這些使能技術的支出,特別是人工智能。但資金水平仍然遠遠落后于國防部在主要系統的開發和采購上的支出。

此外,美國防部在許多新興信息技術領域似乎越來越依賴私營部門的研發。而推動創新的往往是國防部傳統供應商基礎之外的公司。國防部可能需要充分挖掘這一創新生態系統,并引導有前途的技術跨越 "死亡之谷",以便它們能夠在研發階段之后成熟起來,成為成熟的能力或更大能力的組成部分,從而使JADC2概念取得成功。

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引言

軍事規劃人員往往只關注個體能力的發展,而不考慮他們如何與國家其他部隊協同工作,更不用說盟軍了。與任何優秀的交響樂團一樣,協調這些能力需要一個世界級的指揮家。指揮和控制(C2)系統及其操作員在軍事上相當于指揮家的角色。直觀地說,改進的C2系統可以提高作戰效率和效力,相當于交響樂團更迅速地演奏,并努力爭取完美的表演。然而,什么才是真正的C2改進,如何評判這種改進?是不是簡單地說,如果在戰略層面的成本/效益比得到改善,同時控制相同的效果交付工具,就可以認為新的C2系統更好,還是改進涉及更多的方面?這種改進的主要因素可能是整體速度的提高和友軍減員的降低。假設兩個相互競爭的系統在戰術層面上一對一的公平決斗的結果是相對統計學上的拋硬幣,這種公平的平衡需要受到從戰術層面到戰略層面所獲得的優勢影響。下面將探討一些選項的好處及弊端。

態勢感知

一種扭曲平衡和改善單個系統交付效果的方法是實現比對立系統更好的態勢感知 (SA),這應該能夠實現優化和更快的決策。這就要求在每個過程(如計劃、部署、交戰)中都能及時獲得所有必要的信息,以創造優勢。這通常也被稱為信息優勢。北約及其國家可利用來自各個領域的大量主動和被動傳感器(包括技術和人力),產生了大量的數據。接下來的步驟是將數據轉換為信息,然后可能轉換為知識,接著是將其傳播給所需的用戶。假設國家來源的數據和信息的持續共享,需要決定什么可以、將必須被傳遞,以及傳遞給誰。在傳輸之前,知識到信息的轉換需要信任,但也需要在為多個用戶服務時利用較少的帶寬以節省時間。應用于數字內容的信任有時被稱為電子信任。然而,這減少了地方指揮官/操作者進行背景分析的選擇,這反過來又強調了對數據/信息真實性的需求。此外,可用的數據/信息越多,就越需要確定 "什么是相關的 "以創造優勢。實際上,這只能在接近收集點時進行,除非客戶確切知道他實際需要什么。隨著可用材料數量的不斷增加,再加上通過現有網絡分銷的瓶頸,這種可能性變得越來越小。此外,隨著數據量的增加,對計算機化分析支持的實際需求也在增加,這對于檢測、分類、識別和相關數據的分類都是如此。這就是不斷發展的人工智能(AI)、大數據、深度學習和量子計算等領域可以幫助提高速度和效率的地方。

這種增強的效率也有其缺點。我們不僅要思考和處理新類型的錯誤信息,因為它對人工智能的意義與對人類操作者的意義不同,而且還需要對錯誤信息的潛在最終接受者進行相應的培訓。人類的決策過程基于兩種類型的推理:1)更耗時的深思熟慮的推理;2)常規決策的自動推理。研究表明,人類在與自動化系統互動時,傾向于使用更多的自動推理。系統越快,操作者就越不可能慎重推理。關于殺手機器人的辯論圍繞著自動或自主決策展開,在使用致命武力時缺乏有意義的人類控制。這可以通過將這些決定權留在人類手中來避免。然而,如果操作者沒有經過良好的訓練,在某些情況下,結果可能沒有什么區別。

以地基防空和導彈防御(SBAMD)系統為例,外部提示數據允許優化排放控制,因此,輻射檢測較晚,電子對抗措施較少。這也支持優化攔截點和采用先進的火力控制概念,如遠程交戰或發射。然而,在伊拉克自由戰中,SBAMD部隊發生了幾起自相殘殺事件后,美國國防部的一份報告指出有三個不足之處,導致了這些有時是致命的情況。首先,關鍵的識別系統表現不佳;其次,防空系統嚴重缺乏安全保障;第三,SBAMD的作戰概念與實際作戰條件不符,但操作人員卻被訓練成信任該系統。這支持了這樣一種觀點,即技術方案需要與作戰要求同時進行,最重要的是,需要進行充分的培訓。

