亮點
自主武器系統(AWS)也許是最具爭議的技術形式之一。然而,自主武器系統的概念并不容易界定,因為它與武器的區別在于自主系統。這就需要采用系統方法來理解什么是自主武器系統。
本文旨在探討如何從系統角度幫助我們理解自主武器系統。本文提出,自主武器系統可以從三個支柱來解釋。首先是系統,從自我調節系統的角度來看,這就引出了第二個支柱,即自治。支撐這些自我調節系統運作的是第三個支柱,即價值觀,表現為法律和道德方面的考慮。英國國防部最近的一些文件揭示了英國對自主武器系統的做法,利用這三大支柱對其進行了探討。這為深入了解與自主武器系統相關的復雜性,以及在界定系統構成要素、自主性性質和價值觀如何制約其使用(尤其是法律合規性和道德判斷)方面所面臨的挑戰提供了豐富的視角。結論是,三大支柱為理解其他形式的自主技術系統的復雜性提供了一個有用的框架。
自主武器系統是自主技術的一種形式,包括自主陸地飛行器(Nemoto 等人,2023 年)、自主空中飛行器(如 Mohamed 等人,2020 年;Ili? 等人,2022 年)、自主海上飛行器(Tijan 等人,2021 年)以及自主太空飛行器(D?rflinger 等人,2019 年)。然而,自動駕駛的特點引發了一系列廣泛的問題,包括經濟、社會和環境影響;技術挑戰、基礎設施要求、測試標準和網絡安全;可靠性、維護和安全性挑戰;道德泥潭;法律和政策挑戰(Kumar 等人,2022 年)。此外,這些技術的應用還能為 “人類帶來更大的福祉”(Omohundro,2014 年)。奧莫亨德羅對人類福祉的關注承認,這些技術可能有意無意地具有反社會性和危害性。事實上,對自動駕駛汽車的追求已經揭示了它們作為殺人機器的潛力,并引發了問責問題,2018 年亞利桑那州就報道了一起自動駕駛汽車致死事件(Gibbs,2018 年;Zhou 和 Sun,2019 年;BBC,2020 年)。既然自動駕駛技術總體上預計不會對人類造成傷害,但它們也可能對人類造成傷害,那么我們對其設計、部署和使用方面需要考慮的一系列問題了解多少呢?
自主武器系統(LAWS)是一類特殊的自主技術,它們具有爭議性,因為其中有一種特殊類型的技術在設計之初就帶有殺人的意圖,這就是致命自主武器系統(LAWS)。因此,它們的使用引發了許多學術和政治辯論。考慮到所提出的各種問題,如果能以一種有意義和連貫的方式將這些問題概念化,那么我們建議這將有助于我們理解以非攻擊性方式出現的其他形式的自主技術。然而,理解自主技術和 AWS 的出發點是確定什么是技術。
這一思路表明,自主武器系統有三大支柱。首先是系統(如感知、效率和可預測性問題),它是不同要素的復雜組合,具有適應性。其次是自主性問題(如戰略問題),但這是一個模棱兩可的術語,自主性分布在整個系統中。自主性與人為干預有關,而人為干預本身可能在整個系統中各不相同,但人為干預引入了價值觀(如問責制),這些價值觀是決定在何處、何時、如何以及為何采取行動的基礎。
系統可以被視為一個實體,由相互作用的各種要素構成。它既可以被視為一個存在的實體,也可以被視為一個 “整體 ”的概念或 “心理建構”(Espejo,1994 年)。兩者都需要區分系統內外的界限。計算機 “系統 ”就是前者的例子。筆記本電腦是一個黑盒子,它可以被視為一個系統,但如果沒有提供電源、軟件、連接等要素,它是不存在的。事實上,它的存在完全歸功于設計和使用它的人類。社會技術系統“(Trist,1981 年)、”社會技術成分“(Molina,1990 年;Molina,1997 年)和 ”社會物質組合"(Suchman,2007 年;Orlikowski 和 Scott,2008 年)等概念都體現了這種人類-人工制品的配置。對系統邊界的定義是一種概念上的區分,有助于理解關注的焦點。
系統的配置性意味著有界元素是以某種方式組織起來的。這種組織有兩個方面,即操作領域和信息領域。運行域側重于實體網絡及其關系。自然界中的生物體是一個自足的物理實體,從這個意義上說,它是一個封閉的系統。然而,它在信息上對來自外部的信號是開放的,這些信號經過處理后,在機器中表現為數據,在人類中表現為認知。因此,一個系統既可以被視為操作上的封閉系統,也可以被視為信息上的開放系統(Espejo,1992 年)。
此外,系統的有界性意味著存在某種形式的區分,這種區分使包含在邊界內的事物被識別為屬于系統,而邊界外的事物則被排除在外。從這個意義上說,每一個系統都有一個可以被識別的身份(如一個人的行業或職業,或一件人工制品的分類),并有可能是獨一無二的(如一個人的護照號碼或一件人工制品的序列號)。
此外,鑒于系統是由其邊界定義的,那么就有可能根據系統邊界的概念化來識別系統中的系統。每個系統都有自己的特性,揭示了它是什么,這或許體現在它的名稱上。表示組織不同層次的名稱就說明了這一點。這可能暗示了系統的層級組織,但層級的概念令人聯想到等級。相反,假設每個層級都等同于其他層級,這就導致了對系統的遞歸視角,這也成為了理解系統組織復雜性的一種有用技巧。
圖2所示。AWS的自我調節能力。
任何技術都有一個基本假設,那就是它是有目的的。這意味著意圖。這反過來又意味著,意圖中蘊含著為人工制品賦予目的的人的價值觀。
雖然對價值概念的含義有不同的看法,但可以從規范的角度來看待它(Kluckhohn,1951 年),這意味著某種形式的標準或參照點。那么,作為一種標準,可以將立法制定的標準與構成個人、群體或組織的指導原則并導致自愿自我規范的標準區分開來。無論如何,Taddeo & Blanchard(2022: 2)指出,在與使用自主武器系統有關的法律和道德標準的三個基礎問題上存在共識,即 “尊重人的尊嚴、國際人道主義法(IHL)和國際穩定”,其中國際人道主義法是這場辯論的核心。其基礎是在處理沖突時應秉持公正的理念(戰時法),其核心是區別對待和相稱性(Orend,2006 年)。這凸顯了法律和道德問題,以及參與部署和使用自主武器系統的潛在或實際沖突者的價值觀。
圖3所示。展開部署和使用自主武器系統的組織復雜性。
本文是探討美軍未來作戰網絡——聯合全域指揮與控制(JADC2)——的系列文章中的第一篇,探討了作戰網絡對現代軍事行動的重要性,并提出了構成作戰網絡的五個功能要素框架。該框架為概念化和比較現有系統和擬議的新能力提供了一個共同基礎,即它們如何為 JADC2 做出貢獻。該系列的第二份簡報探討了國防部(DoD)在為未來部隊設計作戰網絡時必須考慮的因素,包括作戰限制、戰略和政策問題以及替代性獲取方法。
圖 1:作戰網絡五大功能要素示例圖
本文提出的框架將作戰網絡的組成部分分為五個功能要素,如圖 1 所示。在每個功能要素中,人員、流程和工具(即技術)的組合制約著該要素的工作方式以及它在整個作戰網絡中所能提供的能力。網絡中的每個要素都可以包括多種類型的平臺和有效載荷,其中一些平臺和有效載荷可以同時隸屬于多個功能要素。例如,E-3 預警飛機可以是作戰網絡中傳感器和處理功能要素的一部分,因為它裝有用于探測和跟蹤飛機的強大雷達,以及實時處理和分析數據所需的計算機系統和人員。
傳感器要素的功能目的是收集戰斗空間內發生情況的數據。這些數據可用于探測部隊并確定其地理位置、識別參與方或參與對象、描述所使用部隊的活動或類型,以及跟蹤在戰場上移動的部隊。傳感器要素還可用于評估所采取的行動的效果,即通常所說的戰損評估。數據收集的目標可包括敵軍、友軍和非戰斗人員,而傳感器要素最重要的作用之一就是區分這些目標。操作人員可以使用各種傳感器技術來獲取所需的數據。主動傳感器,如主動掃描雷達和聲納,發射能量源并測量物體反射回來的能量,以確定其位置、大小、相對運動或其他特征。被動傳感器,如光學和紅外攝像機或被動雷達和聲納,則依靠收集物體發射的能量或自然源反射的能量。主動傳感器有可能被對手探測到,并泄露傳感器的位置和使用方式,而被動傳感器則可以在較低的被探測概率下工作。
作戰網絡的通信要素往往最受關注,因為它提供了在系統和操作人員之間傳遞信息的數據鏈路。傳輸的信息可包括語音、視頻、單向數據廣播或雙向數據鏈路。來自高保真傳感器的原始數據通常需要高數據速率的通信鏈路,而壓縮數據、處理過的數據或遙測數據則可以使用低得多的數據速率。
處理要素可能是戰斗網絡中最容易被忽視但又極其重要的功能要素之一。處理要素用于分析、匯總和綜合各種傳感器來源的數據,為決策提供依據。例如,必須對來自合成孔徑雷達系統的原始數據進行處理,以生成雷達圖像,并識別戰斗空間中感興趣的目標或運動。處理還可用于在傳輸前壓縮數據,過濾或標記決策者可能感興趣的數據,以及生產特定的情報產品。例如,商業公司已開發出分析衛星圖像的算法,用于計算停車場的汽車數量或某一區域的船只數量。重要的是,處理要素的輸出有時可能是一組數字(帶有統計置信參數),而不是圖像或定性評估。
決策要素可能是作戰網絡中最重要的部分,因為它是將信息轉化為行動的地方。在哪里決策、如何決策以及誰參與決策,都取決于正在考慮的行動類型。在可預見的未來,重大決策(如使用致命武力)很可能會在一定程度上涉及“人在環內”,而這在歷史上一直是作戰網絡中大多數決策的默認方式。人在回路中的決策仍可涉及多種形式的計算機輔助或人工智能和機器學習(AI/ML)增強流程,以便更好地為決策提供信息并加快決策過程。
戰斗網絡的第五個也是最后一個要素是將信息轉化為戰斗空間中的效果。這些效果既包括對敵軍造成物理傷害或摧毀的動能火力,也包括電子戰、定向能武器或網絡攻擊等非動能火力。聯合作戰的一個關鍵部分是在時間和地點上跨域協調這些效果的能力,以便在對友軍和非戰斗人員造成最小風險的情況下對對手產生預期效果。作戰網絡就是實現這種協調的方式。跨域效應--即一個域的部隊對另一個域的部隊發起攻擊--是利用不對稱優勢和使對手失去平衡的一種特別有效的方式。1991 年第一次海灣戰爭初期的空襲行動就是一個典型的例子,美軍利用其在空中和太空的優勢,在地面取得了比地面部隊單獨作戰更大的效果。
盡管面臨已查明的挑戰,但許多國家仍在發展以人工智能(AI)為關鍵組成部分的所謂多域作戰。現代軍事行動凸顯了更新戰斗管理和跨域通信的必要性,這也是聯合全域指揮與控制(JADC2)原則的核心。人工智能的潛力顯而易見,在自主平臺徹底改變戰爭的同時,也給指揮與控制(C2)帶來了復雜性,這也反映在能力發展上。本研究為軍事能力的系統分析確定了合適的概念,并以此為起點,在所描述的背景下形成了 C2 能力發展框架。確定了一系列概念:戰斗力、戰斗力、聯合功能、作戰功能、戰斗力要素、作戰能力、DOTMLPF(I)、TEPIDOIL、能力的基本投入、發展防線和軍事力量。研究報告還強調了這些概念的系統性,并簡要指導讀者如何將問題與合適的概念相匹配。
圖 1:使用設計邏輯模式說明聯合功能/作戰功能/戰斗力要素在軍事力量設計中的作用。
