作為美國過去向烏克蘭轉讓武器和設備的一部分,提供的唯一專用防空系統是FIM-92 "毒刺"便攜式、一次性、短程防空系統。拜登政府已宣布計劃向烏克蘭提供國家先進地對空導彈系統(NASAMS),以保護其免受某些俄羅斯空中威脅。NASAMS不僅增加了可以對付空中威脅的范圍,而且還增加了可以探測和跟蹤空中威脅的范圍。NASAMS是一個可重新裝載的系統,并提供了攻擊多個目標的能力,而 "毒刺 "只能攻擊一個目標。
國家先進地對空導彈系統(NASAMS)(圖1)是由雷神公司(美國)和康斯伯格防務與航天公司(挪威)共同設計和開發的中程防空系統。
軍方可以部署NASAMS來識別、打擊和摧毀固定翼和旋轉翼飛機、巡航導彈和無人駕駛飛行器(UAV)。它旨在保護高價值資產和人口中心免受空對地的威脅。根據導彈防御宣傳聯盟,一個無黨派、非盈利的導彈防御教育組織:
NASAMS由三個主要部分組成:AN/MPQ-64哨兵雷達、AIM-120先進中程空對空導彈(AMRAAM)和火力分配中心(FDC)。
據美國陸軍稱,"哨兵"雷達(圖2)可以探測無人機、巡航導彈以及固定翼和旋翼飛機。它的特點是一個X波段的360度相控陣防空雷達,具有75公里(約47英里)的范圍來識別目標。哨兵配備了電子對抗措施(ECCM)系統,包括兩個子系統--識別敵友(IFF)子系統,用于正面識別友軍飛機;非合作目標識別能力子系統,用于識別敵機。哨兵被安裝在拖車上,由高機動性多用途輪式車輛(HMMWV)或M1082系列中型戰術車輛卡車牽引。美國已經向烏克蘭提供了一些哨兵雷達和戰術車輛,因此烏克蘭部隊應該熟悉這些系統。
據雷神公司稱,AMRAAM(圖3)是一種雙用途導彈,在空對空和地面/水面發射交戰中具有作戰靈活性。在空對空模式下,AMRAAM先進的主動制導傳感器和尋的器使其能夠在具有挑戰性的環境中迅速找到目標。在水面發射模式下,NASAMS允許各國在任何一個角色中使用相同的導彈,而無需進行修改。據報道,NASAMS使用的AMRAAM的射程為40公里(約25英里),更遠的導彈目前正在開發中。AMRAAMs受到國防部(DOD)的強化最終用途監測(EEUM),該監測用于核實美國轉讓給外國接受者的國防物品是根據轉讓協議采購的,并且只用于其預期目的。
據康斯伯格公司稱,其FDC(圖4)是一種經過驗證和實戰的防空和地對地導彈(SSM)指揮和控制模塊。康斯伯格聲稱其FDC與國家、歐盟和北約的部隊完全具有互操作性。
據雷神公司稱,NASAMS為12個國家所擁有,自2005年以來已被納入美國國家首都地區的防空系統。除美國外,挪威、芬蘭、西班牙、荷蘭、阿曼、立陶宛、印度尼西亞、澳大利亞、卡塔爾、匈牙利和一個未披露的國家也采用NASAMS進行國土防御和其他關鍵資產的防御。據康斯伯格公司稱,NASAMS的雷達和發射器元件可以部署在距離FDC超過20公里(約12.5英里)的大范圍內,提供擴展區域覆蓋。另一個好處是,分散NASAMS元件可以潛在地提高對敵人空中和地面攻擊的生存能力。
2022年7月1日,美國防部宣布它將通過國防部的烏克蘭安全援助倡議(USAI)向烏克蘭提供兩個NASAMS炮組。根據USAI提供的國防項目需要在轉讓前至少15天通知國會,除非國防部長確定存在影響美國國家安全的特殊情況。2022年8月24日,拜登政府宣布它將通過USAI向烏克蘭提供總共8個NASAMS炮組。2022年8月26日,美國陸軍授予雷神導彈與防御公司一份1.82億美元的合同,用于交付兩個NASAMS炮組,包括向烏克蘭部隊提供培訓和后勤支持。2022年9月27日,路透社報道說,盡管早些時候有報道說烏克蘭已經收到NASAMS,但美國在另外兩個月(2022年11月底至12月初)不會開始向烏克蘭交付NASAMS。根據2022年10月5日Politico的一篇文章,"這些武器可能需要時間才能到達。西方國家不愿意放棄自己的先進導彈防御能力。此外,承包、建造和培訓工作人員如何操作它們需要數年時間。"
在國會繼續監測烏克蘭沖突并考慮為烏克蘭提供更多軍事援助時,一些潛在的監督問題包括以下內容。
俄羅斯對烏克蘭城市、軍事和民用設施以及軍事單位的空襲采用了無人機、巡航導彈、固定翼和旋轉翼飛機,以及各種彈道導彈。雖然美國政府或開發商沒有明確說明,但NASAMS是否具有探測、攔截和摧毀彈道導彈的能力?如果沒有,美國和/或北約國家是否有計劃為烏克蘭提供彈道導彈防御能力或系統?
向烏克蘭提供所有八個NASAMS炮組并培訓操作人員和維護人員需要多長時間?
鑒于俄羅斯對烏克蘭的空中和導彈攻擊的增加,美國承諾的八個NASAMS炮組是否足以捍衛烏克蘭的利益?如果不是,需要多少個NASAMS炮組?美國是否有能力提供這些系統而不對美國國家安全造成不必要的風險?
NASAMS是否與烏克蘭正在使用或提供給烏克蘭的其他非北約/歐盟的空中和導彈防御系統完全互通?如果不是,這是否會導致可能被俄羅斯人利用的保護漏洞?
拜登政府是否有一個關于NASAMS的長期維持計劃?是否有關于維持的費用的估計?政府計劃使用什么機構來進行NASAMS的長期維持?
