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科學界正開發人機編隊的精準訓練與評估方法，核心難點在于缺乏需團隊互操作達成性能指標的真實機器人系統。2018年10月22-26日，美軍兩支五人乘組（陸戰隊/陸軍各一）為"僚機"聯合能力技術演示(JCTD)項目實施實彈炮術評估演習，開展真實世界有人-無人編隊協同。乘組在指揮控制車內操控獨立武裝無人僚機車，兩車均為高機動多用途輪式車輛(HMMWV)。參戰人員先在佐治亞州本寧堡卡穆什靶場使用僚機模擬測試臺訓練，后操作真實僚機車完成多輪炮術行動。行動含觀摩工程團隊全實彈演示，士兵與陸戰隊員參與空膛射擊、空包彈射擊及靜態實彈射擊。事后參戰人員就訓練與演習體驗提供反饋。本報告匯總作戰人員反饋，用于支撐：制定針對性訓練方案、完善模擬測試臺技術需求以提升訓練效能、優化真實車輛/控制器/作戰人員機器界面的交互設計。

美軍正識別當前及新興技術，探索2028年前在復雜對抗環境中提供軍事優勢的技術賦能概念，含支持有人-無人編隊協同(MUM-T)的先進技術。隨著無人技術從傳統遙操作向具自主決策能力的互操作演進，必須發展人機團隊成員間的高效協作。有效編隊需在技術開發生命周期納入人類成員，以推進可信團隊建設。聚焦MUM-T中人因要素的核心動因在于：有效協同與技術恰當運用依賴人類對系統行為及其邏輯的理解。若人類預期與系統行為錯位，將質疑系統行動準確性。此類質疑導致信任衰減，進而引發系統誤用或棄用——即便系統運行有效。

美軍"僚機"無人-有人作戰系統實裝解析

"僚機"項目為理解貫穿系統研發全周期的人機編隊協同提供現實案例。該項目旨在通過先進機器人技術與實驗評估，提升有人-無人地面戰車的聯合自主能力。當前編隊由指揮控制車(C2)五乘組（圖1左）與單輛武裝無人地面戰車（圖1右）構成，乘組含：載具駕駛員、車長(VC)、遠程先進偵察監視系統(LRAS3)操作員、無人車操作員(RVO)、無人車射手(RVG)。

圖1真實世界載人戰車（左）和機器人武器化戰車（右）圖像

機動行動正開發多級自主模式：線控/遙操作、航點導航、基于禁行區判定的半自主駕駛，最終實現高級自主。參照自主等級研究共識（如Parasuraman等，2000），RVO在炮術任務中不可能僅維持單一控制模式。有效編隊目標應是評估操作員依據任務需求切換控制模式的能力，需避免因壓力、負荷、疲勞或信任衰減導致的控制權不當變更或系統誤用。為此，操作員必須從其他乘員及僚機車獲取精準的任務、行動與環境信息。

與機動研究相比，無人炮術作戰研究極度匱乏。炮術行動需有人乘組與無人車機動/火控系統(FCS)交互。FCS自主功能包括：武器視場潛在目標探測、用戶選定目標跟蹤、應用彈道解算持續鎖定目標。人類成員仍負責人工修正及開火決策——VC最終授權目標打擊，RVG實際操控擊發。當前研究空白亟需探索無人武器系統固有缺陷：傳感器與網絡延遲導致的探測-識別-打擊鏈路復雜性，以及操作員態勢感知(SA)局限。

團隊協同與效能緊密關聯（Salas等，2009），高效溝通能改善其他團隊流程與結果（Mathieu等，2000；Kozlowski與Ilgen，2006）。鑒于炮術行動的協同本質，高效團隊溝通對目標打擊至關重要。"僚機"引入多類自主功能后，理解人機溝通與效能關系更為緊迫——因人機交互仍缺乏人際交互流暢性（Bisk等，2016），需驗證團隊溝通分析方法在人機場景的適用性。

效能直接取決于有人-無人(MUM-T)互操作性：載人車常距僚機車遠程部署（超出目視距離）。因此如先前研究所示（Chen等，2014；Schaefer等，2017c），實現人類團隊與無人戰車(RCV)的共享態勢感知(SA)技術方案是編隊協同關鍵。該目標依賴"作戰人員機器界面"(WMI)開發——為VC、RVG、RVO提供可定制交互界面（圖2）。各僚機WMI可訪問共享SA數據（按子系統分類顯示于界面底部），含地圖、傳感器、警報等核心模塊。地圖屏提供交互式航拍圖、MIL-STD-2525B符號（1999）、機動計劃、傳感器視場及網格參考線；傳感器屏提供實時視頻流與方位角/仰角/航向/視場等SA疊加信息。VC與RVG借傳感器視頻流確認待打擊目標。各WMI還配備通用工具欄SA數據及屏頂優先警報彈窗。