目前,許多國家都在推進其掌握多域作戰的軍事能力。在空中、海上、地面和網絡等多個軍事領域開展軍事行動極為復雜,因此需要更新作戰管理方法及其相關的指揮與控制(C2)框架。這種 C2 框架的設計使指揮官能夠同步協調行動,打擊所有領域中大量移動的敵方目標。目前,由于指揮和控制系統的過時,要在速度和可接受的損失或附帶損害風險的情況下完成此類行動具有挑戰性。在這種情況下,人工智能(AI)是一項具有巨大潛力的新興技術,同時也帶來了巨大的挑戰和相關風險。在人工智能的支持下,自主武器系統的發展對指揮和控制的執行提出了新的挑戰。研究強調,如果指揮官不能完全理解人工智能系統的行動,就會面臨重大風險。我們認為,要從新興技術的潛力中獲益,同時從道德、文化和法律的角度塑造社會可接受的軍事能力,就需要對 C2 的發展采取全面的方法。對軍事能力概念形成適當的理解是重要的第一步。
雖然能力是國防和安全部門評估和決策的核心,但對這一術語的理解似乎存在很大差異,從而阻礙了學者或專業人員之間富有成效的交流。Lindbom 等人對與風險管理相關的科學文獻中的定義進行了深入研究。他們發現,能力一詞經常被使用,但卻很少被定義。不過,他們還是列出了與其研究領域相關的 13 個定義。他們的結論是,有些定義似乎將能力等同于資源。其他定義則側重于解決任務或實現目標的能力。在信息系統領域,能力已被納入許多企業架構框架。在該領域使用能力概念的共同目的是對組織實現意圖的能力進行建模,有時還與能力和具體情況相結合。有關在這些框架中使用能力的更多詳情,請參閱 C.f.。
但是,技術與軍事能力概念有何關系?在評估或決定如何應對軍事威脅時,我們認識到技術是一個重要方面。然而,僅有技術顯然是不夠的。技術的整合需要一個包含理論、戰略、領導結構、方法和其他要素的框架。有了系統方法,我們就可以將問題情境視為一個社會技術系統,包括一個潛在的軍事對手,其人員的裝備、訓練和組織都是為了對我們執行其領導意志。相應地,我們也可以將自己的軍事力量視為一個由我們自身相互作用的社會和技術成分組成的應答系統。有關系統模型的詳細介紹,請參見 Lawson。有了這種觀點,就可以根據整個反應系統在與情況系統交戰時的預期效果來做出決策,從而降低嚴重次優化的風險。這等同于根據預期如何影響解決軍事任務的整體能力來做出決策。因此,如果從社會技術系統的角度來看待軍事領域的問題,那么明智的做法是從與解決任務或實現目標的整體能力相關的軍事能力定義入手。這樣的定義也與 “有能力的品質或狀態 ”或 “做某事所需的能力或品質 ”等詞匯定義相一致。下面將討論幾個有用的定義。
假設可以同意,對軍事力量的評估歸根結底是評估其在某種情況下的能力。下一步就是分析當前的問題。這可能涉及以下問題:如果我們選擇這種行動方案,會對能力產生什么影響?或者,如果我們開發和采購這種裝備,會對能力產生什么影響?或者,如果我們這樣組織,會對能力產生什么影響?根據問題的性質,分析需要一個相關的概念,即構成能力的要素有哪些,以及這些要素之間如何關聯的有效理論。從社會技術角度看待能力意味著承認能力由社會和技術兩部分組成。由此可見,要正確理解能力,我們必須讓社會科學和工程學科(如信息系統工程)的研究人員和觀點參與進來。如果缺乏對他人觀點的理解,就有可能阻礙富有成果的對話,從而導致設計不當的系統和能力解決方案。
本研究是為發展軍事指揮與控制能力而建立社會技術系統框架的起點。下一節(第 2 節)介紹了我們的研究方法。第 3 節介紹了我們對軍事領域概念的回顧,第 4 節進行了總結性討論。
第一人稱視角(FPV)無人機已成為戰爭中的主要干擾因素,顛覆了人們對優勢兵力的假設。
圖:手持 FPV 無人機的 501 陸戰隊步兵。圖片:烏克蘭國防部。
武器化的第一人稱視角(FPV)無人機是單向攻擊武器嗎?嚴格來說不是。FPV 的使用在 2023 年呈爆炸式增長,因為其設計形式比傳統的民用四旋翼無人機更便宜,也更容易大規模生產,并配備靈活的炮塔式傳感器。FPV 格式正越來越多地應用于非單向用途。例如,烏克蘭的 “狂蜂”(Wild Hornets)非營利組織率先推出了可重復使用的俯沖轟炸無人機,這種無人機可釋放 5 磅重的彈藥,通常可執行 10 到 30 次任務,然后才會丟失。
烏克蘭 Wild Hornets 組織根據烏克蘭第 54 機械化旅指揮官的要求,經過三個月的瘋狂研發,研制出了 15 英寸機身的 Queen Hornet(“大黃蜂女皇”)。其目的是填補小型 FPV “自殺式”轟炸機和昂貴的 “巴巴亞加 ”重型轟炸機之間的空白。首選目標:可抵御小型 FPV 彈藥的堅固陣地。
但作為一種超大型 FPV,“大黃蜂女皇”21 磅有效載荷已被證明可用于許多其他用途。其有效載荷能力可用于戰場投送任務、遠程布雷、15.5 英里射程的通信中繼,還可作為無人機運載工具,攜帶兩架 FPV 無人機,將打擊范圍擴大 70-80%。這使較小的 FPV 有可能接近更有價值的目標,如火炮和防空系統。Wild Hornets 使用三分之二的本地組件制造“大黃蜂女皇”,每架售價 1000 美元,到 2024 年 7 月將交付 100 多架,還有同樣數量的 “女王大黃蜂 ”正在組裝中。有效載荷能力兩倍的第二代 “大黃蜂女皇”正在研發中。
圖:FPV 無人機攔截俄羅斯 Supercam S350。圖片: 烏克蘭國防部。
到 2023 年末,俄羅斯的 FPV 產量開始大幅超過烏克蘭,有可能扭轉烏克蘭的主要優勢。但在冬天,俄羅斯和烏克蘭的說法都表明,烏克蘭無人機操作員以某種方式實施了新的戰術和技術,以俄羅斯無法比擬的方式大幅減少了電子戰(EW)造成的損失,恢復了烏克蘭的優勢。
技術解決方案在多大程度上促成了這場革命仍然是個秘密,但俄羅斯人的說法表明,烏克蘭的戰術和組織改革發揮了很大作用。
CNAS 分析師塞繆爾-本戴特(Samuel Bendett)在寫給 IUS 的信中說:"烏克蘭無人機仍然受到俄羅斯系統的干擾。但烏克蘭情報部門很可能能夠識別俄羅斯的干擾頻率,并'繞開它們'飛行,或者低于或高于它們。”
據報道,烏克蘭無人機操作人員以某種方式開始每隔幾周對無人機控制頻率進行協調更改。當俄羅斯預警機操作員意識到這一變化并重新調整干擾頻率時,烏克蘭的另一個頻率變化又會出現,貓捉老鼠的游戲繼續進行。
雖然俄羅斯的預警機仍會造成損失,但據稱其有效性已經降低。與此同時,據報道,俄羅斯龐大的 VT40 FPV 無人機庫存顯示出了有限的頻率演進能力,至少可以暫時躲避烏克蘭的干擾,這讓競爭對手俄羅斯 FPV 制造商嗤之以鼻。
噴射鋁熱劑的“龍式”無人機: 9 月初,多支烏克蘭部隊發布了視頻,視頻中顯示梟龍無人機向俄軍塹壕噴射火云和煙霧--實際上是熱敏燃燒彈--持續時間長達 20 秒。這種攻擊不太可能造成直接傷亡,但可以點燃俄軍防御陣地用來掩護撤退的樹線。僅一周后,俄軍就用自己快速簡易的“龍式”無人機進行了反擊,但效果并不明顯。
觸發壓力地雷的震蕩炮:俄方稱烏克蘭部署了 Artemida 地震脈沖發生器,可發出模仿腳步聲的聲波脈沖來觸發獵人集束地雷。
機載地雷探測器: 無論是在戰術上還是在戰后長期,排雷都給烏克蘭帶來了棘手的問題。將無人機應用于雷區探測/偵察的實驗越來越多,既可以利用計算機視覺和圖像匹配進行光學探測,也可以使用傳統的金屬探測器,如 Bravel ST1。
飛行克萊莫地雷:傳統上,克萊莫地雷安裝在彈體上,一旦啟動,彈片就會以 60 度的弧線向敵方發射,造成致命傷害。烏克蘭已組裝了可飛行的克萊莫無人機,可在對峙狀態下使用這種地雷進行攻擊,其仰角優勢甚至可對戰壕掩體后的部隊進行大面積向下殺傷攻擊--俄羅斯也測試過這種地雷,但尚未觀察到使用這種有效載荷的情況。它們落在掩體入口附近,以伏擊任何出來的人。
中世紀風格的三角釘(Caltrops):視頻顯示,烏克蘭無人機在夜間飛到俄軍防線后方,向補給道路上噴射數百枚帶刺的三角釘彈--這種武器可追溯到古代,用于絆倒騎兵,現在則被用來撕碎輪胎。第二天,俄羅斯社交媒體賬戶對后勤車輛的高減員率表示遺憾,稱炮兵和自殺式的 FPV 瞄準了無法動彈的輪式車輛和縱隊。無人機-三角釘(Caltrops)組合是 2019 年在中國舉辦的一次博覽會上首次提出的。
熱壓無人機: 溫壓武器對密閉空間內的人員殺傷力極大,烏克蘭在無人機上安裝了溫壓武器,用于摧毀被遺棄的車輛,最近還用于殺傷建筑物和防御工事內的部隊--通常是先用雷管彈藥在屋頂上炸開幾個洞。爆炸導致建筑物倒塌或從內向外瓦解。
無人機布雷: 重型垂直升降無人機和 UGV 越來越多地承擔起掃雷任務,既在無人區的前進道路上掃雷,也深入敵后 9 英里,攔截用于補給和增援的道路。
反坦克制導導彈(ATGMs): 反坦克導彈的設計目的是飛得更遠并殺傷坦克。不過,發射人員無法在飛行途中控制線引武器,這就失去了它的作用,但這種方法似乎可以通過使用不同制導方式的導彈來實現,從而使反坦克導彈能夠從意想不到的角度發動攻擊。烏克蘭可能已經在 “巴巴亞加 ”無人機上安裝了反坦克導彈。
無人機航母: FPV自殺式無人機不可避免地存在航程限制--可以通過在重型無人機上搭載小型無人機系統來擴大攻擊范圍,從而克服這一缺陷。
"偵察兵"是烏克蘭已知最早的自主攻擊無人機系統之一,結合了可重復使用的目標捕獲無人機,通過集成的自殺式FPV指揮攻擊。據稱,它的圖像匹配算法可以識別 64 種不同類型的軍事裝備,即使是偽裝的,并將人工智能對 ID 和目標坐標的置信度傳回操作員。
這就縮短了從視覺情報中挑選目標的時間,加快了殺傷鏈。然后,操作員可以發射 FPV 無人機,由 “偵察兵 ”指揮瞄準目標。不過,Sakers 也已經在 2023 年秋季執行了數量有限的完全自主攻擊任務。
用戶界面截圖顯示,“偵察兵 ”的視覺系統往往會在可疑ID(被認為是坦克的房屋)上閃爍,但隨后會迅速丟棄誤報。偵察兵 "的最大射程為 7.5 英里,有效載荷可達 6.6 磅,其中可包括一個紅外攝像機。它可以利用慣性導航和陸標目視導航,在全球導航衛星系統拒絕的情況下進行作戰。
直升機無人機在烏克蘭上空的首次空對空較量可追溯到 2022 年,首選技術是從上方撞擊對手的旋翼。無人機通常缺乏探測從其后方和上方接近的威脅的能力。
冬天,包括 Fortem 的 “無人機獵手”、“安杜里爾鐵砧 ”和 “MARSS 攔截器 ”在內的西方尖端無人機攔截系統在烏克蘭進行了積極的實戰測試。它們成功擊落了 Shahed 和 Oral 無人機,但其活動仍處于保密狀態,沒有公開發布任何錄像。
2024 年 4 月,烏克蘭的 “勇敢者 1 號 ”無人機孵化器征集能夠以 66-93 英里/小時的速度在 5000 英尺高空攔截目標的本土攔截無人機。
隨著速度的加快,情況發生了驚人的變化:很快,雙方,尤其是烏克蘭,發布了越來越多的無人機空對空蓄意殺傷的視頻。敏捷的 FPV 確實可以優化用于撞擊和摧毀更大、更有價值的中型固定翼和重型垂直升降無人機。最后,在此前幾次嘗試失敗后,FPV自殺式無人機于7月31日擊落了一架俄羅斯米-8直升機,隨后又于8月撞上一架米-28攻擊直升機。
“雙方都在努力發展有機無人機攔截能力,"本迪特告訴《國際先驅導報》。“這是一種新興能力,但俄羅斯人說,烏克蘭人已經有了一套跟蹤和瞄準俄羅斯ISR無人機的系統,這表明烏克蘭人在這個問題上采取了系統性和全戰線的方法。”
烏克蘭的 “狂蜂 ”組織發布的影片顯示,他們使用價值 725 美元的定制攔截器擊落了 115 架俄羅斯固定翼無人機,這種攔截器裝有特殊電池,可觀察到至少 15 分鐘的續航時間,還裝有攝像頭和指令引爆彈頭。受害者包括 “柳葉刀”自殺式無人機,以及 Orlan、Supercam 和 Zala ISR 無人機--所有這些無人機的價格都要昂貴許多倍。要殺死 115 架能煽動破壞性間接火力的無人機,意味著要花費 83375 美元,這與一枚地對空導彈的價格相差甚遠。
