在美軍“聯合全域作戰”最頂層作戰概念背景下應運而生的先進作戰管理系統(Advanced Battle Management System,ABMS),是美國空軍落實國防部發展聯合全域指揮控制(Joint All-Domain Command and Control,JADC2)開放式、模塊化、可快速迭代演進升級要求的官方解決方案。ABMS減少了對裝備層面的關注,側重通過構建云環境、人工智能和新的通信方法,使各軍種能夠無縫共享數據,實時協調海、陸、空、天和網電等所有作戰域的軍事行動。首先闡明ABMS的概念與定位,詳細剖析了ABMS的核心基礎與應用產品構成,進一步闡述ABMS聯合演示試驗歷程與特點,以及當前ABMS主要進展計劃。在此基礎上分析總結了ABMS的突出特點和優勢,提出跨域聯合作戰體系建設的必然性。 美國空軍在2016年發布的《空中優勢2030飛行計劃》報告中首次提出了“先進作戰管理系統(ABMS)”這一重要項目,并于2017年啟動了系統項目規劃。ABMS項目通過構建一個具有強生存能力的分布式系統,連接各類傳感器并對傳感器數據進行融合,提供更加有效的對空、對地移動目標指示、多域作戰管理與指揮控制,并以分階段的方式逐步完成對預警與控制系統(Airborne Warning and Control System,AWACS)E-3和對地監視與攻擊指揮飛機(Joint Surveillance and Target Acquisition Radar System,JSTARS)E-8的替代,奪取未來空中優勢,最終實現ABMS完全作戰能力。
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
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
2023 年美國防部(DoD)信息環境作戰戰略(SOIE)旨在提高美國防部規劃、資源和應用信息力量的能力,以實現 2022 年國防戰略(NDS)所述的綜合威懾、戰役和建立持久優勢。2023 年國防部 SOIE 提供了一種國防部企業方法,以確保改進對信息力量和信息能力、行動、活動、計劃和技術的整合與監督。這將使國防部能夠在全球范圍內利用電磁頻譜(EMS)完善其在信息環境(IE)中和通過信息環境(IE)作戰的能力,以實現持久的戰略成果。
必須更廣泛地理解信息力量的有效應用,并有意識地將其納入美國防部的全部戰略和行動、活動和投資(OAIs),以支持在外交、信息、軍事和經濟等國家力量工具方面推進國家利益,從而支持具體的國防政策目標。美國防部必須進行文化轉變,使信息成為所有軍事戰略和 OAIs 的基本要素,并使信息和實體力量的持續整合成為常態(見圖 1)。這種轉變可確保國防部有能力對人類和自動化系統行為的驅動因素產生積極影響,塑造作戰環境,增強美國的實力和信譽。
在 2023 年美國防部 SOIE 之后,還將制定國防部信息環境作戰實施計劃(OIE I-Plan),該計劃將為未來的政策和指導提供依據,包括提交計劃目標備忘錄和作戰計劃。2023 年 SOIE 和 OIE I-Plan 都將為 IC 提供信息,使其越來越多地提供與 OIE 相關的有針對性和優先級的情報。OIE I-Plan 將有具體的任務和子任務,并將為每個任務分配具體的主要責任辦公室 (OPRs)。還將制定時間表和任務跟蹤程序,以確保問責制。
圖 1. 美國防部從傳統觀點發展到整合信息和實物力量
美國空軍正在推進空戰的發展,其目標是在五年內實現僚機無人機的實戰化。美空軍部長弗蘭克-肯德爾(Frank Kendall)在 AFA 2023 第一天的主題演講中宣布了這一里程碑的實質內容,他設想在 2028 財年之前將這些無人機作為協作作戰飛機(CCA)計劃的一部分投入生產。
肯德爾表示信心十足,并指出之前的倡議已經為這一創新飛躍鋪平了道路。CCA計劃在很大程度上受到了DARPA的空戰進化(ACE)計劃所奠定的技術基礎和國際合作伙伴(如澳大利亞的 "忠誠僚機 "項目)的貢獻的影響。該項目力求將人類的駕駛能力與先進的人工智能相融合,希望能制造出伴隨下一代戰斗機作戰的無人駕駛飛機。
隨著國會預算審議的繼續,空軍積極主動地強調了對這一未來能力進行大量投資的必要性。為啟動該項目,空軍已申請在 2024 財年撥款 3.92 億美元,并計劃在隨后幾年內獲得數十億美元。
這些無人機最終將擁有一支由大約 1000 架多功能無人機組成的機隊,這些無人機將具備自主操作或在下一代空中主導戰斗機上的飛行員指導下操作的能力。計劃中的無人機將發揮多種作用,包括作為傳感器平臺或干擾站,與聯合先進戰術導彈等最先進的武器一起強化空軍的先進作戰系統。
這一大膽的戰略是空軍未來保持空中優勢的總體方針的一部分,無與倫比的下一代空中優勢能力指日可待。預計 CCA 的實施將極大地提高戰斗編隊的效率,從而使空戰方式發生深刻變革。
常見問題部分:
1.美空軍對僚機的目標是什么?
