圖:高精度探測與探索系統(HADES)噴氣機的概念圖。與美陸軍現有機隊相比,HADES 可在全球范圍內部署,并能在飛行高度更高、續航時間更長的有人駕駛飛機上提供多方面的感知能力。(美國陸軍圖片)
自2016年美陸軍/海軍陸戰隊聯合發布多域作戰(MDO)白皮書以來,從支持反叛亂到關注新出現的近同行威脅和支持MDO工作發生了根本性轉變。作為采購最先進裝備和空中傳感器技術的領導者,傳感器-空中情報項目主任(PD SAI)正在努力實現陸軍部長的優先任務,即提供比對手看得更遠、看得更多、看得更持久的能力,并建設 2030 年的陸軍。
美陸軍認識到,其現有的渦輪螺旋槳飛機機隊不足以滿足針對同級和近級對手的 MDO 要求。為了取代這些系統,陸軍正在實施 "多域感知系統"(MDSS)高精度探測與探測系統(HADES)計劃。
"MDSS HADES將是MDSS系統家族的第一個項目,已成功通過所需的陸軍采辦整形小組,并獲準于2023年2月啟動該項目",PD SAI的Dennis Teefy說。"通過HADES項目,陸軍將建立一支具備SIGINT(信號情報)、SAR/MTI(合成孔徑雷達/移動目標指示器)和其他內置功能的空中ISR(情報、監視和偵察)系統機隊。"
與美陸軍現有機隊相比,MDSS HADES 可在全球范圍內部署,并可在高度更高、續航時間更長的有人駕駛飛機上提供多方面的感知能力,從而抵御敵方反介入/區域拒止系統的攻擊。HADES 將滿足陸軍對中高空航空 ISR 能力的要求,以快速獲得并保持對態勢的了解、機動自由、信息超配以及在 MDO 中的決策優勢。
為準備 HADES,PD SAI 已與固定翼項目經理(PM FW)合作,在其承包商擁有和運營的機載偵察與目標定位多任務系統(ARTEMIS)和空中偵察與電子戰系統(ARES)上演示和實際部署噴氣式 ISR 感知。通過與 PM FW 合作,PD SAI 可以對演示平臺上的 ISR 傳感器進行評估,以幫助了解 HADES 計劃的要求。PD SAI 將收集和分析有關傳感器在 HADES 預計執行的高度、速度和范圍內如何在演示平臺上運行的反饋信息。
Teefy 說:"PD SAI 通過開發和采購 ELINT、COMINT(通信情報)和 SAR 傳感器來支持這些工作。我們負責將這些傳感器作為政府提供的設備交付給簽約的主要系統集成商,供 PM FW 平臺使用。"
此外,美陸軍正在尋求陸軍戰區級高空遠征下一代機載 ISR 雷達/信號情報(ATHENA-R/S)噴氣式平臺,作為在 HADES 投入使用之前滿足作戰需求的過渡戰略。
"目標定位是為目標開發提供指標和警告、電子戰令和生活模式的深度傳感情報收集,"Teefy 說。"這將使對峙作戰能夠為地面指揮官探測、定位、識別和跟蹤關鍵目標。這項工作是對陸軍 G-2 和 ISR 特遣部隊現代化戰略的支持。"
美陸軍戰地手冊(FM)2-0《情報》是陸軍軍事情報的基石手冊,它將 "深度感知"定義為 "運用師協同火線以外的能力,收集支持目標定位、態勢了解或決策制定的數據和信息"。
"HADES的集成將使陸軍飛得更高、更快、更遠,這直接影響到我們更深入地觀察和感知的能力,提供與FM2.0戰略宗旨相一致的有機收集能力",陸軍ISR任務組主任安德魯-埃文斯(Andrew Evans)說。"這反過來又使陸軍能夠提供更強的收集能力,以滿足有機收集需求,同時作為聯合部隊的一員為全域感知做出貢獻"。
繼 HADES 之后,高空平臺-深度感知(HAP/DS)將成為下一個 MDSS 記錄項目。HAP/DS將包括MDSS系列系統的高空層,將是一個具備MDO能力的低特征高空平臺(即平流層氣球/太陽能固定翼飛機),在平流層運行,能夠滲透到高度防御的威脅作戰區域。陸軍目前正處于該計劃的學習階段。
圖:高空氣球(上)和高空太陽滑翔機(下)的概念圖,它們將構成高空平臺-深層感知(HAP/DS)計劃。HAP/DS 將構成多域傳感系統系列系統的高空層,將是一個具備多域作戰能力的低特征高空平臺,在平流層運行,可深入高度防御的威脅作戰區域。(美國陸軍圖片)
HAP/DS 平臺可作為單個平臺運行,也可在平臺編隊中協同運行,在作戰和戰略縱深火力區對目標進行持續的傳感器投放,以支持遠程精確火力打擊。一旦部署了 HAP/DS,它將提供多功能傳感器能力,包括電子情報、通信情報、合成孔徑雷達/軍事迷信技術、電子光學/紅外以及未來的其他傳感器能力。
作為陸軍未來幾年發展計劃的一部分,正在計劃進行更多的 MDSS 能力采購。特別是,陸軍未來司令部計劃通過兩個分別稱為 "高效射頻監視和利用系統"(HERMES)和 "空中地球物理信息情報系統"(ARGOS)的新項目,推進 SIGINT 和地球空間情報(GEOINT)(如 SAR/MTI 雷達)傳感器有效載荷的先進性。
一旦完成,HERMES 和 ARGOS 將為無座艙飛機系統項目經理所擁有的無座艙飛機系統提供支持。
這兩項計劃最初將依靠陸軍戰斗能力發展司令部(DEVCOM)指揮、控制、通信、計算機、網絡、情報、監視和偵察(C5ISR)中心的技術發展,推進超越威脅的新尖端技術,然后將實現這些新技術在現有 HADES、HAP/DS 和其他平臺上的采購和集成。這些 MDSS 有效載荷將根據從現有航空 ISR 項目、實驗和快速反應能力中吸取的經驗教訓提出要求,在未來平臺上提供 SIGINT 和 GEOINT,以最大限度地提高操作靈活性并降低其復雜性和成本。
Evans說:"除非你擁有能成功將概念轉化為能力的人,否則戰略就是空想。我們與 PD SAI 的合作對于實現我們現代化任務的戰略目標仍然至關重要,重點是在我們當前和未來的平臺上提供陸軍首屈一指的空中 ISR 傳感器。馬里蘭州的材料開發人員增加了采購監督和系統測試/驗證的嚴格性,以確保為士兵提供的工具代表了美國科學和工程專有技術的精華"。
參考來源:美國陸軍
印度洋-太平洋司令部參謀長表示,該司令部正在開發一種工具,利用人工智能加速 "漫長而艱巨 "的作戰規劃過程。
這項名為 "風暴突破者"(Stormbreaker)的工作目前正在開發中,并致力于建立一個人工智能化的聯合作戰規劃工具包,以支持多領域、作戰層面行動方案制定的規劃、兵棋推演、分析和執行。
美國陸軍少將、印度洋-太平洋司令部參謀長約書亞-陸克文(Joshua Rudd)在 3 月舉行的美國國防工業協會太平洋作戰科學與技術會議上發言時說,這一舉措將瞄準通常需要 "數小時、數天、數周、數年才能制定完成 "的流程。
他說,按照傳統的軍事決策程序,即使是日常行動也需要三到四個行動方案。
他說:想一想,是否有一種方法可以連續運行這些程序,并對其進行紅隊分析、戰爭博弈、反復模擬,這樣不僅可以產生你可能沒有考慮過的行動方案,還可以完善現有的行動方案。制定行動計劃需要 "很長時間",但更新計劃也是如此。在制定作戰規劃時,"許多事實和假設以及威脅都要追溯到......敵人現代化和提供能力的驚人速度"。
雖然陸克文沒有討論具體細節,但他表示,初步能力已開始交付,其核心是 "一些建模和模擬能力,這些能力利用現有數據--如威脅數據、友軍數據、作戰計劃--然后通過人工智能/機器學習透鏡進行評估,然后生成輸出"。
陸克文說,印度洋-太平洋司令部司令、海軍上將約翰-阿奎里諾將該計劃稱為 "把握主動權",是提供綜合威懾的一種方法。
陸克文說,其他三項計劃--聯合火力網、印太司令部任務網和太平洋多域訓練環境概念--都是相互促進的。
"聯合火力網"是一個作戰管理系統,可滿足對決策優勢的需求,即 "將海量信息提煉成可用[和]可顯示的信息 "的能力。但是,如何將海量數據從最高級別的機密信息到開放源代碼信息......匯集在一起,以了解敵人在做什么,了解友軍在做什么?