ISLAND導彈是一種低成本導彈系統，專門設計用于摧毀1類和2類無人機。其設計射程為3.5海里，設計高度為5000英尺。該系統的設計自下而上以用戶安全為核心。通過采用定制化的第一級低噪音火箭發動機及多種降噪技術，發射噪音被控制在峰值151分貝以下。ISLAND的噪音水平遠低于同類系統。通過使用可拋式發射發動機，有效降低了發射加速度和尾氣沖擊。ISLAND導彈系統的目標在于防止不對稱戰爭，特別是針對小型無人機目標。低成本導引頭、簡易材料和商用現成可拋式發射發動機使ISLAND能夠達成目標，采購價僅為35,000美元。進一步采購ISLAND系統可將價格壓縮至25,000美元以下，價格與雷神公司郊狼導彈相當，且比毒刺導彈便宜10,000美元以上。ISLAND導彈及發射器的3D CAD渲染圖如下所示。

本報告詳述了佐治亞理工學院導彈設計團隊為2020-2021年度美國航空航天學會(AIAA)研究生團隊導彈系統設計競賽制定的最終導彈設計方案。每年，AIAA都會舉辦校際導彈系統設計競賽，發布征詢建議書(RFP)征集符合設計要求且具備實際應用價值的導彈系統。2020-2021年度競賽的RFP要求設計肩扛式反無人機導彈系統，需具備定位、跟蹤及摧毀1類和2類無人機的能力。本報告對ISLAND導彈的設計環境、設計流程及最終設計進行了詳細說明與探討。

本報告描述了一種名為導彈干擾與交戰模型（MJEM）的評估工具，該模型能夠通過分析導彈的位置、導航與授時（PNT）信息及目標定位信息的可用性，量化空射導彈對目標實施攔截的性能指標與效能指標。部分信息可能在導彈飛行過程中通過空基或天基資產信號實時更新。MJEM的開發旨在評估導彈在特定作戰條件下對這些資產信號的依賴程度。

本研究服務于兩項研究項目：第一項由HAF A2/6L委托開展，隸屬于美軍2024財年"確保復雜對抗性電磁環境中電磁作戰成功"項目；第二項由SSC/SZ-BC委托實施，屬于2024財年"殺傷鏈分析及對美國太空軍（USSF）與空軍（USAF）支持"項目。兩項研究均在蘭德項目空軍部隊的"戰力現代化與運用計劃"框架下完成。報告觀點僅代表作者立場，不反映美國國防部或政府的官方政策。材料審查不構成國防部對內容準確性或觀點的認可。

本報告適用于研究射頻干擾環境或太空支援降級條件（含多種遠程殺傷鏈場景）下空射導彈交戰的研究人員與分析人員。報告假定讀者具備基礎概率統計與鏈路預算分析知識，相關背景信息可通過引用文獻獲取。

核心問題

新興空戰任務涉及對遠程目標的空射導彈打擊。隨著導彈飛行距離增加，導彈與目標的位置誤差及不確定性可能累積，顯著降低攔截成功率。通過射頻通信在飛行中更新位置信息可減少此類誤差，但對手可能通過干擾GPS定位更新、目標位置/速度/航向信息更新，或對衛星/航空器實施動能/非動能攻擊來阻斷信息傳遞。關鍵問題在于：在特定作戰條件下，導彈的成功攔截多大程度上依賴這些信息？

方法論

為解決該問題，我們基于Python編程語言開發了MJEM數學模型。模型輸入參數包括：發射平臺、導彈、目標及干擾機的高度與射程；導彈射頻接收器及其電子防護措施；信息源可用性與更新頻率；發射器與干擾機功率水平；目標定位誤差；導航系統性能指標；導彈導引頭特性。MJEM將位置誤差與不確定性視為零均值高斯隨機變量，通過鏈路預算計算干擾范圍并估計飛行中誤差累積，最終輸出導引頭捕獲距離處的干擾范圍與橫向位置誤差作為性能指標，并以導引頭捕獲概率作為效能指標。