可部署防空雷達(DADR)和固定防空雷達(FADR)系統提供空中和導彈威脅或入侵的早期預警。盡管這些系統的空中監視模式(AS)被優化以覆蓋主要與ABT(帶噴氣發動機的空中目標)有關的高度,但其波束中心設計和數字波束成形提供的靈活性使它們能夠納入其他次要的操作模式。例如,通過在空中監視波束序列中增加TBM(戰術彈道導彈)專用波束,可以實現更高的仰角覆蓋,從而可以同時探測和跟蹤TBM目標。
通過設計特殊波束和/或操作模式,實現更遠的范圍和更高的海拔覆蓋,可以考慮在低地球軌道(LEO)水平上的空間情況意識(SSA)/空間監視和跟蹤(SST)能力。使用基于調整波束序列的相同操作模式設計方法,這些功能只需通過軟件或輕微的硬件修改就可以獲得。
雷達切換到這種與低地軌道監視行動兼容的工作模式,可以由操作員內部觸發(使用先前加載的空間物體目錄),或通過接收先前定義的功能激活請求進行外部提示。獲得的SST能力,無論是在每個雷達上單獨運行還是在多雷達網絡中連接,都可以補充和加強現有SST專用雷達系統提供的SSA能力。
DADR/FADR三維雷達系統的主要任務是提供預警監視,以行使大陸領土或部署部隊的空中主權。這些類型的雷達還有助于北約綜合防空和導彈防御(NATINAMDS),保障和保護聯盟領土、人口和部隊免受任何空中和導彈威脅和攻擊。
其基本的空中監視(AS)模式的波束模板進行了優化,以覆蓋一個具有較長儀器范圍的區域,方位角為360o,高度為100Kfeet。由自己的雷達搜索算法或外部提示觸發,所應用的雷達波束管理技術允許在正常的波束序列中增加波束,使得在同一方位角的各種類似TBM的目標的探測和跟蹤的仰角覆蓋范圍擴大,而在該方位角的ABT監視性能下降最小。
數字波束成形技術為操作者在能量、照明時間、波束轉向和波形管理方面對此類特殊專用模式的編程和配置帶來了極大的靈活性。因此,基于同樣的原則,具有更遠探測范圍和/或更高海拔覆蓋率的額外模式可以納入此類現有的DADR/FADR雷達系統,用于低地軌道水平的SSA/SST,而不需要或只需對硬件進行少量修改。SST能力可以由內部或外部操作。
負責低地軌道任務調度的雷達系統SW模塊,可以對其TLE參數先前已經加載的物體進行軌道傳播。然后,系統可以確定它們中的哪一個,在哪里以及什么時候會在雷達的覆蓋范圍內(考慮到低地軌道的延伸范圍和仰角覆蓋)。對于那些符合上述條件的軌跡,可以根據操作者的要求安排監視行動:系統將使用專用的低地軌道波束,試圖沿著編程的路徑照亮感興趣的目標。如果有編程的目標被照亮,根據回聲的探測和跟蹤啟動過程和標準,然后可以啟動一個低地軌道事件。
這一功能可以通過一個通信接口來加強,這樣就可以收到激活該功能的必要信息(外部CUE請求),包括搜索激活請求和系統確定要分析的物體的軌跡以及對監視嘗試進行編程所需的參數。
此外,可以建立一個特定的低地軌道運行模式,使其不強制要求在儀器覆蓋范圍內保持同時進行ABT監視活動。這顯然將提供更大的靈活性和性能,因為更多的系統資源可以專門用于低地軌道模式。
在傳感器層面獲得的能力(單獨運行的DADR/FADR傳感器)也可以通過整合從部署在不同國家的雷達系統收到的物體探測,產生一個傳感器網絡,來大大改善北約的SSA和共同認可的空間圖像。這種網絡可以補充和加強由現有雷達系統提供的SSA骨干能力,如已經在西班牙空軍莫隆空軍基地運行的S3TSR和/或其他類型的光學/光學/測距傳感器。
為了發展這一概念,本文件的其余部分組織如下:在第2節中,簡要介紹了DADR/FADR系統的波束模板適應能力,以及如何利用它們來提供特定的跟蹤能力。在第3節中,介紹了SSA/SST功能的提供,主要集中在一臺雷達上。然后在第4節中描述了雷達網絡的操作概念。最后,主要結論將在第5節中總結。
美海軍的輕型兩棲戰艦(LAW)計劃設想采購18至35艘新的兩棲艦,以支持海軍陸戰隊,特別是實施海軍陸戰隊新的作戰概念,即遠征先進基地作戰(EABO)。海軍此前曾設想在2023財年采購第一艘LAW,但海軍提交的2023財年預算將第一艘LAW的采購推遲到2025財年。海軍提出的2023財年預算要求為該計劃提供1220萬美元的研究和開發資金。
EABO概念的開發是著眼于與中國在西太平洋的潛在沖突情況。根據這一概念,海軍陸戰隊設想,除其他外,讓加強排規模的海軍陸戰隊部隊在戰區周圍機動,從一個島嶼到另一個島嶼,發射反艦巡航導彈(ASCM)并執行其他任務,以便與海軍和其他美國軍隊一起,為美國打擊和拒絕他國軍隊的海上控制行動。致命打擊艦將在這些行動中發揮重要作用,致命打擊艦將裝載、運輸、登陸,并隨后讓這些小型海軍陸戰隊部隊重新上岸。
與海軍目前的兩棲艦相比,致命性自主武器系統的體積要小得多,而且采購和操作的成本也低得多。根據海軍提交的2023財政年度預算,第一艘致命性自主武器系統將在2025財政年度采購,費用為2.47億美元,第二艘致命性自主武器系統將在2026財政年度采購,費用為2.03億美元,第三和第四艘致命性自主武器系統將在2027財政年度采購,總費用為2.90億美元(即每艘平均費用為1.45億美元)。第一艘導彈驅逐艦的費用將大大高于該計劃中的后續艦艇,因為第一艘導彈驅逐艦的采購費用將包括該級艦的大部分或全部詳細設計/非經常性工程(DD/NRE)費用。(傳統的海軍預算做法是將某一級別艦艇的DD/NRE費用大部分或全部包括在該級別主力艦的采購費用中)。