他說,要實時查看這些信息并做出決策,"人類很難做到"。"我們認為,人工智能和機器學習能力可以發揮輔助作用,使我們能夠以相關的速度做到這一點"。
如果陷入沖突,以速度和規模移動的能力 "以及對我們構成的真正威脅將是我們在近代史上從未見過的"。
他說:"我認為,我們非常擅長提供和封閉殺傷鏈。針對......單一目標的決策優勢。我們可以將這些知識和經驗應用于此。因此,"聯合火力網 "是我們的方法、設計和努力的方向,我們要將其結合起來,使我們擁有決策優勢,從而能夠關閉殺傷鏈。
陸克文將INDOPACOM任務網絡描述為 "將先前存在的網絡整合在一起的單層玻璃,在這些網絡中,我們歷來都是進行雙邊對話,我們需要能夠進行多邊對話"。
創建這一網絡面臨一些挑戰,例如在信息共享和加強與盟友和合作伙伴的合作方面存在政策和權力障礙。
但這也有技術方面的因素。當務之急是能夠抵御網絡攻擊和滲透。因此,我們正在將其與聯合火力網結合在一起。
最后,"太平洋多域訓練環境概念 "旨在將實戰、虛擬和建設性訓練環境結合在一起。
陸克文說:重點是我們可以實時拼接虛擬、實戰和建設性的訓練活動,使我們能夠進行演練,整合盟友和合作伙伴,并反復進行。
他補充說,這一概念與INDOPACOM任務網絡的最終成熟有關,并得到了聯合火力網絡的支持。
"如果你同時實現了所有這些目標,那么你就會看到所有這些努力之間的內在聯系,如果你以我們建議的方式實現所有這些目標,我相信這將產生極其強大的威懾效果。"因此,加速、加速、加速"。
參考來源:NDIA
在技??術進步重新定義戰爭范式的時代,美國空軍正在踏上利用人工智能 (AI) 實現空中優勢的變革之旅。 《華爾街日報》最近公布了五角大樓的愿景,即集成至少 1,000 架人工智能無人機,以增強 F-35 和 B-21 戰機的能力,這標志著軍事航空領域的一個重要里程碑。這一宏大的工作體現在價值 60 億美元的協同作戰飛機 (CCA) 計劃中,旨在通過有人和無人系統的前所未有的融合來徹底改變戰場動態。
CCA倡議不僅僅是一項采購戰略,而且是對未來作戰行動的大膽聲明。到今年夏天,美國國防部預計會從波音、洛克希德·馬丁、諾斯羅普·格魯曼、通用原子公司和安杜里爾工業等航空航天巨頭的競爭者隊伍中選出兩名領跑者。這些無人機被設想為洛克希德·馬丁公司的 F-35 閃電 II 型和諾斯羅普·格魯門公司的 B-21 突襲機等載人飛機的守護者和力量倍增器,預計將執行一系列行動——從對地面和空中目標的精確打擊到監視并作為溝通的紐帶。
圖片:F-35 和 B-21 戰機
人工智能 (AI) 與無人機 (UAV) 的集成標志著軍事行動的變革時代,美國空軍和海軍陸戰隊處于這一技術飛躍的最前沿。 Kratos XQ-58A “女武神”無人機成為一個關鍵平臺,展示了人工智能自主飛行能力和有人/無人編隊策略領域的重大進步。
由奎托斯防御與安全解決方案開發的 XQ-58A“女武神”代表著在軍用航空背景下實現人工智能的突破性一步。這種無人機旨在充當“忠誠僚機”,與載人飛機一起作戰,通過結合情報、監視、偵察 (ISR) 和直接戰斗角色來增強戰斗力。最近在埃格林空軍基地進行的一次演示強調了“女武神”能夠完全由人工智能算法控制進行三小時的出擊,展示了其在空降作戰期間執行戰術相關挑戰的能力????。
此次演示不僅驗證了“女武神”的作戰潛力,也標志著能夠執行空對空和空對地機動的人工智能算法的成熟,標志著向未來部署協同作戰飛機(CCA)邁出了關鍵一步??。空軍研究實驗室的自主空戰作戰團隊帶頭開發了這些人工智能算法,突顯了美國防部負責任地將人工智能融入未來作戰結構的承諾??。
美國海軍陸戰隊“女武神”表示了濃厚的興趣,并進行了測試來評估其在嚴峻環境下增強待命部隊作戰的效用。“女武神”的自主能力與陸軍部隊設計 2030 相一致,強調先進技術支持的敏捷和遠征部隊??。“女武神”能夠在沒有跑道的情況下運行并長距離攜帶有效載荷,這提供了戰略靈活性,特別是在印度-太平洋地區,快速防御實驗儲備計劃在那里探索未來作戰場景的概念??。
人工智能在“女武神”等無人機中的成功集成為軍事行動的新時代奠定了基礎,自主系統在戰略和戰術決策中發揮著至關重要的作用。這些發展預示著向更大的作戰靈活性、兵力倍增和空戰戰略的重新定義的轉變。
隨著美國軍方繼續探索人工智能無人機的能力和局限性,很明顯,人機協作和自主作戰將成為未來沖突理論的日益核心。“女武神”從實驗飛行到潛在作戰部署的進展體現了無人機作為戰斗輔助手段的技術和戰略演變,標志著實現全方位無人作戰潛力的飛躍??。
“女武神”和類似平臺的旅程強調了技術創新和戰略遠見之間的復雜平衡,強調在部署人工智能軍事資產時需要持續研究、開發和道德考慮。隨著美國空軍和海軍陸戰隊鋪平道路,戰爭的未來似乎將由人工智能、自主性和人類創造力在空戰領域的融合所塑造。
俄羅斯在人工智能驅動的戰爭方面取得的進步集中體現在格羅姆(Grom)無人機的開發上,該無人機在 2020 年陸軍國際軍事技術論壇上展示。Grom 由喀瑯施塔得集團開發,證明了俄羅斯將尖端技術與人工智能相結合的雄心。傳統軍事能力,體現了從空中保護到與 Su-35 和 Su-57 等有人駕駛戰斗機一起自主作戰的多方面作用。
Grom 的設計與 Kratos XQ-58 “女武神”相似,具有背部入口和 V 形尾部,尺寸表明長度為 13.8 米,翼展為 10 米。該無人機最大起飛重量為7噸,有效載荷可達200??0公斤,包括制導彈藥和非制導彈藥。格羅姆配備了內部武器艙,可容納一系列彈藥,包括空對地導彈和炸彈。它的設計速度可達1,000公里/小時,最大航程可達6,000公里,作戰半徑可達700公里,作戰高度可達12,000米??。
克朗斯塔德(Kronshtadt)公司對無人機開發的承諾不僅僅限于Grom。 Orion 無人機的特點是中空長航時 (MALE) 無人機,已從偵察車發展成為能夠執行打擊任務的多功能平臺,提供卓越的空氣動力學性能,可延長航程和飛行時間。 Orion 的開放式架構有利于定制,允許集成所需的有效載荷和飛機武器??。
此外,Altius-U和Sirius無人機凸顯了俄羅斯增強其監視和作戰能力的努力。 Altius-U 是一款可與 MQ-9 Reaper 和 RQ-4 Global Hawk 相媲美的 MALE 無人機,于 2019 年首次飛行,展示了其執行各種任務的潛力,包括打擊和電子攻擊。 Sirius 被譽為俄羅斯最大的無人機,翼展達 30m,專為遠程偵察和攻擊任務而設計,特別是在北極和太平洋地區的邊境監視和行動中。
圖片:裝配上的系列“Orions”。俄羅斯聯邦國防部供圖
圖片:Orion無人機
類型 | 描述 |
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Model | Orion 獵戶座 |
原版 | 中空長航時 (MALE) 無人機 (UAV) |
Orion-E | 出口版Orion |
Orion-2 (Helios) | 高空長航時 (HALE) 無人機,原始 O??rion 的加大版 |
Inokhodets-RU (Sirius) | 升級版有兩個引擎,MALE攻擊無人機 |
制造商 | 俄羅斯Kronstadt技術公司 |
任務 | 對地攻擊無人機、近距離空中支援 (CAS)、偵察 |
機組 | 無人 |
范圍 | 700公里 |
熱像儀 | 2個熱圖像 |
激光測距儀 | 激光測距儀/目標指示器 |
相機 | 廣角電視攝像機 |
有效負載能力 | 200 kg |
掛載點 | 4個 |
長度 | 8.0 m |
寬度 | 16.0 m |
高度 | 2.0 m |
空重 | 500 kg |
最大起飛重量 | 1,000 kg |
發動機名稱 | 1 個未知品牌、型號和功率輸出的傳統發動機 |
螺旋槳 | 機身后部采用推進式布置的兩葉螺旋槳裝置 |
最大速度 | 200 km/h |
最大飛行高度 | 7,500 m |
航時 | 24小時 |
導彈系統 | Kh-50 |
制導炸彈 | KB-20 |
機身 | 采用單個主翼主平面的單翼飛機設計 |
隱身特性 | 沒有 |
SIRIUS是一款長航時無人偵察攻擊機,由ORION無人機發展而來。該概念在 ARMY 2020 上首次提出。該設備的總起飛重量為 2 噸,最大有效載荷為 300 公斤。相比之下,ORION 的總重量為 1 噸,有效載荷僅為 200 公斤。據制造商介紹,ORION的巡航速度為180公里/小時,飛行時間長達20小時,這意味著作戰航程為1000公里。
以下是基于所提供的有關 Sokol Altius 的信息的詳細表格:
屬性 | 描述 |
---|---|
Model | Sokol Altius (Altair) |
類型 | 中空長航時 (MALE) 無人機 (UCAV) |
開發商 | OKB Sokol(原西蒙諾夫設計局)和 Tranzas |
目的 | 偵察、打擊、電子攻擊 |
運營商 | 俄羅斯空天軍和海軍 |
項目啟動 | 2011年10月 |
原型制作 | 3個 |
服役 | 2021 |
同類 | MQ-9“死神”和 RQ-4“全球鷹”無人機 |
開發延遲 | 由于技術挫折和成本增加,包括失去發動機權 |
計劃運營年份 | 原計劃2018年 |
艦隊骨干 | 2019 年 9 月報道的俄羅斯重型無人機機隊 |
交付合同 | 2021年2月21日簽約,2021年第一批交付 |
設計特點 | 經典氣動設計、高位機翼、V型尾翼、復合結構材料 |
引擎 | 克里莫夫設計局開發的 VK-800C 渦輪螺旋槳發動機 |