關鍵發現

• MJEM為量化導彈在特定條件下對信號與信息源的依賴程度提供了有效方法。
• 模型應用表明依賴程度因任務、導彈、目標等因素而異，但存在三個共性趨勢：
  • 慣性導航系統性能主要受載機傳遞對準精度主導。
  • 系統速度誤差估計涉及瞬時視場、亞像素分辨率、信噪比與傳感器穩定性等多變量，因缺乏精度數據需依賴簡化假設。
  • 效能指標高度依賴導引頭捕獲距離與視場范圍。
• 實際導彈交戰涉及海量變量，部分未納入模型的因素需不可行的組合運算評估影響。因此，模型不宜用于實際任務規劃或作戰結果預測，而應作為分析交戰依賴性與脆弱性的指導工具。

建議

• 當前模型已用于評估防空威脅任務群艦船打擊與攻勢制空任務高價值空中目標打擊的依賴性，建議擴展至陸基敵防空系統壓制/摧毀或其他威脅任務群艦船打擊等類似任務。
• 建議增加慣性導航系統加速度計建模以評估射程誤差，提升模型保真度并擴展至洲際彈道導彈打擊等應用場景。
• 需深入研究載機向導彈傳遞對準過程，因其主導慣性導航系統性能表現。
• MJEM目前僅支持單導引頭導彈建模，但部分導彈配備多模導引頭（如反輻射導引頭與末端導引頭組合）。分階段應用MJEM建模效率低下，建議升級模型以提升多導引頭支持效率。

本報告向美國國會提供了美海軍正在開發的用于水面艦艇艦載固體激光器（SSL）的背景信息和問題。

美海軍 2025 財年擬議預算要求繼續為其中一些工作提供研發資金。海軍于2014年在一艘海軍艦艇上安裝了第一臺能夠對抗水面艦艇和無人機（UAV）的固態激光器原型機。從那時起，海軍一直在開發和安裝更多的 SSL 原型，以提高反水面飛行器和無人機的能力。海軍正在開發的更大功率 SSL 可能具有反艦巡航導彈 (ASCM) 的能力。目前美海軍開發 SSL 的工作包括：

• 固態激光技術成熟（SSL-TM）工作；
• 海軍光學眩暈攔截器（ODIN）；
• 海軍水面激光武器系統（SNLWS）增量 1，又稱集成光學眩光和監視功能的高能激光器（HELIOS）；以及
• 高能激光反反艦導彈計劃（HELCAP）。

美國會面臨的問題是是否修改、否決或批準海軍的艦載激光器開發項目的采購戰略和資金申請。國會就此問題做出的決定可能會影響海軍的能力和資金需求，以及國防技術和工業基礎。

本專著探討了在戰場上重新引入戰區支援導彈 (TSM)——射程在 500 至 5,500 公里之間的地對地導彈。 《中程核力量條約》于 2019 年失效，這為將這種以前被禁止的導彈納入美國軍事戰略提供了依據。然而，TSM 的潛在復蘇對大國的影響并不相同，美國、俄羅斯和中國將采取不同的管理方式。因此，本專著評估了常規武裝型號的常態化（使導彈成為公認的戰爭工具）是否為美國提供了相對于其競爭對手的相對戰略優勢。反過來，本研究概述了 TSM 常態化的理論基礎，研究了美國當前的導彈發展計劃，最后分析了美國部署這些導彈將如何影響歐洲和太平洋戰區。總體而言，本專著的結論是，雖然歐洲的 TSM 常態化并不能為美國提供相對于俄羅斯的相對戰略優勢，但太平洋戰區 TSM 常態化的利大于弊，并為美國提供了相對戰略優勢。

盡管美國在戰術上可以從 TSMs 正常化中獲益--美國似乎正沿著這條道路狂飆突進--但這并不是沒有具體的地區注意事項和無形的戰略風險，美國必須加以考慮。因此，本專著通過對特定地區進行精確分析，強調了歐洲戰區和太平洋戰區的對比情況。進而得出結論，雖然在歐洲實現 TSM 正常化并不能為美國提供相對于俄羅斯的戰略優勢，但在太平洋戰區實現 TSM 正常化的好處大于風險，并能為美國提供相對戰略優勢。未來，最后一節將為美國提供建議，利用導彈正常化的理論基礎來降低不必要的升級風險，并對其正常化論述產生積極影響。

