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彈道導彈能力的增長已經威脅到了傳統航母及其機群的作用。在未來的對抗中,目前的平臺將需要被重新評估,并承擔新的和非傳統的角色,以填補傳統上由航母打擊群占據的空白。潛艇將需要一個新的和更具進攻性的理論,作為分布式海上作戰(DMO)的一個組成部分。兩棲平臺將發揮新的作用,成為能夠分散航空資產并為艦隊帶來超視距打擊能力的水面平臺。航空母艦將擺脫傳統的打擊角色,成為指揮和控制(C2)、情報、監視、偵察(ISR)和維持的中心。目前具有綜合能力和創新部署的平臺可以克服遠程陸基導彈防御帶來的威脅。

引言

"這句話不是由機智的馬克-吐溫、深思熟慮的亞伯拉罕-林肯、甚至是聰明的愛因斯坦說的,而是由80年代的電視英雄馬蓋先說的。這部長期播出的節目講述了一個沒有超能力的普通英雄的冒險故事,以及他利用周圍任何東西來解決問題的非凡能力。馬蓋先從未將“回形針”用于其預期目的,而是創造了一個獨特的變通方法來實現預期目標。經過深思熟慮和創造性的再利用,“回形針”找到了新的用途和新的意義。今天,現代軍隊有許多 "回形針 "平臺,它們有各種不同的目的和能力。也許現在是海軍對其平臺采取類似馬蓋先的方法的時候了,以便在與同行競爭者的沖突中發揮能力。

杰拉爾德-R-福特號航母是美國海軍最新和最現代化的航空母艦。一個新的電磁飛機發射系統(EMALS)、經過改造的甲板配置和靈活的電子結構只是這艘價值130億美元的船的一些新升級。在與同行競爭者的現代沖突中,如果美國海軍失去了能力或直接拒絕冒失去數十億美元資產的風險,它將轉向什么?由于航空母艦的脆弱性和其在戰場上可能喪失的能力,美國海軍應該研究現有平臺的額外和非傳統用途,以便在海洋環境中與同行競爭者競爭制海權。首先,核潛艇作為一個能夠爭奪制海權的平臺具有很大的優勢。其次,裝載有飛機和無人機的較小的兩棲艦提供了一個可行的替代方案,可替代在敵對環境中運行的一或兩艘大型航空母艦。最后,提高航母機翼的模塊化程度,可以增強其航程和影響在目前航程不允許使用的地區的行動的能力。

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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。

空中力量已經從一個世紀的技術創新和進步中受益。新技術的出現繼續挑戰著空中力量中經常持有的常識。無人機系統(UAS)就是這樣一種不斷發展的空中力量技術。這項技術為澳大利亞國防軍(ADF)帶來了巨大的機遇。雖然澳大利亞國防軍在特定的角色上取得了一些無人機系統的進展,但澳大利亞皇家空軍(RAAF)還沒有在其所有的空中力量貢獻中采用這種技術來達到軍事效果。

《空中力量手冊》(空天力量中心[ASPC],2022年)定義了七種空中力量的貢獻:力量生成、空軍基地行動、空中指揮和控制、反空、空中機動、空中情報和ISR(情報、監視和偵察)以及空中打擊。一些先進的盟國已經在空中情報、ISR和空中打擊方面采用了發達的無人系統。這些系統包括美國空軍(USAF)的MQ-1捕食者、MQ-9死神和RQ-4全球鷹。甚至反空--載人空戰--也在發展無人系統的路上;RAAF與波音公司合作開展了 "忠誠的翼人 "項目(戴維斯,2019c),現在正式命名為MQ-28A幽靈蝙蝠(達頓,2022)。

但空中機動性如何?ADF還沒有接受關于未來ADF空中機動性自主性的真正對話。未來自主空中機動性思維停滯不前的一個更可能的原因是,在(到目前為止)有效的空運理論的支持下,載人系統幾十年來取得了高度可靠和經證實的作戰成功。因此,這里有一個克勞塞維茨式的平行關系:戰爭性質的一個持久因素是對機動性的需要,但今天皇家空軍所面臨的是戰爭性質的一個階梯式變化,一個對機動性來說過于重要的技術機會,不容忽視。

本文確定了在澳大利亞國防軍空中機動中采用無人機系統的滯后性,并探討了澳大利亞國防軍在未來使用無人機系統的機會。通過這樣做,本文旨在提高對ADF無人駕駛空中機動性潛力的集體認識,并為ADF部隊結構企業的軍事和商業貢獻者提供一個廣泛的參考來源。本文首先研究了無人機系統適應的驅動因素,或指標。這些驅動因素包括澳大利亞的戰略利益、區域軍事現代化、安全和生存能力、降低成本和技術可用性。然后,本文介紹并分析了三種核心空中機動性活動中每一種的無人機系統發展的具體機會和例子。為此,本文簡要討論了澳大利亞國防軍目前的機隊,然后探討了一些不斷發展的無人駕駛空中機動性技術和概念,澳大利亞國防軍可能會考慮在下一代空中機動性機隊中使用。最后,本文提出了無人機系統空中機動性發展可能面臨的一些挑戰,以幫助未來的研究和探索。

證據表明,需要一個靈活的、跨服務(和跨文化)、跨行業的方法來設計、開發和使用未來的空中機動部隊。傳統的澳大利亞皇家空軍中重載平臺和陸軍輕中載平臺的分叉模式可能會讓位于大型和小型載人和自主系統的混合艦隊。聯合部隊設計者之間的集體方法--跨單一軍種總部的真正合作--對于皇家空軍的固定翼空中機動團體和陸軍的旋轉翼團體之間的合作至關重要。也許更重要的是,在這個領域需要與工業界合作。商業行業在自主車輛領域發揮著相當大的作用,政府和私人研究和開發組織也是如此。現有的和新的伙伴關系的跨服役杠桿對于利用未來自主的ADF空中機動性的機會是至關重要的。

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摘要

美海軍陸戰隊的遠征戰車(EFV)項目從開始到取消花費了超過30億美元。兩棲作戰車(ACV)試圖取代兩棲突擊車(AAV)并接替EFV的位置。一個項目的比較可以用來從以前的管理錯誤中學習并防止這種規模的失敗。通過分析這兩個兩棲車輛項目,對照現有的項目管理工具,包括決策科學原則,評估了相關的成功和失敗。本報告比較了兩個項目生命周期中的關鍵節點,并為未來兩棲作戰車輛的采購提供建議。結論顯示,不平衡的成本和進度的增加壓倒了EFV的性能目標,導致了取消。結果,ACV顯示出較低的性能,但相比之下,成本較低。通過研究,采購專業人員可以更好地理解監督的重要性,找到解決方案,并有效地裝備自己來管理主要的國防武器系統。

I. 簡介

A. 海軍陸戰隊的兩棲任務

美海軍陸戰隊旨在維持護美國遠征軍。雖然遠征任務隨著每個沖突的發生而變化,但海軍陸戰隊仍然保持靈活,并努力保持較高的戰備水平,以便在沖突發生時迅速作出反應。兩棲作戰是圍繞海軍陸戰隊遠征性質的基本能力之一。海軍陸戰隊理論出版物(MCDP)《遠征作戰》指出,"海軍陸戰隊遠征作戰的頂點作戰概念是海上作戰機動"(海軍部[DON],2018年,第89頁)。自成立以來,進行艦艇到岸上行動的能力已經定義了海軍陸戰隊。通過1947年《國家安全法》的通過,國會將兩棲任務編入法典,并賦予海軍陸戰隊如何完成這些任務的自由裁量權:

  • “美國海軍陸戰隊隸屬于海軍部,應包括陸上作戰和服務部隊以及其中可能包含的航空部隊。海軍陸戰隊應進行組織、訓練和裝備,以提供聯合武器的海軍陸戰隊,以及支持性的航空部門,與艦隊一起奪取或保衛先進的海軍基地[強調是后加的],并進行對開展海軍戰役可能至關重要的陸地行動。海軍陸戰隊的職責是與陸軍和空軍協調,發展與登陸部隊所使用的戰術、技術和設備有關的兩棲作戰階段[強調是后加的]。此外,海軍陸戰隊應提供在海軍武裝船只上服役的分隊和組織,應提供安全分隊以保護海軍駐地和基地的海軍財產,并應履行總統可能指示的其他職責。但這種額外的職責不應減損或干擾海軍陸戰隊主要組織的行動。海軍陸戰隊應根據綜合聯合動員計劃,負責擴大和平時期海軍陸戰隊的組成部分,以滿足戰爭的需要。(海軍陸戰隊大學[MCU], 2021) ”

此外,10 U.S.C. § 5063規定了海軍陸戰隊的組成和職能,合法地要求 "海軍陸戰隊將被組織、訓練和裝備,以提供兩棲和陸地作戰能力,奪取先進的海軍基地并進行海軍陸地作戰"(MCU, 2021)。

B. 解讀

美海軍陸戰隊通過繼續采購和維護兩棲車隊來響應這一號召。海軍陸戰隊在菲律賓、第二次世界大戰、越南和韓國的戰斗中使用這些車輛。自1971年以來,海軍陸戰隊使用了突擊兩棲車(AAV),正式命名為AAV-7A1。這些車輛的兩棲性質造成了昂貴的操作和維修周期。2020年提交給國會的一份報告指出,"AAV已經變得越來越難以操作、維護和維持......[其]兩英里的船岸距離被許多人視為一個重要的生存能力問題,不僅對車輛本身,而且對海軍兩棲部隊"(Feickert,2020,第2頁)。盡管有這些事實,軍團認為這種能力值得冒險。然而,多年來,政治、公共和軍事官員對海軍陸戰隊理論的某些方面表示反對,因此也反對兩棲車輛的相關性。例如,在1957年,克魯拉克準將給海軍陸戰隊司令佩特將軍寫了一封信,指出 "美國不需要海軍陸戰隊。然而,出于完全超越冷酷邏輯的充分理由,美國想要一支海軍陸戰隊"(丹尼,2021)。

盡管有政治壓力和與AAV兩棲能力相關的挑戰,海軍陸戰隊繼續其合法的歷史使命。兩棲需求仍然有效。盡管如此,鑒于圍繞著遠征戰車(EFV)開發的數十億納稅人資助的沉沒成本,海軍陸戰隊繼續其兩棲作戰車(ACV)的追求。然而,這種采購努力與海軍陸戰隊內部激進的部隊設計措施相吻合,強調了有關戰斗空間、設備和力量投射的作戰轉變。這項研究的目的是對未來兩棲作戰車輛的采購工作產生積極的影響。

C. 利益相關者

海軍陸戰隊的兩棲能力包括各種利益相關者,包括美國的納稅人、國會、參謀長聯席會議、海軍和海軍陸戰隊領導人、軍人、工業承包商(通用動力公司和BAE)以及各種研究組織,如政府問責辦公室(GAO)、國會研究服務部(CRS)和監督委員會。每個組織的目標和目的并不總是一致。相互競爭的利益,如工作、作戰準備、成本節約、互操作性和安全,都會影響到采購方案。這項研究并不深入關注每個利益相關者;相反,它將利益相關者的互動與項目結果聯系起來。

D. 范圍和效益

這項研究對于避免因采購計劃取消而導致的實際浪費和不支持的作戰人員的低效率是至關重要的。該報告對兩個項目進行了比較和對比,并觀察了四個方面的優勢和劣勢的項目證據:(1)強制性要求,(2)國防部決策支持系統(DSS)模型,(3)項目管理(PM)工具,以及(4)決策科學原則。通過比較分析,項目管理部門可以更好地了解決策的影響。分析了移位的關鍵性能參數(KPP)、計劃基線以及與工業界的協調。該分析遵循國防部決策支持系統(DSS)的結構,具體到主要能力獲取途徑。最后,試圖通過決策科學原則來分析組織行為。這方面可以使項目經理(PMs)認識到可能對項目產生負面影響的范式和認知障礙。