據報道,空對空無人機作戰技術也被納入了俄羅斯的一些訓練課程。俄羅斯的無人機攔截機特別關注烏克蘭的 “巴巴亞加 ”重型轟炸機,其中一些明顯安裝了加長的鋼絲輻條,可以從背后將敵方無人機串起來。
攔截無人機并不是要掃除天空中的所有威脅,而是要在漫長的消耗戰中發揮自己的作用。也許未來武裝部隊可以尋求發展一支規模足夠大、分布廣泛且組織嚴密的無人機攔截機隊,并與地面防御系統集成,從而在戰場上取得決定性的無人機優勢。
然而,由于中小型無人機成本低、消耗小、可觀察性差,這可能無法實現。更容易實現的可能是在某一特定區域的短期無人機優勢,就像烏克蘭入侵庫爾斯克的頭幾天所做的那樣,以促進實現有時間限制的作戰目標。
無人機是致命殺手--但與大炮轟擊或快速噴氣式飛機空襲不同,攻擊者和受害者之間存在溝通的可能性。士兵有時會向無人機投降,這種現象最早出現在 1991 年的海灣戰爭中。雖然此類事件是在特殊情況下發生的,但烏克蘭軍方已經制定了便于向無人機投降的程序,并在某些情況下使用無人機將投降的士兵安全地引導到事先安排好的抓捕點。一些專門裝備的無人機安裝有揚聲器和麥克風,可向投降的敵人提供指令。據報道,最近,無人機在庫爾斯克協助抓獲了 100 名俄羅斯士兵。
Baykar Makina 的 TB2 Bayraktar(在土耳其語中意為 “標準帶頭人”)戰術無人機在 2020 年和 2022 年被阿塞拜疆和烏克蘭使用后聲名鵲起。
盡管在媒體上曝光率頗高,但 TB2 仍是一款性能一般的無人機,有限的單元成本和一系列專用彈藥抵消了這一不足,使其成為適合高強度作戰限制的系統。
Bayraktar 是五十年前啟動的土耳其國防工業自主化戰略的成果。它為諸如技術上和政治上更雄心勃勃的 Ak?nc? 和 K?z?lelma 無人機等項目奠定了堅實的基礎。
土耳其無人機還被安卡拉用于針對非洲和中亞新伙伴的外交戰略,或用于穩定其在中東和歐洲的緊張關系。
圖 1:TB2 Bayraktar 的理論性能統計數據
TB2 的有效載荷不到 100 千克,巡航速度為 130 千米/小時,理論自主飛行時間為 27 小時,是一種能力有限的小型中空無人機。它的低速使其在防空系統飽和的戰場上很容易受到攻擊,盡管這也使其不易被雷達探測到。它的自主性也因缺乏衛星鏈接而受到限制,被迫停留在距離控制站 150 公里的半徑范圍內。不過,它的重量相對較輕(空載時為 450 千克),翼展為 12 米,可折疊,便于陸路運輸,因此抵消了這些限制。
此外,TB2 的能力構成了一個連貫的生態系統的一部分:其較小的有效載荷由合作伙伴土耳其 Roketsan 公司開發的一系列輕型彈藥來彌補,包括激光制導的 “智能微型彈藥”(Mini Ak?ll? Mühimmat,簡稱 MAM)以及 2010 年代初開發的輕型反坦克和殺傷人員導彈,最初設計用于武裝直升機。
TB2 無人機的單價不到 500 萬美元,性價比很高。由于其開發成本顯然已通過出口合同收回,Baykar 公司已宣布計劃在 2023 年將其生產能力從每年 300 架提高到 500 架,這表明單價可能會降低。
圖 1:TB2 Bayraktar 的出口和前景
TB2 于 2016 年首次用于打擊土耳其境內的庫爾德獨立運動。土耳其在敘利亞北部的一系列行動中多次部署了該型戰機,它為地面部隊的推進提供支持,在行動區上空保持持續的武裝存在,同時由留在邊境另一側安全地帶的作戰飛機進行掩護。
2016 年至 2019 年期間,土耳其在敘利亞東北部開展了多次行動,在此期間,土耳其完善了將偵察和打擊能力與更系統的動能部署相結合的做法,這與西方國家使用此類無人機的做法有所不同。由于結合了 ISR 和打擊能力,它可以立即打擊發現的目標。土耳其武裝部隊--陸軍、海軍、憲兵、海岸警衛隊司令部、安全部隊和情報部門--有 200 多架 TB2 在服役,在敘利亞行動中系統地使用無人機也使土耳其得以彌補 2016 年未遂政變后飛行員被大規模清洗的損失。600 名作戰飛行員中有近一半和一些高級軍官被撤職,這使空軍失去了經驗豐富的參謀人員,削弱了其常規的軍種間作戰能力。
2019 年,利比亞戰場成為土耳其部隊以外的行為體部署 TB2 的主要舞臺,在這種情況下,是駐扎在米蘇拉塔和的黎波里的 “政府民兵”,他們正在與哈夫塔爾將軍的部隊作戰。它被用來摧毀敵方的防空系統,特別是阿聯酋提供的 Pantsir,還通過執行大量攔截任務彌補了利比亞炮兵的弱點。然而,在空中和地面損失的大量無人機不僅證明了交戰的激烈程度,也證明了系統本身的脆弱性。土耳其在利比亞的無人機雖然沒有改變戰略游戲規則,但也構成了足夠嚴重的威脅,使俄羅斯決定加強其利比亞合作伙伴的防空能力。
2020 年,在納戈爾諾-卡拉巴赫沖突期間,TB2 開始受到更多主流媒體的關注。阿塞拜疆部署了在沖突前不久購買的約 20 架 TB2,這表明土耳其操作人員可能參與其中。在部署 TB2 的同時,還部署了一系列系統,從以色列的哈羅普(Harop)隱蔽彈藥到用作誘餌對付亞美尼亞防空系統的無線電遙控民用飛機。一旦空域爭議減少,TB2 型飛機再次被用于執行摧毀敵方防空系統以及打擊和攔截地面部隊的任務。因此,TB2 的貢獻必須與其他系統的貢獻一并考慮,但它凸顯了西方庫存中反制措施的相對缺乏。
土耳其國防工業目前取得的成功,是其 50 年前實行的軍事采購自主化政策的結果。在國力穩步提升之后,土耳其現在已經能夠滿足自身的大部分需求,并正在尋求開發其仍然缺乏的更復雜的組件。Bayraktar 的成功使其成為軍用無人機領域迅速發展的跳板,更快、更持久、有效載荷更大或可在直升機載體上操作的無人機項目正在籌備中。
圖 2:TB2 Bayraktar 的歷史年表
自古以來的戰爭史都強調比敵人看得更多,了解更多的能力。戰爭的成功在很大程度上取決于這種能力。打敗拿破侖的威靈頓勛爵曾經說過:“我總是夢想著如何能看到山那邊的情況,以便部署我的部隊。”這正是機載預警和控制系統(AWACS)的意義所在:遠眺和俯瞰的能力。當前的斗爭就是要搶占高地,掌握對作戰地形的最佳視野。在 21 世紀的戰爭中,機載預警(AEW)已成為任何現代作戰部隊不可或缺的工具。“西方把戰爭技術的這些變化稱為軍事革命,而其他人則稱之為戰爭轉型"。
機載雷達系統通常被稱為 AEW 系統。這些系統可以安裝在系留氣球、飛艇以及不同類型和大小的飛機上。這些飛機包括直升機和運輸機。預警機的數據總是與防空網絡下聯,以便有效地執行指揮和控制功能。AEW 平臺上的指揮和控制能力使 AEW 從機載預警和控制 (AEW&C) 飛機發展成為全面的機載預警和控制系統 (AWACS)。預警飛機的目的是在時間和空間上同時協調復雜、多樣的空中行動。換句話說,與 AEW 不同,AWACS 是一種具有多種能力的飛機,設計用于戰略和戰術監視,在幾種不同的作戰條件下,完全自主或通過地面鏈路指揮和控制自己的攔截機、地對空導彈(SAM)和防空炮。
早期預警(EW)不足以啟動迅速的防空(AD)反應是防空(AD)的一個主要限制因素。隨著現代雷達、山地雷達、航空浮空器和預警機/AEW&C 飛機的引入,預警問題已經得到解決。現在需要對這些平臺提供的信息進行實時處理,以啟動迅速、正確的反導響應。現代飛機的機載航空電子設備能夠近乎實時地接收這些信息。預警機就是這樣一個平臺,它不僅能加強空中預警,還能發揮從空中作戰到電子情報等多種作用。隨著 AWACS 進入世界各國空軍,整個空中作戰概念發生了翻天覆地的變化。在現代戰爭中使用空中預警系統表明,技術發展非常迅速,由此產生的空中行動范圍也非常廣泛。
第二次世界大戰后,AEW 系統僅用于海軍部隊監視敵艦。朝鮮戰爭期間,AEW 系統被用于打擊支援、預警和攔截控制。此外,在 1982 年的貝卡谷地行動中,作為一種綜合電子支援措施(ESM),電子戰和空中攔截控制作用也得到了發揮。E3A Sentry 是 1977 年美國空軍(USAF)引進的第一種預警機,從那時起,在各種軍事沖突中使用預警機所獲得的經驗和技術革命使其發展成為一種戰場和空域管理平臺。從那時起,預警機不僅促成了許多行動,而且還成為這些行動的關鍵策劃者,如海灣戰爭、利比亞危機,以及最引人關注的擊斃本-拉登的 “海王星之矛 ”行動。現代預警機是全面規劃和執行國防的戰略平臺。因此,作為戰斗空間的實際協調者,它已獲得了巨大的意義。因此,預警機作為 “使能者 ”的作用已變得越來越重要,并承擔起了 “戰斗空間協調者 ”的重任。
本研究為基于人工智能的復雜作戰系統的運行和開發建立了 MUM-T 概念和分類系統。分析了該系統的核心方面:自主性、互操作性和程序級別。人工智能 MUM-T 可提高有人駕駛系統的生存能力、擴大其作戰范圍并提高戰斗力。利用美國和英國正在建造的人工智能 MUM-T 綜合作戰系統的數據,分析了技術挑戰和項目水平。目前,MUM-T 處于有人駕駛平臺和無人駕駛飛行器平臺復合運行的水平。從中長期來看,無人地面飛行器、無人水面飛行器和無人水下飛行器等異構平臺之間的互操作通信是可能的。根據人工智能 MUM-T 系統之間互操作性的通用架構和標準協議的發展水平,MUM-T 可以從 "1 到 N "的概念發展到從 "N 到 N "的各種操作概念組合。本研究與現有研究的不同之處在于,MUM-T 系統中體現了第四次工業革命的核心技術,如人工智能、自動駕駛和數據互操作性。此外,通過在現有的無人系統分類法中體現人工智能和自主性,建立了人工智能支持的自主 MUM-T 操作和設施分類系統,并在此基礎上對級別和程序進行了分析。
本研究確立了有人無人協同作戰(MUM-T)的概念,目的是操作、開發和利用智能聯合作戰系統。此外,它還分析了互操作性、自主性、挑戰和計劃水平。人工智能支持的自主無人 MUM-T 提高了有人系統的生存能力,擴大了作戰范圍,并顯著提高了作戰效率。與以往不同的是,MUM-T 的概念正隨著人工智能的發展而不斷擴展,互操作性和自主性也在相應提高。美國和北大西洋公約組織(NATO)國家提出了未來防御領域的挑戰,并在無人系統(UMS)和 MUMT 層面開展了解決這些挑戰的計劃。本研究分析了自主 MUM-T 聯合作戰系統的運行和使用所面臨的技術挑戰和計劃水平,并介紹了基本要素技術。研究方法基于現有定義和第四次工業革命建立了 MUM-T 概念。并利用北約、美國和英國的數據分析了互操作性、自主性、挑戰以及技術和利用方面的計劃水平。
圖 2 基于 NIST 和北約分類標準的人工智能自主 MUM-T 系統分析
美國防部(DoD)對 MUM-T 的定義各不相同。美國 陸軍無人機系統卓越中心(UAUCE)將有人駕駛平臺和無人機視為單一系統。有人系統和無人系統(如機器人、傳感器、無人飛行器和作戰人員)的集成增強了態勢感知、殺傷力和生存能力[1]。國防部將這種關系視為執行共同任務的綜合團隊,美國陸軍航空卓越中心(UAACE)將其定義為同時操作士兵、無人機和無人地面飛行器(UGV),以提高對態勢的了解和生存能力[2]。它采用了標準化的系統架構和通信協議,使來自傳感器的精確圖像數據能夠在整個部隊中共享。目前,它在國防領域的應用最為廣泛。陸軍航空動力局(AFDD 2015)將其定義為:為每個系統提供特殊功能,使現有有人平臺和無人資產能夠合作完成同一任務。這是一種規避風險的方法,通過從空中、陸地和海上無人系統向有人資產傳輸實時信息,提高單兵作戰人員的態勢感知能力[3]。圖 1 是戰場上 MUM-T 系統的層次示意圖。