變體 | 1.Altair 2. Altius-M(3 架) 3. Altius-U(戰斗),配備新的衛星通信系統 4. Altius-RU(偵察和戰斗) |
空重 | 6,000 kg |
最大起飛重量 | 8,000 kg |
有效載荷 | 1,000 kg |
航程 | 10,000 km |
航時 | 24 h |
飛行上限 | 12,000 m |
將“格羅姆”等先進無人機納入俄羅斯軍事武庫的過程并非沒有挑戰。正如塔克·漢密爾頓上校涉及人工智能無人機的假設場景所強調的那樣,人工智能與戰爭的交叉呈現出一系列復雜的道德、操作和技術困境。這些敘述強調了在人類監督和自主能力之間實現微妙平衡的迫切需要,以確保無人機技術的進步增強而不是使軍事行動的戰略目標復雜化。
隨著俄羅斯不斷擴大其無人機能力,國際社會密切關注。 Grom、Orion、Sirius 和 Altius-U 等無人機融入作戰行動標志著現代戰爭的關鍵轉變,在人工智能的支持下,有人和無人系統之間的協同作用可能會重新定義空戰和戰略軍事規劃的參數。
美國空軍協同作戰飛機(CCA)計劃的雄心和挑戰生動地說明了對人工智能在國防采購領域的主導地位的追求。這一舉措旨在將無人系統與載人系統相結合,以增強作戰能力,反映了軍事技術向快速、創新和具有成本效益的解決方案的更廣泛轉變。該計劃的雄心勃勃的時間表是到 2029 年進行作戰部署,每架無人機的預算為 20 至 3000 萬美元,該計劃的范圍和目標都是開創性的,讓人想起五角大樓過去面臨的采購挑戰。
波音、洛克希德·馬丁和諾斯羅普·格魯曼等國防巨頭處于這一變革的最前沿。這些公司與 Anduril 和通用原子公司一起被選中為空軍的自主 CCA 機隊做出貢獻,展示他們在先進制造、數字技術和自主系統方面的專業知識。空軍將 CCA 設想為一種無人駕駛、相對不易觀測的飛機,能夠與有人駕駛的飛機協同執行各種任務。這一舉措是以具有成本效益的方式增強美軍能力的更廣泛戰略的一部分,強調需要以比傳統載人飛機更低的成本大幅增加作戰力量????。
部署 1,000 個 CCA 的宏大目標,并有可能將這一數字增加一倍,突顯了空軍對該計劃的重大承諾。空軍 2024 財年預算請求包括未來五年在 CCA 上花費 58 億美元的計劃,強調了該計劃的規模和財務承諾。然而,CCA 計劃的進展取決于 2024 財年預算的及時批準,如果國會拖延,可能會出現嚴重延誤????。
反思更廣泛的國防采購格局,五角大樓的歷史充滿了成本超支和延誤的情況,像 F-35 這樣的重大項目就是此類挑戰的象征。空軍為避免過去的錯誤所做的努力(如 F-35 計劃所示)在 CCA 和其他未來項目(如下一代制空權 (NGAD) 計劃)的方法中顯而易見。這些舉措的特點是注重持續競爭、漸進式開發以及利用現有技術來確保加速學習和部署????。
五角大樓的采購戰略已經演變,以解決現代國防采購的復雜性。這包括轉向更靈活和創新的合同方法,例如其他交易授權(OTA)協議和自適應收購框架(AAF),以簡化流程并促進創新。盡管進行了這些改革,挑戰仍然存在,特別是在管理復雜的合同和確保項目符合預算并按計劃進行方面。國防工業最近對固定價格合同持謹慎態度,更喜歡成本加成合同來降低風險,這反映出對成本超支和延誤的持續擔憂??。
總之,尋求人工智能在國防部門的霸主地位既充滿機遇也充滿挑戰。雄心勃勃的 CCA 計劃體現了五角大樓在嚴格的預算和時間限制內采用尖端技術的努力。當國防工業應對這些復雜性時,從過去的采購挑戰中吸取的經驗教訓對于塑造軍事創新的未來和確保自主系統成功融入美國國防武庫至關重要。
參考來源:debuglies,//debuglies.com/2024/03/05/the-ambitious-leap-the-us-air-forces-quest-for-ai-enabled-drone-supremacy/
自動駕駛和無人系統技術的進步提供了一個重要機會,可將第五代戰斗機的殺傷力與旨在破壞和擊敗大國反空作戰行動的協同作戰飛機(CCA)結合起來。而且,與許多正在研發中的先進系統不同,美空軍擬在本十年內開始大規模采購 CCA,而不是在遙遠的未來。
美國米切爾研究所進行了兵棋推演和相關研究,以評估無人協同作戰飛機家族如何提高空軍空優部隊的殺傷力、生存能力和在高度競爭環境中作戰的能力。長期以來,向遙遠戰區投射決定性軍事力量一直依賴于空軍通過執行進攻性和防御性反空任務來擊敗對手的戰斗機、地對空導彈、戰斗管理機和其他防空威脅,從而實現空中優勢的能力。
建立有效的空中優勢是擊敗對手在任何聯合作戰中的基本要求。美國空軍將這一任務定義為實現 "一支部隊在空戰中的優勢程度,使其在特定時間和地點開展行動時不受空中和導彈威脅的嚴重干擾"。然而今天,由于美國近幾十年來未能實現空軍空中優勢力量的現代化,跟不上對手前所未有的軍事集結步伐。
在 "沙漠風暴 "空襲行動取得成功后,美國空軍通過研制第五代 F-22 制空戰斗機和新型空對空武器,繼續對其空中優勢力量進行現代化改造。但兵力結構和項目削減嚴重削弱了空軍的空中優勢能力。從 20 世紀 90 年代初開始,五角大樓的一系列決策基本上凍結了美國空軍的現代化進程。美國防部加快了越戰時期 F-4 和當時的早期型號 F-16 等戰斗機的退役速度,還指示空軍將隱形戰斗機 F-22 的采購計劃減半再減半,而 F-22 是空軍未來空中優勢力量的基礎。
美空軍最初計劃購買 648 架生產型 F-22,接近于以一換一的方式替換其 F-15A/D 庫存。《自下而上評審》將這一目標定位降至 442 架 F-22,1997 年的《四年防務評審》又將其進一步削減至 339 架,主要原因是美國防部希望減少開支,實現冷戰后國防預算的 "和平紅利"。2008 年,美國防部長羅伯特-蓋茨在空軍總共只購買了 187 架 F-22 之后終止了該計劃,理由是當前的作戰行動并不需要 F-22,而當時正在研制的 F-35 將在未來提供足夠的超額戰力來對付較弱的對手。蓋茨認為,對手在 2020 年之前不會擁有一架隱形戰斗機,而根據當時的計劃,美空軍屆時將擁有 400 架 F-35 戰斗機,而且每年還將增加約 80 架。
為了應對 2001 年美國遭受的恐怖襲擊以及隨后的反恐/反叛亂行動,美國防部也改變了其部隊設計的優先順序。在 2000 年和 2010 年的大部分時間里,國防開支的增加并沒有幫助美國陸軍維持在伊拉克和阿富汗的安全行動,而是建立新的能力以威懾同行對手。美國防部指示其他軍種對遙控飛機(RPA)等能力進行投資,以支持這些正在進行的行動。
與此形成鮮明對比的是,對手在 "沙漠風暴 "之后迅速實現了軍事現代化,建立了目前世界上最先進的綜合防空系統。大國調整了作戰戰略和反介入/區域拒止(A2/AD)戰略,以利用美軍的局限性,使自己的部隊能夠:
大國軍事現代化運動的一個重要因素是發展新的空中優勢能力,如第五代隱形戰斗機,以及完成遠程空對空殺傷鏈所需的先進導彈。對手的遠程隱形攔截機,旨在攔截美國第五代戰斗機。根據英國皇家聯合軍種研究所(RUSI)的一份報告,"其被動傳感器、AESA雷達、[低可觀測性]特征、內部燃料航程和遠程導彈的組合,使對手的攻擊機比以往任何非西方作戰飛機都具有更大的質的威脅"。
與此同時,在冷戰結束 33 年后,美國空軍的空中優勢力量主要由 20 世紀 70 年代和 80 年代首次加入作戰部隊的相同戰斗機、任務系統和武器組成。雖然這些系統不斷從升級中受益,但這支部隊的規模并不適合同級沖突,其戰斗機庫存的平均年齡超過 28 年,是有史以來最老的。這支高風險部隊將很難在與大國發生沖突時那種高度競爭的環境中有效作戰。
然而,美國國防戰略的一個關鍵目標是通過建立一支有能力使對手無法迅速實現其作戰目標的部隊來威懾對手。為實現這一威懾效果,美國空軍致力于發展和獲取顛覆性的非對稱能力和概念,以實施反空作戰。美國不能以飛機對飛機、導彈對導彈、艦艇對艦艇的方式與大國對抗。即使這是一種可取的方法,美國防部也不可能擁有足夠的資源--資金和人員--或時間來做到這一點。
美空軍的空中優勢戰斗機庫存目前包括 179 架老舊的第四代 F-15C/D 和 185 架第五代 F-22。其中約 20% 的 F-22 是訓練、測試或備用庫存飛機,沒有戰斗編號。空軍的 F-35 部隊正在緩慢擴充,能夠執行一系列進攻性和防御性對空作戰任務,包括機載電子攻擊和空對空交戰,但規模仍然很小。截至 2022 財年末,空軍僅有 334 架 F-35A,而在 2023 日歷年度,空軍收到的 F-35A 數量約為原計劃每年采購 80 架的一半--這在很大程度上也是由于預算不足造成的。這些部隊由服役已進入第四個十年的 E-3B/G 預警機提供支持。2023 年初,空軍授予了一份預警機替換合同,該合同以澳大利亞和英國購買的 E-7 "楔尾 "飛機為基礎,但這些噴氣式飛機需要數年才能加入部隊。
正如馬克-凱利將軍在 2023 年中期解釋的那樣: "我們實際上吃掉了空軍的肌肉組織,表現為戰斗機能力下降,戰備狀態降低,老舊飛機的里程數增加,推動了更廣泛的維護工作"。由于飛機老化和其他原因導致戰斗機能力不足,因此空軍被迫在2022年下半年從戰略上至關重要的沖繩嘉手納空軍基地撤出F-15C/D戰斗機,而沒有直接、永久分配的后備飛機。只是沒有足夠的戰斗機可用,所以單元必須在未來幾年內輪換到該基地,直到新的噴氣式戰斗機可以駐扎在那里。