E. 分析技術

研究主要采用了公開來源的文件,包括美國防部的指導手冊、報告、計劃提交書以及各種書籍和文章。此外,還進行了硬拷貝和互聯網搜索,并通過國防采購管理信息檢索(DAMIR)系統訪問具體的項目數據。在整個文獻審查中使用這些來源,以建立與EFV和ACV比較有關的分析標準。

值得注意的是,在整個報告中,無法證明因果關系。然而,顯示了相關性,然后進行了觀察。這種外部觀察并不包含所有的計劃信息,也不支持完全全面的研究水平的意圖。有太多的變量存在于PM的控制范圍之內和之外,無法分析所有的風險來區分一個絕對正確的前進道路。同樣,項目的可變性也不支持推薦一個具體的規定性過程,只是建議。

F. 研究問題

EFV和ACV項目在以下關鍵國防采購領域的比較:(1)強制性要求,(2)美國防部決策支持系統(DSS)模型,(3)項目管理(PM)工具,和(4)決策科學原則。

這個問題可以用幾種方式來回答,特別是考慮到強制性要求、工具和專業的多樣性。盡管如此,說明了信息的數量和相互聯系性。接下來,第二章闡述了每個項目的歷史背景和時間線,引出第三章的文獻回顧和分析。然后在第四章中,總結了適用于兩個項目的聯系。

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美國正越來越多地參與到與中國和俄羅斯聯邦的長期競爭中--在這場競爭中,美國國防領導人和專家認為,美國軍隊在技術和行動上已經落后。為了重新獲得優勢,美國國防部(DoD)正在推行新的防御戰略和作戰概念,旨在通過重新調整防御態勢和更好地整合空中、陸地、海上、太空和網絡空間領域的行動來提高美國的軍事能力。這些新方法的實施導致美國政府將國防部的研究和開發(R&D)支出增加到自第二次世界大戰以來的最高水平。

盡管有這些工作,美國軍隊可能無法通過簡單地使用當今部隊的改進版來進行現有戰術的適度變化,以獲得并保持對其大國競爭對手的優勢。美國防部為幫助贏得冷戰而開發的能力--包括隱形飛機、精確武器和遠程通信網絡--已經擴散到其他國家的軍隊。潛在的對手也同樣觀察到了美國在冷戰后科索沃、伊拉克和阿富汗沖突中的行動,并相應地調整了他們的作戰概念。 因此,美國軍事領導人承認,美國軍隊在這些情況下獲得的任何未來優勢都可能是狹隘的和短暫的。

1 需要一種新的作戰方法

與其利用已經擴散到對手那里的能力和作戰概念來與其他大國競爭,美國軍方不如考慮采取新的作戰方式,以獲得長期的優勢。例如,在冷戰期間,美國能夠將突出的新興技術與新的作戰概念相結合,克服蘇聯部隊的數量優勢,首先使用核武器,后來使用精確武器和隱形武器。

今天,美國部隊面臨的最重大的作戰挑戰包括中國和俄羅斯軍隊的遠程傳感器和精確武器網絡。中國將這些能力作為一個全面系統(SoS)的一部分,以捕捉利用美國和盟國部隊中被認為的漏洞。俄羅斯等武裝部隊用代理和準軍事部隊來補充他們的遠程精確武器和傳感器,他們利用這些武器和傳感器來實施 "灰色地帶 "戰術,通過爭奪有爭議的領土或破壞鄰國的穩定來獲得領土和影響力。

反擊中國或俄羅斯的作戰方式將需要美國和盟國軍隊提高其在不同程度的升級中生存和追求目標的能力。今天,最有效的美國部隊組合將多任務單位和平臺組合成相對較大的編隊,如陸軍旅級戰斗隊(BCT)、海軍遠征部隊(MEU)或海軍航母打擊群(CSG)。這些部隊由于其規模和集合而變得脆弱,這限制了他們的行動靈活性,并增加了他們的可探測性。此外,這些部隊組合的規模有可能使對抗不適當地升級,并可能使美國部署的部隊態勢在財政上無法持續。

盡管美國防部的新概念,如分布式海上作戰(DMO)、多域作戰(MDO)和遠征先進基地作戰(EABO)強調更多的分布式編隊,但國防部的投資仍然優先考慮相對較少的多任務平臺和部隊編隊,它們缺乏數量或決策支持工具來實現分布式作戰。美國的一攬子計劃也傾向于聚集多任務單位,以便它們能夠提供相互支持的防御,協調大量的進攻性火力,并獲得維持和管理的效率。

美國軍隊的設計反映了一種以消耗為中心的戰爭觀,其目標是通過摧毀足夠多的敵人使其無法再戰斗來取得勝利。例如,美軍在過去20年中的行動越來越依賴于殺死或俘虜恐怖分子和叛亂分子,而不是剝奪敵人的侵略利益。為了更好地應對大國競爭者帶來的作戰挑戰,本研究報告建議美國防部接受一種新的制勝理論和作戰概念,重點是做出比對手更快和更好的決策,而不是減員

以決策為中心的戰爭方法不是摧毀對手的力量,直到它不能再戰斗或成功,而是給敵人施加多種困境,阻止其實現目標。例如,經典的機動戰,旨在通過延遲或退化使敵人的進攻行動脫節,并破壞其重心,如維持或指揮和控制(C2)。這可以被看作是對敵方戰斗網絡的凝聚力的攻擊。

目前的美國軍隊在執行以決策為中心和機動作戰的能力方面將受到限制。由于其成本,多任務平臺的數量不夠多,無法實現足夠的分布或多樣化的演示,無法對大國對手施加多種作戰困境。這種成本和稀缺性也要求多任務平臺和部隊編隊得到保護,進一步降低了美國部隊的靈活性。

美軍所面臨的困境的數量和速度也同樣受到美軍指揮官對整個戰區C2結構的依賴限制。戰區一級的環境和情況的范圍限制了指揮官使用自動決策輔助工具的能力,使決策速度慢于指揮官的規劃人員的速度。此外,在戰區范圍內的通信很可能是有爭議的,這降低了戰區指揮官為實施機動戰而動態管理部隊的能力。

與冷戰時期一樣,美國防部可以利用新興一代技術來克服美國部隊在實施新的作戰概念時將面臨的挑戰。在冷戰后期,隱形、制導武器和通信網絡是實現向穿透性精確打擊行動轉變的技術。今天,最突出的新興技術是人工智能(AI)和自主系統,美國防部使用這些技術僅僅是為了加快已經由人類進行的行動或使之自動化。這些技術反而可以成為以決策為中心的戰爭方法的基礎。例如,自主系統可以實現更多的部隊設計,使美國的軍事單位和平臺數量更多,更容易重組;人工智能可以賦予決策支持工具,使指揮官能夠管理快速和復雜的行動。

2 轉向以決策為中心的戰爭

以決策為中心的戰爭旨在使美國指揮官能夠做出更快、更有效的決策,同時也降低了對手決策的質量和速度。對美國和對手決策的關注使以決策為中心的戰爭有別于之前的概念,如以網絡為中心的戰爭,后者側重于通過集中決策來改善美軍決策。

以網絡為中心的戰爭依賴于戰區指揮官對廣泛地區不受限制的態勢感知,以及與他們所指揮的所有部隊溝通的能力。然而,在未來高度競爭環境的沖突中,集中決策可能既不可能也不可取。對手電子戰(EW)和其他反C2和情報、監視和偵察(C2ISR)能力的提高將降低美國指揮官了解或跨戰區溝通的能力。這些行動將限制美國指揮官獲得了解或對大群美軍施加控制的能力。

以網絡為中心的戰爭假定了高度的清晰和控制,而以決策為中心的戰爭則接受了軍事沖突中固有的迷霧和摩擦。以決策為中心的戰爭通過利用分布式編隊、動態組成和重組、減少電子發射和反C2ISR行動來增加對手對美國軍事行動的復雜性和不確定性,并降低對方指揮官的決策水平,從而提高美國部隊的適應性和生存能力。

以決策為中心的戰爭所產生的兩個最重要的作戰挑戰是分散和掩蓋美國部隊的部署和意圖,同時維持美國指揮官做出和頒布迅速、有效的決策能力。自主系統和人工智能可以幫助解決這些挑戰

2.1 自主系統實現分配和任務指揮

自主系統,如無人駕駛平臺和通信網絡管理系統,可以幫助美國部隊進行更多的分布式行動。無人駕駛平臺可以通過將傳統的多任務平臺和單位的能力分解成更多的功能較少和成本較低的系統,從而實現更多的分布式編隊。

以決策為中心的戰爭假定,在軍事對抗中,通信將是有爭議的,而且經常被拒絕。因此,C2關系將遵循通信的可用性,而不是像網絡中心戰那樣試圖建立一個支持理想C2結構的通信架構。可以說,美國防部建設通信網絡的工作之所以失敗,部分原因正是因為他們試圖通過一個無處不在的彈性網絡來強加一個理想的C2結構,而這可能是無法實現的,也是負擔不起的。

在以決策為中心的戰爭中使用的C2和通信(C3)方法,也被稱為 "以背景為中心的C3",指揮官將對那些與他們進行通信的部隊進行控制。自主的網絡控制將管理帶寬、覆蓋范圍和延遲之間的權衡,以便將通信與指揮官所需的部隊連接起來,完成他或她的任務,并防止指揮官的控制范圍變得無法管理。那些太難到達或對所需任務沒有必要的部隊將被排除在指揮官的部隊之外。

2.2 AI賦能的決策支持

美國軍方將下級領導人在獨立行動中,包括在與高級領導人失去聯系時采取主動的概念稱為 "任務指揮"。然而,按照目前的做法,"任務指揮 "將破壞為獲得對對手的決策優勢所做的工作。初級指揮官將沒有一個規劃人員來協助管理或操作他們指揮的部隊。因此,他們可能會做出錯誤的決策,或者退回到對對手來說更容易預測的習慣性或理論性的戰術。

以決策為中心的戰爭將通過一個新的C2結構來解決任務指揮部的局限性,該結構將人類指揮與人工智能的機器控制相結合。人工智能的決策支持工具將允許初級指揮官控制分布式部隊,適應環境或對手的行動,并對敵人的決策施加復雜性。通過這種方式,指揮官將能夠執行以內容為中心的C3。

人類的指揮和機器的控制將利用人類和機器各自的優勢;人類提供靈活性并應用其創造性的見解,而機器提供速度和規模,以提高美國部隊將多種困境強加于對手的能力。這種方法也將適應在部署人工智能決策支持系統時可能遇到的困難。人類指揮官在發布命令之前將首先仔細檢查和評估來自機器控制系統的建議,允許他們調整或修改作戰計劃。隨著時間的推移,隨著決策支持工具的改進和建立有效的績效歷史,指揮官可能會變得更愿意接受機器建議。

3 馬賽克戰

DARPA的馬賽克戰爭概念為實施以決策為中心的戰爭提供了一種方法。馬賽克戰爭的中心思想是通過使用人的指揮和機器的控制,快速組成和重新組合更加分散的美軍部隊,為美國部隊創造適應性,為敵人創造復雜性或不確定性。實施 "馬賽克戰爭 "或其他形式的以決策為中心的戰爭將需要對美國部隊的設計和C2過程進行重大改變。

3.1 兵力設計

今天,美國部隊主要由有人的多任務單位組成,如飛機、艦艇和部隊編隊,它們是獨立的,或者說是單體的,并包含自己的傳感器、C2能力和武器或電子戰斗系統。單一多任務單位相對不靈活的配置,以及不同單位之間通信互操作性的限制,導致一個特定的部隊組合只能執行小范圍內的效應鏈。這降低了部隊的適應性,使其行動更可預測,并限制了美國部隊迷惑敵人的能力,而這種能力是側重于獲得決策優勢的作戰概念的一部分。