在世界經濟論壇(WEF)議程的第四次工業革命(Fourth IR)之后,數字化(I2D2)作為一項核心技術被提出。這些技術在未來科學中具有自主、分析、通信和邊緣計算的特點。該技術的特征組合構成了自主系統和智能體(智能+分布式)、擴展領域(互聯+分布式)、作戰網絡(互聯+數字化)、精確作戰領域(智能+數字化)。智能人工智能將改變戰爭的格局,而數字數據的可用性將使分布式和互聯(自主)系統能夠進行分析、適應和響應。這些變化反過來又可能通過預測分析支持更好的決策。
北約(2020 年)以第四次工業革命的核心技術特征及其組合為導向,構建復雜的作戰系統[4-6]。美國國防發展機構(ADD 2018)認為,MUM-T 復雜系統是一種無人作戰系統,可以補充或替代作戰人員的能力,以最大限度地提高作戰效率,最大限度地減少戰場情況下的人員傷亡。它被定義為以一種復雜的方式操作包括戰斗人員在內的有人作戰系統的作戰系統[7]。考慮到美國國防部(2010)、北約(2020)和 ADD(2018)的定義,人工智能支持的自主 MUM-T 復雜作戰系統(以下簡稱 "自主 MUM-T")和 OODA 循環如表 1 所示[1,5,7]。本研究所指的 MUM-T 復合作戰系統通過聯合指揮與控制,在空中、地面、海上、太空、網絡和戰爭等所有領域提供觀察、分析和控制,可通過整合/連接所有軍事力量的有人和無人系統進行操作。它被定義為 "根據決策和行動執行聯合行動的作戰系統"。
圖 3 北約 STANAG LOI 5 和自主邊緣計算 MUM-T 互操作水平設計
作者:Dmitry Filipoff
各部隊之間的密集火力作戰本質上是聯合作戰的一種功能。單個平臺應在其所適合的大規模發射計劃的大背景下加以理解,而大規模發射計劃則應理解為多種平臺類型的綜合集成。這些相互支持的關系不僅僅是增加導彈數量以提高火力。相反,不同平臺相互配合,彌補彼此的戰術弱點,構成的聯合武器威脅遠比不同平臺單獨構成的威脅更具殺傷力。
通過組織兵力倍增關系,聯合作戰還突出了關鍵的依賴關系。聯合作戰往往意味著一種平臺類型必須允許其作戰選擇受到另一種平臺類型的限制,這樣它們才能協同作戰。通過了解不同類型的平臺如何相互配合進行大規模火力攻擊,作戰行為可以變得更可預測,包括對對手而言。但對己方部隊來說,作戰行為也更容易預測,這可以增強這種作戰形式的理論凝聚力,因為在這種作戰形式中,跨平臺的流暢性和協調性尤為重要。
現代戰爭的作戰概念可能會側重于拆散這些關系,以獲得對對手的影響力。細節上的失敗通常被認為是小分隊成為敵軍的獵物,但也可能是同質的部隊組合成為敵軍的獵物,敵軍不對稱地利用了特定平臺的弱點,而這種弱點本可以通過聯合作戰關系得到緩解。通過了解這些關系的目的,部隊可以知道如何利用它們的缺失。
關鍵是要認識到,在建立這些聯合武器關系時,單個平臺社區可能是自己最糟糕的敵人。建立或改革這些關系的行為可能會引發軍種間的摩擦,因為聯合作戰為作戰概念的妥協和耗時的跨軍種部隊發展創造了條件。從歷史上看,聯合作戰辯論有時會產生抵制跨軍種整合的軍種 "純粹主義者"。這些 "純粹主義者 "往往堅信本軍種的能力是自給自足的,他們提出的聯合作戰構想往往是為各軍種劃定在行動上互補但在戰術上分離的活動范圍。
上述根據不同平臺類型的限制來限制選擇的需要,可能會導致不同軍種視對方為拖累或麻煩,而不是力量倍增器。海軍航空兵可能不愿意限制自己的機動范圍,以便為速度慢得多的軍艦提供局部海上滑躍防空和感知覆蓋。軍艦可能不愿意將其深彈倉內武器的釋放權下放給在上空飛行的飛行員,而飛行員可能更有能力提示和指揮遠程射擊。然而,這些關系可能是聯合部隊發展中必須理順的核心作戰需要。美國海軍目前的構想是,讓航母航空隊實施縱深打擊,而水面戰艦則對空中和水下威脅實施相當于球門線的防御,這種作戰方法比真正的一體化聯合作戰關系更為分裂。與針對具體軍種的訓練相比,真正的綜合訓練和演習只占工作周期的很小一部分,這一事實正在強化這一構想。
各海軍艦艇編隊,特別是美國海軍航空兵和水面艦艇部隊已經具備了廣泛的多任務能力,這可能會鼓勵艦艇編隊純粹主義者提出挑戰。如果沒有這種多任務能力,將特種部隊聯合成綜合部隊包的必要性就會更加明顯。但是,這些海軍部隊所具備的多任務能力并不能減輕它們在平臺上的許多基本弱點,也不能從根本上滿足對以發射和抵御大規模火力為目標的聯合兵種關系進行改革的需要。
可以建立一個框架,幫助了解與密集火力有關的各類平臺的優缺點,并了解每個平臺對聯合部隊的獨特貢獻。這一框架可以闡明,當某一類型的平臺因作戰環境或能力不足而無法做出貢獻時,大規模火力的整體計劃可以如何轉變和重組。這一框架還可用于了解孤立的平臺特性,從而了解恢復能力的關鍵因素。了解單個類型平臺的有機能力,可以揭示該平臺的獨立火力潛力、最后一擊以及同質部隊組合的效用。它還能揭示當這些平臺與更廣泛的聯合作戰部隊脫節時如何加以利用。通過對這些能力的單獨了解,可以窺見如果一支分散的部隊分裂成單個部隊集群和單元,還能保留多少有效性。
相關的平臺特性包括但不限于:彈倉深度、就位持續時間、有機傳感、裝彈速度、接近戰艦目標的能力以及機動速度。每個平臺的一系列優勢都會在某些方面促進整體的大規模發射計劃,而每個平臺的劣勢則可能會被其他平臺所彌補,并可能在此過程中限制其行為。
圖: 平臺屬性及其相對評級表。(作者制圖)
彈倉深度是指單個平臺可投入的火力數量。較高的彈倉深度可使平臺在較長時間內保持兵力分布,因為它可以在保持駐扎的情況下發射多輪小型炮彈。如果平臺被孤立或受到脅迫,較高的彈倉深度可使平臺在獨立或最后一擊時提供大量火力。彈倉深度越淺,在沖突期間重新裝彈的頻率就越高,從而破壞了兵力分配。彈匣深度較淺也會導致最后一擊和單獨射擊時火力較小,不容易形成壓倒性優勢。
就位持續時間是指平臺在未加燃料情況下的持續作業時間。平臺的持續時間越長,就越能提供更多的火力選擇,也就越能保持更長時間的兵力分配。低持續能力會降低火力的可用性以及平臺對分布式兵力態勢的貢獻程度。
有機感知是指平臺僅通過機載傳感器就能獲得多少目標信息。高有機感知能力可使平臺直接瞄準自己的火力,并管理較少分布在多個部門的殺傷鏈。如果一個平臺能將其傳感器信息可靠地傳遞到更廣泛的網絡,那么高有機傳感還能讓它提示其他平臺的遠程火力。而低有機傳感則會使平臺更加依賴外部信息源來確定其遠程火力目標。在獨立或最后一擊的情況下,有機傳感能力有助于使這些火力更加精確,并在必須在沒有網絡的情況下繼續作戰時更好地保持平臺的復原力。
機動速度是指平臺的行進速度。高機動速度可使平臺更靈活地融入大規模射擊序列,并控制發射風險。與速度較慢的平臺相比,更高的速度可使平臺在更短的時間內集中更多的數量。
接近戰艦目標的能力可使平臺在發射序列中建立更強的應變能力。平臺越接近目標,就越能在短時間內增加火力。距離越近,就越有能力確保射擊序列不受減員火力、先發制人摧毀的弓箭手的影響,并改善射擊序列持續時間內的發射分布。
裝彈速度是指消耗殆盡的平臺重新武裝并重返戰場的速度。較快的裝填速度可保持兵力分布和火力可用性。這里所說的重裝速度越高,意味著平臺重裝所需的時間越長。這里的重新裝彈速度也被理解為機動速度而非彈匣深度的函數,因為機動速度通常比重新裝彈時間更長。火力可用性不僅關系到平臺裝填新武器的速度,還關系到平臺在武器庫和發射區之間的移動速度。
每種平臺都具有這些特征的某些組合,而聯合武器框架將在最大限度地發揮優勢的同時設法彌補不足。這些優缺點說明了在何種情況下發射火力對每種平臺及其更廣泛的作戰選擇都是有利的。如果一個平臺必須承擔過多的發射任務,那么整個大規模發射序列的有效性就可能由該平臺的優缺點決定,并為對手提供破壞性的籌碼。
這些密集火力的概念主要集中在組織部隊進行反艦打擊上,這些概念絕不是海軍聯合作戰的完整概念。但是,打擊軍艦是一個具有挑戰性的優先目標,需要聯合作戰的方法。除了控制弱點和贏得兵力倍增優勢外,聯合作戰方法還必須集結大量火力才能突破軍艦特別密集的防御。因此,組織反艦打擊可以產生聯合武器方法,將多個群體聚集在一起,攻擊單一類型的平臺。
當一方在反艦火力方面占據優勢時,平臺如何聚集在一起進行大規模火力攻擊,以及相互競爭的大規模火力攻擊方案如何在戰斗中相互作用,這些都會造成嚴重的不對稱。當一種密集火力方案被剝奪了水面力量,或其水面力量大大超過對手時,由此產生的不對稱就變得尤其難以控制。
雖然軍艦可以受到多種平臺類型的攻擊,但反艦導彈卻無法反過來威脅其中的許多平臺類型。這些平臺包括飛機、潛艇和陸基部隊。飛機和潛艇等平臺只能受到射程比反艦導彈短得多的武器的威脅,這就對防御軍艦在這些 "弓箭手 "射箭前對其進行威脅的能力提出了挑戰。某些平臺具有先對軍艦有效開火的超強能力,因為它們的生存能力不像對稱的水面對水面交戰那樣受制于相同的動態因素。
然而,無法受到反艦武器威脅的平臺通常在站載續航力和彈倉深度方面面臨嚴重的劣勢,轟炸機在某種程度上是個例外。這些因素是水面平臺的優勢,使其能夠彌補飛機和潛艇的不足,而飛機和潛艇又能彌補水面部隊在快速近戰機動和接近對手能力方面的劣勢。與大多數其他平臺類型不同的是,水面部隊可以將大量導彈運到前沿并保持在那里,從而為大規模火力計劃提供支持。因此,水面部隊在聯合作戰部隊中的作用是為大規模火力打擊計劃提供一個縱深持久的火力基地,以加強彈倉較淺、存在時間較短的部隊。通過利用這一火力基地,其他類型的平臺就不必高度集中其平臺、管理隨之而來的后勤挑戰并承擔更大的風險。如果有足夠的數量和后勤保障,其他平臺和領域當然也可以充當大規模發射計劃的火力基地。但即便如此,大規模射擊計劃仍以對戰艦發動打擊為導向,并將多個群體結合起來,以消滅對方聯合武器團隊中的關鍵成員。
水面部隊提供的火力基礎可以有自己的機動范圍,但受到其他平臺類型關鍵作用的限制。水面部隊如果超出陸基航空兵的攻擊范圍,就會失去密集火力時最寶貴的伙伴之一。也許更重要的是,它將失去可以為進攻和防御目的提供關鍵防空覆蓋的伙伴。航空兵需要在掠海炮彈越過戰艦地平線之前對其造成重大消耗。當然,敵方也可以反擊,這就需要航空兵為前往目標的友軍炮彈提供前沿防空掩護。航空兵還能比戰艦更快地裝填防空武器,幫助戰艦堅持提供進攻火力的機動基地,而不是讓戰艦因防御力量耗盡而被迫帶著未使用的進攻武器撤退。
因此,水面作戰部隊應盡量保持在友軍陸基航空兵的攻擊范圍內,以大幅增加和抵御火力。航母航空兵當然可以提供這些能力,但其規模和范圍通常不如陸基航空兵。航母可以在陸基航空兵難以到達或難以長時間停泊的深海區域提供寶貴的空中支援。但總的來說,在密集火力計劃中,確保水面部隊提供的火力基礎與航空兵提供的防空覆蓋基礎充分疊加可能是明智之舉。