假設美國決定繼續走TSM正常化道路。在這種情況下，決策者須考慮利用相關理論來減輕核升級的風險，并掌控國際敘事。雖然本專著中介紹的不同理論并非詳盡無遺，但通過對雙重用途困境、核禁忌和內涵的應用進行研究，我們可以就 TSM 正常化提出切實可行的建議。

首先，也是最緊迫的是雙重用途困境，因為它是導彈正常化的主要障礙。導彈的模糊性不僅可能限制美國的戰略選擇，還可能導致沖突升級。雖然解決軍民兩用難題的最直接方法是外交協議，但這一解決方案仍然依賴于信任--在戰爭期間，信任是一個具有挑戰性的概念。因此，除外交途徑外，研究識別飛行中的導彈是否為核導彈的技術手段的可行性也很有價值。雖然從表面上看，這種解決方案似乎無法實現，但技術解決方案可能是克服雙重用途困境的唯一手段，值得投入資金。

其次，與雙重用途困境帶來的挑戰相比，美國可以利用核禁忌來支持 TSM 正常化。雖然美國已經通過在其擁護的政策中強調使用核武器的后果來加強核禁忌，但即將發布的《國家核戰略計劃》（NPR）提供了一個闡述或修改其核戰略的場所。具體來說，如果國防規劃者認為常規 TSMs 有可能大幅改變常規威懾，那么美國不首先使用核武器政策的缺失就值得重新評估。如果美國宣布不首先使用核武器的政策，或者甚至朝這個大方向邁進，將表明美國對核禁忌的承諾，并能部分緩解雙重用途困境所帶來的挑戰。反過來，這一決定也將加強任何TSM正常化論述的可信度。

美國面臨的最后一個理論挑戰是改變 TSM 的核內涵。然而，雖然軍民兩用的困境和核禁忌可以通過實際行動來解決，但改變國際社會對導彈的看法卻是一項更加模糊的工作。美國可將新型導彈納入一項更廣泛的戰略，以打破冷戰烙印并解決認知問題。在這種情況下，軍方可以首先將常規 TSMs 的作用編入其理論，并將新型導彈納入多國演習。此外，刻意避免使用 “中導射程”、“不符合中導標準 ”等喚起冷戰記憶的語言，甚至只是將這些武器重新定義為火箭而非導彈，都有可能使 TSM 克服內涵問題，成為一種新的能力而非卷土重來的能力。

未來，上述研究結果提出了值得進一步研究 TSM 正常化的問題。首先，美國軍方必須研究新出現的理論在多大程度上依賴于新的遠程火力技術--由常規裝備的 TSM 所取代。假設這種新興理論的核心是用地對地導彈擊敗 A2/AD 系統。在這種情況下，美軍必須考慮采用其他可能的非動能手段來解除這些系統的作戰能力，尤其是在歐洲戰場。反過來，美軍未來的理論也不能依賴于那些假定可隨時用于突發事件的技術，而實際上，國家可能會將其降級為威懾作用。其次，繼續走正常化道路的決定會對歐洲和太平洋戰場產生直接的政策影響。鑒于俄羅斯等各國都不希望美國發展和部署裝備常規武器的 TSMs，因此必須進行分析，以確定針對上述正常化的讓步（如果有的話）能為美國提供什么籌碼。具體而言，此類研究須考慮到俄羅斯與烏克蘭之間不斷惡化的局勢等安全因素。最后，必須對正常化行動方案的可行性進行評估。與本專著類似，對兩個戰區的詳細研究可以闡明美國導彈的潛在部署地點，以及每個東道國在支持有爭議的武器系統長期部署方面將面臨的挑戰。

總體而言，TSM 常態化是美國已經開始實施的行動方案。因此，如果與對手的反應相平衡，這是一條能為美國帶來戰略利益的道路。就歐洲戰場而言，美國須重新考慮與俄羅斯達成禁止部署 TSM 的協議，因為其正常化并不能為美國帶來相對優勢。重要的是，這種外交行動可以挽救該地區的類似現狀。在太平洋戰區部署常規 TSMs 則會極大地改變軍事形勢，提升美國的地位。反過來，只要新型導彈的部署是平衡的，不會過度與大國對立，那么常規 TSMs 在太平洋戰區的逐步引入就為美國提供了相對于其崛起的競爭對手的戰略優勢。