美國防部可以通過將今天的一些單一的多任務單位分解為更多的功能較少的小型元素,從而更好地追求以決策為中心的戰爭。例如,一艘護衛艦和幾艘無人駕駛水面艦艇可以取代由三艘驅逐艦組成的水面行動小組。一部分攻擊型戰斗機可以被作為C2ISR平臺的攻擊型戰斗機所取代,而這一平臺是由一組遠程導彈和裝有傳感器和電子戰裝備的無人駕駛飛行器(UAV)組成的。在地面部隊中,不必依賴大型部隊編隊,小型部隊和分隊可以用中小型無人地面車輛(UGV)和/或無人機來增強其自衛、ISR和后勤能力。

派遣更多的分解單位不需要全盤替換傳統的美國部隊。只有一小部分單元需要退役或被取消,以使大量較小的、較少的多功能部隊能夠被采納和投入使用。一支能夠快速組成和重新組合的分解部隊可以為美國軍隊提供若干優勢:

  • 更容易納入新的技術和戰術。具有較少功能的嵌入式部隊元素不會像多任務單位那樣高度整合。因此,需要對一個平臺或部隊編隊進行較少的修改,以使新的能力能夠被納入。

  • 為美國指揮官提供更大的適應性。與傳統的單一平臺和部隊編隊相比,分散的部隊將能夠以更多的方式進行組合,以實現效果。

-對敵方來說更復雜。敵人將更難評估分布和分解的部隊以確定美國的意圖和效果鏈。

  • 提高效率。指揮官將能夠更精細地調整由分散的部隊組成的部隊包,以匹配行動所需的資源能力和執行能力,以及他們所期望的風險水平。

  • 更廣泛的行動范圍。分散的部隊能夠更精細地適應一項行動,可以減少不必要的過度匹配,使其能夠分散到更多的任務中。

  • 改進行動戰略的實施。更多同時進行的任務,改進的資源能力和執行能力的校準,以及分解部隊中更大比例的無人系統將使部隊能夠更好地進行佯攻,同時進行進攻和防御行動,或高風險/高回報的任務。因此,指揮官可以更好地執行他們的戰略。

馬賽克戰爭所需的部隊設計將需要新的C2方法,能夠組成和重新組成大量的分布式單位。C2流程也需要在給敵人的傳感器和C2流程帶來復雜性的同時,能夠做出更快、更有效的決定。

3.2 C2過程

也許以決策為中心的戰爭最具破壞性的因素是它將如何改變美軍的C2流程。為了充分挖掘分解的和更可組合的部隊的價值,"馬賽克戰爭 "將依賴于人類指揮和機器控制的結合。如果在不改變相關C2流程的情況下實施部隊設計,與傳統部隊相比,指揮官及其參謀部將難以管理分解部隊中的大量元素。如果沒有自動控制系統,指揮官也將更難利用以決策為中心的部隊的可組合性來為對手制造復雜性,或對敵人的防御和反制措施進行重新組合。

在馬賽克戰爭的C2過程中,如圖1所示,人類指揮官為一項行動制定一個總體方針,反映他們的戰略和指揮官的上級提供的意圖。指揮官通過計算機界面指揮機器化的控制系統,分配要完成的任務,并輸入對立力量規模和有效性的估計。機器化的控制系統通過識別通信中的部隊來實施以內容為中心的C3,同時將指揮官的控制范圍保持在一個可控的范圍內。然后,指揮官從通信中的部隊中選擇可用于執行任務的單位。

在以內容為中心的C3方法中,時間將是一個重要的考慮因素。指揮官在行動中需要的部隊可能會離開位置,失去通信,或者在指揮官決定哪些部隊可用于執行任務和審查建議的行動方案時被摧毀。然而,這種延遲可能比使用傳統的計劃程序要少得多。這種潛在的缺點也可能被強加給對手的復雜性對美軍的好處所抵消。

3.3 來自兵棋推演的見解

為了評估以決策為中心的戰爭理論的有效性和 "馬賽克戰爭 "的實用性,CSBA進行了三次兵棋推演,將美國的 "馬賽克 "部隊和C2程序與傳統的美國部隊和C2程序在可信的未來大國和地區沖突場景中的表現進行了比較。演習的目的是測試關于 "馬賽克戰爭 "概念的可行性和作戰效益的五個假設。

1.指揮官和規劃人員可以實現對機器控制體系的信任。

2."馬賽克戰爭"將增加美國一攬子部隊的復雜性,并降低對手的決策能力。

3."馬賽克戰爭"將使指揮官能夠發起更多的同時行動,為對手創造更多的復雜性,并使他們的決策不堪重負。

4.馬賽克式部隊設計和C2進程將提高美國部隊的決策速度,使指揮官能夠更好地運用節奏。

5.與傳統部隊的行動相比,"馬賽克戰爭 "將更好地使美國指揮官實施其戰略。

研討會和兵棋為 "馬賽克戰爭 "假設的許多潛在好處找到了證據,但有一些注意事項。除了對后勤、通信、人工智能和自主系統的假設外,游戲版的機器控制系統缺乏真實控制系統的建模和模擬能力。控制系統所使用的馬賽克部隊元素的特性也是極其簡化的。因此,參與者傾向于接受控制系統提出的COA中的力量組合和隱含的戰術,而沒有提出重要的問題或分析。

4 實行決策中心戰

盡管實施以決策為中心的戰爭不需要取代目前的美國軍隊,但美國防部將需要改變它用來發展軍事能力的許多過程,以部署一支分解的部隊。例如,在一支高度可組合的部隊中,對元素的要求將不會以差距的形式出現,因為機器化的控制系統將組裝定制的部隊包,以盡可能密切地執行指揮官的任務,以滿足特定的情況。與其要求技術專家創造解決方案來填補具體和確定的能力差距,國防部將需要追求新的能力,以便在廣泛的潛在情況和部隊配置中提高性能。

盡管實施以決策為中心的戰爭存在挑戰,但美軍需要采取一種新的方法來遏制侵略并在未來的沖突中取得成功。它在以前的競爭中借助的優勢來源現在很容易被美國的競爭對手獲得,而且戰爭的趨勢正在降低美軍在大規模精確打擊戰爭中的能力和經驗的價值。軍事競爭的下一個主要領域可能是信息和決策,美軍可以通過利用人工智能和自主系統的新興技術在其中建立長期的優勢。

新的作戰概念對于美軍充分挖掘新技術的潛力將是至關重要的。如果國防部繼續把人工智能和自主系統僅僅看作是改進其現有作戰方法的一種手段,那么美國軍隊可能會發現自己是破壞的受害者,而不是把破壞強加給美國的競爭對手。

圖2:決策中心戰背后的基本原理:行動和制度影響

圖 16:以內容為中心的C3架構

美國戰略與預算評估中心是一個獨立的、無黨派的政策研究機構,它的成立是為了促進對國家安全戰略和投資方案的創新思考和辯論。CSBA的分析側重于與美國國家安全面臨的現有和新出現的威脅有關的關鍵問題,其目標是使決策者能夠在戰略、安全政策和資源分配等問題上做出明智的決定。

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前沿作戰基地(FOB)防御是一項人力密集型任務,需要占用作戰任務的寶貴資源。雖然能力越來越強的無人駕駛飛行器(UAV)具備執行許多任務的能力,但目前的理論并沒有充分考慮將其納入。特別是,如果操作人員與飛行器的比例為一比一時,并沒有考慮提高無人機的自主性。本論文描述了使用先進機器人系統工程實驗室(ARSENL)蜂群系統開發和測試自主FOB防御能力。開發工作利用了基于任務的蜂群可組合性結構(MASC),以任務為中心、自上而下的方式開發復雜的蜂群行為。這種方法使我們能夠開發出一種基于理論的基地防御戰術,在這種戰術中,固定翼和四旋翼無人機的任意組合能夠自主分配并執行所有必要的FOB防御角色:周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應。該戰術在軟件模擬環境中進行了廣泛的測試,并在現場飛行演習中進行了演示。實驗結果將使用本研究過程中制定的有效性措施和性能措施進行討論。

第1章:導言

1.1 背景和動機

2019年,美國海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍發布了他的規劃指南,作為塑造未來四年的部隊的一種方式。他在其中指出:"我們今天做得很好,我們明天將需要做得更好,以保持我們的作戰優勢"[1]。這句話摘自海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍的《2019年司令員規劃指南》(CPG),呼吁采取集中行動,以應對海軍陸戰隊在未來戰爭中預計將面臨的不斷變化的挑戰。在為海軍陸戰隊確定未來四年的優先事項和方向的CPG中的其他指導,呼吁建立一個 "適合偵察、監視和提供致命和非致命效果的強大的無人駕駛系統系列"[1]。伯杰將軍進一步呼吁利用新技術來支持遠征前沿基地作戰(EABO)。EABO將需要靈活的系統,既能進行有效的進攻行動,又能進行獨立和可持續的防御行動。簡而言之,實現EABO將需要最大限度地利用每個系統和海軍陸戰隊。

從本質上講,伯杰將軍正在呼吁改變無人駕駛飛行器的使用方式。通過使用大型的合作自主無人飛行器系統,或稱蜂群,將有助于實現這一目標。無人飛行器蜂群提供了在人力需求和后勤負擔增加最少的情況下成倍提高戰場能力的機會。正如伯杰將軍所提到的 "下一個戰場",海軍陸戰隊將必須利用各種技術,最大限度地利用自主性和每個作戰人員在戰場上的影響。

目前的無人系統使用理論是以很少或沒有自主性的系統為中心。另外,目前的系統依賴于單個飛行器的遠程駕駛;也就是說,每輛飛行器有一個操作員。部隊中缺乏自主系統,這在監視和直接行動的作戰能力方面造成了差距。此外,側重于一對一操作員-飛行器管理的無人系統理論要求操作員的數量與車輛的數量成線性比例。這對于 "下一個戰場 "來說是不夠的。相反,海軍陸戰隊將需要能夠讓操作員擺脫束縛或提高他們同時控制多個飛行器的能力系統[2]。

考慮到這些目標,美國海軍研究生院(NPS)的先進機器人系統工程實驗室(ARSENL)已經開發并演示了一個用于控制大型、自主、多飛行器的系統,該系統利用了分布式計算的優勢,并將駕駛的認知要求降到最低。ARSENL在現場實驗中證明了其系統的功效,在該實驗中,50個自主無人駕駛飛行器(UAV)被成功發射,同時由一個操作員控制,并安全回收[3]。

1.2 研究目標

這項研究的主要目標是證明使用無人機蜂群來支持前沿作戰基地(FOB)的防御。特別是,這需要自主生成、分配和執行有效的、符合理論的基地防御所需的子任務。這部分研究的重點是開發基于狀態的監視、調查和威脅響應任務的描述;實施支持多飛行器任務分配的決策機制;以及任務執行期間的多飛行器控制。

輔助研究目標包括展示基于任務的蜂群可組合性結構(MASC)過程,以自上而下、以任務為中心的方式開發復雜的蜂群行為,探索自主蜂群控制和決策的分布式方法,以及實施一般的蜂群算法,并證明了對廣泛的潛在蜂群戰術有用。總的來說,這些目標是主要目標的一部分,是實現主要目標的手段。

1.3 方法論

基地防御戰術的制定始于對現有基地防御理論的審查。這一審查是確定該行為所要完成的基本任務和子任務的基礎。然后,我們審查了目前海軍陸戰隊使用無人機的理論,以確定這些系統在基地防御任務中的使用情況。