當兩種密集火力方案在戰斗中相互競爭和相互作用時,一支部隊大幅超越另一支部隊反艦火力的能力會對對手之間優勢的形成產生深遠影響。如果一支部隊能有效地將足夠多的反艦火力瞄準到比對手遠得多的距離,那么對手的射擊計劃就可能被剝奪其水面部隊提供的寶貴火力基礎。這將嚴重影響由此產生的密集火力計劃,因為它割裂了聯合武器的關系。
當一支部隊的密集火力計劃被對手大幅超越時,該部隊就可能不得不將航空兵的主要精力放在防御其水面部隊上,而對手則會利用其優勢能力首先開火。當一波又一波的大規模火力從遙遠的對峙距離發射時,航空兵就需要集中精力削弱來襲的火力。這樣做的目的是給對手造成足夠的火力消耗,以削弱其后續反艦攻擊的能力,并通過幸存的水面部隊有效保留剩余的攻擊選擇,因為面對火力嚴重消耗的對手,水面部隊有更大的行動自由。
由于航空兵在速度和對戰艦先發制人的能力上都具有天然優勢,因此航空兵必須在戰艦對己方水面部隊發射遠程火力之前,遠距離攻擊戰艦。在這些較遠的距離上,航空兵更有可能單獨集結火力,而不是作為聯合部隊的一部分。航空兵必須集結大量飛機和空中坦克才能形成足夠的火力,然后還必須將飛機集結到目標周圍特別密集的地方,以便及時發動攻擊。除此以外,如前所述,航空兵可能還需要為艦隊防空做出重大貢獻。因此,射程更遠的反艦火力迫使對方的航空兵承擔更多的進攻和防御任務,使航空兵在聯合作戰中承擔更大的責任。
但在這種情況下,航空兵可能不必孤軍奮戰。當水面部隊的反艦火力被超越時,聯合武器小組仍可由飛機和潛艇組成,它們都能通過各自的領域繞過反艦火力,贏得與對手更近的距離。如果有足夠多的飛機和潛艇能夠協同作戰,在作戰空間的前沿進行聯合火力打擊,那么它們就有可能在對戰艦發起對峙火力之前,首先對水面部隊進行有效打擊。
同樣,A2/AD 區域的聯合部隊也可以由潛艇和替補部隊組成,因為它們都具有深入作戰空間的能力。雖然這兩支部隊都可能受到彈艙深度的限制,但它們接近對手的能力可以使它們有機會威脅彈艙較滿的軍艦,并在軍艦發射最后一輪炮擊也是徒勞無功的區域內進行威脅。
不同的作戰環境會產生不同的聯合武器小組組合。一些平臺類型可能會面臨無法提供火力的情況。這可能迫使其他平臺增加其在大規模發射計劃中的貢獻比例,但風險有可能增加,而且可能因為其他平臺無法有效彌補其平臺弱點。如果分布式部隊分裂成較小的單個部隊,他們最好盡可能尋找友軍平臺并組成臨時聯合部隊。至關重要的是,要考慮如何在各種作戰環境下最大限度地加強聯合武器關系,并了解如何將這些關系分割給對手。
一個重要的考慮因素是,海軍聯合作戰部隊的不同成員對最后一擊射擊壓力的敏感度大相徑庭。這在很大程度上影響了更廣泛的部隊利用某些平臺的最后一擊進行額外射擊的能力。這些動態因素決定了一支部隊在遭受損失的同時保持其應變能力和大規模射擊能力的能力。
假設一支部隊對廣闊區域和海面具有高質量的態勢感知能力,那么受到攻擊的軍艦可能會有數十分鐘的預警時間,因為這可能是來襲火力的瞄準時間。這可以給軍艦留出足夠的時間來發射最后一輪炮火,也可以給分布更廣的部隊留出更多的時間來組織火力,以利用即將到來的最后一輪炮火。
飛機和潛艇的預警和最后一擊在關鍵方面有所不同。對這些平臺構成威脅的武器,如防空導彈和魚雷,其命中目標的時間僅為反艦導彈的一小部分,而反艦導彈則需要數十分鐘才能命中軍艦。然而,與軍艦和反艦導彈之間的速度差相比,飛機和潛艇的機動速度更接近于這些武器,因此在武器來襲期間,規避機動是提高飛機和潛艇生存能力的更可行的方法。但這種潛在的激進機動可能會抑制這些平臺在最后一擊中發射密集火力的能力,而發射這些密集火力可能需要更穩定的運動軌跡,從而大幅增加來襲武器擊中平臺的幾率。即使它們選擇發射最后一輪火力進行反擊,發射最后一輪炮彈的時間也可能長于武器到達潛艇或飛機的時間,這與軍艦的情況不同。與遠程反艦火力不同,分布更廣的部隊幾乎沒有時間組織火力對防空或魚雷攻擊做出反應。
與反艦火力相比,防空和反潛火力的殺傷鏈可能更容易由單個平臺完成,因為它們通常擁有足夠的有機傳感和彈倉深度。一架戰斗機加上機載雷達和數枚防空導彈就足以威脅轟炸機,一艘護衛艦加上聲納和數枚魚雷就足以威脅附近的潛艇。這些交戰的近距離特性使得單個平臺就能通過有機傳感器滿足它們的信息需求,而且這些交戰的攻防平衡所需的武器要少得多,才能集結足夠的火力。相比之下,一艘需要在數百英里外鎖定目標、需要數十枚導彈才能擊沉的戰艦,則需要更廣泛的信息架構和多兵種精心協調的火力。將飛機和潛艇置于被迫發射最后火力的境地所需的能力要小得多。
與軍艦相比,飛機和潛艇必須在截然不同的情況下發射最后一擊。軍艦可能永遠無法探測到絕大多數對其發射火力的分布式平臺的發射物。但是,飛機和潛艇可以利用它們的有機傳感器來探測瞄準它們的平臺的有機傳感器。轟炸機可以感知來襲戰斗機的照明,潛艇也可能被軍艦的主動聲納探測到。飛機和潛艇不會等待防空導彈和魚雷來襲,然后再進行最后的射擊。相反,它們更依賴于解讀發射和感知背后的意圖,以獲得足夠的預警來發動最后一擊,然后采取防御措施。它們需要感知可能發射武器的平臺,而不是對射來的武器做出反應,這使它們對最后一擊的動態和壓力更加敏感,而這些動態和壓力可能迫使它們浪費彈藥。
對方的戰斗機中隊只需向轟炸機群發出航向指示并用雷達照射,就足以引發轟炸機的最后一擊,而戰斗機無需消耗自己的任何武器。相比之下,一艘軍艦如果知道自己正在成為攻擊目標,甚至正在遭受來襲火力的攻擊,仍然可以暫緩發射最后一擊。這是因為軍艦可以確信,來襲的火力不足以壓垮其防御系統,而飛機和潛艇在考慮生存能力時大多不考慮這一因素。軍艦的密集防御使其能夠將促使其進行最后一擊的情況限制在對箭矢而非弓箭手做出反應的范圍內。箭矢的存在更可靠地表明了對手打擊目標的意圖,使軍艦更難通過簡單的姿態和主動感知進行最后一擊。
總之,分布式部隊可包括各種平臺,必須將其不同的特征和能力結合起來才能發揮作戰效果。指揮官在考慮如何在有爭議的戰場上使用分布式部隊時,必須了解單個平臺類型的優缺點,以及這些優缺點如何影響他們的選擇。以下的平臺分類討論了它們各自的特點,以及它們與艦載齊射戰斗和大規模火力的關系。
水面戰艦體現了各國海軍有效地將大規模火力投送到海上的能力。藍水海軍在水面艦隊中部署了大量常規巡航導彈火力,最強大國家的發射單元多達數千個。水面艦隊提供的一些最關鍵的能力是其可觀的數量、續航力和導彈能力,這些都是集結火力和分散兵力的核心屬性。
盡管水面艦艇具有相當大的優勢,但其裝填速度較長,在較長時間內的續航能力受到損害。其較低的平臺速度增加了生存能力的挑戰,也增加了其降低主動輻射風險的能力。但是,它們的高彈倉容量可以為最后一擊提供大量火力,不需要外部火力來加強最后一擊的威力。
水面艦隊的大容量導彈是一把雙刃劍。防御導彈能力可以用來抵消進攻導彈能力,反之亦然。隨著發射單元數量的增加,可用于阻擋攻擊的防御火力也隨之增加,從而提高了壓倒防御所需的進攻火力。水面戰艦可以在多個發射單元中部署大量對空武器,這一事實本身就可以迫使對方戰艦清空自己的大部分彈倉,以壓制目標。在發射或防御一次反艦導彈齊射的過程中,水面戰艦可以輕而易舉地清空大部分彈倉。
這與其他類型平臺的作戰潛力和持久力形成了強烈反差。飛機、潛艇和坦克在面對同等平臺時可以獲得相對較高的殺傷率,因為它們不需要使用主武器來達到致命效果。水面戰艦的反艦火力可能只夠突破一艘同等大小戰艦的防御,如果是這樣的話。一艘水面戰艦也可能要航行數天甚至數周才能投入戰斗,但在幾分鐘內就會消耗掉大部分主武器,然后不得不長途跋涉返回重新武裝。盡管水面戰艦給人的印象是能力很強,但它在很大程度上仍然依賴與其他部隊的聯合火力來限制其消耗,并在高端戰斗中經受住考驗。
任何平臺的導彈能力都不能脫離其可能發射或防御的炮彈的戰術特點而有效理解。攻擊火力可以在數十分鐘內形成,并由許多分散的部隊發射各種不同的火力。但是,當軍艦受到齊射攻擊時,全部進攻火力可以在很短的時間內沖出地平線,而防御軍艦必須在幾秒鐘內從零開始建立自己的防御火力。第 7 章將更詳細地討論這種動態變化,因此水面戰艦在一次交戰的短時間內實際用于自身防御的垂直發射單元數量可能會受到一定限制。超過這一限制后,額外的垂直發射能力主要有利于進攻火力,而不是防御火力。部分原因是,與防御相比,水面戰艦在發起攻擊時往往有更多的時間來增加火力。
現代海戰的多領域性質鼓勵多任務能力和有效載荷。現代水面作戰艦艇通常采用多任務平臺的形式,裝備各種特定領域的武器,部分原因是為了生存能力必須如此。潛艇、陸基部隊和空中飛機不受反艦導彈的威脅,但這些平臺都可以對水面戰艦發射反艦導彈。與其他海軍平臺相比,水面戰艦面臨來自更多領域的威脅。
這些多領域威脅對水面戰艦導彈能力的配置提出了挑戰,并限制了其真正的彈倉深度。反艦、防空、對地攻擊和反潛等多種任務的導彈彈倉裝載量可能會捉襟見肘。這些任務中的每一種都可能需要大量武器才能發揮最低限度的作用,并擁有足夠的火力,而這些武器很容易擠占用于其他任務的導彈單元。一艘水面戰艦在執行過多任務時,彈倉裝載量可能會捉襟見肘,手頭可能沒有足夠的導彈來可靠地發射或防御一次大型反艦炮擊,這就造成了對密集火力和聯合部隊的依賴。利用分布式部隊更廣泛的集體彈倉,在整個部隊層面而非單個平臺層面為分布式火力配置彈倉載荷,可以緩解單個戰艦彈倉過于分散所帶來的挑戰。
與其他導彈發射平臺相比,水面戰艦在機動性、隱蔽性和易受攻擊性方面存在劣勢。現代導彈的射程和速度大大降低了戰艦機動在近期戰術層面的作用。在海軍炮戰時代,幾分鐘或幾秒鐘的熟練機動就能產生重要的戰術差異,但現代軍艦通過短期機動能顯著提高其抵御導彈攻擊的效果的手段相對較少,或許只有裝載短程防御系統才能做到這一點。面對速度比軍艦快 15 到 50 倍的導彈炮彈,機動的作用微乎其微,這就把生存能力的因素降到了防御能力和欺騙能力上。
為了進行復雜的防空交戰并對廣闊區域的態勢有所了解,水面作戰艦艇通常都配備有強大的傳感器,這些傳感器會大大削弱其隱身能力。一旦這些傳感器發出輻射,其獨特的信號可提供足夠的信息,幫助在遠距離(可能達數百英里)對戰艦進行定位和分類。考慮到移動緩慢的軍艦需要多長時間才能機動離開其定位區域,這些信息對于鎖定反艦攻擊目標的作用可以持續相當長的時間。相比之下,發射特征信號的飛機可以利用速度和機動迅速拉開與其位置之間的距離,降低到雷達視野以下,并更有效地控制發射風險。
這些大功率傳感器可用于防御水面戰艦遭受導彈攻擊,而導彈齊射防御是一種特別需要發射信號的作戰形式。由于抵御掠海導彈突破附近地平線的短程性質,這些發射裝置廣播戰艦位置的能力可以得到一定程度的緩解。但是,如果一艘戰艦想利用其有機傳感器對飛機發射的攻擊發出預警,并在箭矢之前擊敗弓箭手,那么它就必須在更遠的距離上進行輻射,這可能會把攻擊者引向它的信號。
2013年8月8日--美國海軍哈爾西號導彈驅逐艦(DDG 97)在夏威夷瓦胡島外海進行演習。(美國海軍大眾傳播專家海員 Johans Chavarro 拍攝/發布)
發射反艦導彈攻擊時,發射平臺幾乎不會發出任何有機物,因為距離太遠,需要外界的提示。但是,導彈發射本身會產生一個可追溯到發射平臺的特征,就像航空機群的物理特征可追溯到航母一樣。但與飛機或潛艇不同的是,水面戰艦通過近期機動所能做的事情相對較少,無法減輕其最近發射的巡航導彈齊射信號所帶來的近期風險。它們必須在很大程度上依賴導彈的射程和諸如航向定位、重新瞄準和導彈自主等能力,以確保足夠的距離和復雜的威脅表現形式不會產生可追溯到發射戰艦的足跡。