目標是在 2028 財年之前投入使用僚機無人機,作為協同作戰飛機 (CCA) 計劃的一部分。
2.誰在何時宣布了這些無人機的愿景?
空軍部長弗蘭克-肯德爾在 AFA 2023 第一天的主題演講中宣布了這一愿景。
3.是什么影響了 CCA 計劃?
CCA 計劃受到 DARPA 的 "空戰進化"(ACE)計劃和澳大利亞的 "忠誠僚機"項目等國際貢獻的影響。
4.美空軍在 2024 財年的預算申請是多少?
空軍已為 2024 財年申請 3.92 億美元,用于啟動 CCA 項目。
5.美空軍計劃擁有多少架無人機?
空軍計劃擁有一支由大約 1000 架無人機組成的機隊,這些無人機可以自主運行,也可以在飛行員的指導下運行。這些無人機將發揮各種作用,如傳感器平臺或干擾站。
6.美空軍對這項新技術的總體戰略是什么?
總體戰略是在未來保持空中優勢,特別是通過加強戰斗編隊的有效性和改變空戰。
定義:
參考來源:TS2 Space
美國海軍陸戰隊需要制定新的海軍陸戰隊空中指揮控制系統(MACCS)作戰概念,彌補海軍遠征兵力航空作戰在條令上的差距,并使MACCS具有敏捷性和生存能力。
未來的安全環境和海軍陸戰隊將任務重點轉向與同級對手的競爭,給海軍陸戰隊空中指揮控制系統(MACCS)帶來了重大挑戰。為了在未來安全環境中保持相關性,海軍陸戰隊需要制定與海軍遠征作戰相一致的新MACCS作戰概念。海軍和海軍陸戰隊需要制定新的航空作戰和航空指揮控制條令,以確定海軍遠征兵力航空兵將如何支持 CFMCC 的作戰行動。MACCS應能通過采用任務組織的節點和團隊進行分布式作戰。最后,通過規范的特征管理和多樣化的傳感器使用,使其更具生存能力。
海軍陸戰隊需要制定新的MACCS作戰概念,彌補海軍遠征軍航空作戰的條令差距,使MACCS具有敏捷性和生存能力。首先,通過追求新的作戰概念,海軍陸戰隊可以探索將MACCS的作用擴展到其他領域的機會。它有可能通過使用或整合各種傳感器來傳播全域態勢感知,從而實現全域火力打擊。它還有可能圍繞聯合全域指揮與控制(JADC2)等新概念進行重組,從而實現分布式 C2 節點,使MACCS能夠剝離其綜合 C2 中心(如 TACC、DASC、TAOC)。其次,海軍和海軍陸戰隊關于海軍遠征兵力航空作戰的合并條令出版物將明確指揮關系和海軍陸戰隊航空兵在海軍作戰中的作用。第三,MACCS應能根據任務的不同,利用任務組織的節點或團隊進行分布式作戰。為了提高生存能力,海軍陸戰隊需要將技術解決方案與新的使用概念、特征管理 TTP 和多樣化的傳感器使用方案相結合。
ATP 3-01.81 規定了陸軍如何防止有威脅的無人機系統 (UAS) 影響陸軍行動。受威脅的無人機系統是現代戰場的一種狀況,每個梯隊的領導和士兵都必須對此負責。反無人機系統不是一項獨立的工作,也不是任何作戰職能或部門的唯一責任。反無人機系統(C-UAS)是地方安全和反偵察任務的一部分,是每個士兵和部隊的責任。反無人駕駛航空器系統不僅僅是在無人駕駛飛行器飛行時,而且還發生在 "發射后",是情報部門進行威脅分析時預測分析的一部分,并被納入目標選擇過程。
每個梯隊都通過建立分層防御來提高士兵的生存能力。這種分層防御是主動和被動措施的結合,可防止威脅無人機系統探測、瞄準或摧毀其預定目標。在每個梯隊采取的每項行動都會增加威脅無人機系統的風險和飛行距離,使其更難完成任務。
敵人的無人機系統并不是一種獨特的威脅。士兵對抗無人機系統的行動與對抗敵方直升機或飛機等其他空中威脅的行動并無太大區別。雖然師級及以上級別有許多系統專門用于應對敵方空中威脅,但每個梯隊都致力于確保每名士兵,無論他們身處戰場何處,都有必要的信息和能力來探測、識別、決定并在必要時與任何空中威脅交戰。