海軍提出的 "羅氏 "號可以由美國幾個造船廠中的任何一家建造。海軍的基本傾向是由一家船廠建造所有的艦艇,但如果這樣做可以使計劃更快、更便宜地實施,海軍對由多家船廠按照相同的設計建造艦艇持開放態度。海軍在提交的2023財政年度預算中指出,第一艘長須鯨的建造合同將于2024年12月授予,該艦將于2028年7月交付。
致命魚雷計劃給美國會帶來了一些潛在的監督事項。美國會面臨的問題是是否批準、拒絕或修改海軍的年度資金請求和設想的該計劃的采購戰略。美國會關于該計劃的決定可能會影響海軍和海軍陸戰隊的能力和資金需求以及美國的造船工業基礎。
潛在對手的火炮系統的改進對美國軍隊特別是陸軍提出了挑戰。除了改進的火炮系統能力和新的使用技術的挑戰外,特殊彈藥的擴散--如精確、熱障和頂部攻擊彈藥--重新引起了對敵人的大炮和火箭炮對美國作戰行動和地面作戰系統的潛在影響的關注。
為了應對這一挑戰,美國陸軍正在尋求通過升級目前的火炮和導彈系統,開發新的長程火炮和高超音速武器,以及改造現有的空射和海射導彈和巡航導彈以便陸軍部隊進行地面發射來提高其所謂的遠程精確射擊(LRPF)能力。
2018年美國防戰略和陸軍的多域作戰概念都要求提高陸軍LRPF能力,以應對被稱為俄羅斯和中國的反介入、區域拒止(A2/AD)戰略,旨在限制美國軍隊在歐洲和太平洋地區的行動自由。
美陸軍有五個主要項目或工作正在進行或考慮中,以提高遠程精確射擊能力:
增程加農炮計劃(ERCA)計劃開發一種能夠對70多公里外的目標進行精確射擊的系統,比目前系統的30公里目標距離有所改進。
精確打擊導彈(PrSM)是一種地對地、全天候、精確打擊的導彈,由M270A1多管火箭系統(MLRS)和M142高機動性炮兵火箭系統(HIMARS)發射。PrSM旨在取代目前的MLRS和HIMARS導彈,并將目前的射速提高一倍,每個發射艙有兩枚導彈。
美陸軍正在研究開發一種戰略遠程炮(SLRC)的可行性,這種炮可以以高超音速發射,射程可達1000英里,以打擊防空、火炮和導彈系統以及指揮和控制目標。
美陸軍、海軍、空軍和導彈防御局(MDA)正在開發通用高超音速滑翔體(C-HGB),陸軍計劃將其作為遠程高超音速武器(LRHW)計劃的一部分,使C-HGB能夠從移動的陸軍地面導彈發射器發射。
最后,美陸軍正試圖改造現有的海軍SM-6和UGM-109對地攻擊導彈,以便為陸軍提供一種中程導彈能力。
鑒于潛在的資源限制和陸軍對LRPF的重視,國會在其監督、授權和撥款方面可能會進一步研究陸軍的LRPF計劃。國會潛在的問題包括
戰略大炮、高超音速導彈和中程戰場導彈的理由。
LRPF的估計總成本。
LRPF和美國印太司令部的太平洋威懾倡議(PDI)投資計劃。
部隊結構要求。
后備役部隊的LRPF。
其他軍種對陸軍遠程防衛部隊的看法;以及
指揮、控制和瞄準遠程火力。
本專著的目的是從防空歷史和空中力量穿透這些防御的工作中提煉出教訓。它從第一次世界大戰、第二次世界大戰、越南、"沙漠風暴 "以及俄羅斯和中國的現代發展中確定了六條經驗。這六條經驗為空軍和地面部隊在未來進行壓制敵方防空(SEAD)和滲透行動的努力提供參考。本專著探討了聯合部隊應如何對待SEAD任務的問題,以及來自陸地領域的部隊是否應在穿透地基防空系統方面發揮更重要的作用。
T.R. Fehrenbach提醒我們注意戰爭的一個持久特征。無論我們的技術變得多么復雜和先進,武裝沖突仍然需要士兵參與。空中力量理論家認為,在未來的戰爭中,人類可能不再需要近距離的暴力對抗,僅靠空中手段就能達到目的。雖然純粹的空戰仍然是一個遙遠的想象,但地面部隊將繼續奮勇向前,與泥濘中的人們一起奪取目標。本專論并不是說空中力量是不必要的;相反,它是至關重要的。空軍的覆蓋面和影響力已經與地面機動密不可分,在最近的戰爭中,空軍已經成為軍隊進攻的必要先導。然而,空中優勢作為地面進展的先決條件的模式可能不再成立了。移動式和便攜式防空系統的擴散,加上危害地面部隊的遠程打擊能力,無論其位置如何,都可能迫使地面作戰先于其空中補充。
本專著討論了聯合部隊在未來應如何進行壓制敵方防空(SEAD)。它考慮了攻擊性空軍和地面防御者之間的斗爭。具體來說,它討論了防空系統的進步已經發展到了美國空軍無法繼續承擔壓制和穿透它們的主要份額的程度。在未來,美國陸軍可能不得不對綜合防空系統(IADS)進行第一輪打擊,為美國空軍開始空中優勢的戰斗打開大門。
海上防空對于地面部隊的機動自由至關重要。在減少對手的防空資產之前,敵人的空軍可以隨意攻擊機動編隊。自從20世紀初早期的飛行者從飛機上投下第一件武器以來,空中力量對現代機動作戰一直是至關重要的。空中和地面防御系統已經發展到這樣的程度,即一支軍隊如果不首先擊敗其競爭對手的空軍就進行攻擊是不可想象的。迅速而徹底地擊敗伊拉克的防空系統并隨后摧毀其空軍,對于聯軍在 "沙漠風暴 "行動中的快速機動和壓倒性勝利至關重要。 以美國空軍為先導,然后是地面機動的SEAD模式是如此強大,以至于美國和北約的競爭對手注意到并進行了調整。今天的綜合防空系統(IADS)是高度網絡化的,相互支持的,并且是分層深入的。 這些防御網絡,再加上遠程彈藥的出現,造成了一個多層面的問題。國際防空系統迷惑了敵方空軍為其地面部隊建立機動空間的能力,同時遠程火力也使這些攻擊部隊受到威脅。先進的IADS與遠程彈藥的雙重困境,要求我們考慮我們目前的SEAD方法是否足夠。