在確定了任務要求的特征后,我們為基地防御的整體任務制定了一個高層次的狀態圖。子任務級別的狀態圖等同于MASC層次結構中的角色。

ARSENL代碼庫中現有的算法和游戲以及在研究過程中開發的新算法和游戲被用來在ARSENL系統中實現子任務級的狀態圖。最后,根據高層次的狀態圖將這些游戲組合起來,完成基地防御戰術的實施。

在游戲和戰術開發之后,設計了基于理論的有效性措施(MOE)和性能措施(MOPs)。通過在循環軟件(SITL)模擬環境中的廣泛實驗,這些措施被用來評估基地防御戰術。在加利福尼亞州羅伯茨營進行的實戰飛行實驗中,也展示了該戰術和游戲。

1.4 結果

最終,本研究成功地實現了其主要目標,并展示了一種包含周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應的基地防御戰術。此外,開發工作在很大程度上依賴于MASC層次結構,以此來制定任務要求,并將這些要求分解成可在ARSENL蜂群系統上實施的可管理任務。這一戰術在實戰飛行和模擬環境中進行了測試,并使用以任務為中心的MOP和MOE進行了評估。最后的結果是令人滿意的,在本研究過程中開發的戰術被評估為有效的概念證明。

1.5 論文組織

本論文共分六章。第1章提供了這項研究的動機,描述了這個概念驗證所要彌補的能力差距,并提供了ARSENL的簡短背景和所追求的研究目標。

第2章討論了海軍陸戰隊和聯合出版物中描述的當前海軍陸戰隊后方作戰的理論。還概述了目前海軍陸戰隊內無人機的使用情況,并描述了目前各種系統所能達到的自主性水平。

第3章概述了以前自主系統基于行為的架構工作,ARSENL多車輛無人駕駛航空系統(UAS)和MASC層次結構。

第4章對基地防御戰術的整體設計以及高層戰術所依賴的游戲進行了基于狀態的描述。本章還詳細介紹了用于創建、測試和評估這一概念驗證的方法。在此過程中,重點是對每一戰術和戰術所針對的MOP和MOE進行評估。

第5章詳細介紹了所進行的實戰飛行和模擬實驗,并討論了與相關MOPs和MOEs有關的測試結果。

最后,第6章介紹了這個概念驗證的結論。本章還提供了與基地防御戰術本身以及更廣泛的自主蜂群能力和控制有關的未來工作建議。

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無人機技術的快速發展已經將蜂群機器人技術從科幻小說領域轉變為現實。今天,學術和軍事機構正在研究如何將現有的無人機技術發展成一個蜂群。問題是,在未來十年中,什么是技術上可行的,指揮官如何在戰場上使用這種技術?通過整合現有的無人機技術,就有可能開發出一種由數百架無人機組成的蜂群武器,這些無人機利用突發行為整合它們的行動。通過利用蜂群通過機動迅速集中的能力,就有可能同時對數百個點進行大規模打擊。

這提供的優勢是能夠進行約翰-沃頓上校定義的并行攻擊,且規模空前。為了論證這一點,本文將首先通過回顧現有的研究和文獻,分析未來十年在技術上的可行性。接下來,這項研究工作將開發一個使用并行攻擊概念的蜂群武器概念。然后,本文將在計算機模擬中展示這項研究工作設計的蜂群智能算法。本文將表明,在未來十年內,開發一種能夠進行并行攻擊的蜂群武器是可行的。通過在其他相同的武器中加入蜂群智能,蜂群算法使這些武器更加高效和致命。這項研究工作的結果可以為蜂群武器的多種新的使用概念奠定基礎,包括蜂群突破、蜂群區域防御、蜂群并行攻擊和蜂群在有爭議環境中的廣域偵察

引言

在過去的五年里,人工智能研究出現了爆炸性增長,而蜂群機器人技術已經上升為其最有前途的領域之一,學術和軍事機構在實驗室內外演示了無人機群。在去年,美國和中國都展示了由一百多架無人機組成的蜂群,與此同時,中國和俄羅斯都提出他們將把無人機武器化,用于攻擊。2017年,中國還發布了國家人工智能發展計劃,將蜂群智能作為一項優先發展工作,力爭在2020年之前實現可操作的蜂群智能算法。每個國家都認為蜂群技術將對戰場產生顛覆性影響;要真正理解這項新技術帶來的能力,必須將科幻小說與現實分開。在一個資源有限的時代,軍事領導人應該問的問題是,蜂群武器能提供什么能力,更重要的是,這種能力是不是已經存在了。要理解這個概念,你必須超越蜂群武器的數量優勢或其壓倒敵人先進武器系統的能力。蜂群武器提供的不僅僅是數量上的優勢,它們代表了一個相互關聯的武器系統,能夠反應性地適應環境和動態的敵人。

無人機技術已經成熟到在未來十年內采用蜂群武器來獲得戰場上的作戰優勢在技術上是可行的。為了說明在未來十年內技術上的可行性,本文將首先回顧現有文獻,以確定研究人員在實驗室外已經展示了哪些技術。使用這種方法,它將表明,擁有100個智能體的較小蜂群武器所需的硬件今天已經可以實現,在未來十年,這種技術將擴展到多達1000個無人機的蜂群將成為可能。接下來,它將使用戰爭理論來介紹蜂群武器的使用概念,而不僅僅是數量上的優勢。最后,它將把這兩者聯系起來,通過展示一個使用計算機模擬來實現這一就業概念的蜂群智能算法。這種模擬將使我們能夠理解和分析蜂群武器使用本文提出的應用概念可能產生的影響。這個軟件還將促進對人類-蜂群組隊的優勢和劣勢的分析。通過將現有的硬件與戰爭理論和應用概念聯系起來,本文表明,蜂群武器可以成為一種極具顛覆性的技術。通過對蜂群武器如何利用蜂群智能算法實現適應性行為形成共識,它有助于啟動這一對話。

蜂群智能行為是一種自然發生的現象,幾個世紀以來,它提高了數百種不同動物物種的生存機會。你可以在鳥群、魚群、螞蟻群、蜜蜂群以及其他數百個物種中看到蜂群的概念。蜂群智能算法是在科學家試圖研究、理解和復制這些行為時出現的。計算機科學家和生物學家了解到,在每一種情況下,動物們都在以某種方式進行交流,沒有領導者,而且蜂群中的每個代理都遵循一套規則。通過嘗試復制這種行為,科學家們發現,每個蜂群都在優化行為,以最大限度地提高蜂群的整體生存能力。

許多人用來描述蜂群的一個常見例子是一群椋鳥,如圖1所示。雖然它們的同步飛行令人印象深刻,但在這個鳥群中發生的事情更令人印象深刻。鳥群正在實施一個復雜的問題解決過程,優化鳥群的行為以尋找食物和避免威脅。當一只鳥檢測到威脅時,整個鳥群就會做出反應,避開該威脅。當它們探測到食物或落腳點時,整個鳥群都會跟上。蜂群在沒有領導者的情況下完成了所有這些工作,它使用的是一個局部的、分散的通信網絡,每只鳥只與他的鄰居進行通信。蜂群是一種適應,它優化了蜂群分散和搜索大片區域的能力,同時仍然允許蜂群在一個代理人發現食物或威脅時迅速集中。這種分散和集中的能力將在后面討論蜂群通過脈動進行機動的能力時變得至關重要。

圖1. 一群椋鳥。珍妮弗-史密斯,"電群",《每日郵報》,2013年11月,2017年9月12日訪問

科學家們將這種行為描述為蜂群智能,即一群智能體在決策中使用分散和自組織行為來適應環境變化和解決問題。幾十年來,研究人員從這些自然發生的蜂群中獲得靈感,開發了蜂群智能算法,如蟻群、蜂巢或粒子群優化算法。蜂群智能算法有成千上萬種不同的變化,這將超出本文的范圍,但所有這些算法的共同點是,每個算法都有一個代理群,使用本地規則集和分散的通信網絡來適應環境變化。今天,蜂群工程已經開始整合多種算法并修改規則集以解決新問題。例如,后面介紹的蜂群智能算法就是對粒子群優化的修改。因此,蜂群工程可以開發新的更復雜的蜂群行為。這種設計行為的能力對于后面討論戰爭理論和蜂群武器的使用概念也將是很重要的。

今天,無人機技術的成本降低,使這些蜂群智能算法能夠過渡到現實世界。中國和美國都已經展示了他們操作一百架無人機群的能力。例如,在2016年,美國戰略能力辦公室展示了從F-18飛機的飛行中發射的103架無人機群。現在,同一個小組正在開發一個1000架無人機群。本文將重點討論蜂群的武器化。由于該技術剛剛出現,研究人員對蜂群武器的論述非常少。這也是一個復雜的、有爭議的話題,但卻是一個重要的話題,因為這些武器有可能大大塑造戰場的優勢或劣勢。到目前為止,作者們所寫的關于蜂群武器的文章主要集中在蜂群的數量優勢或壓倒先進武器系統的能力上。盡管蜂群武器確實可以提供這種能力,但這只是觸及了其真正潛力的表面。蜂群武器對敵人動態行動的實時反應能力使蜂群能夠迅速改變狀態和行為。有了這一點,你可以設計蜂群的行為,使之與軍事理論和戰爭原則相一致。通過設計行為,你可以創造出一種蜂群武器,它能夠在搜索目標時保持分散狀態,然后根據敵人的行為迅速集中到一個、兩個、三個或數百個目標上(圖2)。在聯合作戰原則中,這種脈沖能力整合了機動性和質量原則,以便在深度和廣度上攻擊敵人。下面將論證這一概念是可行的,并可能在未來十年內對戰場產生顛覆性影響。

圖2. 蜂群武器。由作者創建。

方法論

要使蜂群武器在未來十年內為戰場提供作戰優勢,必須在技術上的可行性和提供作戰優勢的使用概念之間建立聯系。為了建立這種聯系,下面的章節將回答三個子問題。

首先,在未來十年,蜂群武器在技術上是可行的嗎?為了將科幻小說與現實區分開來,第1節將首先確定蜂群武器在技術上是否可行,以及它們可以提供哪些能力。為了回答這個問題,本文將審視今天的可能性,并推測十年內的可能性。所用的時間線是十年,因為它涉及到更多的近期能力和威脅。它還可以更準確地預測蜂群技術的可用性及其影響。對于這項研究工作來說,要考慮未來十年內技術上可行的東西,它必須是一種已證明的能力。因此,本分析沒有考慮理論技術。第一部分的產品將是一個蜂群武器的能力表,這些能力在今天或十年內是可行的。

第二個問題是軍隊應該如何利用蜂群武器的概念來獲得戰場上的作戰優勢?為了回答這個問題,本分析將從軍事和戰爭理論入手,以確定軍隊如何利用蜂群武器來發揮其優勢。盡管蜂群武器有成千上萬種用途,但本文將以軍事理論為基礎,提出蜂群武器的概念。第2節,將通過介紹建立在軍事理論基礎上的就業概念來回答這個問題。它將利用該軍事理論來論證蜂群武器提供了一種目前尚不存在的能力。

最后一個問題是,現有技術是否能夠提供第2節所述的能力,以及這種能力是否會帶來作戰優勢?為了回答這個問題,這項研究工作將開發一種蜂群智能算法,利用蜂群技術實現這一軍事理論,在十年的時間框架內是可行的。本節將通過計算機模擬來分析這種蜂群智能算法提供所需能力的能力(圖3)。蜂群中的每個代理將實施蜂群智能算法來攻擊這個敵方系統,目標是在120分鐘內盡可能多地找到并摧毀200個分散的目標。為了分析結果,這項研究工作將使用模擬技術來比較沒有蜂群的1000個智能體的質量和有蜂群的800個智能體的質量。如果其中任何一個能夠找到、固定并摧毀超過50%的指定目標,那么根據陸軍理論,本分析將認為敵方系統不具備作戰能力或作戰無效。使用這種方法,本文將比較每一個,以確定蜂群武器是否能夠在未來十年內提供這些能力。