所有平臺都能通過發射和開火突出顯示自己的位置和平臺類型。所有平臺都能在采用進攻和防御戰術的過程中發射信號。但與大多數其他海軍平臺相比,水面艦艇無法通過機動有效地降低風險,而且水面艦艇可以從更多的平臺和領域受到攻擊。在大國海軍中,水面艦艇以數量多、防御能力特別強為特點,以彌補其較高的易受攻擊性。
潛艇在分布式作戰中具有獨特的優勢。但由于其導彈能力和火力有限,加上海底通信的挑戰,它們發射有用炮彈的能力受到嚴重限制。潛艇在大規模火力攻擊中的優勢主要體現在其近戰能力,以及用魚雷而非導彈擊沉艦艇的有利條件。
由于潛艇的彈艙深度低、裝填速度長、有機傳感能力差,因此潛艇在許多方面都不適合參與大規模火力攻擊。與水面戰艦一樣,它們在很大程度上依賴外部提示來發射火力,但由于彈倉深度較淺,只能發射相對較小的火力,而且它們通常比水面戰艦更難溝通。
潛艇作戰的孤獨性嚴重限制了其集結足夠火力的能力。與大多數其他平臺相比,潛艇不太可能成群行動,而更習慣于單獨行動,這進一步限制了潛在的火力。雖然潛艇肯定能融入大規模射擊計劃或作戰層面的計劃,但如果潛艇不是作為一個獨特的部隊組合的一部分來行動,那么它們就不太可能產生壓倒性火力的獨立炮擊或最后一擊。
潛艇獨立發射的近程火力與分布在各處的部隊發射的集束炮火相差甚遠。如果潛艇要在獨立情況下用導彈與軍艦交戰,就必須完全依靠自己的導彈庫,而攻擊型潛艇的導彈庫往往很淺。如果潛艇要有足夠的火力壓制多層軍艦防御系統,其整個垂直發射單元庫存很容易在一次攻擊中消耗殆盡。如果潛艇發射的密集火力要有足夠的密度和體積,那么潛艇就必須主要從專用導彈單元而不是魚雷發射管發射這些火力。魚雷發射管發射的導彈固然可以作為密集火力的補充,但由于潛艇魚雷發射管的數量通常只有個位數,因此這些發射管能否單獨發射足夠大的火力打擊高端戰艦還很值得懷疑。
美國攻擊型潛艇部隊目前的彈倉容量相對較小,洛杉磯級和弗吉尼亞級潛艇只有 12 個垂直發射單元和 4 個魚雷發射管。海狼級潛艇有 8 個發射管,沒有發射單元。這些潛艇每次發射 16 枚導彈,其最大投擲重量是裝備 "魚叉 "導彈的美國驅逐艦或巡洋艦的兩倍,或相當于 4 架 F/A-18 飛機。但這仍然不足以壓垮擁有數十個垂直發射單元和一系列點防御的警戒戰艦。為了發動有效的導彈攻擊,潛艇可能會被迫拉近距離以確保優勢,同時冒著更大的風險,或者嚴重依賴外部火力與其發射的炮彈相結合,從而降低其作戰獨立性。
1991年2月1日--美國海軍俄克拉荷馬城號核動力攻擊潛艇(SSN-723)的艦艏打開了12個垂直發射戰斧導彈發射管的艙門。(照片來源:美國國家檔案館)
雖然 "弗吉尼亞 "級潛艇即將推出的改型將擁有 40 個垂直發射單元,但這些潛艇將在本十年末才開始進入艦隊,直到本十年后才會大量出現。海軍的四艘 SSGN 潛艇擁有巨大的運載能力,每艘潛艇有 154 個發射單元,但它們將在本十年末退役。這四艘潛艇退役后,海軍潛艇部隊在未來 15 年內的反艦導彈火力將相對較弱。
潛艇仍能在一定程度上以有利條件對軍艦發動導彈攻擊。通過從相對較近的距離發射密集火力,潛艇可以削弱對手動用空中力量打擊密集火力的能力,并能最大限度地延長密集火力在掠海高度飛行的時間。其結果是,密集火力的大部分飛行時間都在目標戰艦的雷達視平線之下,其發射距離超出了艦載反潛武器的能力范圍,使其無法立即發揮威力。
但是,發射密集火力需要時間和空間來增加火力,然后將其組織成特定的攻擊模式,如飽和模式。潛艇發射的密集火力可能需要一個由這些需求確定的最小交戰范圍,在此范圍內,潛艇可能需要使用非線性航向定位來獲取足夠的時間和空間,以便在攻擊前擴大火力并組織火力。
潛艇可以從比目標戰艦地平線更近的距離開火,從而獲得額外的優勢。如果潛艇導彈攻擊的距離足夠近,那么垂直發射的導彈就很難迅速調整方向,以進行角度陡峭的攔截。這有助于抵消防御戰艦的大部分硬殺傷防御火力,使較小的火力壓倒防御,并迅速摧毀戰艦,使其幾乎沒有時間發射最后的火力,甚至魚雷。然而,與魚雷攻擊或超視距導彈攻擊相比,這種短程導彈發射掠過水面的視覺提示可以幫助防御軍艦更容易地確定攻擊潛艇的位置。
盡管潛艇的彈倉深度有限,但它們卻能通過更接近目標的能力在集火中發揮重要作用。這樣,潛艇就能在減員火力和匆忙組織的射擊序列中起到保險作用。如果有火力被擊落,或者需要在短時間內進行齊射,潛艇往往是唯一能夠接近目標并增加火力的平臺。如果缺乏足夠的潛艇,大規模發射計劃就很難保證其發射序列不被損耗或在短時間內發射。正如第 4 部分所提到的,潛艇可以通過魚雷攻擊擊沉目標來獲得巨大收益,因為魚雷攻擊的消耗遠遠低于導彈發射,潛艇可以用少量魚雷來替代大量導彈火力。
雖然潛艇發射的魚雷對其較淺的導彈彈倉造成了特別大的消耗,但與處于同樣情況下的軍艦或飛機相比,導彈消耗殆盡的潛艇幾乎不屬于危險資產。由于潛艇在海下活動,因此無需為防御反艦導彈炮彈而付出高昂的防空費用。即使潛艇的導彈庫已經耗盡,只要有足夠的魚雷庫存,潛艇仍然可以作為一種具有可信威脅和生存能力的資產。
2022年7月12日--洛杉磯級快速攻擊潛艇夏洛特號(SSN 766)準備在2022年環太平洋(RIMPAC)會議期間離開珍珠港-希卡姆聯合基地。(美國海軍二等電子技師 Leland T. Hasty II 拍攝)。
從潛艇上發射遠程反艦炮彈可能會給火力提示帶來挑戰。如果潛艇要攻擊的軍艦距離超過了其有機傳感器的相對較短范圍,則很可能需要外部資產來提示其開火。各種形式的低頻通信可以提供這種信息。某些平臺,特別是航空平臺,也可以在有爭議的電磁作戰空間內幫助提示潛艇發射導彈。但由于需要及時提供火力支援,而且潛艇有能力深入到有爭議的海域,這可能會給試圖提示潛艇發射火力的平臺帶來風險。潛艇發射的空中無人機具有實現超視距火力的有機能力,可在一定程度上緩解這一問題。但潛射無人機的能力可能仍不足以讓潛艇在沒有外部提示的情況下提供特別是遠程火力。
提示潛艇發射的性質會給利用潛艇提供火力帶來挑戰。與整個部隊的各種平臺相比,潛艇因其在海底而屬于較難溝通的平臺。如果指揮官希望潛艇為集合發射提供火力,可能會涉及更復雜的通信和時間安排問題,從而無法發揮潛艇的能力。
陸基導彈部隊可分為兩大類:一類是位于國家本土的陸基發射裝置;另一類是待命部隊,如美國海軍陸戰隊設想的待命部隊。這些不同類型的部隊可在集火中發揮關鍵作用。
常規陸基部隊,如通常位于國家本土的部隊,可由海岸防御巡航導彈發射器、導彈發射井和運輸豎起發射器組成。由于由陸基平臺而非限制性更強的海基平臺部署,這些武器在高度分散的部隊結構中仍能發揮非凡的威力。這些特性使陸基導彈部隊能夠部署當今最強大、生存能力最強的導彈能力。
陸基部隊裝備了一些已知最大的反艦導彈,例如中國的 DF-26 重量是戰斧導彈的 15 倍多。這些導彈的巨大尺寸使其能夠最大限度地發揮遠程和高速這兩個關鍵方面的能力。由于射程超過 1000 英里,這些武器可以在整個戰區范圍內威脅眾多目標,而且發射平臺幾乎不需要任何機動。高速度使這些武器能在極短的時間內完成遠距離飛行,有助于保持原始目標數據的可行性。通過遠距離和高速度的結合,這些導彈在大范圍內的攻擊時間很短,這使它們在與其他類型的導彈聯合發射時具有廣泛的靈活性。從千里之外發射的彈道導彈仍然可以與從幾百英里之外發射的亞音速導彈結合,因為這兩種武器最多只需要幾十分鐘就能打擊同一目標。
具有這些射程和速度高端組合特點的反艦武器主要局限于高超音速武器和中國的反艦彈道導彈。即將推出的陸基戰斧發射器等武器的射程類似,但速度卻不盡相同。然而,陸基戰斧發射器的普及將大大增加美軍導彈火力的潛在分布和數量。
PLA火箭軍DF-26彈道導彈。(新華社攝)
2019年4月18日,在加利福尼亞州圣尼古拉斯島進行了常規配置地面發射巡航導彈的飛行試驗(美國防部照片由Scott Howe拍攝)。
陸基部隊具有極強的生存能力和分布能力。沙漠風暴 "中的飛毛腿獵殺傳奇表明,要找到這類發射器幾乎是不可能的,即使是在擁有完全制空權的開闊沙漠地帶。試圖直接攻擊敵方本土內的陸基發射裝置則更具挑戰性,僅僅試圖確定其攻擊位置就可能耗費大量人力物力。由于位于本土,這些部隊在后勤方面可以受益于靠近其維持基礎設施的優勢,而且盡管武器體積龐大,但裝填速度卻非常快。
由于減員面臨巨大挑戰,打擊陸基部隊及其火力主要局限于打擊對手更廣泛的 ISR 和 C2 架構。如果更廣泛的網絡受到破壞,這些部隊將幾乎沒有有機的感知手段來產生獨立的火力。這些部隊對外部提示的依賴程度特別高,因此作戰韌性較差,在網絡退化的情況下也不太可能從容地分裂成單個部隊集結。相比之下,飛機和戰艦則可以在更廣泛的網絡受到破壞時,依靠自身的傳感器為自己獲取一定程度的信息。
相對于武器的速度和射程而言,陸基部隊缺乏機動性也是一個挑戰。如果這些部隊分散在群島或廣袤的國土上,它們可能無法像飛機或戰艦那樣輕易地機動以形成密集的火力網。相反,在沖突初期,它們的大范圍分散可能會造成相對狹小的火力范圍。即使這些武器射程極遠,將這些部隊分散到相距數百英里的固定基地也會削弱其聯合火力的密度。
在一些關鍵方面,待命部隊與常規陸基導彈部隊截然不同。待命部隊是遠征部隊,部署在遠離祖國數百甚至數千英里的地方,部署在相對較小的島嶼上,與對手近在咫尺。這導致后勤要求更具挑戰性,使其能力受到瓶頸制約。維持遠征軍的后勤挑戰使待命部隊更難部署大型陸基導彈發射平臺。與在本土作戰的部隊相比,待命部隊可能只能部署能力和數量都較少的巡航導彈。
與大多數其他類型的部隊相比,替補部隊要想僅憑手中的武器突破強大的戰艦防御尤其困難。相反,他們可能會遭遇與潛艇類似的劣勢--能夠比大多數其他平臺更接近對手,但手頭的導彈彈倉較小,因此需要更多依賴外援才能實現足夠的火力打擊。如果待命部隊的淺彈倉耗盡,可能會給補給工作帶來巨大風險。與能夠更好地撤出敵方武器交戰區的軍艦或飛機相比,在敵方附近使用艦艇為替補部隊重新裝填彈藥的風險要大得多。
2021年8月16日,夏威夷巴金沙太平洋導彈發射場,海軍陸戰隊遠征艦艇攔截系統發射裝置就位。(Nick Mannweiler 少校拍攝)。
駐扎在各島鏈上的待命部隊可以及時提供情報,幫助分布式部隊集火打擊目標。靠近島嶼咽喉將簡化尋找海軍目標和集火打擊目標的任務。與位于大陸縱深的常規陸基部隊相比,島嶼上的待命部隊能更好地利用其有機傳感器來提示自己的火力。但是,如果沒有有機航空能力,這些待命部隊要實現更廣泛的態勢感知將是一個挑戰。事實可能證明,高空無人機過于脆弱,無法在如此接近對手的情況下持續作戰,而大量的有人駕駛航空兵也很難在先遣基地持續作戰。
雖然替補部隊可以在火力提示方面做出重大貢獻,但他們很難獨自集結有意義的反艦火力,也很難維持航空兵以獲取有價值的情報。而且,如果替補部隊難以發射在高空封鎖空域所需的大規模對空導彈,其保持隱身和管理特征的能力就會被對手的持續空中監視所削弱。顯而易見,需要的是足跡小、信號低,但探測信號往往需要付出代價。這些隱身措施可能是替身部隊的關鍵推進手段,但當替身部隊受到對手的嚴重壓制時,這些措施也可能成為必要之惡。
轟炸機是爭奪制海權、執行分散行動和攻擊戰艦的最有利平臺之一。轟炸機具有強大的綜合特性,包括高機動速度、快速裝填時間、強大的在站續航能力以及接近水面戰艦的攻擊性彈倉容量。