多域環境中的系統體系

軍事行動的總體效果取決于所使用的能力和其使用的方式。加強其中之一肯定會改善結果。然而,僅僅優化現有的能力和程序以達到必要的效果會有局限性,例如技術上的限制或程序上的不足。這可能需要開發全新的方法或能力。最后,新方法或性能力需要提供預期的效果,同時保持對突發情況的穩健。

一對一或一對多的交戰是每一次軍事對抗中的單個拼圖,然而,總體目的是在使用軍事力量時實現預期的最終戰略狀態。除了單個系統的有效性,軍事行動的藝術是協同使用選定的軍事力量以創造整體優勢。在作戰/戰術層面,目標是盡可能地協同使用各個系統。近幾十年來,顯著增加的態勢感知(SA)使軍事行動從更注重消耗的方法轉向更注重效果的方法。此外,軍事力量網絡化的能力使聯合和合成作戰越來越有活力。在目前的北約作戰中,一個聯合部隊分部領導各個領域的組成部分(如聯合部隊航空分部),這些組成部分在各自的領域提供能力。例如,這就需要聯合部隊對目標和受保護的資產進行強有力的聯合協調,同時仍然采用以領域為中心的方式來關注效果交付本身。在這方面,一個由空中部門領導的SBAMD單位可以為陸地部門要求的資產提供掩護,或者為攻防一體化接受陸地或海軍的支持。盡管進行了聯合協調,但領域規劃仍主要停留在領域分部層面。獲得優勢的一種方法是比對手的規劃周期更快規劃和執行,不讓對手有機會獲得最佳執行。我們所有可用的效果,將有助于把問題空間轉化為我們所期望的最終狀態,可以被視為解決方案空間,整體SA越好,軍事規劃者就越能定義和理解問題空間。當從效果方面考慮時,需要最大限度地提高應用某種方法或能力的預期成功幾率。有兩種方法可以實現這一點:使用新的武器,如高超音速滑翔飛行器,通過利用對手的能力差距來保證高成功概率,或者通過結合一個或多個領域的各種能力來削弱有效的反制措施。每一個交付的效果都會改變我們的問題空間,從而對我們的規劃產生后續影響。目前,空戰和相關的空中任務指令通常以72小時為周期進行規劃和執行,以便適應問題空間的變化。在現有網絡和現代軟件工具的支持下,通過在聯合層面上對問題和解決方案空間的最佳認識,這一過程可以被簡化,以減少規劃周期長度,并包括更有力地利用多個領域能力來實現一個目標的解決方案,而不需要廣泛的協調。

此外,在多效應任務中,支持單位和被支持單位之間的關系應該變得更加靈活,因為所選擇的指揮關系結構可以是臨時的、取決于效應的,而不是以任務為中心的長期關系。這種更加集中的規劃和分布式的執行,將進一步把領域內的組成部分轉變為主要是能力保管者和效果提供者。軍事決策空間將在C2層次中向上移動,最低級別的軍事實體規劃成為強大效果的提供者或貢獻者,而強大必須從多領域的角度來定義。這可能也會影響到哪些國家以及如何向北約作戰派遣部隊,因為臨時的、靈活的部隊規劃可能會受到國家紅牌持有者概念的阻礙。對于戰術層面的執行,變化的程度取決于戰術能力在影響戰斗空間和提供更廣泛效果方面的通用性。高度機動的航空資產,特別是那些擁有各種有效載荷的資產,可以比以前更加靈活和有效地使用。一般來說,SBAMD系統將大大受益于改進的SA,導致優化的射擊和排放控制理論,更好的分層防御的射擊管理和整體上更好地利用防御庫存。然而,單位的機動性水平將對靈活使用決策的附加值產生重大影響。長程SBAMD部隊的機動性相對較低,這將不允許非常快速的長距離重新部署以應對臨時的任務變化。然而,短程SBAMD部隊具有較高的機動性,將能夠以更靈活的方式提供覆蓋。在聯合層面上,隨著SA的大幅增加以及規劃和執行工具的增強(如AI功能),有可能使類似于全域聯合作戰的結構成為現實。反過來,這可以使規劃到執行的周期更快,讓對手陷入多域的困境,并集中精力采用基于效果的方法來實現預期的最終狀態。盡管聽起來很有希望,但這種方法至少有兩個必須考慮的弊端。