所提出的假設是,聯合部隊應該作為一個密切協調的地面和空中團隊進行未來的SEAD。美國陸軍應該為反應靈敏、強大和機動的防空和導彈防御系統、遠程精確火力、地面發射的反輻射制導導彈(ARGM)和游動彈藥提供資源。
所采用的方法是對SEAD的歷史、理論和學說的研究。它考慮了SEAD從第一次世界大戰到現在的歷史。反擊空中和導彈威脅(聯合出版物3-01)將SEAD歸類為主要的進攻性反空(OCA)任務。其目的是 "通過破壞性或擾亂性的手段使敵方的地表防空系統失效、摧毀或暫時退化。" 美國部隊發展SEAD是為了應對日益復雜和有效的地基防空系統,它與防空的進步有效地共同發展。本專著中的防空歷史有五個主要部分。第一部分討論了第一次世界大戰中的空中力量發展,以及早期空軍能力的提高如何為地面機動提供了機會。一戰中對空襲的反應導致了二戰期間為防止滲透而對空中武裝進行牽制的武器的產生。二戰的戰斗人員完善了一戰中創造的技術,為進攻的空軍和地面的防御者開發了更致命的瞄準系統和改進的彈藥。在越南戰爭期間,越南人民軍(PAVN)采用了密集的防空武器組合,這需要美國裝備和訓練專門的飛機來壓制北越的防御;這是SEAD能力的第一個例子。接下來,該專著回顧了美國在 "沙漠風暴 "行動中對空地戰的運用,以顯示SEAD的有效性,以及它如何為其他世界大國進一步調整以對抗FM100-5中的理論提供了基礎。 第五章考慮了俄羅斯新一代戰爭(RNGW)、中國遠程導彈以及防空武器的擴散以防止滲透。作者將SEAD理論和學說的演變與歷史實例結合起來,說明空軍與IADS之間的競爭是如何發展到今天的高精尖系統的。最后,該專著提出了一個地面部分未來在對抗現代IADS的戰斗中的貢獻模式。
聯合部隊如何進行未來的海空防務行動,對于各軍種在面對未來的國際防空系統時如何整合和合作至關重要。現代國際防空系統對未來的空中行動,以及暗示的地面行動構成了一個重大障礙。國家和非國家行為者對地對空武器的使用加劇了國際防空系統的瓦解問題。它極大地提高了進行海空導彈和滲透敵占區所需的戰斗力水平。阿富汗圣戰者組織在蘇聯-阿富汗戰爭中使用 "毒刺 "導彈,以及最近在烏克蘭上空擊落馬來西亞航空公司MH17航班,都是這些系統的擴散已經超出既定軍隊嚴格使用的例子。在未來的戰爭中,雙方都可能面臨一個連續的國際防空系統和非正規部隊采用的未聯網的防空。聯合部隊必須開發多種方案來擊敗這些系統,并擴大他們的方法,以最大限度地提高靈活性,使空中和地面部隊能夠對由國際防空系統和獨立的地對空武器防御的對手構成眾多威脅。
美國導彈防御局(MDA)和空間發展局(SDA)目前正在開發高超音速導彈防御系統的要素,以防御高超音速武器和其他新興的導彈威脅。這些要素包括國防空間架構(NDSA)的跟蹤和運輸層以及各種攔截器項目。隨著MDA和SDA繼續開發這些系統,國會可能會考慮對監督和國防授權及撥款的影響。
高超音速武器,像彈道導彈一樣,飛行速度至少為5馬赫,或大約每秒1英里。與彈道導彈不同,高超音速武器不遵循彈道軌跡,可以在到達目標的途中進行機動。據報道,俄羅斯在2019年12月出動了其第一批高超音速武器,同時一些專家認為,中國早在2020年就出動了高超音速武器。預計美國在2023年之前不會裝備高超音速武器。(關于俄羅斯、中國和美國的高超音速武器項目的概述,見CRS報告R45811,高超音速武器:國會的背景和問題,作者是凱利-M-賽勒)。
高超音速武器的機動性和低飛行高度可以挑戰現有的探測和防御系統。例如,由于雷達探測的視線限制,大多數地面雷達在武器飛行后期才能探測到高超音速武器。這給防御者留下了極少的時間來發射攔截器,以抵消入境武器的影響。圖1描述了陸基雷達對彈道導彈和高超音速武器探測時間的差異。
圖1. 基于地面的彈道導彈探測與高超音速武器的探測
美國國防官員表示,現有的地面和天基傳感器架構都不足以探測和跟蹤高超音速武器;前國防部負責研究和工程的副部長邁克-格里芬指出,"高超音速目標比美國通常通過地球靜止軌道上的衛星跟蹤的目標要暗淡10到20倍。"
SDA開發了國防空間架構,以 "統一和整合整個[國防部(DOD)]和行業的下一代能力"。NDSA的目標是成為一個 "單一的、連貫的、有七個層次的擴散空間架構",其中包括圖2中描述的數據跟蹤和傳輸層,并在下面討論。其他層包括支持移動地面資產目標的監護層;提供基于空間的指揮和控制的戰斗管理層;提供 "潛在的GPS否認環境的替代定位、導航和授時"的導航層;探測深空潛在敵對行動的威懾層;以及為其他NDSA層促進衛星操作的支持層。一旦全面投入使用,NDSA將包括550顆衛星并提供全面的全球覆蓋。