無人機系統（UAS）的發展及其在作戰行動中的應用代表著戰爭模式的轉變。自 20 世紀末以來，無人機系統一直被用于情報搜集和精確打擊，但傳統武裝部隊一直認為無人機系統不適合大規模作戰行動（LSCO），而且過于脆弱。最近的沖突證明情況恰恰相反。這些沖突還表明，無視戰場上無人機系統威脅的部隊將無可挽回地面臨失敗。通過三個案例研究（納戈爾諾-卡拉巴赫、中東和利比亞），本專著將強調無人機系統威脅對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而，如果部隊具有凝聚力、訓練有素、組織有序，能夠保護自己免受這種威脅，并采取積極主動的方法應對這種威脅，那么這種作戰方式在無人機環境下仍然適用。此外，最近發生的使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間，甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神，并強調了這種方法的重要性。最后，無人機并沒有改變戰爭的性質。相反，無人機加強了戰爭的政治性，因為無人機的使用直接影響到面對無人機的交戰方的決策。

納戈爾諾-卡拉巴赫沖突、中東行動和利比亞行動表明，交戰方在使用無人機方面可以走多遠。這些資產可以像在納戈爾諾-卡拉巴赫那樣迫使交戰方做出有利于自己的決定，使不對稱優勢的敵人對自己的力量產生懷疑，迫使他使用更謹慎的方法，或者成為非國家行為者的 21 世紀版空中力量。此外，無人機還將導致行動者不敢訴諸武力。與有人駕駛飛機相比，使用無人機的便利性和相對低廉的價格促使人們對這一威脅進行必要的反思和調整。無人機還強調了后方地區的高度脆弱性，提出了掩蓋部署部隊和恢復作戰保護功能的問題。由于西歐和美國部隊在過去 30 年中一直部署在擁有全面制空權的戰區，因此這種反思顯得更為迫切。為了準備未來可能發生的 LSCO 類型沖突，先例情況使他們處于不利地位，因為他們必須接受變化并實施這種范式轉變，而同行對手已經調整了其軍事工具，以使用或對抗無人機系統。

這些沖突的共同點是無人機造成的破壞對對手決策的影響：亞美尼亞軍事領導層癱瘓，政治領導層要求停戰。聯盟成員領導人不得不改變戰術，緊急投資購買反無人機設備，某些國家對無人機對本國領土發動恐怖襲擊的恐懼心理上升。在利比亞，哈夫塔爾將軍放棄了奪取的黎波里的目標，因為他在無人機襲擊中遭受了損失。

然而，現在就斷言無人機是解決未來沖突的終極方案，聯合作戰已不再適用，還為時過早。一支訓練有素的部隊，配備足夠的資產以確保其機動自由，就能戰勝無人機使用者。不局限于被動保護的積極態度也是一個成功因素。這種威脅強調，聯合武器系統的所有要素都必須加強合作。在聯合層面，它強調了同樣的團結精神，以保持部隊的機動自由。如果預算限制和無人機成本與現有防空系統之間的差距尚無法彌補，那么其他手段（如培訓）將有助于保持聯合作戰方法的相關性。

此外，無人機似乎并不是在不使用常規能力的情況下確保沖突勝利的最終解決方案，因此所有其他能力都是不必要的。在納戈爾諾-卡拉巴赫，無人機促進而非取代地面部隊的投入；在利比亞，俄羅斯常規部隊在戰場上的存在就阻止了土耳其人追擊哈夫塔爾的部隊。在敘利亞和伊拉克，無人機并未改變 ISIS 的戰爭命運。然而，這一資產使用戶能夠以可承受的成本在戰爭的各個層面進入交戰方的決策周期，從而加強了戰爭的政治性質。

無人機提出的問題并不是聯合部隊遇到的第一個挑戰，也可能不是最后一個。如果說在當前形勢下，無人機系統迫使不同軍隊改變作戰方式，無人機系統并未重塑社會、國家或軍事組織，那么無人機在海上或陸地等其他領域的發展將為武裝部隊的保護和使用提出其他問題。將無人資產擴展到其他領域可能會引發一場軍事革命。

該項目為與使用無人系統支持分布式海戰（DMO）有關的作戰概念和系統設計決策提供信息。研究通過系統地改變仿真模型中的系統設計特征和作戰活動，支持對無人系統（UVC）進行能力級分析。分析結果表明，UVC 可提高各種無人系統的作戰可用性（Ao）和使用時間（TOS），因為它可隨時進入維護、加油和重新武裝設施，而無需長時間前往岸基設施或分布式支援艦艇。在比較使用 UVC 的配置與在自適應兵力包 (AFP) 中分配無人系統支持的配置時，單個無人系統的 Ao 提高了 6% 到 31%。仿真模型分析確定了 UVC 架構，其中包括至少 8 個無人機發射回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個甲板井托架，以最大限度地提高 Ao。