圖3. 蜂群武器兵棋推演截圖。肖恩-威廉姆斯,用于模擬系統攻擊的蜂群武器戰爭游戲模擬軟件,Java,2017年

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美國海軍部長

托馬斯-W-哈克: 海軍部長(代理)

美國海軍部正在有目的地進行創新和適應新技術,為未來建立一支更具殺傷力和分布式的海軍部隊。為了在一個大國競爭的時代進行競爭并取得勝利,海軍部致力于在先進的自主性、強大的網絡和無人系統方面進行投資,以創造真正的人機一體化團隊,在整個艦隊中無處不在。

這些持續的投資將產生新的能力,遠遠超出獨立的平臺或以人為本的系統的有效性。它們將通過為每一個水手和海軍陸戰隊員提供不對稱的優勢來改變海戰。

美國海軍和海軍陸戰隊現在已經邁出了下一步,調整無人系統愿景,以執行分布式海上作戰(DMO)和有爭議環境中的瀕海作戰(LOCE)。為了確保成功,海軍和海軍陸戰隊正在將需求、資源和采購政策緊密結合起來,以便更快地開發、建造、整合和部署有效的無人系統

美國海軍部的無人駕駛作戰規劃橫跨整個理論、組織、培訓、物資解決方案、領導和教育、人員、設施和政策的構建。這份文件提供了運動計劃的總體框架,并得到了更高等級的詳細實施計劃的支持。它們共同勾勒出一個具體的戰略,其根基是對當今每個領域的現實評估。前進的道路需要一個整體的方法來開發和部署無人系統,確保個別技術可以在一個更廣泛的網絡化作戰系統架構中運行,并得到正確的人員、政策、作戰概念和其他推動因素的支持。

整個海軍企業致力于為美國和每一個水手和海軍陸戰隊員提供人機協作所提供的戰略和戰術優勢,以保證所有人的海洋自由。

美國海軍水手和公務員水手從美國海軍 "赫歇爾 "號上發射一個無人水面飛行器(USV)從USNS赫歇爾 伍迪-威廉姆斯,2019年9月14日。

美國海軍作戰部部長

M. M. GILDAY:美國海軍作戰部長海軍上將

隨著海軍適應日益復雜的安全環境,必須了解未來的部隊在日常競爭和高端戰斗中都需要什么。

無人系統(UxS)已經并將繼續在未來的分布式海上作戰(DMO)中發揮關鍵作用,而且顯然需要部署負擔得起的、致命的、可擴展的和連接的能力。這就是為什么海軍正在擴大和發展一系列無人駕駛飛行器(UAV)、無人駕駛水下航行器(UUV)和無人駕駛水面艦艇(USV),當把重點轉向以更分散的方式運作的小型平臺時,它們將發揮關鍵作用。

一個混合艦隊對于海軍滿足新出現的安全問題來說是必要的。需要平臺在所有領域的多軸上同時提供致命和非致命的效果。UxS將為未來艦隊提供額外的能力--在空中、在水面上和在水下。

該活動計劃將作為實現無人系統作為海軍作戰團隊的一個組成部分的未來的全面戰略。它將是一份活的、反復的文件,闡明愿景,即通過加快技術、流程和伙伴關系中的關鍵使能因素,建立一支更加準備就緒、致命和有能力的艦隊。

注意到過去的缺點,因此其方法是深思熟慮的,但有一種緊迫感。將解決理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人事、設施和政策(DOTmLPF-P)的各個方面,確定并消除能力差距,并努力創建和維護未來的海軍部隊。

MQ-25 T1,左翼下有空中加油站,在坡道上。

海軍陸戰隊司令員的致辭

大衛-H-貝格爾:美國海軍陸戰隊將軍 海軍陸戰隊司令員

美國、盟國和敵方部隊獲得無人駕駛技術的速度要求有一個愿景和路線圖來最大化這種能力。海軍陸戰隊需要無人駕駛的空中、水面和地面系統來充分利用固有的遠征性質和能力。與海軍伙伴合作,將提供一個聯合部隊的海上組成部分指揮部,在居住的獨特海域支持聯合部隊。當在惡劣的條件下以小隊形式在前方作戰時,最大限度地利用無人系統為盟友和對手創造巨大的效果的能力是未來成功的一個關鍵因素。

該戰役計劃作為海軍陸戰隊的一個起點,使其了解到無人系統在不久的將來必須而且將具有更大的重要性。諸如一半的航空機隊在近期到中期內實現無人駕駛,或者大部分的遠征后勤在近期到中期內實現無人駕駛的概念不應該讓任何人感到害怕。相反,這些想法應該點燃海軍陸戰隊的創造性和狡猾的天性,以便前沿部署部隊對聯合部隊更加致命和有用。

大衛-H-貝格爾和海軍作戰司令部(CNO)一起,致力于為海軍陸戰隊的無人駕駛系統制定一個審慎但積極的前進路線。這份文件提供了初步的愿景,并取決于與海軍陸戰隊艦隊、艦友、聯合部隊、國會、盟友和工業界的反復討論。大衛-H-貝格爾希望海軍陸戰隊能接受這種未來的戰爭,并將其轉化為他們在戰場上的優勢;從日常競爭到大規模作戰行動。

一架VBAT垂直起降(VTOL)無人機系統準備在飛行甲板上降落。準備在海軍艦艇的飛行甲板上著陸。一艘海軍艦艇的飛行甲板上。

美國海軍作戰架構

無人系統通過解除對有人系統的限制來提供實現任務結果的能力。僅靠搭建平臺是無法實現任務成果的。為了在無人空間提供整體解決方案,DON 將更加關注開發成功擴展投資經驗所需的推動力。其中一些關鍵推動因素包括:網絡、控制系統、基礎設施、接口、人工智能和數據。海軍和海軍陸戰隊正在設計和實施一個全面的作戰架構來支持 DMO。這種架構將為單位、作戰群和艦隊提供準確、及時、分析的信息。

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大衛-H-伯杰,美國海軍陸戰隊將軍、海軍陸戰隊司令員

在我們(美國)的歷史上,海軍陸戰隊經常處于我們國家前沿部署部隊的最前沿,感知環境并讓我們的盟友和伙伴放心。海軍陸戰隊員也接受過真正困難的作戰問題,并提出了沒有人認為可能的解決方案。海軍陸戰隊已經進入了其他人害怕進入的有爭議的地區,并取得了勝利。待命部隊的概念是在這條歷史道路上邁出的另一步。

安全環境是不斷變化的。今天,它的特點是復雜的傳感器和精確的武器的擴散,以及日益增長的戰略競爭。敵人采用系統和戰術將艦隊和更大的聯合部隊控制在一定范圍內。這使得這些對手能夠采用一種以有爭議的地區為盾牌的戰略,在這種盾牌下,他們可以對我們的盟友和伙伴采取一系列非戰爭的脅迫性措施。

進入海軍陸戰隊。作為2030年部隊設計的一部分,并有意與聯合作戰概念保持一致,待命部隊的概念旨在提供支持綜合威懾的選擇。作為待命部隊的海軍陸戰隊員將被派往前方,與我們的盟友和伙伴并肩作戰,利用全域工具作為艦隊和聯合部隊的眼睛和耳朵。

這一概念將在最終滿足聯合部隊指揮官要求的海軍戰役背景下進行。執行這些行動的海軍陸戰隊員的持久任務是在競爭連續體的每一個點上為這個海軍戰役進行偵察和反偵察。如果有必要,這些部隊將在指定區域進行海上拒止,以支持海軍作戰。我們必須準備好用我們現有的有機手段做到這一點,但同樣重要的是,我們需要完成海軍和聯合殺傷網,在需要時幫助發揮全域效應。在這樣做的時候,海軍陸戰隊將從有爭議的地區內擴大艦隊和聯合部隊的范圍。

為了重振我們作為美國前沿哨兵的作用,我們需要重新設想我們的方法,并將其結果作為發展我們的人員及其支持過程和系統的指南。待命部隊的概念》通過解釋海軍陸戰隊如何在有爭議的地區與盟友和伙伴有效地運作,使這一指南變得生動。

待命部隊在競爭的每一個環節上都會打亂對手的計劃。這是一個重要的聲明,因為它描述了我們在暴力門檻以下的戰略競爭中可以為國家提供什么。它是大膽的,這使它成為海軍陸戰隊的理想。

它也將是困難的。知道將 "待命部隊的概念"從想法變成現實是有難度的,這應該激勵我們用它來進行戰爭游戲、實驗和演習,以便我們能把它做好。這就是我們如何釋放海軍陸戰隊員的聰明才智并超越我們的對手,同時保持我們作為國家戰備力量的角色。

目的

待命部隊(SIF)使國家和美國盟友及伙伴感到放心。SIF通過建立旨在與盟友和伙伴一起在有爭議的地區持續前進的部隊來阻止對手運用軍事力量,為艦隊、聯合部隊、機構間、盟友和伙伴提供更多的選擇來對抗對手的戰略。SIF贏得全域偵察戰,以識別和對抗對手針對美國盟友、伙伴和其他利益的惡意行為,并發展對環境和對手能力的理解。SIF贏得全域反偵察戰,以保護合作伙伴和聯合部隊的機動自由,同時破壞對手獲得主動權的企圖。在發生武裝沖突的情況下,SIF在有爭議的地區與盟友和伙伴一起保持前進,支持海軍和聯合行動。在競爭的連續過程中,SIF有意擾亂對手的計劃。

待命部隊的概念是指產生新的能力和以新的方式運作。在這個意義上,它為部隊設計和部隊發展提供了一個目標點。為了使其方法和裝備完全成熟,需要進行反復的實驗和演習。

背景

《待命部隊概念》用于處理那些對聯合部隊使用(或威脅使用)反干預方法的對手。這些反干預方法依賴于成熟的精確打擊體系(MPSR)的進步,以破壞聯合部隊投射力量的能力,并在一段時間內保持這種能力。SIF提供了一種作戰級別的反應,使海軍部隊能夠在對手使用反干預努力的情況下保持主動。

這個概念是在海軍陸戰隊理論出版物(MCDP)"作戰"中海軍陸戰隊機動作戰理念的基礎上形成的,該理念將機動描述為采取行動以產生和利用對敵人的某種優勢,而不論其領域如何。這種優勢不僅是空間上的,也可能是心理上、技術上或時間上的。 作為 "全域 "組織,SIF必須理解并實施這種強有力的機動性定義,以完成其任務。

SIF的概念直接與聯合作戰概念中的作戰方式相一致。指揮官的規劃指南(CPG)指示公布SIF概念,以支持海軍的分布式海上作戰(DMO)概念。CPG解釋說,SIF與遠征先進基地作戰(EABO)概念相結合,描述了SIF將如何得到這些先進基地的支持。

最近,《海軍運動:海軍陸戰隊在戰略競爭中的作用》為不斷擴大的海軍概念系列提供了廣泛的框架,包括待命部隊。

這一概念主要用于全球作戰模式中的接觸層和鈍化層的活動,并使聯合部隊過渡到增援行動。這加強了這一概念背后的威懾意圖,也說明了它是如何在整個競爭過程中應用的。雖然海軍陸戰隊確實需要準備好在增援層開展SIF行動,但目標是以盡量減少對手決策者升級對抗的動機的方式來運用這一概念。

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空軍將在一個多極世界中作戰,其特點是持續的、低于閾值的交戰,其中多層和多速的戰斗空間延伸到很遠距離。空軍將需要變得高度適應,并能夠通過在高速作戰環境中實時超越威脅,快速從協調過渡到同步,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。新作戰優勢的釋放將取決于空軍加強部隊之間的連通性和整合的能力,以便信息共享能夠比以往更快、更廣泛地進行。