跟蹤層是為了 "提供全球指示、警告、追蹤和瞄準高級導彈威脅,包括高超音速導彈系統"。作為該層的一部分,SDA正在開發一個寬視場(WFOV)衛星的結構,最終將提供全球覆蓋。SDA要求在2023財政年度為第0階段跟蹤活動提供8130萬美元,為第1階段跟蹤活動提供4.998億美元(也稱為彈性導彈預警導彈跟蹤-低地球軌道)。
與SDA的跟蹤衛星協同工作的將是高超音速和彈道跟蹤空間傳感器(HBTSS),以前被稱為空間傳感器層,它是由MDA與SDA和美國空軍合作開發。與WFOV相比,HBTSS將提供更靈敏,但更有限的(或中視場[MFOV])覆蓋范圍。出于這個原因,WFOV旨在為HBTSS提供提示數據,然后HBTSS可以為地面攔截器提供更具體的目標質量數據。到2023年,SDA計劃擴大跟蹤層,包括70顆WFOV和MFOV衛星,據SDA主任德里克-圖爾尼爾博士說,"這將使我們在低地球軌道上有足夠的覆蓋面,以便我們基本上可以有區域性的持久性"。MDA要求在2023財政年度為HBTSS提供8920萬美元。
2020財年NDAA(P.L. 116-92)第1682條要求導彈防御局局長 "開發一個高超音速和彈道導彈跟蹤空間傳感器有效載荷"。2021財年NDAA(P.L. 116-283)第1645條確認,MDA局長與SDA局長協調,負責開發和采購傳感器有效載荷,"至少到2022財年"。第1645節還要求最遲在2023年12月31日開始對傳感器有效載荷進行在軌測試,并在 "此后技術上可行的情況下 "盡快將傳感器有效載荷納入SDA更廣泛的天基傳感器架構。最后,2022財年NDA(P.L. 117-81)第1662條禁止MDA主任"[授權]或[承諾]為生產衛星或與此類衛星運行相關的地面系統的記錄計劃提供資金"。如果滿足某些條件,包括確定 "由于技術、成本或進度因素,這種限制會延遲交付可運行的[HBTSS]",空軍負責空間采購和集成的助理部長可以放棄對HBTSS的這種限制。
圖2. NDSA的部分內容
美國防部表示,NDSA的傳輸層旨在將跟蹤層與地面的攔截器和其他武器系統連接起來,將 "加強包括導彈防御在內的若干任務領域"。據國防部稱,SDA已經為運輸層的第1階段授予了三個原型協議,"一個由126個光學相互連接的空間飛行器組成的網狀網絡",將于2024年9月開始發射。運輸層最終將包括一個由大約300-500顆衛星組成的星座。SDA要求在2023財政年度為 "數據傳輸層、傳感器能力和備用位置、導航和計時能力 "提供8.164億美元。
MDA已經探索了一些消除對手高超音速武器的方案,包括攔截導彈、超高速彈丸、定向能武器和電子攻擊系統。2020年1月,MDA發布了一份關于高超音速防御區域滑行階段武器系統攔截器的原型提案要求草案。該計劃旨在 "減少攔截器的關鍵技術和集成風險";然而,據當時的MDA主任喬恩-希爾海軍中將稱,它在2030年代的某個時候才會準備好過渡到開發。MDA轉而將重點轉向較近的解決方案,并在2021年4月啟動了滑翔階段攔截器(GPI),它將與宙斯盾武器系統整合,并在2020年代中期至末期提供高超音速導彈防御能力。洛克希德-馬丁公司、諾斯羅普-格魯曼公司和雷神導彈與防御公司已經獲得了GPI的 "加速概念設計 "階段的合同。
此外,2022財年NDAA(P.L. 117-81)第1664條授予MDA主任 "預算、指導和管理適用于 "高超音速導彈防御的定向能源項目的權力。國防高級研究計劃局(DARPA)也正在進行一項名為 "滑翔破壞者 "的計劃,其目的是 "開發關鍵的組件技術,以支持一種輕型飛行器,用于在非常遠的距離上精確對付高超音速威脅。" DARPA要求在2023財年為 "滑翔破壞者 "提供1830萬美元。總體而言,MDA在2023財年為高超音速防御申請了2.255億美元,低于其2.479億美元的2022財年申請和2.878億美元的撥款。
一些分析家認為,天基傳感層--與跟蹤和瞄準系統相結合以引導高性能攔截器或定向能量武器--理論上可以提供防御高超音速武器的可行選擇。2019年導彈防御審查報告指出,"這種傳感器利用了從空間可看到的大面積,以改善跟蹤,并可能瞄準先進的威脅,包括高超音速[武器]。" 其他分析家對高超音速武器防御的可負擔性、技術可行性和/或效用提出質疑。此外,一些分析家認為,美國目前的指揮和控制架構將無法 "快速處理數據,以應對和消除即將到來的高超音速威脅"。
一些分析家還對目前SDA和MDA在高超音速導彈防御方面的分工提出質疑。SDA主任Tournear此前曾對這兩個機構之間可能存在冗余的批評作出回應,稱兩者都向負責研究和工程的國防部副部長報告。然而,從2022年10月1日起,SDA將改為向負責采購和整合的空軍助理部長報告。國會可以監督這種新的報告結構對效率和效能的影響。
加快對高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上可行?高超音速導彈防御方案的技術成熟度是否值得目前的資金水平?
SDA和MDA是如何在高超音速導彈防御的各種要素上進行合作的?它們目前的作用是增加還是減少了成本以及技術發展的速度和效率?
國防部是否具備執行高超音速導彈防御所需的能力,如適當的指揮和控制架構?