雖然美國轟炸機的無燃料航程與大型水面戰艦相似,但其高機動速度消耗航程的速度要快得多。雖然轟炸機一次裝載燃料可以飛行數千英里,但仍需要在當天內補充燃料,而軍艦則可以數天不補充燃料,因此它們的近期續航能力更強。然而,轟炸機與空中加油機會合所需的時間遠遠少于軍艦與加油機會合所需的時間,這就使轟炸機能夠提供相當大比例的按需駐防火力。轟炸機的航程和續航能力使其可以在數小時內完成整個戰區范圍內的反艦火力集群。轟炸機的彈艙容量大,又具有有機傳感能力,因此還能進行最后一擊,其火力接近于戰艦火力,但精度更高。
對手可能會根據已知的戰艦能力和部署情況,對地區海軍部隊可用的綜合火力有足夠的了解。但他們可能不太清楚如何在短時間內調集空中力量,特別是轟炸機來提供火力。由于轟炸機兼具速度快、航程遠的特點,對手不得不假定各種轟炸機能為對手提供多種分布式射擊選擇。以美國大陸為母港的美國戰艦無法像以大陸為基地的轟炸機那樣,在美國前沿艦隊構成的潛在分布和火力中扮演重要角色。
目前,美國轟炸機只能發射 LRASM 等反艦武器,其早期型號的射程還不到 "海上打擊戰斧 "的一半。LRASM 和 "魚叉 "導彈一樣,由于必須從比轟炸機小得多的多用途飛機上發射,其能力受到限制。對于美國來說,轟炸機發射比多用途飛機大得多的導彈的能力在反艦任務中將基本無法實現。然而,轟炸機早在幾十年前的冷戰中就試射過 "戰斧 "導彈的空射變體,并發射過射程超過一千英里的其他空射巡航導彈。如果轟炸機能夠發射類似于從軍艦發射單元發射的巡航導彈,那么轟炸機從遠距離大規模反艦火力的能力將得到加強。
1979 年 12 月 6 日--B-52 "戰斧 "堡壘飛機左側視圖,機上載有 AGM-109 "戰斧 "空射巡航導彈。(圖片來源:美國國家檔案館)
美國空軍正在開發可能改變游戲規則的 "快速龍 "能力,該能力允許從機載平臺投放的托盤上部署巡航導彈。與 "分布式致命性 "概念的口號 "只要能漂浮,就能作戰 "的精神相似,這種能力將為空軍數百架遠程運輸機帶來巨大的巡航導彈能力。快速梟龍 "將極大地擴展可使用遠程導彈火力的兵力結構范圍,并大大增加兵力分布。如果空軍采購到足夠的反艦導彈,這種能力將成為大規模火力的重要倍增器。
2021 年 9 月 - 在白沙導彈發射場上空,C-17 和 EC-130 飛機部署了第一批 "快速龍 "托盤,以釋放代理 JASSM-ER。(洛克希德-馬丁公司視頻)
當不同的平臺群體形成聯合作戰關系時,大規模火力和海戰能力將得到極大提升。聯合部隊的發展和共享平臺的流暢性將加強軍種間的融合。作戰人員將更好地了解自己在聯合部隊中的角色,以及制約其跨艦隊伙伴行為的作戰動態。雖然這些關系不會沒有摩擦或具有挑戰性的權衡,但它們將創造出一支比那些努力超越各自為政和狹隘主義的部隊更有效的部隊。
第七部分將重點討論航母在分布式作戰和密集火力中的作用。
在過去的幾年里,人工智能(AI)系統的能力急劇增加,同時帶來了新的風險和潛在利益。在軍事方面,這些被討論為新一代 "自主"武器系統的助推器以及未來 "超戰爭 "的相關概念。特別是在德國,這些想法在社會和政治中面臨著有爭議的討論。由于人工智能在世界范圍內越來越多地應用于一些敏感領域,如國防領域,因此在這個問題上的國際禁令或具有法律約束力的文書是不現實的。
在決定具體政策之前,必須對這項技術的風險和好處有一個共同的理解,包括重申基本的道德和原則。致命力量的應用必須由人指揮和控制,因為只有人可以負責任。德國聯邦國防軍意識到需要應對這些發展,以便能夠履行其憲法規定的使命,即在未來的所有情況下保衛國家,并對抗采用這種系統的對手,按照其發展計劃行事。因此,迫切需要制定概念和具有法律約束力的法規,以便在獲得利益的同時控制風險。
本立場文件解釋了弗勞恩霍夫VVS對當前技術狀況的看法,探討了利益和風險,并提出了一個可解釋和可控制的人工智能的框架概念。確定并討論了實施所提出的概念所需的部分研究課題,概述了通往可信賴的人工智能和未來負責任地使用這些系統的途徑。遵循參考架構的概念和規定的實施是基于人工智能的武器系統可接受性的關鍵推動因素,是接受的前提條件。
本文重點介紹了 10 種武器系統,這些系統具有的特征可能有助于考慮武器系統的自主性。它旨在展示用于各種領域的武器系統類型的多樣性,以及能力的增強;包括打擊范圍、目標類型、共同運行的系統數量以及無需人工操作即可進行的活動范圍。這些指向自主性的趨勢,這可能有助于確定可能需要監管以確保遵守道德和法律規范的領域。
探測目標并根據傳感器輸入對其打擊的武器已經存在多年。這類系統與那些由人類操作者設定具體位置和時間點以進行打擊的系統不同。在很大程度上,這些都是 "防御性"武器系統,通常在其位置上是固定的,與人類操作者同處一地,并具有固定的 "目標輪廓",限制了它們可以攻擊的目標類型。
然而,近年來的技術發展導致具有自主功能的武器系統能力增加,包括更大的地理區域和行動時間,以及更復雜或可改變的目標輪廓的潛力。這種擴大的獨立操作范圍引起了人們對如何將人類的 "控制 "應用于此類系統,或如何將其理解為具有足夠的 "可預測性 "的關注。目標輪廓的變化也引起了相關的關注,以及在使用武力時被認為有 "非人化 "的風險。這些主題是關于限制武器系統自主權的國際法律討論的核心。
在過去的幾年里,看到生產商的數量和多樣性都在增加,自主武器系統所處環境類型的變化,以及隨著自主性的增強,武器系統的能力也在發生變化。
來自越來越多國家的越來越多公司正在開發具有越來越多自主功能的非飛行武器系統。在過去,主要是美國、西歐、韓國和以色列在這個領域處于領先地位。最近幾年,來自中國、俄羅斯、土耳其和東歐的生產商出現得更多。更廣泛地說,幾乎每一個擁有大量國內武器開發能力的國家也在為其產品增加自主功能。
大多數武器系統的自主目標定位最初是針對通常不太復雜的領域--海洋(地下和表面)和空中的目標物體。這方面的一個例外是地雷,它也使用傳感器來探測并對目標施力,并且與重大的人道主義問題有關。然而,其他具有自主功能的武器系統是在更簡單的環境中使用的,這些環境呈現出更均勻的地形,與之互動的固定物體和車輛較少,這也導致了更容易的背景,以正確識別預定目標。然而,最近,看到無人駕駛地面車輛(UGVs)的數量在增加--由于環境的復雜性,操作上的成功率有高有低。目前,UGVs仍然需要人類操作員在環境中遠程導航。在空中,游蕩彈藥的生產有了很大的擴展,這些航空器可以攻擊地面上的目標。這種系統可以在指定的地理區域內搜索潛在的目標一段時間。當打擊陸地上的目標時,這些系統可以將具體何時何地發生武力的不確定性與地面上平民和物體的相對豐富和多樣性結合起來。因此,據報道,目前的許多游蕩彈藥都有一個人類操作者,在彈藥與目標交戰之前必須批準攻擊。
縱觀具有自主功能的武器系統的能力,近年來在以下方面有所提高:
使部件更小、更輕的能力,加上更長的電池壽命,擴大了操作的時間和地理區域。由于信息技術(包括處理能力、大數據、神經網絡、模式識別)和傳感器(包括電子光學和紅外攝像機)的進步,自動目標識別的發展導致了更多種類的目標輪廓的潛力。最近幾年也出現了對蜂群技術的重視,例如在中國、美國、俄羅斯和土耳其的軍事項目。目前,大多數蜂群要么是遙控的,要么是預先編程的,但各國和各公司正在優先考慮開發自主運作的蜂群能力。易于交換的組件和有效載荷--包括各種相機和傳感器(包括光電、熱能和聲納)、電子戰系統以及一系列用于實際使用武力的 "武器 "或彈頭(無論是否打算致命)--擴大了可能的應用范圍。當以群集方式部署時,不同的系統可以配備不同的有效載荷,以創造一系列的操作選擇。本報告中描述的各種武器系統是這種發展的例子,包括無人機40、卡爾古、亞里和機器人戰車。一個重要的跨領域趨勢是新技術組件的成本降低。這有助于公司和軍隊采用更多的模塊化方法,并對不同的能力進行更多的試驗。成本的降低也使消耗性成為可能--例如在許多在打擊目標物體的過程中被摧毀的閑置彈藥中可以看到。
值得注意的是,不同的公司對自動化和自主性的標記或表述是不同的。對一些公司來說,"自主性"一詞被用作強調創新的積極營銷術語。其他公司則試圖強調保留人類的決策,也許是考慮到正在出現的關于武器系統自主性的公眾和政治辯論。這意味著自動化功能的實際性質和程度在宣傳資料中并不總是很明顯。
本報告的研究基于公共領域的信息,要么來自公司網站,要么來自可信的(軍事方向)媒體。并非所有關于這些技術的技術和操作信息都可以公開獲得。已盡力確保信息的正確性。
本文中強調的系統具有不同程度的自主性。并不是說這些都被認為是自主武器(在使用傳感器探測和對目標施力的意義上)。然而,它們確實指出了在武器系統中增加自主性的趨勢和可能性。分析這些能力可以為關于自主武器的辯論提供信息。在未來幾年,可能會繼續看到武器系統具有進一步擴大地理范圍、持續時間和目標輪廓復雜性的技術能力。所有這些領域的漸進式發展可能會推動所使用武器的效果更加不可預測。這意味著,與其說是一個分水嶺,不如說是朝著更加自主和減少人類用戶在決策過程中的作用不斷邁進。
(具體案例系統參數請閱原文)
無人機40(Drone 40)是一種小型四旋翼無人機/彈藥,可由40毫米步兵榴彈發射器發射。它有基于GPS的自主導航和一個便攜式 "地面站"。操作員可以遠程解除彈藥的武裝,使其降落回收。它可以使用各種有效載荷,包括用于偵察的傳感器、非致命性(煙霧/閃光)和致命性彈藥。它包括多個無人機同時打擊一個目標的能力。
無人機40的開發主要由澳大利亞政府資助。衍生產品也已經開發出來,用于60毫米、81毫米和155毫米發射平臺,具有更大的有效載荷和射程能力。 無人機40已經賣給了澳大利亞和英國的軍隊。英國已經在馬里使用Drone 40進行監視和偵察。它還被用于波蘭的演習和美國海軍陸戰隊的演習中。
JARI是一種50英尺長的USV,可用于反潛、反艦和反空戰。JARI可以被遠程控制,但據說在某些配置下也可以自主導航并進行戰斗活動。 由于其小尺寸和航程,獨立的遠洋任務是不可能的,但可以作為大型載人船只的輔助任務艇。 目前它是單獨使用的,但CSOC(見下文)正在努力使JARI在群組中使用。該USV已經為海軍和潛在的出口客戶設計。
Blowfish是一種長度約為兩米的無人駕駛直升機。它既可用于民用,也可用于軍事目的。Blowfish有不同的版本,包括A2和A3,規格略有不同。A2型可以攜帶多枚60毫米迫擊炮彈或35-40毫米榴彈發射器。A3可以攜帶不同類型的機槍,并采用空氣動力學設計,可以從不同角度進行射擊。 據制造商稱,Blowfish有一個目標識別系統,可以識別不同的目標,如車輛、無人機或人。它可以整合可見光和紅外線,實現多源目標識別和跟蹤。Blowfish通過自組織網絡具有蜂群能力,不必依賴地面控制。無人機可以 "自主起飛,避免在空中發生碰撞,并找到通往其指定目標的道路。一旦收到攻擊命令,它們就會以協調的方式自主地攻擊目標"。
據Ziyan稱,Blowfish A2廣泛用于軍事、警察和公共安全目的、消防、海上行動和其他領域。