弊端:C2依賴技術結構

在新技術成就的基礎上發展新的C2結構并不是一個原創的想法。我們可以假設我們的潛在對手正在研究類似的概念,同時他們也在加快作戰節奏。保持足夠的SA以充分了解問題空間將變得更加復雜。此外,我們的決策周期必須不斷加快,以便能夠向對手的規劃過程注入影響。由于在處理速度方面,使用人類操作員本身就是一個限制因素,新的C2結構必須越來越多地依賴技術解決方案。這可能會導致軍事上的技術奇點、戰場奇點,即人類的認知不再能跟上機器的速度。因此,在計算機、人工智能或深度學習的幫助下開始加速未來戰爭的進程,我們必須意識到對整個進程的后果。此外,我們的倫理和司法框架也必須解決這個難題。暫時讓我們考慮一下,這個挑戰是可以應對的,并創造一個未來戰爭可行的C2結構。人類行為者/操作者,從政治/戰略層面到戰術層面,都需要適應并訓練在這樣的環境中發揮作用。以快節奏、多領域的效果來思考問題,需要專業的、有能力的人員。由于從工程角度來看,針對現有能力的開發比較容易,因此可以假設未來的對手會設計一些方案來中斷或否定這種新環境。例如,對手可以使用量子計算來破譯我們的安全通信,這將大大影響數據/信息的可用性、可信賴和保密性。因此,需要準備、提供和演練一項應急計劃。這個應急計劃不僅需要提供用于規劃、執行和通信的后備技術,而且還需要保持熟練掌握未來和當前C2結構的人員能力。由于軍事設備和可用時間有限,這可能成為資源管理的一個挑戰。目前的一個例子是我們對定位、導航和定時(PNT)系統的依賴,如全球定位系統(GPS)。因此,士兵們需要能夠利用PNT的好處,認識到干擾的可能性,但也要保留在沒有GPS的情況下執行任務的能力。在SBAMD領域,GPS干擾的一個很好的例子是,在沒有PNT服務的情況下,要準確安置傳感器和射手以進行正確的交戰,并提供一個明確的空中畫面。因此,有無GPS的兩種方法都必須不斷地進行實踐。然而,在未來復雜的C2系統中,對技術解決方案的依賴程度越來越高,也有類似的問題。整個系統需要準備好在任何情況下都能發揮作用。未來C2結構的基礎技術越強大,從核心(如情報、監視和偵察平臺或規劃/執行工具)到使能系統(如通信網絡或PNT)都包括在內,我們就越不需要考慮遺留問題;但這將是昂貴和費時的。系統的穩健性被定義為在特殊輸入或壓力條件下的正常運行,只能針對目前可以想象的所有條件和輸入進行測試。因此,穩健性需要不斷地重新評估和不斷地維護,特別是在一個快速發展的環境中。

結論

技術創新一直使軍事戰爭得到改進。然而,若僅僅因為技術上是可行的,這并不意味著它可以被輕松地納入,或沒有副作用。優化的SA和更有能力的工具總是能讓我們更好更快地規劃和執行。然而,這種能力需要在所有預期的情況下盡可能地強大,并有適當的后備方案作為支持。所有人員都必須在這兩個世界中得到充分的教育和訓練,并能夠在兩者之間無縫切換。此外,由于技術支持而提高的軍事行動速度,必須在道德和法律框架內與人的能力保持平衡。系統越是復雜,就越需要強調在不斷發展的環境中保持穩健和彈性。這不是一次性采購C2工具包的問題,而是系統的不斷發展和對各級操作人員進行必要的教育和培訓。給管弦樂隊一些新的樂器或新的指揮,肯定需要微調、持續的排練和真正的表演審查,總是有一個后備選項來復制熟悉的質量標準以滿足聽眾的期望。

然而,在選擇進化我們的C2系統的道路上,沒有真正的選擇,因為潛在的對手也會這樣做,從而有可能獲得決定性的、難以匹敵的優勢。潛在的專制對手在使用新興技術(如人工智能、深度學習)方面的法律和道德約束可能要少得多,因此可以不受限制地發揮這些能力。因此,我們的系統不僅需要跟上這一步伐,還需要有能力用其他手段彌補使用限制,讓我們保持競爭力。

作者:

安德烈亞斯-施密特中校:1993年加入德國空軍。在軍官學校學習后,他在慕尼黑的德國武裝部隊大學學習計算機科學。自1998年以來,他在地基防空,特別是 "愛國者 "武器系統方面建立了廣泛的背景。他開始擔任戰術控制官,隨后在不同的 "愛國者 "部隊中擔任偵察官、炮臺執行官和炮臺指揮官。此外,他在德克薩斯州的布利斯堡有兩個不連續的任務。他第一次任務的主要是為德國PATRIOT辦公室進行戰術層面的武器系統行為的美國和歐盟雙邊研究。在他的第二次任務中,他是德國空軍防空中心的綜合防空和導彈防御的主題專家(SME)。在這之間,他曾在前空軍分部擔任A3C的任務。目前,他是JAPCC的綜合防空和導彈/彈道導彈防御SME。

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摘要

本文探討了俄羅斯軍事戰略的核心原則和相關的作戰概念,并討論其在俄羅斯軍事安全知識體系中的作用。俄羅斯軍方領導人描述現有戰略為“主動防御”,這是一種戰略概念,整合了預見和預防沖突的先發制人措施,戰時作戰概念旨在否認對手在戰爭初期取得決定性勝利,降低和瓦解他們的努力,同時設定條件以在可接受的條件下終止戰爭。該戰略強調防御和進攻行動的整合、機動防御、持續反擊、對手指揮和控制的混亂、在整個軍事行動戰區(包括本國的基礎設施)的部隊交戰。其勝利理論的前提是降低對手的軍事經濟潛力,重點關注至關重要的目標,以影響對手維持戰斗的能力和意志,而不是通過地面攻勢奪取領土或關鍵地形。該研究還探討了俄羅斯戰略行動的內容、相關任務和任務、俄羅斯軍事概念的梯隊,以及俄羅斯對現代戰爭理論和實踐的看法。

圖 1. 戰爭與軍事安全知識體系

表 1. 俄羅斯對戰爭演變特征的看法

圖4.綜合性空中打擊構圖(變體)

執行總結

俄羅斯軍方領導人將當前的軍事戰略描述為“主動防御”。這一概念在蘇聯軍事思想中有著悠久的歷史,在蘇聯后期從作戰討論演變為戰略框架。在俄羅斯,軍事戰略代表了最高形式的軍事藝術,提供了關于戰爭理論和實踐、國防準備、預防沖突的方法、戰時管理部隊和戰略行動劃定的一般原則。總而言之,軍事戰略和相關的作戰概念揭示了“俄羅斯戰爭方式”、影響和中心論點。俄羅斯的戰略反映了在規劃、作戰概念以及實現這些目標的部隊結構或能力方面的選擇。本研究探討了俄羅斯軍事戰略中在主動防御的標題下所做的選擇、它們的基本論點以及戰略作戰概念的表達。

俄羅斯軍事戰略中的作戰概念描述了在沖突爆發之前采取的預防措施,以阻止沖突,以及進行戰爭的原則。在受到威脅的時期或危機升級期間,俄羅斯軍隊會采取預防措施來消除威脅,其中可能包括在感知到迫在眉睫的威脅時先發制人地使用有限的武力。防御戰略強調機動防御和反擊。這是一種防御性進攻,設想對手在整個軍事行動區持續交戰,包括其本國的關鍵基礎設施,執行影響對手維持斗爭的能力或意愿的戰略行動。因此,俄羅斯的軍事戰略由代表防御和進攻結構的作戰概念組成,沒有明確的區分。主動防御貶低戰略性地面進攻,優先考慮航空航天領域、機動防御和非接觸戰爭形式。

主動防御中的“主動”內涵設想了示威或有限使用武力,以使對手相信侵略的成本將超過預期的收益。從俄羅斯的角度來看,國家主要使用非軍事手段和間接方法來實現政治目標。因此,俄羅斯軍方試圖為國家所認為的未宣戰、遏制和脅迫形式提供答案。然而,戰爭的性質被理解為非軍事手段是有效的,因為它們有技術先進的軍事能力支持。在戰爭初期,戰略性常規進攻仍然具有決定性意義。設想的主要威脅是對俄羅斯具有重要軍事、經濟和政治意義的重要目標的綜合性大規模空襲。遠程精確制導武器和其他形式的非動能攻擊(如電子戰)的戰略性質是俄羅斯軍事考慮的首要因素。