美空軍的 "下一代空中優勢"(NGAD)系列系統對于保持對大國的作戰優勢至關重要,但 NGAD 的載員部分可能要到 2030 年代才能大量投入使用。但 NGAD 系列系統的其他部分--支持人工智能的 CCA--可能會更早面世。再加上在下一個 "未來幾年防御計劃 "中最大限度地采購 F-35A,這將降低本十年的風險。凱利說:"大量分析明確顯示,目前的戰斗機機隊不會成功"。空軍 "現在就必須做出改變,在預算緊張的情況下,以最經濟的方式提供能力和能量,以應對同行的威脅"。
圖:2021 年,美空軍研究實驗室的 XQ-58A Valkyrie 展示了從其內部武器艙發射小型無人駕駛飛機系統的能力。CCA 可以為對手的作戰計算增加巨大的復雜性。美國空軍
在 2023 年 7 月的兵棋推演中,米切爾研究所委派美空軍和國防工業的頂尖操作員、技術專家和工程師評估無機組人員的 CCA 和有機組人員的作戰飛機如何才能達到擊敗同行侵略所需的空中優勢程度。這些專家分成三個 "藍方"美國戰役規劃小組,提出了 CCA 的概念和優先能力,以便在美國戰役的頭兩周開展反空作戰,挫敗并隨后擊敗假想的 2030 年同行對手行動。
每個小組都探討了美空軍如何混合使用低成本和中等成本的 CCA 來擾亂對手的 A2/AD 行動,并使有人和無人飛機能夠在遠距離執行多種對空任務,同時減少損耗。能夠從小型、分散的跑道甚至沒有跑道的地方執行任務的 CCA,有助于在受到攻擊時保持戰斗出動率,并降低飛機在地面減員的風險。從移動斜坡或彈射器上發射某些 CCA 變體,然后用降落傘和氣囊回收,這對于較小的設計可能是可行的,因為回收率低于 100% 是可以接受的。另外,小型飛機也可以設計為使用便攜式降落裝置進行短距離起降,使其能夠獨立于長跑道運行,而長跑道更容易被對手定位和瞄準。此外,由于某些 CCA 可能不需要頻繁飛行來支持飛行員訓練,因此可以像其他預先部署的物資一樣將其部署在前沿地點,從而減少對漫長而昂貴的供應鏈的依賴,因為這些供應鏈在沖突一開始就會受到攻擊。
米切爾 2023 年兵棋推演中最重要的一個見解是,有可能使用 CCA 系列作為先頭部隊,破壞并隨后幫助壓制對手先進的綜合防空系統(IADS)。專家們一致認為,考慮到對手空軍的戰斗機庫存,以及對手空軍將擁有多種 "主隊 "優勢,包括從毗鄰作戰區域的空軍基地作戰能力,在戰場上以戰斗機對戰斗機、以導彈對導彈的方式與對手進行對抗是不可行的。相反,所有三個兵棋推演小組提出的作戰概念最初都是大規模使用 CCA 來破壞對手的 IADS,并與對手空軍形成公平競爭。這反映了美國防部 20 世紀 80 年代的 "突破突擊"(Assault Breaker)計劃和 2014 至 2018 年的 "第三次抵消戰略"(Third Offset Strategy)背后的邏輯,即尋求發展非對稱能力,以抵消同級對手的優勢戰斗力和臨近作戰空間。
重要的是,這三個兵棋推演團隊還選擇混合使用 CCA,包括設計為機載傳感器、誘餌、干擾器或武器發射器的不同變體,以破壞和刺激對手的 IADS,定位其關鍵節點,吸收火力,并在有人飛機之前開始削弱威脅。將這些功能分散到各種 CCA 上,可以提高作戰彈性,增加敵軍必須攻擊的機載 "節點 "數量。與開創精確打擊新方式的遙控飛機(RPA)傳感器射手一樣,CCA 將不僅僅是情報、監視和偵察(ISR)的 "信息收集者";雖然成本較低的 CCA 可能缺乏第五代戰斗機的任務系統和完整功能,但對手無法可靠地確定 CCA 的裝備情況,必須將其視為威脅加以應對。
圖:作者馬克-岡津格(Mark Gunzinger)啟動了由美國空軍米切爾航空航天研究所主辦的為期兩天的協作式戰斗機兵棋推演,詳細介紹了參與者將在 2023 年 7 月的活動中解決的核心作戰問題。
另一個啟示是,協同作戰能力可以提高空軍在反空作戰中產生致命質量的能力。裝備適當的 CCA 可發揮戰斗力倍增器的作用,增加空軍可投射到有爭議戰場的傳感器和武器數量。它們還能擴大與之配合的隱身有人飛機的傳感器和武器射程,提高其殺傷力和生存能力。 設計出至少具有足夠生存能力的武器化 CCA,使其能夠到達空對空導彈發射點,是兵棋推演中的一個重要見解。鑒于美國防部在過去 30 年中強制削減兵力,導致空軍削減了戰斗減員儲備,因此減少空軍戰斗機及其機組人員的減員將在空戰過程中起到重要的增效作用。需要在高度競爭的環境中開展長期作戰行動。
CCA 將以另一種方式使空軍減少的戰斗儲備成倍增加:讓非隱身戰斗機參與空中優勢的爭奪。例如,可供兵棋推演專家參考的 CCA 概念設計包括一種遠程空射設計,可攜帶兩枚空對空武器或四枚 250 磅級小直徑炸彈。專家們使用第四代 F-15EX 和 B-52 轟炸機發射這些攜帶武器的 CCA,同時保持在對手IADS 的射程之外。由于這些 CCA 也可以通過火箭進行地面發射,無需使用跑道,因此專家們將其預先部署在菲律賓和琉球群島的分布式作戰地點。建立這種分布式態勢的另一個好處是提高了空軍戰斗架次生成行動的彈性。
參加米切爾兵棋推演的專家們還傾向于混合使用被他們歸類為消耗性系統的低成本 CCA 和中等成本的可回收 CCA,后者可在任務需要時在戰區周圍數百英里高度競爭的戰斗空間內進行減員。在空襲行動的最初幾天,專家們選擇大量使用消耗性 CCA 作為誘餌、干擾器、主動發射器,以及在高度競爭環境中可能丟失的其他方式。隨著空戰的推進,專家們轉而使用更多的中等成本的 CCA,這些 CCA 能夠攜帶更大的武器載荷,并能返回前沿作戰地點再生,以進行更多架次的飛行。
最后,兵棋推演專家建議,有必要提出將 CCA 與其他無人飛行器一起執行防空任務的概念,而不是僅僅將其作為載人飛機的輔助工具。值得注意的是,以這種方式操作 CCA 需要為其提供更先進的自主性和其他技術,這將增加其成本。長期以來,各國軍隊一直試圖利用新興技術來略微提高其現有系統的性能,例如在美國軍事航空業發展初期,美國陸軍最初認為固定翼飛機最適合作為支持地面行動的炮兵觀測器。將 CCA 限制為支持載人飛機作戰只會限制其作戰潛力。協同自主的 CCA 作戰將增加對對手的壓力,這是在太平洋等特大戰區進行同級沖突的基本要求。盡管如此,專家們一致認為,CCA 是一種互補和補充能力,不會減少空軍對第五代戰斗機的需求。兩者都是戰勝同級侵略的必要條件。
圖:Skyborg 概念設計展示了一種低成本、可隱形的無人戰斗飛行器,與 F-15 戰斗機編隊飛行。在戰斗中與有人駕駛的戰斗機協同作戰,可降低飛行員的風險。美國空軍插圖
來自美國空軍和工業界的作戰和技術專家一致認為,應盡快部署用于進攻和防御性對空作戰的 CCA 系列。今天,要在與大國的沖突中取得空中優勢將是一項重大挑戰,而且隨著對手裝備下一代機載和海基傳感器、作戰飛機以及超遠程空對空和地對空導彈,這一挑戰將變得更加艱巨。發展 CCA 作為空軍本十年部隊設計的一部分,是在短期內增強威懾對手侵略能力的一個稍縱即逝的機會。然而,鑒于將這些飛機整合到作戰單元所需的變革規模,快速部署這些飛機將需要立法者、國防部領導層和工業界協調一致的支持。
需要更多的資源來開發、采購、運行和維持混合型 CCA。以下建議基于米切爾研究所的兵棋推演和相關研究:
美空軍應進行權衡分析,以確定未來部隊設計中 CCA 的最佳組合。這些分析應尋求建立一個 CCA 類型清單,在其個體屬性(如尺寸、低可觀察性、射程、任務系統和單元成本)與任務需求之間取得平衡。確定這些設計特征之間的適當權衡,將為制定能最大限度提高空軍戰斗力和投資回報的 CCA 部隊設計提供依據。這些 CCA 將是互補和補充能力,不會減少空軍對第五代戰斗機和其他先進載人系統的需求。
美空軍應制定作戰概念,使用消耗性和可回收/可隱身的 CCA 作為先頭部隊,破壞對手的防空和導彈防御以及其他 A2/AD 行動。這些作戰概念應涉及 CCA 如何作為先頭部隊,使對手的反空目標定位復雜化,識別其高價值防空節點,并使對手防御系統將其空對空和地對空武器消耗在成本較低的無人系統上。這與利用 CCA 提高空軍打消耗戰的能力不同。無人系統與新的、破壞性的、成本高昂的作戰概念相結合,可以創造出對手難以抗衡的非對稱組合,而不是依靠 CCA 簡單地產生更多的規模性。
美空軍應大規模采購 CCA,以提高其向高度競爭地區投射負擔得起的反空力量的能力。CCA 可通過與第五代飛機和其他非載人系統的協作增強戰斗力,同時也可獨立運行,以增加空軍在高度競爭環境中遠距離投射武器和傳感器的能力。能夠充當穿透性 "武器卡車 "的 CCA 設計將有助于抵消對手不斷增長的反空力量,提高空軍第五代戰斗機的生存能力,并增加載人戰斗機的武器數量。這些 CCA 應具備一定的生存能力和航程,以確保它們能到達武器發射點。空軍未來的兵力組合還應包括可從非隱身轟炸機和戰斗機上發射的遠距離 CCA,以干擾對手的防空作戰,并幫助為能力更強的對空飛機鋪平道路。
美空軍應裝備 CCA,以減少對印度洋-太平洋和其他戰區大型固定空軍基地的依賴。減少空軍目前在太平洋戰區對擁有長跑道的主要作戰基地的依賴,將提高空軍在遭受攻擊時按照其 "敏捷作戰部署 "概念的設想出動作戰架次的能力。可在短跑道上運行或不使用跑道進行發射的聯合作戰指揮中心將有助于形成更加分散、更具彈性的前沿態勢。分布式 CCA 作戰地點網絡也會使對手發現、固定和攻擊空軍反空力量的能力變得更加復雜,因為此時空軍反空力量正處于最脆弱的狀態:在地面準備出擊。
隨著時間的推移,美空軍應通過開發新彈藥或調整現有武器以最大限度地利用其有效載荷能力來提高其 CCA 的殺傷力。空軍在迭代未來的 CCA 設計時,應利用小型發動機、緊湊型火箭發動機和小型化組件等技術,設計出更小的武器,從而增加 CCA 每次出動可攻擊的目標定位數量。這對迅速阻止大國進攻的行動取得成功至關重要。