ATP 3-01.81 包含三章和兩個附錄:
第 1 章概述了具有威脅的無人駕駛航空系統。
第 2 章介紹了旅及旅以下單位的 C-UAS 規劃注意事項。
第 3 章提供了部隊應采取的防御措施。
第 4 章為部隊提供進攻措施。
附錄 A 提供了可在駐地使用的 C-UAS 培訓資源。
附錄 B 介紹了當前的反無人機系統裝備。
美國負責采購和維持的國防部副部長辦公室(OUSD A&S)的任務是快速和低成本地向作戰人員和國際合作伙伴提供和維持安全和有彈性的能力。現在迫切需要開發適應性采購框架(AAF),以加快軟件開發和采購流程,加強作戰概念(CONOPS),如分布式海上作戰(DMO)。國防部(DoD)必須利用與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的數據驅動的分析來塑造AAF,并擴展新的能力來應對新的威脅。威脅和能力共同演化矩陣(TCCM)解決了這一要求。威脅是一種能力試圖處理的問題。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。共同進化算法探索了一些領域,其中一個能力或能力組合的質量由其成功擊敗一個威脅或威脅組合的能力決定。TCCM有可能在新的和有爭議的環境中系統地優化、推薦和共同演化能力和威脅。我們展示了一個關于幫助項目執行辦公室(PEO)使用從公開來源匯編的非機密數據對特定領域DMO的能力和威脅進行戰役的用例。
不僅美國防部負責采購和維持的副部長辦公室(OUSD A&S)有必要制定采購戰略,而且整個國防部也有必要應用數據驅動的分析以及與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的創新和適應性作戰概念(CONOPS),并為作戰人員擴展新的能力。
例如,為了提高部隊的總體戰備能力,并在廣泛的行動和沖突頻譜中隨時投射戰斗力,海軍需要靈活的指揮和控制(C2)組織結構來滿足CONOPS。例如,DMO是海軍的一個CONOPS,而遠征先進基地作戰(EABO)是美國海軍陸戰隊(USMC)的一個CONOPS。DMO和EABO都是海戰現代化的新興作戰概念。PMW 150是PEO C4I的C2系統項目辦公室,也是C2解決方案的主要提供者,它的工作重點是將作戰需求轉化為海軍、海軍陸戰隊、聯合部隊和聯軍作戰人員的有效和可負擔的作戰和戰術C2能力。PMW150的任務是 "以創新的方式滿足相關能力的操作要求,使作戰人員能夠保持C2的優勢"(Colpo,2016)。
另一方面,美國艦艇的海上行動,特別是在沿海地區,將繼續存在爭議和危險;因此,當務之急是發展DMO和EABO,以實現統一的行動愿景。DMO的目的是在有爭議的環境中支持國家和戰略目標。DMO的概念不僅將進攻性打擊視為在戰斗中獲勝的主要戰術,而且還將欺騙和迷惑敵人的能力確定為在有爭議的環境中獲得成功的關鍵任務。目前的工作重點是將現有的平臺、系統和能力與DMO的具體戰術相結合,以實現海上戰略和作戰目標。DMO被定義為 "通過使用可能分布在遙遠的距離、多個領域和廣泛的平臺上的戰斗力來獲得和保持海上控制所必需的作戰能力"(海軍作戰發展司令部[NWDC],2017)。