主動防御旨在應對這種威脅,在暫時危險或威脅,以及由擁有戰略常規能力的技術先進的對手構成的軍事挑戰期間,尋求使用間接手段來應對。該戰略的一般原則是實現戰略行動出人意料、果斷和連續性。識別對手的弱點,尋找不對稱的反擊來抵消他們的優勢,并掌握戰略主動權。它設想了由火力、打擊和機動定義的作戰,其中戰術編隊在遠距離相互交戰,而偵察打擊能力使得防區外戰爭成為可能。

戰場被視為支離破碎的或不連續的,沒有固定的戰線,無線電電子手段與傳統的火力和打擊相結合,以“復雜地擊敗”對手的軍事行動。地面部隊進行機動防御,試圖削弱對手的力量,降低他們的實力,并保持力量。俄羅斯的軍事戰略不是地面進攻,而是接受以領土交易來削弱對手的前景,直到可以進行更牢固的陣地防御和反攻。

有效的論點是可以有效地削弱對手,規避他們的進攻性地面行動并轉移最初的大規模航空航天攻擊。目標是打亂對手的努力,并通過對至關重要的物體進行遠程打擊來塑造他們的政治算盤。演算的重心在于降低一個國家的軍事和經濟潛力,而不是奪取領土。在這里,戰爭的最初階段,即沖突的最初幾周,被認為是決定性的。俄羅斯的總體目標是阻止對手取得決定性的結果,迫使他們陷入高損耗的沖突。其愿景是對軍事和經濟基礎設施造成破壞,以便對手以可接受的條件尋求終止戰爭,并被隨之而來的內部不穩定所占據。

軍事戰略直接為戰略行動提供信息,戰略行動涉及在統一的方案和計劃中執行的協調任務、打擊、行動和戰斗行動,以實現戰略目標。這些作戰構想包括摧毀重要物體的戰略作戰、戰略航空航天作戰、核力量作戰和戰區總體戰略作戰,合并先前的大陸和海洋作戰構想。

俄羅斯的軍事戰略反映了俄羅斯希望在與技術上的優勢對手進行區域或大規模戰爭中成為軍事上的劣勢方。它談到了俄羅斯在戰爭中整合非軍事、常規和核手段,并追求戰略威懾。它旨在回答美國新出現的作戰概念所構成的威脅,同時為俄羅斯關于部隊組織、態勢、使用、戰略任務和部隊使命的軍事討論提供信息。

圖 8. 美國航母戰斗群組成(選項)

圖 9. 全球武器發展主要方向

圖 11. 航空航天——武裝戰斗的單一領域(航空航天戰區)

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摘要

當代和新出現的安全威脅以及從最近的軍事行動中吸取的教訓已經證明,為了在傳統的物理領域(陸地、空中、海上、太空)實現作戰目標,確保在非物理領域的主導地位至關重要,即網絡空間、電磁環境(EME)和信息環境。因此,除了物理作戰領域之外,在非物理領域取得優勢的能力對于實現戰役的軍事和非軍事目標具有決定性意義。

作戰人員將面臨消除沖突,協作,同步和整合行動的挑戰,以實現并發揮協同效應以應對多種威脅,其中可能還包括來自每個作戰領域對手的武裝沖突閾值以下的行動,包括非物質的。

本文探討了作戰環境聯合情報準備 (JIPOE) 作為支持聯合作戰規劃、執行和評估的主要工具的作用和意義,從而有助于多域作戰 (MDO) 的同步和協調。在這方面,基于政治、軍事、經濟、信息、基礎設施-物理、時間(PMESII-PT)方法,不可能將對當代作戰環境(OE)的分析局限于物理領域及其與非物理領域的關系。相反,作者們相信,確定一種合適的方法來關注在非物理領域單獨或聯合進行的活動影響,它們在PMESII-PT所有領域的相互融合和實際操作領域的相關性,將大大有助于友軍識別和評估對手的重心(COG)、關鍵弱點、意圖和行動路線(COAs)的能力,包括各自的指標。JIPOE將為聯合部隊指揮官(JFC)提供OE的整體視圖,將與戰術層面密切合作、共享和開發,通過結合不同領域的能力,應該能夠壓倒對手的部隊。這種集中控制和分散執行的方法將有助于在作戰和戰術層面之間產生協同效應。