美國防部應與國會合作,增加空軍的資金投入,以建立一支將無機組人員的 CCA 與第 5 代和第 6 代作戰飛機相結合的部隊設計,用于決定性的反空襲行動。數十年的預算不足造成了空軍的高風險,因為它缺乏應對重大同級沖突所需的兵力、現代化能力和戰備狀態。要扭轉這種頹勢,需要在十年或更長的時間內將空軍的年度預算增加 3%至 5%,以采購 CCA,增加 F-35A 的采購量,采購其他新型對空武器系統,并改進空軍基地防御,以應對同級沖突。
還需要進行分析,以確定支持和維持前沿戰區高節奏 CCA 行動的能力和作戰概念。這些分析應涉及在印度洋-太平洋地區預先部署 CCA 及其后勤的要求、CCA 發射和回收行動的適當分散地點,以及在同級沖突期間維持大規模 CCA 作戰行動的物資和人員要求。確定 CCA 戰區后勤需求將是確定未來 CCA 設計屬性的關鍵一步。
圖:在 2021 年的一次演習中,通用原子公司的 MQ-20 Avenger 無人駕駛飛行器在加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的飛行測試中準備開始使用 Skyborg 自主核心系統。塔巴莎-阿雷拉諾(Tabatha Arellano)上士
米切爾研究所的兵棋推演和相關研究有力地支持了空軍的主張,即 CCA 將有助于緩解空軍現有的--以及不斷擴大的--威脅其實現空中優勢能力的能力差距。CCA 與有人駕駛的第五代和未來第六代戰斗機相結合,有可能擾亂對手的 A2/AD 行動,然后按照《國防戰略》的要求進行拒止并付出代價。鑒于對手大量裝備新型 A2/AD 武器系統,并將其擴散到威脅美國及其盟友安全的其他行為體,創建這種新型混合部隊設計的利害關系比以往任何時候都要大。
參考來源:Air & Space Forces Magazine
幾十年來,美國海軍一直在研究人工智能的好處和陷阱,雖然人們關注的焦點是無人駕駛船舶和飛行機器人等系統,但人工智能也可能在后勤、資產管理和調度方面帶來重大進步。
1月11日,美國海軍研究辦公室(Office of Naval Research)數學、計算機和信息科學部門主任亞歷山德拉·蘭茨伯格(Alexandra Landsberg)在水面海軍協會第36屆全國研討會(National Symposium)的小組討論中將焦點轉向了人工智能的行政用途。
她認為,雖然分析大量數據和創建摘要等信息處理優勢是人工智能的已知優勢,但也許在任務規劃和有爭議的后勤方面,一個較少被談論和探索的潛力。
隨著傳感器收集的數據比以往任何時候都多,“現在,鑒于我們在硬件進步和軟件進步方面的能力,我們可以引入,考慮到有爭議的物流,”她說。
她說,后勤帶來的作戰問題為兩用人工智能帶來了機會。他們可以向一些大型商業參與者學習。
“我們去亞馬遜或聯邦快遞吧。亞馬遜有倉庫,里面有機器人,他們確切地知道里面有什么產品,如何把這些產品送到送貨員手中。他們知道如何優化所有這些的日程安排。”
優化資源和規劃是蘭茨伯格所說的海軍一個至關重要的目標的一部分:戰備狀態。
“如果我們能從世界上的亞馬遜或聯邦快遞公司那里采用這些人工智能方法,并在那里對我們的造船廠進行現代化改造,確切地知道我們擁有哪些零件,什么是合適的人,在正確的時間在正確的地點。所有這些都將結合在一起,真正優化我們機隊的可用性。”
她說,人工智能可以在行政上提供幫助的另一個領域是通過ChatGPT等大型語言模型。
“我們想搜索大型文檔。我們有很多大型文檔。我們想去做總結。我們希望準確地制作表格,”她說。
但是,在國防部內部使用生成式人工智能的一個備受討論的挑戰是安全性和信任。
“挑戰在于,世界上的ChatGPT是公開開發的,信息又回到了那里,”她說。
她說,這意味著為了利用生成式人工智能,海軍需要開發自己的安全環境,并確保正在訓練的數據是安全的。
她補充說,確保信任和理解意味著人工智能必須與人類協同工作。信任需要理解,理解需要培訓。
“所有這一切都取決于人類。這實際上是人類和人工智能系統協同工作,它確保運營商信任并理解這些人工智能建議的好處,但也了解這些建議的局限性。”
她說,需要測試評估、驗證和確認。除了實驗和模擬之外,應用程序還需要在現實世界中進行測試。這絕對至關重要。
有很多扎實的數學和研究可以給你保證,這是其中的一個方面。我們不要忘記,研究人員可以幫助海軍提供服務的保證。她說,有了保證,海軍就可以將實驗擴大到規模。
她說,無論人工智能被用于什么——從無人系統到物流和規劃——它都必須涵蓋一系列科學技術、基礎研究以及技術演示和實驗。但它不能在實驗中停滯不前——它需要投入使用,并且需要擴大到艦隊。
“這就是我們走到一起的地方,”她說。它必須超越實驗室中的科學家。“我們必須在車隊中盡早并經常對其進行測試。然后我們必須能夠擴大規模。它需要什么?它要求海軍人員,無論是軍事還是民用人員,都要了解人工智能。
蘭茨伯格說,人工智能生態系統將需要軍事、工業和學術界之間的伙伴關系,“以便能夠在人工智能方面為我們提供一些嚴格的措施和保證。因此,這確實是我看到人工智能生態系統的發展方向,以及我們所有人需要如何合作。
參考來源:National DEFENSE
作為一種作戰概念,多域作戰(MDO)影響著美陸軍采購何種類型的武器系統和裝備、需要何種類型和數量的士兵、陸軍的組織結構以及需要何種類型的訓練--所有這些都是國會監督的重大關切。
根據陸軍于 2022 年 10 月 1 日發布的《野戰手冊》(FM)作戰行動的規定:
多域作戰是聯合運用聯合部隊和陸軍的能力,創造和利用相對優勢,以實現目標、擊敗敵軍并代表聯合部隊指揮官鞏固成果。運用陸軍和聯合部隊的能力,可以利用各領域的所有可用戰斗力,以最低成本完成任務。
多域作戰是陸軍對聯合戰役的貢獻,跨越了競爭的連續性。在武裝沖突臨界點以下,多域作戰是陸軍部隊積累優勢和展示沖突準備狀態的方式,既能威懾對手,又能確保盟友和合作伙伴的安全。在沖突期間,陸軍部隊通過多域行動接近并摧毀敵人,擊敗敵方編隊,奪取關鍵地形,控制人口和資源,以取得可持續的政治成果。
2018年12月陸軍出版物《2028年多域作戰中的美國陸軍》對MDO進行了描述。陸軍制定 MDO 是為了響應 2018 年《國防戰略》,該戰略將美國國家安全的重點從以前的打擊全球暴力極端分子轉移到對抗大國。《2028 年多域作戰中的美國陸軍》稱:
一些國家利用作戰環境的條件,通過破壞美國的聯盟、伙伴關系和決心,在不訴諸武裝沖突的情況下實現其目標。他們試圖通過整合外交和經濟行動、非常規和信息戰(社交媒體、虛假言論、網絡攻擊)以及實際或威脅使用常規力量來制造對峙。通過在國家和聯盟內部制造不穩定,一些國家制造了政治分離,導致戰略模糊,降低了友軍識別、決策和反應的速度。通過這些競爭性行動,其相信他們可以實現低于武裝沖突門檻的目標。
可以說,競爭是 MDO 的一個重要方面,因為如果競爭進行得成功,就可以避免沖突。根據美國陸軍參謀長 2021 年 3 月 1 日的第 2 號文件《軍事競爭中的陸軍》,陸軍通過三種方式進行競爭:
敘事競爭反映在一個國家聲譽的興衰上,這種聲譽基于人們對其實力、可靠性和決心的普遍看法。陸軍的貢獻在于成為一支致命、稱職、可信的部隊,并得到盟友、合作伙伴和對手的認可。
直接競爭包括各種競爭活動,從武裝沖突以下的最低強度競爭到一般國家沖突。在直接競爭中,目標是為美國創造籌碼,不讓對手獲得籌碼。
間接競爭的目標是獲得優勢(或不讓對手獲得優勢)。這一目標與直接競爭中更有力的杠桿概念形成鮮明對比。陸軍通過為政策制定者提供一系列可信的選擇來做出貢獻。
其中一些選擇包括海外演習、安全合作、安全部隊援助、軍方間交流、海外基地、情報共享和救災。在這方面,間接競爭并不是一個 "新 "的作戰概念,而是對武裝沖突之外傳統活動的 "重新定位"。陸軍領導層認為,如果陸軍和其他軍種在這些 "競爭 "中取得勝利,美國的國家安全目標就應該能夠實現。
陸軍的核心理念是通過在沖突之外的所有領域成功競爭來取得勝利,從而威懾潛在的敵人。如果威懾失敗,陸軍和聯合部隊應:
穿透敵方反介入和區域拒止(A2/AD)系統(分層綜合遠程精確打擊系統、瀕海反艦能力、防空系統以及遠程火炮和火箭系統),使美軍能夠進行戰略和作戰機動。
瓦解--破壞、削弱或摧毀 A2/AD 系統,使美軍能夠進行作戰和戰術機動。
利用由此產生的機動自由,通過擊敗所有領域的敵軍來實現作戰和戰略目標。
重新競爭--鞏固各領域的成果,迫使美國和盟國在有利條件下恢復競爭。
作為《2028 年多域作戰中的美國陸軍》一書發布的一部分,一位陸軍官員解釋說,在 MDO 下,特定的陸軍梯隊將被賦予解決不同 "問題 "的任務。現有師和團的任務是打擊和擊敗敵方體系的特定組成部分。因此,陸軍將不再像以前的國防戰略那樣以旅戰斗隊(BCT)為組織或中心。在以前以旅戰斗隊為中心的組織結構下,師和團的作戰作用有限,但根據《千年發展目標》,師和團總部將恢復其歷史上的作戰作用,即雇用下屬單位并分配團級和師級資產以支持下屬單位。
根據 MDO,陸軍計劃在現役和預備役部隊中部署五種不同類型的師:
裝甲師將以裝甲突破和架橋資產進行優化,以執行軍隊最艱巨的任務:擊敗對手的蓄意防御(滲透)。
空降師和空中突擊師將具備聯合強行進入能力,具備戰略和作戰機動性以及垂直包圍能力,以擊敗對手的防御。
標準(重型)師和標準(輕型)師將由旅級戰斗隊混合編成,并進行任務組織,以便在全球范圍內執行廣泛的任務。
陸軍還將組建五支多域特遣部隊(MDTFs)。多域特遣部隊將成為戰區級單元,負責協調所有域內針對 A2/AD 網絡的影響和火力。
根據 2022 年 8 月陸軍向國會提交的報告,針對 MDO 的現代化將包括:
重點特征現代化,為特定部分部隊提供能夠實現 MDO 的條令、組織、訓練、物資、領導、人員、設施和政策。