在支持分布式海上作戰（DMO）時，無人系統有可能發揮兵力倍增器的作用，在提高殺傷力的同時降低有人系統的風險。然而，無人系統到岸基維護、加油和重新武裝設施的轉運時間減少了可用于支持執行 DMO 的自適應兵力包（AFP）的總體駐扎時間（TOS）。本項目研究了無人水面艦艇 (USV)、無人水下航行器 (UUV) 和無人機 (UAV) 在美國海軍現有艦艇上的集成問題，該艦艇已被重新改裝為無人載具 (UVC)。在本報告中，"UxV "一詞用于描述無人系統這一類別。

如 Van Bossuyt 等人（2019 年）所述，項目團隊采用了系統定義、系統建模和系統分析的通用系統工程流程序列。在系統定義過程中，項目團隊重點開發了作戰概念（CONOPS），并定義了 UVC 的系統要求。系統建模活動的重點是構建 UVC 的離散事件仿真模型。在系統分析階段，團隊利用所開發的模型來評估 UVC 的各種設計參數對每種無人系統類型的運行可用性（Ao）的影響。

A. 系統定義

在系統定義階段，從自上而下和自下而上的角度開發和考慮了 UVC 要求。從自上而下的角度來看，團隊分析并確定了滿足總體任務有效性目標所需的能力，而與任何現有的候選平臺無關。從自下而上的角度來看，團隊評估了一艘登陸直升機船塢（LHD）艦，以確定該平臺可實現的最大 UVC 能力。通過查閱文獻和分析利益相關者的需求，項目團隊確定了 UVC 的以下關鍵能力：指揮與控制 (C2)、UxV 發射、UxV 維護和 UxV 回收。根據設想，UVC 將包括著陸甲板無人機發射和回收站、無人機維護/布防/燃料艙、用于大型 USV/UUV 操作的船舷艙或站，以及用于小型 USV/UUV 操作的井甲板艙。

B. 系統建模

項目構想將 UVC 視為針對地面和岸上敵對兵力實施 DMO 的 AFP 的一部分。UVC 的作用是支持 UxV 對敵方岸基導彈基地進行偵察和打擊。在打擊階段之前、期間和之后，UxV 提供全天候的情報、監視和偵察（ISR）、目標定位和戰損評估服務。UVC 的總體目標是通過消除到岸基支持設施的較長運輸時間來增加 UxV 的全時服務時間。為實現這一總體目標，研究小組選擇 "航程 "和 "持續停留時間 "作為性能指標（MOP），并選擇 "UxV 任務時間"、"UxV 停機時間 "和 "維護灣利用率 "作為效果指標（MOE）。

設計并開發了一個離散事件仿真模型，用于分析 UVC 設計參數對 MOP 和 MOE 的影響。該模型是通過 ExtendSim10 建模程序開發的。該模型包括 UxV 發射和回收、UxV 維護活動以及 UxV 重新武裝和加油活動。UxV 的發射時間表和總模擬運行時間是根據擬議的 UVC CONOPS 制定的。目前，該模型并未考慮 UxV 的損失或故障；這是未來可能開展工作的一個領域。模型的主要輸出是每種 UxV 的 Ao。

C. 系統分析

為了廣泛探索實驗空間，同時減少試驗總數和模型運行時間，我們專門設計了一個填充空間的拉丁超立方設計。每次試驗重復模擬 30 次并收集結果。合并所得的 Ao 值，得出每個試驗的統計平均值。

分析結果表明，UVC 可隨時提供維護、加油和重新武裝設施，而無需在岸基設施或分布式支援艦艇之間進行長時間的轉運，從而改善了每種 UxV 的 Ao 值和 TOS 值。對于任何特定的 UxV，通過增加 UVC 發射、回收和維護站的數量，從而消除或減少這些服務的排隊時間，可獲得最大的 Ao。分析表明，UVC 在設計時應至少配備 8 個無人機發射/回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個焊接甲板托架。這些參數沒有確定上限，這也是未來研究的一個潛在領域。

有趣的是，雖然 UVC 的存在改善了大型無人水面艦艇（LUSV）的航速，但 UVC 的實際設計似乎對 LUSV 的航速沒有影響。這可能是由于 LUSV 的假定任務持續時間長，假定維護間隔長，因此不可能出現任何排隊現象。單個船側停泊區似乎足以為多艘 LUSV 提供服務，但即使是單個船側停泊區，也可通過消除到岸基設施的轉運時間來改善 Ao。