引言

未來的軍事行動將以物理和非物理層面的融合為特征,眾多不同的行為者將在其中運作。任何部隊都需要適應極其復雜的作戰環境和大量的作戰變量,需要適應性地使用一系列武器系統來產生致命和非致命的效果。因此,除了物理作戰領域(即陸地、空中、海上和太空),在非物理領域(網絡空間、EME、信息環境)取得優勢的能力將對實現戰役的軍事和非軍事目標具有決定性意義[1, p.280]。

OE是影響能力運用和影響指揮官決策的條件、環境和影響因素的綜合體[2, p.3]。了解OE的因素和條件不僅是所有計劃活動,特別是行動設計的關鍵前提,也是友軍保護和許多其他相關任務的關鍵前提[3, p.41]。

JIPOE代表了一種系統的方法,用于分析有關OE和對手的信息。它可以應用于全部的軍事行動。指揮官和參謀部在危機背景、根本原因和具體動態方面,對戰區形成共同的理解和整體的看法。它使指揮官能夠直觀地看到問題的程度,以及他們如何塑造和改變OE,使之成為他們的優勢,這將為他們的決策提供信息[2, p.3-5]。

JIPOE產品極大地促進了聯合(即作戰)層面的軍事行動的規劃和執行。現代軍隊,特別是北大西洋公約組織(NATO)內的軍隊,幾十年來在討論跨領域(陸、海、空)的協調行動時一直使用聯合這一術語。如今,由于全球安全環境的巨大變化以及俄羅斯和中國日益增長的野心,為了挑戰潛在的同行對手,需要采取多領域的方法。在傳統的戰爭門檻下,盟國及其合作伙伴已經受到了跨越物理和非物理領域的持續攻擊[4, p.2]。MDO一詞不同于聯合行動,因為它旨在關注跨越多個領域的行動,而不考慮服務的歸屬,不一定是由多個部門進行的行動[5,p.49]。

圖1:支持聯合行動的當前JIPOE流程的可視化。

圖2:提出支持MDO的JIPOE過程方案。

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當前的流程和網絡限制迫使軍隊員工在物理上聚集在一起進行操作。Metaverse 提供了一種潛在的解決方案,可以在通過分發操作使指揮所更易于生存的同時啟用操作

共同的操作畫面

“我需要理解”也許是任務指揮技術背后的主要驅動力。制定和維護共同作戰圖的基本概念是增強態勢感知,實現態勢理解并促進所有梯隊的共同理解。通過連接數字系統以在 2D 和 3D 地圖上顯示信息或通過在紙質地圖上手動跟蹤友軍和敵方信息的復雜應用程序編程接口執行,該過程在過去 30 年中沒有太大發展。這項工作需要大型、繁瑣的指揮所,配備集中的人員和技術,以執行作戰過程并最終生成通用的作戰畫面,指揮官和參謀人員可以利用該畫面做出最及時、最準確的決策。 不幸的是,隨著運營變得越來越復雜,數據越來越多,各單位一直在努力有效地進行信息和知識管理。指揮所的規模和范圍已經擴大以滿足需要。人員數量的增加和對網絡的依賴使今天的指揮所容易受到敵人的攻擊,沒有足夠的機動性和生存能力。元宇宙提供了一種潛在的解決方案,可以使操作過程成為可能,同時通過分布操作固有地使指揮所更具生存能力,以及減少物理和電磁足跡。

在 元宇宙中與我會面:在未來,士兵們可以“進入”虛擬環境,在執行任務之前進行任務規劃。盡管“軍事虛擬世界”仍然只是一個概念,但整個美國陸軍的研究人員和科學家正在探索潛在的應用

什么是元宇宙?

由尼爾斯蒂芬森在他 1992 年的小說“Snow Crash” 中創造為了描述用戶在虛擬空間中交互的在線世界,元宇宙已經通過大型多人在線游戲和虛擬世界(如 Second Life、Roblox 或 Minecraft)變得熟悉。正如移動設備在過去 10 年中改變了互聯網的消費方式一樣,新一代技術——在這種情況下是虛擬和增強現實耳機——正在為我們如何消費內容提供新的視角。這些頭顯不再受平面屏幕的限制,讓用戶能夠感知在物理世界之上或代替物理世界呈現的 3D 對象和媒體并與之交互。隨著大流行驅動的遠程工作加速,這一概念變得更加流行。Facebook 甚至將其未來寄托在這一轉變上。

風險基金合伙人和受人尊敬的商業作家馬修·鮑爾( Matthew Ball )將元宇宙最徹底的探索之一寫成了一個由九部分組成的博客系列。Ball 的入門書著重于元宇宙的八個方面:

硬件:用于訪問、交互或開發元宇宙的物理技術和設備的銷售和支持。這包括但不限于面向消費者的硬件(例如 VR 耳機、手機和觸覺手套)以及企業硬件(例如用于操作或創建虛擬或基于 AR 的環境的硬件,例如工業相機、投影和跟蹤系統以及掃描傳感器)。此類別不包括特定于計算的硬件,例如 GPU 芯片和服務器,以及特定于網絡的硬件,例如光纖電纜或無線芯片組。

網絡:由骨干提供商、網絡、交換中心和在它們之間路由的服務以及管理“最后一英里”數據給消費者的服務提供持久、實時的連接、高帶寬和分散的數據傳輸。

計算:支持元宇宙的計算能力的啟用和供應,支持物理計算、渲染、數據協調和同步、人工智能、投影、動作捕捉和翻譯等多樣化和高要求的功能。

虛擬平臺:沉浸式數字和通常是 3D 模擬、環境和世界的開發和運營,用戶和企業可以在其中探索、創造、社交和參與各種體驗(例如賽車、繪畫、上課,聽音樂),從事經濟活動。這些業務與傳統在線體驗和多人視頻游戲的區別在于,存在一個由開發人員和內容創建者組成的大型生態系統,這些生態系統在底層平臺上生成大部分內容和/或收集大部分收入。

交換工具和標準:工具、協議、格式、服務和引擎,它們充當互操作性的實際或事實上的標準,并支持元宇宙的創建、操作和持續改進。這些標準支持渲染、物理和 AI 等活動,以及資產格式及其從體驗到體驗的導入/導出、前向兼容性管理和更新、工具和創作活動以及信息管理。

支付:支持數字支付流程、平臺和運營,包括法定入口(一種數字貨幣兌換形式)到純數字貨幣和金融服務,包括比特幣和以太幣等加密貨幣以及其他區塊鏈技術。

元宇宙內容、服務和資產:與用戶數據和身份相關的數字資產(例如虛擬商品和貨幣)的設計/創建、銷售、轉售、存儲、安全保護和財務管理。這包含所有“建立在”元宇宙之上和/或“服務于”元宇宙的所有業務和服務,并且沒有被平臺所有者垂直整合到虛擬平臺中,包括專門為元宇宙構建的、獨立于虛擬界的內容平臺。

用戶行為:消費者和商業行為(包括花費和投資、時間和注意力、決策和能力)的可觀察變化,這些變化要么與元宇宙直接相關,要么以其他方式促成或反映其原則和理念。這些行為在最初出現時幾乎總是看起來像“趨勢”(或者,更貶義地,“時尚”),但后來顯示出持久的全球社會意義。

他討論了每個領域的進展,以及充分啟用和采用元宇宙作為移動互聯網繼任者的方法。

從虛擬到現實:隨著大型指揮所分解其物理足跡并依賴數字環境,諸如元宇宙之類的概念可以幫助參謀人員對現實世界的行動進行規劃

聯網

帶寬是當今戰場上的稀缺資源,需要技術突破才能完全啟用虛擬世界。然而,許多戰術場景可以受益于不是特別密集的信息,因此需要較少的帶寬來傳輸,例如地理空間位置、單位狀態摘要、當前目標等。此外,更密集的信息,例如用于訓練輔助目標識別算法的作戰區域3D 地形模型或未知敵方車輛的視頻,無需通過網絡實時發送。這將要求陸軍利用云服務,云服務不僅能高效地移動和處理信息,而且由情報部門控制,這些情報部門了解客戶請求或可能請求的數據和服務的信息價值。

關乎生死的一個關鍵問題是信息延遲。友方單位位置的潛在變化可能會導致整個元宇宙的決策瀑布式變化,并改變任務狀態的視角。為了做出更好的決策,陸軍必須創建一個超高效的網絡,只傳輸正確的相關信息。這種實時信息更新的概念是在虛擬世界中沉浸式硬件的關鍵組成部分,因為“數字孿生”士兵的表示和動作必須在連接到其共享空間的所有其他設備上同步。與商業世界不同,元宇宙戰場涉及戰斗人員試圖摧毀對手的網絡。