聯合戰區級模擬--全球行動(JTLS-GO?)是一個互動的、網絡化的、聯合和聯盟的兵棋推演系統。JTLS-GO從全球一體化作戰層面的角度表現軍民決策環境,其中包括空中、陸地、海上、太空、情報、后勤和特種作戰。這些環境可以被配置和擴展,以考察國家戰略(SN)、戰略戰區(ST)、作戰(OP)和戰術(TA)戰爭層面的聯合任務、行動、功能和使命。重要的是要理解JTLS-GO主要是一個作戰層面的模擬。
執行概述描述了模擬的基本操作,包括主要的軟件程序和構成系統的眾多小型支持程序。這些不同的、相互依賴的程序相互配合,以準備場景,運行模擬,并分析結果。本概述還提供了運行模擬系統所需的軟件和標準硬件的描述。JTLS-GO可以在一臺或幾臺計算機上同時運行,可以是單一的,也可以是多個分布的站點,這取決于訓練或分析環境和場景的大小。它是獨立于戰場的,不需要編程知識就可以執行。第4頁強調了一些新的模擬能力和特點。
JTLS-GO是一個復雜的模擬,專門設計來研究不斷變化的戰爭模式。來自作戰指揮部(COCOMs)、軍種、后備部隊、國民警衛隊、戰斗支援機構(CSA)、聯合參謀部(JS)和聯合特遣部隊(JTFs),包括北約和聯盟軍隊的領導人和主管都了解這一點,因為他們必須在國家戰略的背景下不斷地規劃、計劃、預算和執行財政政策。
本出版物針對JTLS-GO的主要版本和維護版本進行了更新和修訂。
報告概述了反無人機技術及方法,介紹了美國國防部面臨的無人機威脅及反無人機投資計劃,以及美海軍、陸軍、空軍、海軍陸戰隊及國防部其它機構的反無人機武器研究進展情況,并指出了國會在監管方面可能面臨的問題。
無人機系統技術迅速擴散,易被國家、非國家行為者和個人使用,這些系統可為美國對手提供一種低成本的手段,執行針對或攻擊美軍的情報、監視和偵察任務。大多數小型無人機尺寸小、使用特殊結構材料且飛行高度較低,無法被傳統的防空系統探測到。在2023財年,美國國防部計劃至少花費6.68億美元用于反無人機(C-UAS)技術研發,至少花費7800萬美元用于反無人機武器采購。隨著國防部繼續開發、采購和部署這些系統,美國會對其使用的監督可能會增加,也必須就未來的授權、撥款和其他立法行動做出決定。
反無人機技術可以采用多種方法探測敵對或未經授權的無人機目標。一是使用光電、紅外或聲學傳感器分別通過目標的視覺、熱量或聲音特征探測目標;二是使用雷達系統探測,但由于小型無人機信號特征不明顯,該方法探測效果不佳;三是識別用于控制無人機的無線信號,通常使用射頻傳感器探測。這些方法通常被組合使用,以提供更有效的分層探測能力。
各類系統探測到無人機后,電子戰“干擾”裝置即可干擾無人機與其操作人員的通信鏈路。干擾裝置通常可分為便攜式、固定式或可移動式,根據其類型的不同,重量可從幾公斤至數百公斤。除電子戰干擾裝置外,也可以使用槍支、網絡、定向能、傳統防空系統,甚至訓練有素的動物(如鷹)擊敗或摧毀無人機系統。目前,美國防部正在研發多種反無人機技術,以確保其具備強大的反無人機防御能力。
美空軍正在進行高功率微波和高能激光武器反無人機測試工作。2019年10月,空軍接收了一套車載高能激光反無人機武器系統 (HELWS)樣機。HELWS旨在在幾秒鐘內識別并壓制敵對或未經授權的無人機,幾乎可無限次射擊。此外,空軍還在尋求機載反無人機武器,目前工作狀態尚不明確。
圖1 便攜式反UAS技術
2014年,美海軍在“龐塞”號(LPD-15)上部署了第一款可作戰的激光武器系統(LaWS),LaWS是30千瓦激光武器樣機,能夠執行反無人機任務。自那時起,美海軍就一直在開發和安裝更多的低、慢、小(LSS)無人機激光武器原型,以提高對抗水面艦艇和無人機的能力。
海軍正在研發部署的干擾無人機傳感器的光學致盲器“奧丁”(ODIN)及60千瓦“太陽神”(HELIOS)激光器,均旨在保護美海軍裝備和系統免受無人機襲擊。此外,在2019年3月28日的一份備忘錄中,海軍部宣布將與國防數字服務局合作,快速開發新的網絡賦能反無人機武器,以應對不斷演變的無人機威脅。
海軍陸戰隊通過其地基防空(GBAD)計劃辦公室資助了多個反無人機系統。2019年,海軍陸戰隊完成了海上防空綜合系統(MADIS)的海外測試,該系統采用電子干擾與炮彈相結合技術,可安裝在MRZR全地形車輛、聯合輕型戰術車輛和其他平臺上。2019年7月,拳師號USS BOXER LHD-4兩棲攻擊艦上的海軍陸戰隊員使用海上防空綜合系統壓制了一艘被認為在該艦“威脅范圍”內的伊朗無人機。作為地基防空計劃的一部分,海軍陸戰隊也在采購緊湊型激光武器系統(CLaWS),該是美國防部批準的首個陸基激光武器,具有2千瓦、5千瓦和10千瓦三種型號,目前陸軍也在使用。盡管海軍陸戰隊已試驗了單兵攜帶反無人機技術,但海軍陸戰隊司令大衛·伯杰(DavidBerger)在2019年向國會作證時認為,由于重量和功率的要求,單兵攜帶反無人機技術沒有取得成功。
圖2 海上防空綜合系統
2016年7月,陸軍發布了反無人機戰略,以指導其反無人機能力的發展。2017年4月,陸軍技術出版物3-01.81《反無人駕駛飛機系統技術》概述了作戰期間防御低、慢、小無人機威脅的規劃考慮,以及如何規劃并將反無人機士兵任務納入陸軍訓練活動。
反無人機是美陸軍作戰能力發展司令部的六層防空和導彈防御概念的一部分,六層概念包括:彈道導、低空無人機交戰(BLADE)、多任務高能激光(MMHEL)、下一代火控雷達、機動防空技術(MADT)、高能激光戰術車輛驗證機(HEL-TVD)、低成本增程防空(LOWER AD)。目前,上述系統仍在開發中,美陸軍已部署了一些便攜式、車載和機載反無人機系統。此外,美陸軍與國防數字服務局還在合作開發計算機支持的反無人機產品。
美國防部正在研究和開發多種反無人機技術。聯合參謀部和其他國防部機構參與了反無人機研究工作,如“黑鏢”(Black Dart)演習,該演習旨在“評估和驗證現有和新興的防空和導彈防御能力及反無人機任務集特有的概念”和“倡導士兵所需的反無人機能力”。國防高級研究計劃局積極開展“反蜂群人工智能”等研究,為反無人機技術研發提供資金。2019年12月,國防部精簡了各種反小型無人機項目,指定陸軍為執行機構,負責監督美國防部所有反小型無人機的開發工作。