美海軍的 "哥倫比亞"（SSBN-826）級彈道導彈潛艇（SSBN）計劃是一項設計和建造12艘新型SSBN的計劃，以取代海軍目前由14艘老舊的 "俄亥俄 "級SSBN組成的兵力。自2013年以來，海軍一直將 "哥倫比亞 "級項目作為海軍最優先的項目。海軍于 2021 財年采購了第一艘 "哥倫比亞 "級艦艇。

海軍 2024 財年擬議預算要求采購該級艦的第二艘艦艇。海軍提交的 2024 財年預算估計，第一艘和第二艘艇的采購成本分別為 151.791 億美元和 92.853 億美元（即約 152 億美元和 93 億美元）。首艇的采購成本遠高于該級后續艦艇的采購成本，因為首艇包括了該級艦艇的大部分詳細設計/非經常性工程（DD/NRE）費用。(海軍預算的長期做法是將新級艦艇的詳細設計/非經常性工程（DD/NRE）費用納入該級艦艇首艇的總采購費用中）。首艦的估計采購費用包括計劃費用 65.576 億美元，這意味著（基本上）該級艦的 DD/NRE 費用。除去計劃費用，首艦的估計實際建造費用為 86.215 億美元。

該級艦的第三艘、第四艘和第五艘計劃在 2026 財年、2027 財年和 2028 財年采購，每艘的采購成本估計約為 82 億美元或 83 億美元。海軍提交的 2024 財年預算估計，12 艘該級艦艇的總采購成本為 1 127 億美元（按當年美元計算），或平均每艘 93.876 億美元（按當年美元計算）。

該級艦的前兩艘艦艇由增量資金供資，這意味著每艘艦艇的采購費用被分為多個年度增量。第一艘艇的采購經費在 2021 財年至 2023 財年分三次遞增，第二艘艇的采購經費計劃在 2024 財年和 2025 財年分兩次遞增。

海軍 2024 財年擬議預算要求為第二艘艇提供 24.436 億美元（即約 24 億美元）的采購資金，并為 2026 財年及其后幾年采購的 "哥倫比亞 "級艇提供 33.907 億美元（即約 34 億美元）的預先采購 (AP) 資金。

國會在 "哥倫比亞 "級項目上面臨的問題包括以下幾點：

• 由于技術挑戰和/或與資金相關的問題，"哥倫比亞 "級首艇的設計和建造可能會出現延誤，這可能會危及海軍是否有能力在 2031 年為首次預定的威懾巡邏做好準備，屆時該艇將取代第一艘即將退役的 "俄亥俄 "級 SSBN 進行部署；

• 該計劃成本增長的風險；

• "哥倫比亞 "級項目對海軍其他項目（包括其他造船項目）可用資金的潛在影響；以及

• 同時建造 "哥倫比亞 "級潛艇和 "弗吉尼亞 "級攻擊型核潛艇（SSNs）對工業基礎的潛在挑戰。

陸基反艦導彈（GBASM）武器系統是美國海軍陸戰隊當前最優先的現代化項目，也是其最新作戰概念--"遠征先進作戰"（EABO）的基石。EABO 的目標是支持海軍的海上控制和海上封鎖任務，尤其是在太平洋地區；GBASM 為海軍陸戰隊提供了遠程火力能力，使其能夠控制重要的海上交通線。迄今為止，GBASM 的研究僅僅集中在武器的有效性以及射擊戰術、技術和程序（TTPs）的開發上，尚未對該系統的后勤考慮因素進行研究。本論文旨在通過對武器系統及其補給站進行建模來填補這一空白，從而深入了解考慮后勤因素時的戰斗動態。

在這項研究中，建立了三個模型：離散時間馬爾可夫鏈（DTMC）、蒙特卡羅模擬和分析模型。用于分析的主要模型是蒙特卡羅模擬。DTMC 用于驗證模擬結果，而分析模型則是對模擬結果的補充和加強。

模擬了 GBASM 發射器（"藍方"）在補給站支持下與對手海上目標（"紅方"）之間的炮火對決。決戰開始時，所有藍方射手向紅方目標開火，殺傷概率為 ??。如果 "紅方 "目標仍然活著，則向射手和倉庫還擊，射手的擊殺概率為 ??，倉庫的擊殺概率為 ??。對決一直持續到滿足三個勝利條件之一為止： 1) 藍方摧毀紅方；2) 紅方摧毀藍方所有射手；或 3) 紅方摧毀藍方倉庫。衡量模型有效性的標準是獲勝概率。