空軍已經嚴重依賴跨五個作戰域的作戰能力——但這些域都將變得非常混亂和具有競爭性。空軍將需要改變他們使用的網絡、系統和流程,以及他們廣泛和基本的工作方式,以便能夠在現代戰場的長度、寬度和高度上思考、戰斗和取勝。多域作戰 (MDO) 為空軍引入新的作戰指揮、控制和作戰管理 (C2BM) 提供了先導,這有望以多種方式從根本上提高在跨多域戰斗空間同步部隊要素和協調效果方面的聯合效率,這在以前不可能實現。

本報告通過將關鍵的作戰范式、挑戰和戰略轉型的推動因素相互關聯,以向新的作戰方式演進,綜合了空軍向多域作戰 (MDO) 過渡的最新觀點

戰略背景

隨著國家競爭再次成為常態,全球競爭正處于新的十字路口。未來的戰略環境將引發新形式的競爭,將包括恐怖組織、叛亂分子、雇傭軍和網絡犯罪分子等非國家行為者在內的敵人聯系起來。對手將在物理和虛擬領域從事合法和非法活動,一方面模糊了和平與戰爭之間的區別,另一方面模糊了本土和遠距離之間的區別。傳統的防御方法將受到可能不承認國界或不遵守國際規范和做法威脅的根本挑戰。

因此,空軍將在一個多極世界中作戰,其特點是持續的低閾值交戰,戰場空間延伸到很遠距離。空軍作為一個在行動中持續活躍的軍種——進行訓練和演習、保障任務或在運輸途中——以保持全天候的任務準備狀態,未來面臨的挑戰尤其明顯。引入多層次和多速度的戰場從根本上破壞了經濟和戰爭的性質,因此空軍將需要加速變革并建立新戰爭方式的能力,使他們能夠在高度復雜和緊張的競爭連續體中贏得未來沖突場景的全部內容,否則就有成為多余的風險。

作戰環境

面對在密集的反介入/區域拒止 (A2AD) 環境中使用先進網絡和武器系統能力的對手,競爭連續體將變得競爭激烈、混亂且受限。隨著空中作戰中心 (AOC)、指揮與控制 (C2) 節點和傳統機載平臺遠離戰斗,空軍執行的全方位保障和戰斗任務將變得更加復雜。因此,空軍將需要新的方法來提高生存能力,并在密集威脅環境中以相關的速度提供效果。空軍將需要變得具有高度適應性,并能夠迅速從協調過渡到同步,以在高速作戰環境中實時超越威脅,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在至關重要的信息方面也具有敏捷性。

當代威脅發展太快,通過電子手段的連接來應對威脅至關重要,因為無法再在聯絡層面有效協調行動。例如,考慮聯合空中作戰中心 (COAC) 和防空作戰中心(ADOC)并不總是明確定義為總部,可以將作戰 C2 要素在防御性防空和區域防空方面分開。常規和新出現的空中和導彈以不同的方式威脅,因此防御它們通常屬于不同的指揮機構。由于一個威脅概況對于地面指揮官來說可能太大,而對于空戰指揮官來說又太小,因此需要一個無縫集成的多層全域作戰架構來生成共享態勢感知 (SA) 并確保將正確的射手分配給在正確權限下的相應傳入威脅目標。

未來沖突的結果將有利于那些在競爭中獲得信息優勢的空軍,在競爭中各作戰領域被融合在一起,而不是基于優越的武器系統和獨立的能力。新的作戰優勢的釋放將取決于空軍是否有能力加強部隊成員之間的連接和整合,從而使信息共享比以往更快、更廣泛地發生。在這樣做的過程中,為了實現更有力的協調,指揮關系和結構將需要進行調整,甚至為新的戰爭方式重新定義。多域作戰(MDO)為空軍提供了未來新的作戰指揮、控制和戰斗管理(C2BM)的先導,它有望從根本上提高部隊成員的同步性和協調多域作戰空間的效果,這是以前不可能的。

  • “空軍將需要變得具有高度適應性,能夠迅速從協調過渡到同步,以在高速作戰環境中實時超越威脅,不僅在移動資產和人員方面具有敏捷性,而且在關鍵信息方面也具有敏捷性。”

向多域作戰 (MDO) 的過渡

多域作戰(MDO)的概念與聯合和集合作戰的概念不同,因為它提出了在各作戰領域執行基于效果的、同步的和戰術整合的任務,從而使空軍能夠在現代戰斗空間的長度、寬度和高度上思考、戰斗和獲勝。在過渡到MDO的過程中,空軍將需要對他們使用的網絡、系統和流程以及他們的工作方式進行廣泛和根本性的轉變。為了以相關速度運作,各級指揮官將需要獲得通過聯合共同作戰圖景(COP)提供的強大的、不斷更新的SA,以便比對手更好地了解作戰環境。此外,從機密和公開來源的數據和情報流中收集、存儲、分析、融合、分發和可視化信息的能力,以便在盡可能低的層次上更快地做出決策,這對作戰成功至關重要。

但是,如果沒有適當地過濾和管理,同樣可以創造作戰優勢的大量信息也可能使決策過程不堪重負。除了簡單地將每個傳感器集成到網絡中并集成跟蹤數據之外 從多個來源實時共享,必須對持續流向指揮官的數據和信息流進行智能融合和共享,以便只提供與給定任務或作戰要求相關的數據和信息。在一個信息就是力量、信息可以比以往更快、更遠、但也有太多數據和信息需要處理和吸收的時代,防止指揮官和作戰人員面臨信息負擔和認知超載的危險將是至關重要的。因此,需要新的數字解決方案和工具包,利用自動化和人工智能 (AI) 來支持信息可視化,以便更好地理解和改進決策。

  • “在目前的配置中,作戰C2仍然過于人工手動,并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用的大量數據和信息不兼容。”

軍事行動的數字化

信息優勢對于空軍將戰略意圖轉化為及時的作戰和戰術效果,并在現代戰斗空間的流動作戰領域進行協調,將是決定性的。管理、分析、融合、可視化的工具包,以及關鍵的是,更好地理解來自多源情報流的大量信息,將在未來幾年重新定義作戰規劃和執行。空軍將需要利用新興技術來塑造現代戰爭環境的數字層面,因為新的作戰C2可以支持未來戰斗空間所要求的性能水平。

在目前的配置中,作戰C2 仍然過于人工手動,并且與隨著傳感器和射擊者被合并到一個單一的主網格網絡中而變得可用數據大量混亂、信息不兼容。

傳統的 C2 指令、結構和流程可以基于 24 小時周期的決策循環,不足以應對未來的破壞性威脅和預期的行動速度。任何水平的技術進步都不會使傳統 C2 對未來作戰的預期步伐更加有效。人工智能、自動化、增強現實和量子技術為過濾、可視化和幫助理解大量信息提供了新的可能性,而利用大數據處理的數據分析和融合引擎將為個人平臺、能力和決策者帶來新的機會從聯合甚至泛政府的角度將其整合到一個共同的數字環境中。

一個共同的數字環境和作戰云的實現將使任何地點的部隊和用戶都可以訪問相同的數據和信息流,無論是實時規劃還是執行,并且以與執行任務相同的速率。高度適應不斷變化的任務要求的數字工具包將需要在作戰云上隨時可用,并使用軍事證書按需訪問幫助各級做出更好更快的決策。指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。

  • “指揮官和作戰人員之間共享通用數字環境的發展將使作戰指揮控制的分散化和空中作戰中心傳統職能的地理點對點分布成為可能。”

AOC的功能分布

分布式 AOC 可以理解為同時在不同的地方,而不是在一個或另一個地方,它代表了空軍未來作戰方式的游戲規則改變者。空中作戰中心傳統上由空軍從一個擁有重要基礎設施的固定位置操作,以允許接收大量通信和大量多專業人員。這種集中式 C2 模型在過去為空軍提供了很好的服務,但是隨著威脅形勢的演變,從執行作戰 C2 的單個固定位置的概念使得空中作戰容易受到能力越來越強的對手的攻擊,這些對手可以通過動能和非-動力學手段。在任何接收關鍵通信和提供可操作 C2 的集中位置發生自然災害、火災或停電成為潛在單點故障的情況下,同樣存在風險。

點對點分布的AOC將與位于不同地點的高級指揮部更好地保持一致,而在聯盟的情況下,則與世界不同地區保持一致。分布式AOC還將使空軍有可能與更多不同的專業人員聯系起來--在任何特定時間,在一個以上的地方經常需要這些專業人員--以解決復雜的作戰挑戰。空軍將獲得決定性的優勢,最大限度地減少非周期性工作的需要,以便在需要的地方和時間獲得信息,關鍵是要建立冗余,以提高行動的適應性。隨著AOC功能的分布,空軍將有能力迅速適應動態作戰場景中不斷變化的需求,包括C2網絡中任何關鍵節點的潛在損失,使邊緣作戰人員能夠以更加安全和靈活的方式行動。

然而,分布式空中作戰中心架構所承諾的最顯著的力量倍增效應是使空軍能夠無縫地連接到位于不同位置的伙伴要素和能力。將位于不同地點的盟軍和伙伴空中作戰中心虛擬地聚集在一起,將使空軍能夠整合可用的聯軍能力,以便在任何給定時間和地點利用最有效和最致命的空中力量組合。通過以增強力量和提供綜合威懾的方式整合聯軍能力,可以減輕空軍單獨面臨資源或人員壓力的現實和日常挑戰。因此,空軍將更少地依賴單個平臺能力,而更多地依賴于具有集成作戰 C2 的共享能力架構的力量,該架構從根本上優化了傳感器/射擊者的任務和分配。

MDO 中的 C2BM

作為指導任務和加快行動步伐的過程的一部分,通過替換會減慢行動周期(從而降低反應時間)的傳統方法,必須明確授權給每個級別的指揮部,以便確定決策的優先級可能的最低水平。因此,連接到接收數據和中繼命令的敏捷、適應性強和有保障的網絡的單個指揮官應該能夠專門指揮下屬單位的活動。對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要,但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關——尤其是在對多個任務有明顯壓力的情況下 政府部門將被納入 C2 決策過程。即使授權保持不變,集中控制/分布式執行和任務指揮的模式也可能受到挑戰,因此空軍必須更新正式關系和開展業務的方式。

開放式架構、系統體系(SoS) 網絡,專為高速、大容量而設計,在廣泛而分散的用戶群中進行數據交換對于在需要的時間和地點向合適的人提供相關信息至關重要。Link 16 為互連性和互操作性提供了一個通用標準,對聯軍行動仍然至關重要,但即使有一個在其用戶之間全面設計和實施的現代化計劃,其本身也不夠。更強大的作戰 C2 的基本原理推動了聯合全域指揮與控制 (JADC2) 結構和先進戰斗管理系統 (ABMS) 在美國的發展。JADC2 設想將整個部隊的傳感器、射手和支持平臺連接到主網格網絡,以便作戰指揮控制從以服務為中心的架構有效地推進到高度靈活的聯合全域架構。美國空軍打算利用 JADC2 實時融合來自無數不同來源的數據,而 ABMS 打算通過將正確的傳感器連接到正確的射手來感知、理解并允許指揮官比對手更快地采取行動。

在一個沒有任何單一平臺或武器系統本身能夠確保作戰成功的未來,JADC2和ABMS的目的是用其他系統的優勢來系統地減輕單個組件系統的局限性。沒有與ABMS或同等的作戰管理(BM)系統連接的平臺將具有較低的生存能力,并最終成為多余的。JADC2和ABMS是美國在每個戰爭場景中取得戰斗成功的基礎,它們為未來的作戰C2提供了將正確的傳感器連接到正確的射擊者的基礎。開發一個高度可擴展的、完全集成的、具有明確授權的多分類網絡架構,將是實現信息優勢的關鍵,它使指揮官和作戰人員能夠更有效和高效地執行。目前的網絡和系統需要進行現代化改造和調整,以實現更大程度的戰斗空間信息,然而,全面的網絡整合帶來了相當大的技術挑戰,因為各個系統并不總是使用一種共同的語言或順利地相互連接,特別是在涉及盟國和伙伴空軍的多國背景下。