2019年12月,美國防部成立由陸軍領導的聯合反小型無人機系統辦公室(JCO),負責監督美軍所有反無人機研發工作。通過與作戰司令部和負責采辦和保障的國防部副部長辦公室協商,該辦公室已評估了超過40種反小型無人機系統,并確定未來美軍反無人機項目的研發方向和標準,該辦公室還選擇了10種小型無人機防御系統和一個標準化的指揮控制系統,以進行后續研發工作。聯合反小型無人機系統辦公室還制定了一份聯合能力發展文件,概述了未來系統的作戰需求,并于2021年1月發布了《國防部反小型無人機系統戰略》。該辦公室還將制定另外一份國防部關于反小型無人機指揮和反小型無人機能力評估的文件。
根據計劃,美國防部將于2024財年在俄克拉荷馬州的福特希爾建立一個聯合反小型無人機學院,以在各軍種同步開展反無人機戰術訓練。
此外,美國會《2021財年國防授權法案》第1074節要求國防部向國會提交一系列報告,包括聯合反小型無人機系統辦公室開展的反小型無人機活動報告和獨立評估情況,以及無人機帶來威脅的報告等。
伴隨美國防部開發、使用及部署反無人機系統武器,美國會需對其進行更多監管,并可能面臨如下潛在問題:
“項目融合(Project Convergence)”是陸軍所說的“學習運動”,旨在進一步將陸軍融入聯合部隊。這是陸軍打算在JADC2中發揮作用的方式,國防部(DOD)計劃將來自所有軍種的傳感器和武器系統——空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和航天部隊以及特種作戰部隊(SOF)——連接到一個單一的網絡中,理論上,可以更快、更有效地應對來自同行競爭對手的威脅。
該項目圍繞五個核心元素設計:士兵、武器系統、指揮與控制、信息、地形。美國陸軍未來司令部(AFC)計劃每年進行一次“項目融合”,全年進行技術、設備試驗,并征求士兵反饋,最終進行年度演習或演示。據報道,陸軍希望將對未來戰爭的大構想帶到現實世界中進行測試;希望找出哪些可行,哪些需要修改,并在成本更低的情況下盡早解決。
2020年8月11日至9月1日,“項目融合2020”(PC20)在亞利桑那州尤馬試驗場舉辦,共有約500名人員參與。PC20旨在提供信息以支持以下決策:
通過制定作戰組織方式來改變軍隊的作戰方式;
強調優化運營流程的機會;
發展軍隊對敵人威脅的可視化、描述、決策和行動方式;
建立士兵和領導者對應急技術的信任。
PC20集中于陸軍所謂的 "近距離作戰",在最低作戰級別整合新的使能技術,使戰術網絡能夠促進更快的決策。在單位層面上,PC20側重于旅級戰斗隊(BCT)、戰斗航空旅(CAB)和遠征信號營-增強型(ESB-E)。在系統層面,PC20涉及陸軍的MQ 1C灰鷹無人駕駛飛行器(UAV)、空中發射效應(ALE)--一種多用途的直升機發射系統--以及陸軍在戰斗中使用的戰術網絡--指揮、控制、通信、情報和計算機系統。
圖1. 代表性的演習作戰場景
據報道,PC20的一項實驗包括使用低地球軌道衛星和灰鷹無人機對空中目標進行感應,以及使用地面系統探測目標。來自這兩個系統的數據被傳回華盛頓劉易斯·麥科德聯合基地的一個組織,在那里對目標進行處理。然后,數據被傳回尤馬試驗場,交給一個系統,以與目標交戰,該系統可以是自行火炮系統或其他地面平臺。整個過程應該在20秒內完成。
什么是反介入/區域拒止(A2/AD)?
反介入是指通過任何行動、活動或能力(通常是遠程的)阻止前進的軍事力量進入一個作戰區域。區域拒止是指通過行動、活動或能力(通常是短程的)限制敵方部隊在作戰區域內的行動自由。就武器系統而言,A2/AD威脅防御被設想為由分層和綜合的遠程精確打擊系統、沿岸反艦能力、防空、遠程火炮和火箭系統組成。
雖然在2021年進行了其他支持性演習和實驗,但PC21主要是2021年10月12日至11月10日在位于美國的一些設施中進行的系列實彈活動。PC21涉及約7000名人員,包括900名數據采集員,并包括涉及約107種不同技術的實驗。
陸軍在PC21期間的一些目標包括確定使聯合部隊能夠穿透對手的反介入/區域拒止(A2/AD)能力的技術,以及確定執行聯合全域作戰概念需要哪些新興技術。陸軍還研究了 "如何將人工智能(AI)、機器學習、自主性、機器人技術以及通用數據標準和架構納入其中,以便更迅速地在多個作戰領域做出決策"。
PC21包括諸如陸軍多域特遣部隊(MDTF)等單位,該部隊位于華盛頓的劉易斯-麥克喬德聯合基地,以及來自北卡羅來納州布拉格堡的第82空降師的成員。據報道,對其他軍種的主要能力進行了測試,包括海軍陸戰隊的地面/空中任務導向雷達(GATOR),海軍的SM-6導彈,以及空軍的F-35戰斗機和B-1轟炸機。
陸軍在PC21期間驗證了七種情景:
在PC22中,陸軍計劃將盟國和伙伴納入其中,重點是澳大利亞、加拿大、新西蘭和英國等近鄰盟友和安全伙伴。該項目將擴大到聯合特遣部隊(CJTF)層面,并將更多的技術和資產帶到戰場上。目標是通過沖突進行鍛煉,并返回到沖突的競爭水平。除了聯合特遣部隊(軍團和師級),陸軍還計劃在PC22中包括一個多域特遣部隊(MDTF),一些旅級戰斗隊(BCT),以及盟軍和合作伙伴的任務指揮要素。
PC22計劃納入兩個情景,反映兩個作戰司令部--美國歐洲司令部(USEUCOM)和美國印太司令部(USINDOPACOM)的選定優先事項。這些方案的目標包括:
烏克蘭沖突對PC22和未來PC的影響
正在進行的烏克蘭沖突可以說為俄羅斯的 "多域作戰"能力提供了廣泛的見解,不僅是針對美國,還有北約盟友和合作伙伴。來自烏克蘭的任何新見解是否正在被納入PC22情景中?如果是,哪些新出現的見解將被納入PC22,如果不是,為什么軍隊不考慮將見解作為PC22情景的一部分?同樣,烏克蘭沖突中的任何新見解是否 "驗證"了PC20和PC21的觀察/發現?
PC22之后的規劃?