將進行重點特征現代化的總兵力部分包括三個戰區司令部、四個軍團、六個師(包括一個陸軍國民警衛隊[ARNG])和 25 個邊境聯隊(包括陸軍國民警衛隊的五個邊境聯隊)。陸軍作戰部隊的其余部分--5 個正規軍師和 7 個陸軍國民警衛隊師--將在 2030 年后進行現代化,具體取決于陸軍重點現代化工作的進展情況和財政因素。
一些人認為,各軍種對多域作戰的共同愿景還不夠充分,國防部需要一個針對多域作戰的聯合條令和作戰概念。2023年8月27日,參謀長聯席會議承認《聯合出版物》(JP)1第1卷《聯合作戰》已經出版,并指出它 "為聯合部隊的戰略方向、國防部的職能提供了基礎條令"。聯合作戰概念(JWC)3.0 的關鍵要素包括以下內容:
參考來源:美國國會研究服務處
美陸軍計劃采用兩種版本的戰術情報瞄準節點(TITAN)系統,一種是更適合遠征的基本版本,另一種是可直接連接天基情報資產的先進版本。
隨著美陸軍進入戰術情報目標節點(TITAN)計劃的計劃成熟階段,它將要求選定的供應商提供兩種變體,一種是基本的、更遠征的系統,另一種是直接下行到天基數據的高級版本。
12月5日,美國陸軍情報、電子戰和傳感器項目執行官埃德·巴克(Ed Barker)準將主持了一場虛擬媒體圓桌會議,向記者介紹了TITAN及其投資組合中的其他項目。
TITAN是陸軍第一個由人工智能和機器學習支持的情報地面站,被認為是該軍種多域作戰和聯合全域作戰愿景的關鍵組成部分。該系統旨在提供下一代、遠征、可擴展和可機動的梯隊平臺,以解決陸軍在大規模作戰行動中的頭號差距:深度傳感。據陸軍網站稱,通過同時訪問來自太空、高空、空中和地面層的多個傳感器的傳感器數據,TITAN在行動中提供了態勢感知和態勢理解。該網站解釋說,融合這些數據并使用高級分析向致命和非致命網絡提供有針對性的情報,可以縮小傳感器與射手之間的差距,并實現遠程精確射擊、航空和任務指揮。
“這是陸軍內部情報現代化工作的基本要素之一。正如你們中的許多人可能知道的那樣,泰坦是一個可擴展的遠征情報地面站,真正希望提供融合的傳感器數據,以實現遠程精確射擊。它確實是事物深度傳感方面的關鍵組成部分,以及將其存儲在傳感器到射手回路中的能力”,巴克將軍說。
該系統正在根據快速原型設計戰略進行開發,以盡快開發和部署該系統。去年,陸軍向Palantir Technologies和Raytheon Technologies授予了兩份價值3600萬美元的TITAN合同。項目官員允許士兵在 2023 年期間訪問該系統,用于所謂的士兵“接觸點”,允許服役人員就如何改進系統提供反饋。2024 年,該服務打算將原型成熟階段合同授予一家公司,并向尚未選擇的單位發布第一個 TITAN Advanced 系統。
“我們的下一步,在 [20]24 年的第二季度,我們預計會選擇其中一家供應商進入我們所說的原型成熟階段,即 PMP,這是快速原型設計的下一階段。在這個PMP成熟階段,選定的供應商將進一步成熟他們的原型,[具有]更多的士兵接觸點。然后,我們打算在指定單位中增加一些這種能力問題,以使他們能夠完善TPP(戰術,技術和程序)中的反饋,并將其用于其中,”巴克將軍說。
他指出,將包括不同版本的地面站。基本系統和先進系統之間的主要區別在于,后者將包括諾斯羅普·格魯曼公司提供的“太空套件”,該套件提供來自天基資產的直接下行鏈路,從而更快地提供情報數據。“從天基方面來看,這是來自那些國家技術手段的直接下行鏈路。這減少了直接訪問這些天基資產的額外周期時間,”將軍說。
但是,基本版本也將能夠訪問該信息,只是不能直接訪問。相反,它將能夠從國家地理空間情報局等組織的數據設施中獲取信息,“現在,這并不意味著基本人員無法訪問這些天基數據,”他澄清說。
陸軍將繼續通過一系列演習來評估和開發該系統,“從網絡的角度并了解梯隊的發展方向,這將有助于確定不同梯隊需要多少基本和先進的系統。”
剩余的 TITAN 計劃包括 2025 年推出 TITAN Basic 的第一臺產品,以及完成快速原型制作計劃、開始生產和 2026 年發布最終原型。
他補充說,隨著該服務“向主要能力獲取”過渡,它很可能“也將開始走上他們所謂的軟件獲取路徑”,這將有助于應對新出現的威脅,并“使我們能夠繼續保持足夠的敏捷性來滿足新出現的需求”。
巴克將軍的團隊創建了 Project Linchpin,專門用于提供人工智能和機器學習 TITAN 以及許多其他程序。所有 PEO-IEW&S 傳感器現代化都有望利用這些新興功能。
參考來源:AFCEA
這篇文章探討了海軍如何利用水面平臺來應對不斷變化的無人潛航器威脅。
目前,有許多自主/無人駕駛水下潛航器(UUV)項目正在開發中,或可用于軍事和非軍事領域。目前,大多數投入使用的海軍 UUV 都用于水雷戰或水文勘測。許多國家的海軍有更大的雄心壯志來操作更大、更復雜的 XLUUV(如英國皇家海軍的 CETUS 計劃),用于海上偵察并最終執行打擊任務。
無人潛航器可以為有人艦艇提供傳感器和效應器,可以在高風險環境中工作,并能與敵方資產進行非常密切的互動。大型 UUV 的主機平臺可包括潛艇、軍艦或直接從岸上發射。
(1) 用于為其主機/控制單元提供對峙支援的 UUV 和 USV。
無人潛航器開始對傳統反潛戰(ASW)操作人員、方法和系統構成巨大的新威脅。冷戰結束后,作戰重點從海洋轉向了沿岸和淺水環境。這一變化要求反潛戰部隊不斷發展,以便在不利于探測的環境中對付隱形柴電潛艇和 AIP 潛艇。主要在同一瀕海水域活動的 UUV 將為這一挑戰增添另一層復雜性。
UUV 可以相對迅速地加強其薄弱的水下力量,但對手也在競相效仿,因此急需采取有效的反制措施。UUV 對有人潛艇的威脅值得另文討論,但在此將重點討論從水面反擊 UUV 的方法。這種戰爭可稱為 "反 UUV 戰"(AUUVW)的一個新子類型,針對的是難以探測的小型平臺,需要特定的系統來對付它們。
(2) 在此示例中,USV 被部署為對峙反潛武器。這個例子表明,在未來的瀕海戰爭中,UUV 和 USV 實際上可能是最先相遇的對立單元。
有效監視對確保成功執行大多數殺傷鏈階段(探測、分類和跟蹤)至關重要。目前服役的大多數反潛戰傳感器和武器系統都針對有人駕駛潛艇目標進行了優化。被稱為低頻主動聲納(LFAS)的新一代聲學傳感器性能卓越,在探測超靜音 AIP 潛艇方面取得了重大進展。網絡多靜態聲納是探測能力有所提高的另一個領域。UUV 甚至 XLUUV 的目標強度通常較低,尤其是在艇首-艇尾方面,而且輻射噪聲特征很小。因此,瀕海水域的探測將尤其困難,因為探測距離短,幾乎沒有時間做出反應和部署反制措施。
目前,可以認為大多數無人潛航器將用于 ISR 任務,其續航時間和有效載荷要求決定了它們的大小。在探測方面,對 UUV 的大小、類型和作用進行分類和評估也是一個問題。現在,許多行動都必須假定對手的 UUV 可能存在,即使無法探測到它們。只有通過觀察到的有人駕駛的潛艇活動、ORBAT 分析和更廣泛的情報畫面,才能了解威脅的規模。
消除威脅的難度僅次于發現威脅的難度。威脅至少可以部分地通過機動來消除,但這只有在良好的態勢感知和有效的戰術圖景下才能實現。與 UUV 相比,大多數水面資產在速度方面都有很大優勢,但在許多潛在的戰爭場景中,僅靠機動是不夠的,尤其是在保護海底基礎設施等靜止物體時。
由于現有的反潛武器既不適用,又非常昂貴,因此成本效益高的反 UUV 效應器應被視為近期的關鍵需求。目前的空射或水面發射輕型魚雷是當今主要的反潛武器,但它們缺乏足夠的傳感器和制導系統來定位和殺傷 UUV。更合適的反 UUV 武器是微型魚雷。這種新型魚雷將提供一種低成本的解決方案,其適當的機動性、傳感器、速度和彈頭經過優化,可摧毀 XLUUV 尺寸以下的目標。
(3) 萊昂納多 "黑色蝎子 "微型魚雷(1100 毫米 x 127 毫米),用于對付 UUV、微型潛艇和可能的水下運載工具。設計用于在 30 米至 200 米的淺水區作戰,可在空中、水面或水下發射,航速超過 15 節,配備 2.8 公斤彈頭(圖片:萊昂納多公司)。
除了精致的微型魚雷外,還有一種火箭推進深水炸彈。這種深水炸彈射程遠、火力強,而且價格更低廉。俄羅斯和一些前東歐國家仍有裝備這種幾乎過時的反潛武器的軍艦,但它們可能已經找到了新的作用。標準重力深水炸彈如今已很少使用,但也可能提供一種有前途的解決方案。由于傳統重力式深水炸彈很重,不適合從小型 USV 或航空飛行器上大量部署,因此需要新一代小型深水炸彈。BAE 系統公司的新一代深水炸彈概念是目前正在開發的一種解決方案。
(4) 在非盟潛航器水下任務中部署 USV 的潛在方案。目前已經存在執行這一任務的概念 USV,如 Elbit Seagull 和 Atlas Elektronik ACRIMS 的變體。
下圖概述了監視和中和因素,并對典型的反潛和近未來的 AUUVW 進行了簡短比較。這兩個領域在傳感器和效應器方面有許多共同之處,但在探測概率和武器使用方面存在顯著差異和限制。
目前有多種計劃開發用于常規反潛戰的無人駕駛和自主系統,但非盟潛航器似乎不太受重視。面對不斷擴大的 UUV 計劃以及射程、傳感器和人工智能能力不斷增強的潛水器的發展,這種情況可能很快就會改變。
在未來的反潛任務中,反制 XLUUV 極有可能成為首要目標。在其他情況下,同樣的資產將被部署到敵方行動區或其領海進行探測,AUUVW 的重要性可能與今天的反潛任務相同。雙方都使用自主或無人系統的對峙行動使 USV 和航空平臺成為執行 AUUVW 任務的天然候選者。
參考來源:NAVY LOOKOUT