  • “對交付作戰能力的命令進行適當的優先排序仍然至關重要,但未來的挑戰將與誰指揮指揮官有關,特別是在多個政府部門明顯面臨壓力將其納入 C2 決策過程的情況下。”

敏捷和協作戰斗

互操作性是未來戰爭的關鍵,而協同作戰的步驟設想跨所有平臺進行信息交換,而不僅僅是戰斗人員。除了由新的具有指揮能力的戰斗機領導的傳統戰斗機之外,隨著第五代平臺的出現,互操作性將需要擴展到所有平臺,包括遙控飛行器 (RPV) 和自主系統。在強大的聯合任務指揮下,互操作性與綜合規劃和作戰指揮控制將允許加速作戰,以克服具有先進網絡能力和武器系統的對手。將遺留系統調整為單一網格、多域網絡是空軍面臨的最關鍵挑戰,必須進行戰略轉變,優先考慮全面的網絡集成和互操作性以及必要的財務資源、時間和人員。

整合帶來了復雜的挑戰,有時需要比預期更長的時間才能實現結果,正如之前在 Link 16 上采用、適應和實施變化的國家經驗所表明的那樣。空軍必須迫使行業合作伙伴更廣泛地采用數據協議和工程系統的標準化,以便能夠有效和高效地實現未來所需級別的互操作性。同時,空軍必須 打破狹隘的思維方式、過時的數據和信息共享政策以及阻礙他們作為組織利用信息真正力量的文化障礙。軍事背景下與美國前總統羅納德·里根(Ronald Reagan)的話有了新的關聯,他將信息稱為現代的氧氣,因為信息力量是未來戰場上有效作戰的基礎。

將盟軍和合作伙伴的資產、資源和專業知識進一步互連,超出單個固定地點的定位,這將成為空軍在未來沖突中保持競爭力的必要條件。三十年前,可能有二三十人,包括指揮官及其參謀參與作戰計劃、執行和 C2。今天,視頻電話會議和數字應用程序使分布在不同地點和時區的數百名員工的點對點協作和信息共享成為可能。與盟國和合作伙伴互操作性的障礙在邏輯上需要考慮并更緊密地結合在一起 - 旨在確保數字環境得到主動保護和防御的國家網絡安全方法及其警告。依賴網絡空間和在網絡空間中作戰的固有脆弱性將使信息戰在傳統作戰之外占有一席之地。同時,空間領域和量子加密技術的進步將開始通過徹底改變軍事行動中的通信方式來減輕復雜網絡空間威脅的影響。

互操作性和聯盟有效性

互操作性是衡量聯盟有效性的關鍵,并將決定在未來的同行競爭環境中的戰斗成功。在沒有盟友和合作伙伴的幫助下,單獨過渡到全域作戰戰略是不可行的,但從聯盟的角度來看,要實現真正的互操作性,必須對空軍設計和規劃未來能力進行戰略反思。互操作性通常可以通過調整現有的系統而得到改善,但如果要以未來沖突所要求的方式在戰略上推進互操作性,以達到戰斗和勝利所必需的聯盟效力的程度,則需要成為一種采購考慮。

互操作性存在著重要的政策層面障礙,例如,與采購項目的過度分類和軍事系統的轉讓有關。這種對聯盟有效性的障礙在近年來的聯盟作戰活動中已變得很明顯,并促使美國引入新的方法,如國防出口特性計劃,該計劃旨在為優先考慮和追求互操作性的方式帶來范式的轉變。將互操作性考慮納入主要采購項目的初始能力文件的作戰概念(CONOPS),將確保它在未來系統的設計階段得到適當的規劃,并戰略性地納入采購過程本身,而不是作為事后的想法被編入。

美國還將更加強調與盟友和合作伙伴共同開發系統,并以系統的早期出口為目標,這一方面有助于改善整體系統設計和安全性,另一方面也能壓縮開發時間和降低成本。任何空軍都不能假設自己總是擁有最好的技術解決方案和概念,因此,當國際市場上有更優越的替代品時,進口能力將需要更高的優先權。軍事系統的本土開發提供了次要的優勢,如經濟效益的本地化和通過國內創造就業機會來培養高技能的勞動力,但也有一些權衡,如較低的性價比或系統不能與替代品提供的相同水平的性能。

在系統層面上,設備之間的互操作性是至關重要的,但是作戰平臺本身和確保它們的互連性本身并不足以實現互操作性,也不會自動轉化為改善聯盟的有效性。空軍必須通過制定共同的作戰方案和戰術、技術和程序(TTPs)來加強聯盟層面互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、合作和培養工作關系的方式是打開未來作戰優勢的關鍵。建立信任需要時間,而作戰層面的互操作性--相對于系統層面的互操作性--是建立在多年的訓練和并肩工作上的,以了解和推進可以共同實現的目標。不可能在危機時期尋找信任,也不可能期望能夠以未來所需的行動水平和速度來運作。

空軍有必要作出新的努力,以改善與關聯部門以及盟國和伙伴空軍的同步和協調。建立一個更強大的傳感器網絡和發展收集、存儲、處理、分析、融合和分享適當安全級別的信息的能力的途徑始于雙邊討論,隨著聯合演習的推進,并隨著從持續努力和互動中獲得的經驗教訓被廣泛實施到培訓、教育和最終的積極行動本身而得以實現。歸根結底,在擴大力量和試圖實現聯盟伙伴之間的綜合威懾方面,信任的概念將比技術因素更重要。盟友和合作伙伴可以成為非常有價值的見解的來源,空軍必須變得更加開放,不斷地與同行分享威脅情況,并保持思想的持續互動,以支持持續改進。

  • "空軍必須通過開發共享的CONOPS和戰術、技術和程序(TTPs)來加強聯盟層面上的互操作性的概念基礎。空軍共同訓練、協作和培養工作關系的方式是開啟未來作戰優勢的關鍵。"

信任與信息共享

在這個時代,信息被視為力量,但只有當它被分享時才會變得真正強大,在評估盟友和合作伙伴之間的信任時,信息共享的方式是衡量有效性的關鍵。人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周時間的大量信息,然而,空軍的思考和反應速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確和相關的分類信息的能力。考慮到信息共享的三個基本要素(需求方面的理由;使之成為可能的技術和基礎設施;以及受其支配的政策和規則),理由越來越被認為是合法的,使之成為可能的手段在大多數情況下也是現成的。然而,以父權為框架的政策和信息發布規則與文化障礙相結合,阻礙了盟友和合作伙伴之間及時有效的信息共享,甚至經常是根本沒有。

古老的信息可釋放性政策和僵化的數據所有權文化,限制了實時甚至是歷史信息流向需要的地方。盡管空軍擁有與盟友和合作伙伴更緊密合作的動力,但他們總體上仍然落后于更有效作戰所需的信息共享水平。有效的信息共享的障礙和阻礙可歸因于傳統的模式,然而過去有效的東西不一定在未來有效。并非所有的信息都需要與所有級別和所有項目的人共享,但確保正確的人能夠獲得正確的信息是可能的,一方面,重新設計適用的信息共享政策、規則和分類以消除瓶頸,另一方面,通過硬件和軟件解決方案,降低工業規模的信息共享的操作安全(OPSEC)風險。

從商業部門的成功經驗中可以學到寶貴的經驗,即如何安全地改善企業層面的連接和信息共享,關鍵是與外部合作伙伴的連接和信息共享,從而提高生產力,為股東創造更高的價值。建立新的授權、政策和信息保護程序是必要的,以便讓信息在行動領域之間以及在共享的任務伙伴網絡中的不同安全分類之間安全和無縫移動。空軍將需要促進和實施更強大的信息和數據安全,同時通過與聯合和盟國或聯盟伙伴更好地協調技術和程序來建立一個共同的數據結構。跨作戰領域的信息和數據網絡的可訪問性和安全性將成為重中之重,而信息的完整性、可信度和可靠性則是剩余的問題。

  • "人工智能和神經網絡將能夠實時處理和分析目前需要數周的大量信息,但空軍思考和反應的速度將取決于他們在正確的時間向正確的人提供正確的相關信息的能力。"

網絡空間領域和信息作戰

隨著數字技術和創新的加速作用和采用,空軍的運作方式正變得越來越復雜。然而,機遇也伴隨著風險,因為支持空軍的信息技術和系統本身就成為一種威脅。網絡空間對于彌合現代戰斗空間所跨越的巨大距離至關重要,因此將繼續成為軍事行動中一個永久的、日益突出的要素。然而,大量信息的快速收集、控制和傳播產生了一種新的戰爭類型,即產生了傳統軍事系統必須能夠對抗和防御的具有普遍性的持續威脅。網絡空間和電磁頻譜為信息系統、武器和平臺的運作提供了重要的地形,指揮官的首要考慮之一是需要支配流動的作戰領域,使其盡可能受到抑制和保護,以防止可能帶來區域拒絕問題的攻擊。

網絡保護和通過一切必要手段捍衛網絡空間對軍隊來說是勢在必行的,但未來更重視的是數據和信息資源本身,而不是為它們提供地形的網絡。密碼學的現代化對于實現有保障的安全通信至關重要,但對部隊進行數據保護和信息安全教育是空軍需要解決的一個挑戰。軍隊需要重新培訓組織心態,并制定源自零信任文化的標準操作程序(SOP),以便作戰人員嚴重依賴的信息在所有層面上不斷得到認證和驗證。更廣泛地說,軍隊在網絡空間的主要重點仍將是通過網絡安全軟件和計算機網絡操作來保護C2的物理和電子。

盡管在網絡空間建立交戰規則(RoE)的挑戰仍然存在,但在未來幾年,信息作戰將不可避免地成為與傳統作戰一樣的核心能力。軍隊已經觀察到戰斗之王從火炮過渡到空中力量,空中力量穩步發展,可以在任何時候和任何地方使用。盡管在過去的30年里,空中力量是火力的 "首選",但不確定的是,在未來的30年里,空中力量是否會成為戰斗之王,或者動能能力是否會像其他傳統能力一樣,被更有效、更精確和更經濟的替代品所取代。預測未來總是很困難的,但目前的軌跡表明,非動能能力將最終成為戰斗之王,火力將從硬件過渡到軟件,因為不再需要飛行的效果,因為計算機代碼和遙遠的點擊將變得比動能武器的震蕩效果更具破壞力。

  • "軍隊廣泛需要重新培訓組織心態,并制定源于零信任文化的標準操作程序(SOP),以便作戰人員嚴重依賴的信息在各個層面不斷得到認證和驗證。"

利用空間領域

衛星能夠以最快和最安全的方式將信息傳遞到最底層的指揮部,其數據鏈接對于在高度競爭的環境中同步部隊成員,加速觀察、定位、決定和行動(OODA)的循環,以及在行動前和行動中加強部隊的安全和保障至關重要。

空間領域為全球通信、高空情報、監視和偵察(ISR)以及為保持對空域的控制和執行未來預測的高節奏行動所必需的定位、導航和定時(PNT)解決方案提供無與倫比的覆蓋范圍和持久性。將空間領域納入MDO將釋放出一種力量倍增效應,因為它允許創建跨作戰領域的新網絡,并為分布式聯合規劃和執行建立新機制。隨著傳統的地面和空中指揮要素被推到離戰斗更遠的地方,向空間領域的邁進對于在地面要素和遠程載體之間更廣泛地傳播連接是至關重要的,從而使部隊要素能夠彼此和總部要素之間更理想地運作。