微軟飛行模擬器

流行的 Microsoft Flight Simulator 視頻游戲系列包括地球的“數字孿生”,結合地圖和衛星圖像,可以對天氣和空中交通、建筑物甚至樹木實時渲染。這是一個巨大的模型,對于戰術邊緣的受限帶寬來說是不切實際的,但是這個模型和其他類似的模型可以允許在更高的、云連接的梯隊或在本站上對車輛和武器效果進行超現實建模。NVIDIA 的 Omniverse等世界構建工具包有助于渲染新對象,其中包括材質、紋理和運動構建塊。甚至這些基于世界的模型的低分辨率版本也可用于概念演練或任務演練,無論單位是否位于同一地點。

想象一下:今天使用的沉浸式硬件幾乎完全掩蓋了用戶對現實世界的看法;最終,顯示器將需要在現實之上渲染內容或用合成內容替換所有內容之間進行動態調整。(由任務指揮戰斗實驗室提供)

虛擬平臺

整合軍用數字訓練、戰斗和企業級系統的精簡平臺不足以實現元宇宙。元宇宙要求士兵的數字存在超越不同的訓練平臺,并無縫集成到其他作戰工具中。這些工具還必須使用戶能夠從不同的角度與戰場數據進行交互,無論是在傳統的 2D 顯示器上還是從沉浸式共享虛擬空間。這將需要能夠使來自現實世界或模擬的數據在各種顯示媒體上無縫呈現的架構,無論它們是如何部署的。商業游戲世界一直在適應這一挑戰,支持在不同類型的硬件(如 PC 和游戲機)之間交叉玩同一游戲。

雖然化身的出現對我們的士兵來說可能不是那么優先,但數字資產可以以其他方式使用,這可能是有用的--例如,包括在一個人的身份系統偏好或自定義語言模型中,即使在用戶登錄一個新系統時也可以幫助人機合作。此外,一些游戲使一部分用戶能夠戴著虛擬現實設備從神一樣的俯視角度進行游戲,而其他玩家則化身為化身,從地面上以第一人稱觀看世界。像這樣的游戲概念似乎很適合在不同的梯隊中使用這種能力,在那里不同類型的數據和互動是必要的。

從戰術的角度來看,陸軍必須建立具有共同視野和感受的系統,無論系統是的佩戴方式或交互方式如何。士兵應該能夠以相同的配置文件使用他們的頭戴式顯示器、他們的手持系統和他們的桌面系統,并在這些系統間能夠以相同的角色輕松地切換。

硬件

Android Tactical Assault Kit (ATAK)等系統是一款裝在堅固外殼中的手持平板電腦或手機,可為作戰人員提供其作戰環境的數字化視角。ATAK 可以可視化 2D 和 3D 地圖,以及一系列圖形控制措施來表示友軍和敵軍的位置。雖然不像民用領域的消費類智能手機那樣無處不在,但這些設備代表了將物理和數字領域融合到一個手持套件中的首次嘗試之一。

然而,增強現實系統中的當前硬件限制了全息內容的視野質量。虛擬現實頭戴式顯示器提供高質量的視覺效果,但代價是幾乎完全遮擋了用戶對自然世界的看法。雖然陸軍開始評估在指揮所等不太致命的環境中使用虛擬現實,但沉浸式硬件的未來最終將融合到一個頭戴式顯示器中,該顯示器可以在現實之上的渲染內容或替換所有內容之間動態調整合成內容。這對于在未來的戰場環境中完全實現元宇宙是必要的。

結論

盡管推動了未來的發展,但我們也必須承認目前的技術仍然面臨著局限性--例如,訪問問題、延遲。這些問題不會因為升級到元宇宙而得到解決,必須隨著元宇宙的發展而得到解決。在規劃、準備、執行和評估行動方面轉向元宇宙模式,將使分散的工作人員能夠在一個協作的虛擬節點內更有效地同步作戰功能,這將與現有的實體指揮所相媲美。臨時會議可以超越簡單的電話和視頻會議,允許用戶占據一個包含所有相關數據的虛擬規劃空間來做出決定:一個顯示友軍和敵軍位置、情報產品、相對戰斗力、維持估計等的交互式三維共同作戰圖。

與人工智能一樣,元宇宙技術為解決戰場上的問題帶來了一套新的工具,包括當前和預期的問題。也像人工智能一樣,如果沒有標準和基礎設施來啟用這些工具,其結果將是零碎的和令人沮喪的。重要的是,陸軍要向前傾斜并認識到新技術的潛力,不僅因為它們在物資方面帶來了什么,而且還因為它們對我們未來的戰斗方式的影響。

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