最初,多域作戰(MDO)是美國自 2011 年以來提出的一個新概念,由陸軍和空軍主導。對陸軍而言,它是空陸一體戰的延續。從更廣泛的意義上說,這一概念繼承了眾所周知的 "多國與聯合作戰",涵蓋了太空、網絡和人工智能技術進步等新領域,其目標很明確:保持美國陸軍的優勢。
近年來,關于多域作戰(MDO)的思考迅速發展,"甚至連術語也變得越來越雄心勃勃,從多域作戰到多域作戰,再到全域作戰"。
MDO 的開發始于 2011 年 11 月 17 日,當時美參謀長聯席會議主席馬丁-鄧普西將軍提出了一個預言性的問題:"聯合之后是什么?"鄧普西將軍的這一問題"是受到了這樣一個事實的刺激,即在海陸空領域取得優勢的歷史方法可能不再有效。推動這一現象的主要因素是先進信息技術在全球范圍內的擴散"。
這也是美國2018 年發布的新國家安全戰略(NSS)和國防戰略(NDS)的結果。俄羅斯等同行競爭者正在制定戰略,通過開發新武器、戰術以及反介入和區域拒止(A2/AD)系統來擊敗美國的力量。它們還在太空和網絡領域進行投資。
為了保持對這些競爭對手的優勢,四個軍種 "一致認為,他們必須在陸、海、空、天和網絡等所有領域開展行動。他們甚至就聯合部隊在此類沖突中的初始目標達成了普遍共識。這就是通過在所有領域開展快速、協調的攻擊,滲透并瓦解對手分層、聯網的反介入和區域拒止(A2/AD)系統陣列"。
因此,MDO 概念的核心思想是瓦解對手 A2/AD 系統,并利用由此產生的機動自由來實現戰略目標。
2020 年 4 月,美國陸軍退役將軍威廉-華萊士宣布:"MDO 不是成熟的條令,也不應被視為成熟的條令。相反,它是一個概念,雖然經過了充分的調查和廣泛的研究,但仍在不斷成熟"。
但在某種程度上,MDO 已經跨過了成為概念的門檻。MDO 概念中廣泛描述的新作戰領域,如網絡和空間,多年來已與聯合領域(海/空/陸)并駕齊驅,成為持續行動的關鍵。
隨著互聯網和信息系統的不斷發展,網絡戰爭已成為一段時間的現狀。網絡攻擊的爆炸性新聞層出不窮,網絡成為人們關注的焦點。
從 2010 年代針對伊朗核計劃的 Stuxnext 等國家攻擊,到 2017 年的 NotPetya 或 Wannacry 等勒索軟件攻擊,再到 2016 年俄羅斯涉嫌干預美國大選,各種攻擊層出不窮。隨著軍隊對商業網絡的依賴與日俱增,網絡威脅也隨之迅速增加。前陸軍上將馬丁-登普西(Martin E. Dempsey)在 2011 年補充說:"美國軍隊依賴于商業網絡,因此最強大的軍事網絡防御仍可能受到其他地方薄弱環節的威脅(......)破壞性和毀滅性的網絡攻擊正在成為國家之間、國家內部和非國家行為者之間沖突的一部分"。
奧巴馬總統將網絡安全視為重中之重,并于 2010 年成立了美國網絡司令部。下一個重要里程碑是,2018 年 5 月,該司令部升格為全面獨立的統一作戰司令部。
到 2010 年代末,隨著歐洲國家網絡司令部的蓬勃發展,許多北約國家紛紛效仿美國的做法。作為這一長期重點的證明,2008 年在塔林成立了北約認可的合作網絡防御英才中心,為北約處理網絡安全問題。
美國太空司令部并不是一個新概念。從 1985 年 9 月到 2002 年,第一版美國太空司令部專門負責與太空有關的聯合行動。在 "9-11 "襲擊事件后,新的太空司令部在停用 17 年后于 2019 年 8 月 29 日重新成立,并重新強調太空是一個作戰領域。
北約也緊跟這一趨勢。2019 年 6 月,在國防部長會議上,北約成員通過了北約太空政策,承認太空與空中、陸地、海洋和網絡空間一樣,是一個新的作戰領域。此后,北約決定在德國拉姆施泰因的盟軍空軍司令部建立一個新的北約空間中心。北約的一些成員國也在采取同樣的行動。意大利最近宣布成立一個被稱為 "第五領域 "的太空司令部,由國防參謀長指揮。在法國,2010 年成立的聯合太空司令部于 2019 年重獲新生,由空軍和太空部隊參謀長領導。英國和其他國家也計劃很快成立相應的司令部。
對太空的興趣和關注并不新鮮。這里的新進展是,太空現在被視為一個獨立的作戰領域,而不再是一個輔助實體。
盡管網絡和太空領域已被普遍了解,但其他所有領域,即其他 "交叉領域 "還存在灰色地帶。一些作者提到電磁頻譜(EMS)是另一個關鍵領域(如下圖)。
圖:領域的連續性及其相互依存性
這種說法可能過于局限。我們應該牢記,推動軍事思維轉變的主要因素是先進信息技術在全球范圍內的普及,這對信息戰產生了重大影響。
因此,目前正在考慮第六個領域:認知領域。
Jeffrey M. Reilly 博士認為:"......盡管美國過去經歷了技術的巨大變革,但我們對這一時代對未來軍事行動的巨大影響的認識仍處于初級階段。功能強大、價格低廉、隨時可用的商業技術充斥全球,這就要求我們在軍事事務中采用更加復雜的方法"。
如下圖所示,技術和信息戰對極其復雜的作戰環境產生了巨大影響。
MDO 概念是由技術驅動的,因為"......未來部隊需要有能力以超出人類認知能力的速度和規模匯聚多個領域的能力"。
顛覆性技術是數字領域巨大技術進步的結果,正在影響整個作戰領域。在顛覆性技術清單中,以下技術已經或即將影響我們開展行動的方式:
在前面提到的顛覆性技術清單中,有兩項技術已經對海事行動產生了重大影響。
幾十年來,各國海軍一直在開發無人飛行器 (UV),以提高自身能力。無人水面飛行器 (USV)、無人機 (UAV) 和無人水下飛行器 (UUV) 在北約海軍中蓬勃發展,執行了大量任務,特別是情報監視和偵察 (ISR) 功能。目前,水雷戰可能是在很大程度上依賴無人機和反水雷無人潛航器的最先進領域。
這一趨勢是多種因素共同作用的結果,但最重要的可能是為了降低國防預算縮減的影響,試圖用無人潛航器取代一些通常由載人平臺執行的任務,以降低成本。
然而,現有的海上無人潛航器的續航時間和能力有限,而且依賴人工干預。下一個趨勢是開發長續航能力的大型無人潛航器,使其能夠與載人平臺一起以完全自主的方式執行任務。它們將能夠執行自主任務,如巡邏海上交通線、建立反潛潛航屏障或作為航母打擊群或其他 HVU 的先頭部隊進行部署,甚至更雄心勃勃地執行投送武器的任務。
通過人工智能(AI)對數據庫處理的改進,使計算機能夠解決如果由人類解決需要大量時間和智慧的任務。機器學習可以對海量數據進行分析,大多數情況下,機器學習首先用于分析數據,然后從數據處理中提取有價值的信息。這些過程在海事領域大有可為。
每天都有大量的海事數據庫被添加進來,但同時卻沒有得到充分利用。例如,自動識別系統(AIS)顯示了重復出現的海上交通模式,也稱為 "生活模式"(PoL),這在海上安全框架中很有意義。將人工智能流程應用于這一大型數據集,可快速提取異常或可疑行為。
歐盟的 MARISA(海上綜合監視意識)項目就是基于這樣的流程,利用創新工具(人工智能、機器學習、基于規則的概率方法、衛星圖像處理),通過分析和合并不同來源的原始海上數據來改進海上監視。
情報、監視與偵察(ISR)和海上態勢感知(MSA)是人工智能以及更廣泛意義上的新技術工具將在兩個層面上增強海軍能力的明確領域:第一,迅速發現異常或可疑行為;第二,通過建議最佳行動方案來支持決策過程。
利用顛覆性技術處理大量數據并不局限于海上安全領域。環境是整個海戰的關鍵。從用于海軍航空或精確制導彈藥的天氣預報,到用于反潛戰的水深測量和海洋學,海軍作戰的方方面面都與環境息息相關。人工智能可能有助于更好地理解和預測環境中復雜的相互作用。
例如,巴斯大學為英國國防部的一個部門開發了一個人工智能模型,可以直接根據聲納測量結果自動對水下環境進行分類。該模型是利用高科技聲納改善英國廣闊海洋領土監測項目的一部分。
另一個更廣泛的例子是,美國商務部下屬的國家海洋和大氣管理局(NOAA)于 2020 年 2 月發布了一項人工智能戰略,旨在 "擴大人工智能(AI)在 NOAA 各項任務中的應用"。
除其他外,這些例子都強調了當前的趨勢。
如前所述,MDO 概念最早由美國陸軍和空軍提出。此后,在美國防部的指導下,各軍種都在各自的軍種中實施了不同的 MDO 集成。
2015 年,美國海軍致力于發展分布式海上作戰(DMO)概念。海軍陸戰隊通過其相關的 "有爭議環境中的瀕海作戰"(LOCE)概念和下屬的 "遠征先遣基地作戰"(EABO)概念支持這一工作。
目標是利用最近新技術發展所提供的所有新工具,在一個共同網絡中將艦隊一級的所有資產聯系起來,而不是嚴重依賴日益稀缺和昂貴的航母打擊群。
分布式水面作戰群擁有更強的攻擊和防御能力,如艦載激光器、超高速射彈和大型紫外線,它們將在同一個戰術網格中連接在一起,實現 "分布式殺傷力 "的理念,以提高海軍戰勝同級競爭對手 A2AD 能力的能力。
多年來,海軍一直在發展一支更加分散的艦隊,這種艦隊依賴于較小的艦艇,維持和運營成本較低。此外,為了降低有人艦艇發展遠程反艦導彈帶來的風險,并執行敏感任務,使用大型無人水面戰斗艦補充現有艦隊是 DMO 架構的關鍵要素。
自 2017 年以來,海軍一直計劃建造一支由大型無人水面戰艦組成的 "幽靈艦隊",排水量約 2000 噸,長達 300 英尺,配備垂直發射系統,能夠投射各種武器。正如代理海軍作戰部長 Mike Gilday 海軍上將最近提到的那樣: "無人平臺--這就是未來,對嗎?因此,混合艦隊是我們的發展方向,這一點毋庸置疑"。
DMO 很快將在實戰演習中進行首次測試。美國海軍和海軍陸戰隊計劃舉行的 "2021 年大規模演習 "將涉及多個打擊群和多個編號艦隊。演習還將包括小型戰術網絡小組和信息戰小組,特別關注無人系統。