該模型有幾個基本假設和限制。假設藍方總是先開火，這與 GBASM 的使用概念一致，即強調在準備開火前隱藏武器。我們假定紅方擁有無限量的導彈供應；在基礎模型中，為了簡單起見，我們對藍方也做了同樣的假定，但在擴展模型中，這一假定被放寬了。我們假定所有藍方射手在每次發射時都會開火；單位戰術和火力控制不在模型中。該模型的一個主要限制是沒有考慮時間和距離，這意味著藍方無需前往補給站重新裝彈。我們認為這一假設并不影響主要結論，因為我們模擬了幾個波次的交戰，而且每波交戰后炮臺都會重新裝填彈藥。此外，該研究并未使用實際的武器殺傷概率，因為這會提高研究的等級。

我們運行上述基本模型，以了解藍方和紅方行為的趨勢。然后，我們運行了兩個擴展模型，一個是將藍方的彈藥限制在 GBASM 排實際擁有的導彈數量，另一個是考慮與紅方的兩個目標進行決斗。

研究得出了幾個重要發現。首先，"紅方 "的最優策略是一種閾值策略。在紅方面對的藍方射手數量的某個臨界值以下，紅方向射手開火更有利；在臨界值以上，紅方瞄準藍方倉庫更有利。這一現象在多次不同的迭代模擬中都能觀察到，分析模型也證實了這一點。這為 GBASM 部隊提供了兩個重要啟示：1）藍方射手的生存能力會隨著部署射手數量的增加而提高；2）補給站的特征管理至關重要，因為它很可能成為敵方的誘人機會目標。

研究的另一個關鍵發現與藍方補給站的規模有關。我們進行了多次模擬，同時改變藍方可用導彈的數量。我們發現，在某個臨界值之后，藍方獲勝的概率保持不變，這表明根據藍方射手的數量，補給站的規模是合適的。因此，對 GBASM 部隊的啟示是，后勤計劃人員應謹慎平衡部署到某一地點的藍方射手數量與增加可能不需要的彈藥的功效。

這項研究為 GBASM 操作人員和后勤人員提供了有關戰斗動態的重要見解，可用于武器 TTPs 的持續開發。值得注意的是，研究的具體數值結果在很大程度上取決于模型假設和參數值，不應被視為預測結果；相反，研究的關鍵產出是觀察到的總體趨勢和見解。

定向能（DE）武器使用集中的電磁能，而不是動能，來打擊敵軍。盡管美國自20世紀60年代以來一直在研究定向能，但一些專家觀察到，國防部（DOD）已經在定向能項目上投資了數十億美元，但這些項目未能達到成熟，最終被取消。然而，近年來，國防部在定向能武器開發方面取得了進展，于2014年在美國海軍 "龐塞 "號上部署了美國第一種實用的定向能武器。自那時起，DE武器的開發一直在繼續，國防部發布了一份定向能路線圖，以協調該部門的努力。國防部還提出了一個高能激光縮放計劃，該計劃旨在加強定向能武器的國防工業基礎，并提高激光束的質量和效率。

本報告為國會提供了關于DE武器的背景信息和問題，包括高能激光器（HEL）和高能微波（HPM）武器，并概述了選定的非保密的國防部、空軍、陸軍和海軍DE項目。如果成功投入使用，HEL可以被地面部隊用于一系列任務，包括短程防空（SHORAD）；反無人駕駛飛機系統（C-UAS）；以及反火箭、火炮和迫擊炮（C-RAM）任務。HPM武器可以提供一種使對手的電子和通信系統失效的非動能手段。與傳統彈藥相比，DE武器可以提供較低的后勤要求，每發子彈的成本較低，并且--如果能獲得足夠的電源--更深的彈倉。然而，這些武器可能會面臨一些動能武器所沒有的限制。例如，大氣條件（如雨、霧、遮蔽物）可能會限制DE武器的射程和光束質量，進而降低其有效性。

隨著國防部（DOD）繼續投資于DE武器，國會可以考慮武器的技術成熟度、生命周期成本、特性、任務效用、工業基礎、情報要求和監督結構。國會也可以考慮DE武器對未來軍控協議的影響。