DMO作為海軍和海軍陸戰隊資產運作的一個概念,其發展源于分布式殺傷力(DL)模型(Popa等人,2018)。DMO的概念采用了DL的擴展觀點,由三個支柱組成:通過網絡射擊能力提高單個軍艦的攻擊力,將攻擊能力分布在廣泛的地理區域,并為水面平臺分配足夠的資源,以實現增強的作戰能力(Rowden, 2017)。DMO還強調在所有領域,包括空中、地下和網絡戰,都需要更有彈性和可持續性的水面平臺。DMO的未來觀點是成為以艦隊為中心的戰斗力,通過整合、分配和機動性,允許在多個領域(有爭議的空中、陸地、海上、太空和網絡空間;國防部,2018)同時和同步執行多種能力和戰術,以便在復雜的有爭議的環境中戰斗和獲勝(Canfield,2017)。因此,DMO不僅包括傳感器、平臺、網絡和武器的傳統戰爭能力,而且還延伸到隨著新技術發展的其他戰術。DMO概念使用涉及ISR、機器學習(ML)和人工智能(AI)的先進探測和欺騙,特別是使用無人系統來增強進攻性戰術行動的能力;因此,通過潛在地利用平臺、傳感器、武器、網絡和戰術的不同組合,可以在所有海上領域放大一支多樣化但統一的部隊的戰斗力。
DMO的概念包括詳細的能力,如反措施、反目標和反介入的戰術。反措施是旨在轉移威脅的防御性能力。反目標可能是進攻性能力、欺騙性戰術和轉移威脅的作戰演習。欺騙性戰術包括無人資產群、機械和物理反措施、電子干擾和限制電磁輻射,或排放控制(EMCON)。反介入是為了消除威脅。
傳統上,基線部隊結構由一組固定的友軍艦艇和飛機組成,排列成行動組,包括航母打擊組(CSG)、遠征打擊組(ESG)、水面行動組(SAG),以及各種獨立的可部署單位,如EABO的遠征海軍部隊。
DMO的行動要求包括能力、人力、維護和供應等資源,需要仔細分析、計劃和執行,這需要正確的數據戰略、分布式基礎設施和深度分析。威脅與能力協同進化矩陣(TCCM)的技術概念解決了DMO和EABO行動的要求。威脅是一種能力試圖處理的問題,包括其復雜性和緊迫性。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。來自ML/AI社區的協同進化算法探索了一些領域,其中能力或能力組合的質量由其成功擊敗威脅或威脅組合的能力決定。戰爭游戲模擬中使用的協同進化算法類似于國防應用中廣泛使用的蒙特卡洛模擬,只是它們參與了預測和預報、優化和博弈(minmax)算法等ML/AI。DMO和EABO概念要求處理不斷變化和發展的威脅的能力和資源網絡的靈活性和進化。
圖 1. 每個節點都使用 CLA 注意:每個節點的內容和數據可能包括能力;首先需要對能力進行索引、編目和數據挖掘。
圖 2. TCCM 和兵棋仿真的概念
美國陸軍的作戰概念(AOC)是多域作戰(MDO)概念。它于2018年12月6日作為美國陸軍訓練與理論司令部(TRADOC)文件525-3-1(TP 525-3-1)《美國陸軍2028年多域作戰》發布。鑒于目前陸軍現代化戰略的重點是在2028年之前建立一支具備多域作戰能力(MDO-Capable)的部隊,以及在2035年之前建立一支準備就緒的多域作部隊(MDO-Ready),陸軍未來司令部(AFC)要求整個陸軍現代化企業(AME)采取創新和高效的方法,促進對TP 525-3-1內容的全面理解,以便在制定理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策(DOTMLPF-P)的解決方案來解決多域作戰問題時應用多域概念的基本組成部分。了解MDO概念還可以提高內部和戰略溝通能力。
理解MDO概念的學習課程提出了一些問題,以幫助專業人員根據已發表的內容和可用的參考資料來發現答案,從而制定出操作MDO的方法。
要實現對MDO概念的全面理解,沒有任何千篇一律的方法。本學習課程通過對關鍵問題的積極討論促進理解。前五個模塊涵蓋了TP 525-3-1中的基礎部分。接下來的三個模塊開發知識和技能,以操作MDO概念的組成部分,并使專業人員能夠回答有關概念的相關問題。最后兩個模塊鍛煉專業人員的技能,使其能夠提出標準的MDO概念簡報。
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?