太空和網絡等新的作戰領域早已具備全面作戰能力。新技術的成果已在所有領域推廣。但基石仍然缺失。要在一個共同的網絡中將所有領域和傳感器連接起來,需要一個強大的指揮與控制(C2)架構,但這一架構尚未實現。空軍率先提出了多域 C2(MDC2)的概念: "MDO要求無縫、動態和持續地整合所有領域內和來自所有領域的產生效果的能力"。在盟軍空軍司令部和聯合空中力量能力中心的推動下,這一思想已傳播到北約。
美國國防部也致力于將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊--按照聯合全域指揮中心(JADC2)的概念連接成一個網絡。其目的是將傳感器和射手連接起來,以提高戰場反應能力。
這一概念推出時各軍種正在開發自己的網絡,并將在第二階段整合到 JADC2 的總體結構中。例如,海軍最近宣布將啟動 "超配項目",旨在開發一種新的艦隊架構,利用人工智能和有人/無人聯隊實現分布式海上作戰。
這樣一個具有挑戰性的目標即使可行,也會有很高的要求。一些人提出了 JADC2 概念的技術成熟度和可負擔性問題。還有一些人提出疑問:"......JADC2 需要多少人力才能實時做出決策,減少人力參與軍事相關決策是否合適"。
MDO 或全域作戰的概念仍在不斷成熟。一些里程碑式的目標已經實現,如在公認的作戰領域建立太空司令部和網絡司令部,或采用人工智能或自主等新技術作為作戰能力。
然而,多重挑戰依然存在。其他領域,如 EMS 或認知領域,必須找到所需的明確界限,以了解跨領域構建網絡的范圍。總體 C2 結構必須將工作重點放在關鍵挑戰上,提供所需的技術、財政和概念資源,以支持決策過程,并確定人類和人工智能決策過程中的適當角色。
關于 MDO 的思考始于空軍和陸軍,海軍仍然落后一步。不過,長期以來,海軍一直在利用信息方面的技術進步。人工智能和機器學習的使用正在改變我們處理海上態勢感知的方式。
就海事領域的 MDO 而言,美國海軍的 DMO 概念可能是走得最遠的。除其他支柱外,發展一支與載人平臺并肩作戰的大型無人潛航器幽靈艦隊將為全球大多數海軍的未來鋪平道路。
美國認為,對手在烏克蘭的肆無忌憚的侵略突出表明,有必要建立一種軍事態勢,支撐美國及其聯盟伙伴時刻處于備戰狀態,掌握實時信息和決策,并隨時準備在全球聯盟需要時為其提供實時態勢感知情報。
這并不是一個新想法——美國國防部(DoD)制定了聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略,描述了賦予聯合兵力指揮官所需的從傳感器到指揮與控制(C2)功能,以及跨所有作戰領域的動能和非動能武器能力的迫切需要。威懾并在必要時隨時隨地擊敗全球任何對手。
JADC2 戰略要求向聯合兵力指揮官暢通無阻地提供實時態勢感知數據,而不論其屬于哪個軍事領域或防務供應商。為了實現這一目標,必須接受美國國防部的數據戰略,將國防部轉變為以數據為中心的組織,利用數據的速度和規模來提高作戰優勢和效率。以便 "將數據視為武器系統,并管理、保護和使用數據以實現作戰效果"。
那么,我們該如何實現所有必要數據和信息的實時交付呢?讓我們來了解一下什么是 JADC2、實施 JADC2 所面臨的一些挑戰、JADC2 的技術基礎,最后討論如何為作戰人員實施這一新的全球實時情報基礎。
聯合全域指揮與控制(JADC2)是全球防御系統的未來,也是現有單一供應商、單一安全域指揮與控制(C2)平臺的演進。它始于美國國防部的一項戰略,目的是通過彈性連接,利用自動化、人工智能、預測分析和機器學習,使所有部門和盟國都能快速 "感知"、"理解 "和 "行動 "整個作戰空間的信息。它正在將簡單的 "傳感器對射手 "設計發展為現在的大量雷達、商業和軍用衛星圖像以及其他探測設備。這些數據源將實時數據輸入 C2 決策實體,由 C2 決策實體決定可提供動能或非動能響應的適當效應器。
傳統上,武器系統由單一供應商作為獨立平臺提供,在一個單一、專用、以網絡為中心的作戰安全域內跨越從傳感器到 C2 再到效應器的范圍。JADC2 打破了這一架構,采用以數據為中心的架構,向包括聯盟伙伴在內的眾多供應商和運營商開放傳感器-C2-效應器信息域。它還旨在選擇最佳的效應器來發射,而不是單一供應商的武器系統,從而提高作戰效率。
JADC2 還旨在實現從 "人在環內 "到 "人在環上 "再到 "完全自主 "的演進,將對威脅的響應時間從幾天/幾周/幾個月縮短到幾秒/幾分鐘/幾小時。 同樣,JADC2 將壓縮軍事決策中使用了幾十年的 "觀察-定向-決策-行動"(OODA)循環的時間。
JADC2 的官方定義見《聯合全域指揮與控制戰略摘要》,其中指出 "JADC2為塑造未來聯合兵力的指揮控制能力提供了一種連貫的方法,其目的是在戰爭的各個層次、各個階段、跨所有領域并與合作伙伴一起感知、理解和行動,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,在聯合兵力執行 C2 的方式上加快實施所需的技術進步和條令變革。JADC2 將使聯合兵力能夠使用越來越多的數據,采用自動化和人工智能賦能的方式,依靠安全而有彈性的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動"。
本文使用 JADC2 作為總括術語,涵蓋許多 C2 縮寫詞,如 C4ISR、C5ISR、聯合全域作戰 (JADO)、聯合或聯盟 JADC2 (CJADC2)、多域作戰 (MDO)、泛域能力 (PDC) 和泛域C2 (PDC2)。
數據中心化指的是一種系統架構,在這種架構中,數據是主要的永久資產,而應用程序則不斷變化。軟件組件不交換靜態配置的信息,而是通過共享數據模型進行通信,在該模型中,所有參與者都能理解數據,數據對象在應用程序中顯示為本地數據。應用程序可直接讀寫這些對象的值,這些值緩存在每個參與者中。
當以數據為中心的架構建立在無需服務器或經紀人作為中介的點對點網絡之上時,關鍵任務實時數據就能以線速傳遞給人工智能和 ML 引擎,從而實現實時態勢感知和決策。
為了在戰爭中以最快的速度主導決策,聯合全域指揮與控制(JADC2)系統必須為不同作戰指揮部的決策者以及決策人工智能和 ML 系統提供實時數據,從戰術邊緣到霧到云。這與 2020 年 9 月 30 日宣布的《國防部數據戰略》不謀而合,該戰略指示美國國防部(DoD)領導人將所有國防部資產演變為以數據為中心的資產,將數據視為武器系統。該文件概述了這一戰略的七個目標--使數據可見、可訪問、可理解、可鏈接、可信、可互操作和安全(VAULTIS)。
美軍支持的網絡數量遠遠超過 10,000 個,其中絕大多數網絡都是采用以網絡為中心的設計策略構建的。這些網絡大多由單一國防承包商提供,并在每個網絡連接中支持單一安全域。因此,要與原始設計之外的實體共享這些網絡中的數據,通常需要使用非常昂貴且難以配置的多獨立安全級別(MILS)或跨域交換機(CDS),而這些交換機在設計上也無法快速重新配置,以向新的需求點提供實時數據。
新的以數據為中心的網絡減少了對 MILS 和 CDS 平臺的依賴,并通過獨特的身份驗證、訪問控制、加密和數據標記來確保共享網絡管道中單個數據元素或主題的安全。這樣就不需要為每個安全域,甚至可能是每個國防供應商建立單獨的網絡管道,同時還能與新的聯盟伙伴或機構快速共享實時數據。
全球各國軍隊正在 JADC2 的保護傘下建設首個以數據為中心的網絡。美國空軍正在建設先進戰場管理系統(ABMS),美國海軍正在建設 "超配項目",美國陸軍正在建設 "融合項目 "和 "TITAN"。這些 JADC2 原型系統證明,目前至少有十種新出現的移動數據需求。這十大數據需求是
1 數據中心
2 網絡傳輸無關性
3 多域安全架構
4 零信任/安全
5 MOSA/開放標準
6 云到戰術邊緣的連接和啟用
7 數據持久性的斷開操作設計
8 互操作性
9 可擴展性
10 網絡健康工具
在下一代以數據為中心的網絡中實施這十大數據要求,可將所有軍種和聯盟伙伴的綜合傳感器、指揮與控制以及優化的武器/效應器系統納入我們的生態系統。這構成了一個成功、可部署和可維護的 JADC2 環境的基礎。
RTI Connext? 是 TRL-9 商業產品,已在全球 1,800 多項設計中得到驗證。Connext 是唯一能夠滿足 JADC2 數據要求的技術。由于 Connext 已在超過 75 個 C2 系統中部署,因此它大大降低了實現可行且強大的 JADC2 環境的成本、風險和時間。Connext 點對點架構無需服務器和中間商,可實時訪問所有作戰域的數據。 Connext 與傳輸無關,可在多種傳輸中無縫運行,包括 TDL、RF、TCP、UDP、Infiniband、水下傳感器網絡傳輸、有損衛星連接,甚至共享內存或背板--所有這些都在單個計算系統中實現。
即使在通信通道斷開、被拒絕、斷斷續續或帶寬有限的情況下,Connext 也能可靠地工作。如今,Connext 已成為 20 多個模塊化開放系統方法 (MOSA) 標準的基礎,并提供了關鍵任務 JADC2 系統所需的容錯、彈性和安全性。Connext 還可與其他網絡戰略協同工作,支持傳統和未來的信息模型,并促進模塊化系統的部署,可根據不斷變化的威脅動態構建和重新配置。Connext 開放式標準線協議和應用程序接口推動了無縫集成和互操作性,使系統能夠以戰爭的速度推動決策。
為了擴展和增強 JADC2 合規性的軍方客戶,Connext 支持從以網絡為中心的系統向以數據為中心的強大環境進行清晰、基于開放標準的遷移--在許多情況下使用相同的網絡設備和管道。這種方法既符合成本效益,又能提高性能,使 Connext 成為實現統一網絡的顯而易見的連接基礎。