隨著陸軍領導層將PC作為年度活動,陸軍對2023年及以后的PC有什么規劃?是否有計劃將未來的PC納入陸軍的未來年度國防計劃(FYDP),以促進國會的監督和預算規劃?
先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍創建下一代指揮和控制(C2)系統的最新計劃項目。ABMS建議使用云環境和新的通信方法,使空軍和太空部隊系統能夠使用人工智能無縫共享數據,以實現更快的決策。空軍將ABMS描述為其創建物聯網的努力,這將使傳感器和C2系統相互分解(與空軍傳統上執行C2的方式相反)。該計劃是空軍對國防部全域聯合指揮與控制(JADC2)工作的貢獻,重點是使國防部的作戰決策過程現代化。
ABMS最初的設想是取代目前指揮空戰行動的E-3機載預警和控制系統(AWACS)(圖1),但后來有了更廣泛的范圍。前空軍負責采購的助理部長威爾-羅珀指示,該計劃應減少對指揮中心和飛機的關注,而是創造數字技術,如安全云環境,在多個武器系統之間共享數據。羅珀博士表示,2018年國防戰略所設想的有爭議的環境迫使空軍重組ABMS項目。2021年5月,空軍副參謀長大衛-奧爾文將軍在DefenseOne的一篇文章中說:"ABMS究竟是什么?它是軟件嗎?硬件?基礎設施?策略?答案是都是"。換句話說,空軍將ABMS設想為一個采購項目,它既要采購東西,又要實施其他非開發性的工作,該部門認為這些工作同樣重要:指揮和控制空軍的新技術。
自ABMS成立以來,國會已經對下一代C2系統的發展表示了興趣。空軍表示,ABMS是一個非傳統的采購項目。因此,國會對空軍替換老舊系統的方法和試驗新興技術的方法提出了質疑。
迄今為止,空軍已經進行了五次活動,以展示其希望最終投入使用的新C2能力。2019年12月,空軍在其第一次ABMS "on-ramp"(空軍用來表示演示的術語)中,展示了從陸軍雷達和海軍驅逐艦向F-22和F-35戰斗機傳輸數據的能力。這次活動還展示了空軍的統一數據庫(UDL),這是一個結合天基和地基傳感器追蹤衛星的云環境。
2020年9月,ABMS進行了第二次"on-ramp"。這第二次上線演示了通過使用超高速武器作為防御手段,探測和擊敗一個飛向美國的模擬巡航導彈。此外,ABMS還展示了 "探測和擊敗破壞美國太空行動的手段"的能力。根據空軍的新聞稿,"70個工業團隊和65個政府團隊 "參加了這次活動。
空軍在2020年9月下旬舉行了第三次"on-ramp",以支持珍珠港-希卡姆聯合基地的 "勇敢之盾 "演習。在這次活動中,空軍展示了使用KC-46加油機通過將數據從較老的第四代戰斗機轉發到較新的第五代飛機,如F-22,來執行戰術C2。2021年5月,空軍表示,為KC-46采購通信吊艙將是ABMS項目的第一個能力發布。空軍說:"在戰斗中,無論如何,郵機將需要在作戰附近飛行,支持戰斗機,因此將它們作為指揮和控制系統,無論是作為主要的還是彈性的備份,都是有意義的。"
2021年2月在歐洲舉行了第四次"on-ramp"。根據新聞稿,空軍由于預算限制而減少了這次活動規模。這第四次將包括荷蘭、波蘭和英國在內的盟國聯系起來,進行聯合空中作戰。據美國駐歐洲空軍司令哈里根將軍說,這第四次活動測試了美國和盟國用F-15E飛機發射AGM-158聯合空對地對峙導彈(JASSM)執行遠程打擊任務的能力(見圖2),同時利用美國和盟國的F-35飛機執行空軍基地防御任務。
本預計2021年春季進行第五次"on-ramp"在太平洋地區,但由于預算限制,取消了這次活動。
2019財年國防授權法案(NDAA)指示政府問責局(GAO)評估ABMS計劃。在2020年4月的一份報告中,GAO向空軍總設計師建議采取四項行動來提高項目績效。
1.制定一個計劃,在ABMS開發領域需要時獲得成熟技術。
2.制作一個定期更新的成本估算,反映ABMS的實際成本,每季度向國會匯報一次。
3.準備一份可購性分析,并定期更新。
4.正式確定并記錄參與ABMS的空軍辦公室的采購權力和決策責任。
空軍助理部長同意了所有的建議。前空軍參謀長David Goldfein將軍不同意這些建議,他指出GAO的分析沒有反映機密信息。美國政府問責局表示,它可以接觸到機密信息,這些額外的信息并不影響其分析和建議。
根據GAO關于ABMS的同一份報告,空軍最初確定由空軍總設計師(普雷斯頓-鄧拉普),來協調空軍每個項目執行辦公室的ABMS相關工作。GAO對這種管理結構可能導致ABMS缺乏決策權表示擔憂。然而,在2020年11月,羅珀博士選擇空軍快速能力辦公室作為ABMS項目執行辦公室。首席架構師辦公室繼續開發全軍的架構(即軟件和無線電如何能夠相互連接),以支持ABMS。
國會已經對ABMS系統的發展表示了興趣。下面的清單總結了國會在前三個NDAA中的行動:
2019財政年度NDAA(P.L. 115-232):
2020年國防部(P.L. 116-92):
FY2021 NDA (P.L. 116-283) :
2021財年國防撥款法案(P.L. 116-260 C分部)將ABMS的資金從要求的3.02億美元減少到1.585億美元,理由是 "不合理的增長和預先融資"。
在ABMS的整個發展過程中,國會對在確定合適的替代物之前退役舊的C2系統如JSTARS和AWACS表示關注。國會還指示空軍制定傳統的采購理由,如成本估算和需求文件,以確保國會和軍方都了解要采購的東西。這些行動反映了美國政府問責局的建議。
使用ABMS方法分解指揮和控制的風險是什么?
空軍應如何平衡創新、實驗與采購成熟技術?
ABMS提供了哪些傳統指揮與控制系統無法提供的機會?
利用6.8軟件和數字技術試點計劃預算活動代碼中的新預算授權靈活性,ABMS是否會受益?