擴大的地球同步衛星群將通過為所有類型的載人平臺、遙控飛行器和自主系統提供連接,使它們能夠一起遠程操作,從而實現一種新形式的作戰C2。隨著目前的限制因素--即計算能力、通信帶寬和太陽能電池板產生的電力--被克服,空軍將通過多種類型的新情報產品和服務呈現革命性的新前景。在未來幾年,利用大數據處理、人工智能和機器學習(ML)來生成、處理、分析和過濾衛星上的大量信息,并自主地向指揮官和作戰人員提供實時的關鍵信息服務將成為可能。空中和太空力量交織在一起,如果沒有所需的最低水平的天基能力,任何向MDO的過渡--設想進入所有作戰領域,但可以說以太空領域為核心--將仍然無法實現。

  • 在過去的三十年里,衛星已經顯示出在分析通信、定位目標位置、生成精確坐標(例如用于瞄準或空中投擲)和打擊后的戰斗評估方面不可或缺的效用,以支持從戰爭到保證任務到戰爭以外的軍事行動(MOOTW)等所有空中行動的規劃和執行。

建立一個軍事空間戰略

進入空間領域的初步步驟側重于發展空間態勢感知(SSA),在推進到天基傳感器和其他能力之前,從地面的雷達和強大的望遠鏡開始。在最基本的層面上,SSA必須允許空軍評估發射,監測衛星和運載火箭重返大氣層,跟蹤軌道上的衛星并提供潛在碰撞的預警。從這一初步步驟開始,需要由地面站、空間飛行器和通信鏈路組成的空間基礎設施,而作戰效果的提供則取決于專門的空間工作人員、操作人員及其工具包,這些因素綜合起來考慮,有可能消耗大量的財政資源。

空軍需要發展主權控制的空間能力的方法,這些方法既要有成本效益,又要有靈活性,例如插入硬件和軟件更新。提供即插即用解決方案的商業現成(COTS)技術和納米衛星--其開發成本相對較低,并能以低成本迅速復制--降低了進入空間領域的門檻,并將在允許空軍以必要的速度前進方面發揮重要作用,同時,越來越多的商業衛星運營商能夠有競爭力地為軍事行動提供帶寬和其他關鍵產品。

然而,空間領域的物理復雜性使得任何空軍或任何國家發展空間力量的相關技術復雜性和成本負擔本身完全不現實。空間領域構成了空間中較大和較小的軍事行為者的需要--無論大小--密切協作,甚至共同發展空間軍事力量。對空軍的要求是與盟友和伙伴協調步驟,無論他們是已經有了既定的程序和方案,還是處于啟動階段,對于利用空間領域為軍事行動提供的真正潛力將是至關重要的。

政府間、商業和研究伙伴關系將需要構成軍事空間戰略的基石,以便有可能從大量的現有知識中獲益,并應用從既定的空間行為者和遺留計劃的經驗中獲得的教訓。應用實驗對于空軍培養專業知識和能夠更迅速地確定能力差距和優先事項非常重要,當與盟友和伙伴合作推進時,可以大大簡化空間能力的開發周期,并為擴大長期的共享利益提供基礎。

通過戰略協調,資源單獨緊張的盟國和伙伴國空軍將能夠把他們的重點限制在建立具有利基能力、機制和軌道的小型衛星星座上,以便以后匯集起來,合并成更大或超大的星座。盟友和合作伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構,否則是無法實現的,關鍵是要建立冗余,以防止突然失敗或失去服務。建立冗余是必要的,因為在未來十年,新的空間行為者和空間威脅的引入使空間領域不僅更加擁擠,這本身就帶來了重大的新風險,而且還首次出現了軍事競爭。

  • 作為通常負責領導軍隊進入空間領域的軍種,當空軍開始考慮發展空間足跡和作戰能力時,眼前的挑戰是制定能夠在預算限制內和以相關速度提供需求的方案。

  • "盟國和伙伴之間形成的超大型衛星星座有望提供一個更加多樣化和強大的共享能力架構,否則是無法實現的,關鍵是要建立冗余,以防止突發故障或服務損失。"

專用太空指揮部

通過將天基能力分布在一個與盟國和伙伴共享的更廣泛的空間架構中,空軍將能夠從更多樣化的能力套件、更高的可用性和全球安全通信的延伸中獲益。隨著天基能力向盟國和伙伴之間共享的架構發展,控制目前被隔開的衛星的地面站將需要互聯并更接近AOC,以改善C2的決策。由于空間資產為民用和軍用用戶提供產品和服務,然而空間領域的使用使作戰C2變得復雜,可能需要其他政府部門參與傳統上由軍事指揮官負責的決策。

軍事指揮官很可能在特定情況下優先考慮或在空間領域的正確時間作出反應的能力減少或受到限制。在某種程度上,在可能的情況下插入的常設協議,可能會澄清如果向另一用戶提供的服務受到軍事行動的影響而需要遵循的具體程序。傳統的C2周期、程序和結構是為了對實體單位行使權力,而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果,需要不同的考慮。因此,一個專門的軍事空間指揮部是必要的,以滿足居住在各兄弟部門、其他政府部門以及外部盟友和合作伙伴的空間工作人員之間所需的巨大的整合和協調程度。

空軍在提供解決方案以有效利用空間進行多域作戰方面發揮著至關重要的作用,并且通常將負責從國防角度領導、管理和培育空間--例如在英國、澳大利亞和荷蘭,其空軍最近已經建立了初步的空間指揮部。一旦空軍建立了初步的操作能力,空間領域的C2結構和程序將隨著新框架的建立而發展,以產生綜合的空間領域意識,捍衛主權、盟國和伙伴的空間能力,并全面推進軍事空間行動、計劃和能力。一個專門的空間指揮部除了使可能沒有共同愿景的姐妹部門在空間領域的使用上保持戰略一致,甚至沒有充分認識到它的潛力外,還對培養空軍多領域行動所需的新的專業空間工作人員和專業知識的骨干隊伍至關重要。

  • "傳統的C2周期、程序和結構旨在對物理單位行使權力,而空間領域則側重于獲取和傳輸數據和通信以實現效果,需要不同的考慮。"

吸收新興技術和利用創新

為了使空軍有能力在各作戰領域進行思考、戰斗和取勝,幾乎所有的遺留系統都需要升級,而且空軍需要提高他們在面對快速技術進步時吸收有任務能力的技術的能力。隨著在采購周期的關鍵決策點上做出判斷的挑戰加劇,空軍采購規劃人員必須走一條鋼絲。在追求提供革命性能力的新解決方案、購買成本較低的商業現成技術(COTS)以彌補能力差距或試圖升級遺留系統之間做出選擇將變得更加微妙。在投入使用的新系統和升級遺留系統之間取得適當的平衡將被新系統的挑戰所加劇,這些新系統往往無法迅速投入使用。

為了滿足未來的作戰要求并保持機動自由,遙控飛行器和自主系統在多領域的戰斗空間中發揮著重要作用。人們普遍承認,無人駕駛和自主系統反映了未來的空中力量,但是空軍仍然傾向于主要從載人平臺和系統的角度考慮問題。對載人威脅和平臺的傳統關注導致了訓練和模擬的發展,TTPs甚至C2流程都是圍繞著提高載人系統對抗載人威脅的能力而設計的。空軍必須在載人、遙控和自主系統方面進行更全面的思考,其中人工智能具有巨大的作用,以確保它們得到適當的考慮,并適當推動對未來威脅、能力發展、培訓、實戰飛行和C2本身的思考。

下一代空域和戰斗管理將需要大數據處理和人工智能來擴展人類的決策空間,同時也有一個潛在的需求,即空軍能夠依靠快速軟件開發來提供基于云的服務解決方案,通過認證的軍事證書安全地訪問。人工智能的最大挑戰是與它的使用相關的控制水平。出于道德、法律和安全的原因,完全不對人工智能施加任何控制是不可行的--然而,施加人類控制超過一定程度,就會有效地減慢其旨在加速的決策過程。目前,無論是在駕駛艙還是在C2中心,人工智能都需要面向為決策者生成和提供選擇,但隨著作戰周期的加快和戰爭的自動化,它的作用將越來越大。

建立快速能力辦公室可能有助于解決采購挑戰,為關鍵任務的前線需求提供更快的周轉,然而,盡管有可能實現快速采購,空軍必須確保他們能夠在沒有特定系統的情況下通過產生開箱即用的解決方案,將現有技術與人類的洞察力和創新相結合。世界上最具創新精神的組織都能有效地利用集體天才的力量,而空軍必須更好地通過培養有利的程序、伙伴關系和心態來培養創新文化,直至最低層。思想沒有等級之分,當空軍領導人創造出創新蓬勃發展的組織環境時,基層人員或非入伍軍官可以成為解決行動挑戰的重要媒介和催化劑。通過扁平化組織,減少等級之間的縱向距離和部門之間的橫向距離,空軍可以實現一個更深入參與的員工隊伍,以更好地收獲創新的好處。

為了提高技術適應性,空軍必須使用通用的開放式架構開發未來的系統和數字解決方案,并更好地將操作人員和最終用戶與開發系統和工具的工程師和技術團隊以及負責采購和維持決策的辦公室聯系起來。通過迭代開發系統和工具來實現更深層次的合作,與操作人員建立共同的所有權,并使修訂工作能夠即時進行。用戶的直接、持續的參與將提高標準化程度--如圖形用戶界面--支持操作人員的培訓,并能確保服務成員為成功做好準備。與工業伙伴和學術界的伙伴關系將對壓縮系統從構思到原型的開發周期起到關鍵作用,確保更快的失敗途徑,并使空軍在技術上的適應性更強。

促進創新文化

前進的道路

空中力量仍然是今天動能效應和空運的最具決定性的能力,但空軍領導人必須確保空中力量在2030年及以后仍然具有相關性。空軍已經嚴重依賴在五個作戰領域的行動能力--然而這些領域都將變得非常混亂和有爭議。一系列的安全挑戰已經加大,變化的速度也在增加,因為潛在的威脅在破壞性技術武器化的推動下加速。空軍將面臨的挑戰是為潛在的安全損失找到解決方案,并保持他們在未來受限和退化的作戰空間繼續作戰的能力。為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性,以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的,空軍必須重新定義他們如何與兄弟部門、盟友和合作伙伴進行合作、共存和競爭。空軍將需要在內部變得更加互聯互通,并與姐妹軍種、盟友和合作伙伴一起,在多領域的整合中取得成功,并在未來延伸的戰斗空間中提供協調的效果。

雖然世界各地的空軍確實無法在單一領域充分發揮優勢,更不用說在多領域背景下,但從過去的經驗中可以學到豐富的教訓。歷史上充滿了破壞性的挑戰,空軍必須制定戰略來推動執行MDO所需的轉型變化。這種轉變必須從擴大演示開始加速,以連接整個作戰領域的傳感器、射手和部隊要素。MDO范式廣泛要求平臺和專業人員同時支持各種各樣的作戰要求和聯合指揮官的連接。因此,在向MDO過渡的過程中,人的因素將比技術更具有決定性,如果要實現全面的網絡整合和戰斗云在軍事行動中的實際應用,必須更新培訓、發展和領導人員的方法以反映新的現實和戰爭方式。

  • 空軍需要變得能夠利用流動領域,有效地結合航空、空間和網絡空間,在全球舞臺上采取戰略行動(或發出信號)--在范圍和速度上有更多的選擇和最小的政治風險。

  • "為了變得更有生存能力、更靈活和更有彈性,以威脅為中心的聯合反應將是至關重要的,空軍必須重新定義他們如何共同運作、共同存在并與兄弟部門、盟友和合作伙伴競爭。

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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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