海鷗號(SEAGULL)是12米長的無人水面艦艇,被設計用于反水雷和反潛任務。在反水雷方面,它有 "水下機器人車輛來識別和消除水雷"。它能夠探測、分類和消除海中的地雷。對于反潛任務,它能夠發射輕型魚雷。其他類型的任務包括監視、水文地理、電子戰和海上安全。 它可以一次執行四天的深水任務,視線范圍可達100公里。 它在船頭有一門穩定的遙控12.7毫米機槍。
兩個 "海鷗 "可以由陸地或母艦上的控制站同時控制。埃爾比特系統公司在 "海鷗 "號上增加了 "云雀 "C小型無人機,以進一步提高態勢感知和情報收集能力。 以色列海軍已經在北約的幾次海上演習中使用了 "海鷗",包括與英國皇家海軍和西班牙海軍的合作。
迷你HARPY是以色列航空航天工業公司(IAI)開發的一種游蕩彈藥。它結合了Harop和Harpy彈藥的能力,即探測廣播輻射和電子光學能力。它可以游蕩并探測輻射發射物體,如雷達裝置。攻擊是由擁有行動視頻資料的人批準的。據IAI稱,操作者可以控制到最后一刻來阻止攻擊。然而,該公司還表示,它有一個 "完全自主 "的操作選項。目前還不清楚完全自主模式會帶來什么,但最有可能的是,武器系統檢測并攻擊目標,而不需要人類批準。
該公司指出。"在一個不對稱戰爭和快速移動目標每次'閃爍'幾秒鐘的時代,使用游蕩彈藥為關閉火力圈提供了強大的能力。開發的系統不是依靠精確的參考點,而是在空中徘徊,等待目標出現,然后在幾秒鐘內攻擊并摧毀敵對威脅。迷你HARPY"可從陸地、海上或直升機平臺發射,射程為100公里,續航時間為120分鐘。
MARKER是一種無人地面車輛(UGV),可以使用輪式或履帶式底盤。 它是一個實驗性平臺,用于測試地面機器人技術,如自主導航、群體互動和人工視覺。 MARKER有一個模塊可以同時控制幾個車輛。據報道,它使用算法和編程模塊來探測各種目標。 研究機構ARF(其開發者)指出,該武器系統給操作者一個目標指定,然后操作者可以批準交戰。 ARF補充說,"戰斗機器人的演變正走在提高自主模式下執行任務的能力的道路上,操作者的作用逐漸減少"。
MARKER是模塊化的,可以安裝卡拉什尼科夫生產的機槍、反坦克榴彈發射器、游蕩彈藥、電火箭,以及管狀發射和牽引式無人機。 據報道,該系統有一個模塊化的多光譜視覺和數據處理系統,具有神經網絡算法,以及 "二維和三維物體識別、語義分割、深度計算、自動自我定位、軌跡構建"。
據稱,俄羅斯已經測試了五臺Markers,作為一個沒有人類參與的自主團體運作。這些 "機器人在沒有人類參與的情況下,解決了在小組內分配目標的任務,達到最佳射擊位置,對戰斗形勢的操作變化作出獨立反應,并交換目標名稱"。MARKER還在沃斯托奇尼太空港進行了測試,在那里它與保安人員一起自主地巡邏周邊地區。在未來,開發人員計劃將其與無人機一起測試。
KUB是卡拉什尼科夫公司和ZALA航空集團開發的一種游蕩彈藥。它可以從安裝在海軍平臺上的特殊發射器發射,如卡拉什尼科夫公司生產的BK-016型高速登陸艇。在未來,將開發一個甲板集裝箱發射器來發射KUB蜂群。 發射后,無人機可以在空中游蕩以探測目標,然后從垂直軌道上攻擊目標。這使得它可以攻擊坦克,從其 "裝甲保護最小 "的上方刺穿炮塔,也可以攻擊防空系統等其他目標。 目標坐標由操作者指定或從瞄準有效載荷中獲取。 據卡拉什尼科夫公司稱,操作人員還可以向控制系統上傳預定目標類型的圖像。 據報道,它有人工智能視覺識別功能,可以進行 "實時識別和分類檢測對象"。 它的目的是不被傳統雷達看到。
2021年,開發并測試了一個海軍版本,可以從高速船和特殊用途的船只上使用。
KARGU是一種多旋翼無人機,可用于了解情況,也可作為游蕩彈藥使用。該系統有一個便攜式移動地面控制站,允許用戶批準使用武力或中止任務。 開發商STM公司表示,他們認為 "從道德上講,應該有一個人參與到這個循環中"。 然而,這并不意味著KARGU在技術上不可能自主地對付一個目標。
STM公司一直在進一步開發KARGU的能力,據說包括面部識別,以及增加該系統可使用的有效載荷的多樣性。根據STM公司的說法,多達30個卡爾古裝置可以在一個蜂群中一起運作,同時由一個地面控制站控制。
Kargu于2020年被引入土耳其武裝部隊,并有報告稱將有更多的單位被交付。根據聯合國的一份報告,KARGU也被用于利比亞,在那里,"武器系統被編程為攻擊目標,不需要操作員和彈藥之間的數據連接"。 據報道,阿塞拜疆也使用了這種武器,但沒有得到證實。
(9)機器人戰車(UGV) - 美國
機器人戰車(RCV)是美國正在開發的一系列無人駕駛地面車輛。其目標是讓它們作為一個團體工作。輕型RCV(RCV-L)的重量不到10噸,其主要目的是偵察和信息收集。它有更多的傳感器和較少的重型武器(一枚反坦克制導導彈和一個無后坐力武器)。它的模塊化平甲板結構可以使用超過20種有效載荷。它的目標是主要與較小的和無裝甲的車輛作戰。 中型版本裝備了更多的裝甲和火力,以對付更廣泛的目標。中型RCV(RCV-M)將重約15噸,并將擁有更多的火力(幾枚反坦克引導導彈,一門30毫米大炮和一挺機槍)。在2020年的一次測試中,它安裝了Switchblade游蕩彈藥。 RCV-M比RCV-L更耐用。 RCV重型(RCV-H)將重達20-25噸。它仍在開發中,但打算擁有M1艾布拉姆斯坦克的火力和生存能力,同時重量要輕得多。它的目的是作為有人駕駛的坦克的伙伴單位。
RCVs將擁有自主導航和遙控武器。計劃為這些系統配備人工智能輔助探測和目標識別(AIDTR),以 "比人更快、更有效地探測和識別威脅車輛"。它必須能夠形成共同的作戰圖景,并 "分析威脅模式和習慣,并向指揮官提出建議"。 目前,每輛RCV由兩名操作員控制,一名為駕駛員,一名操作武器系統。 據報道,未來的意圖是一個操作員將控制幾個系統,他們只需要給予許可就可以與目標交戰。
Qinetiq公司正在建造RCV-L。德事隆公司正在其Ripsaw小型坦克的基礎上建造RCV-M。RCV-L和RCV-M已經進行了單獨測試。這兩個系統將在2022年參加載人-無人合作(MUM-T)士兵作戰實驗。
(10)Agile condor(電腦吊艙) - 美國
Agile condor不是一個武器系統,而是一個可以添加到MQ-9 "死神 "無人機上的使能技術。它是一個結合機器學習的機載高性能嵌入式計算機,用于自主融合和解釋傳感器數據,以識別、分類和 "提名"感興趣的目標。 傳感器數據來自MQ-9 "死神 "的傳感器,其中包括光電和紅外傳感器以及合成孔徑雷達。敏捷禿鷹 "吊艙由許多隔間組成,可以支持各種技術,包括商用單板計算機、圖形處理單元、固態硬盤存儲和更先進的芯片。 開發者設想了以人腦為模型的計算機技術的潛力(所謂的神經形態架構)。
板載處理減少了必要的通信帶寬,因為系統有可能只與其他平臺共享特定數據。 此外,機載視頻處理有助于減少分析和決策時間,當使用帶有攝像頭的無人機進行ISR時,這可能是一個很大的問題。越來越多的軍隊正在尋求使用機器學習來加快對這些數據的分析,正如在 "Maven項目 "中看到的那樣。敏捷禿鷹吊艙將把這種技術整合到平臺本身。它還可以使MQ-9在GPS和通信缺失的環境中更自主地運行,因為該技術還可以通過識別地標來進行導航,避免潛在的威脅。雖然沒有明確提到,但機載處理能力也可以讓它自主地探測、識別和攻擊目標。一個開發者的視頻說明了該系統通過使用面部識別來識別一個人類目標,并提醒地面上的操作人員,后者改變了經過該地點的車隊的路線。
第一個Agile Condor吊艙于2016年交付,2020年9月,Agile condor吊艙在一架MQ-9 Reaper無人機上進行了測試。
本文強調了在其運作中具有 "自主性 "的十個系統。并不是說這十個系統比其他許多可能被指出的系統更有問題。之所以選擇這些例子,是因為它們指出了自動化能力被納入其中的系統的多樣性:能力的多樣性、運作的規模、運作環境和來源國的多樣性。
這些系統中的大多數在使用武力的時候都保留了人類決策的能力。在導言中對 "自主武器 "做了廣泛的定義,即探測目標并根據傳感器的輸入對其使用武力的系統。在這里看到的系統包含了自主性的一些方面,但根據這個定義,它們不一定是 "自主武器"。然而,它們中的許多可以被配置成這樣一種模式。這就提出了這樣的問題:隨著時間的延長和更廣泛的行動地理區域,將如何做出有意義的決定,即是否可以將某些模式的傳感器數據充分代表一個合法的目標。分析武器系統自主性增強的趨勢,可能有助于確定可能需要監管的領域,以確保遵守道德和法律規范。
指揮、控制和通信(C3)系統是所有軍事作戰的基礎,為國防部(DoD)的所有任務提供計劃、協調和控制部隊和作戰所需的關鍵信息。歷史上,美軍取得并保持了C3技術的主導優勢,但同行的競爭者和對手已經縮小了差距。國防部目前的C3系統沒有跟上威脅增長的步伐,也沒有滿足我們聯合作戰人員不斷增長的信息交流需求。聯合部隊必須配備最新的C3能力,為所有領域提供實時態勢感知和決策支持。
未來的沖突很可能由信息優勢決定,成功的一方將來自多個領域的分布式傳感器和武器系統的大量數據轉化為可操作的信息,以便更好、更快地做出決策并產生精確的效果。國防部(DoD)正在執行一項重點工作,通過綜合和同步的能力發展,在所有領域迅速實現靈活和有彈性的指揮和控制(C2),以確保對我們的對手的作戰和競爭優勢。這項工作被稱為聯合全域指揮與控制(JADC2),是決策的藝術和科學,將決策迅速轉化為行動,利用所有領域的能力并與任務伙伴合作,在競爭和沖突中實現作戰和信息優勢。JADC2需要新的概念、科學和技術、實驗以及多年的持續投資。
該戰略代表了國防部對實施國防部數字化現代化戰略中C3部分的設想,并為彌合今天的傳統C3使能能力和JADC2之間的差距提供了方向。它描述了國防部將如何創新以獲得競爭優勢,同時為完全網絡化的通信傳輸層和先進的C2使能能力打下基礎,以使聯合全域作戰同步應對21世紀的威脅。該戰略的重點是保護和保持現有的C3能力;確保美國、盟國和主要合作伙伴在需要的時候能夠可靠地獲得關鍵信息;提供無縫、有彈性和安全的C3傳輸基礎設施,使聯合部隊在整個軍事作戰中更具殺傷力。這一戰略的實施需要在作戰領域內和跨作戰領域內同步進行現代化工作,從完美的解決方案過渡到一個高度連接的、敏捷的和有彈性的系統。
本文件確定的目標為DOD的C3系統和基礎設施的現代化提供了明確的指導和方向。然而,現代化并不是一個終點,而是一項持續的工作。國防部將評估和更新該戰略,以適應在通往JADC2道路上的新的作戰概念和技術。
美國防部正面臨著幾十年來最復雜和競爭激烈的全球安全環境。在這個大國競爭的新時代,國防部必須提高聯合作戰人員的殺傷力,加強聯盟伙伴關系,吸引新的合作伙伴,并改革國防部以提高績效和經濟效益。
當我們建立一支更具殺傷力的部隊并加強聯盟和伙伴關系時,DOD必須專注于關鍵的有利工具,以有效地運用聯合多國部隊對抗大國競爭。有效的部隊使用始于有效的C2,即由適當指定的指揮官在完成任務的過程中對指定和附屬部隊行使權力和指導。在現代戰爭中,這可能是人對人、機器對機器(M2M)的循環,或者隨著自主程度的提高,M2M的循環中也有人類。在其最基本的層面上,成功的C2需要有可靠的通信、發送和接收信息的手段,以及其他處理和顯示可操作信息的能力,以幫助指揮官進行決策并取得決定性的信息優勢。
圖1:指揮、控制和通信現代化
該戰略的重點是支持有效的聯合和多國作戰的C3使能能力(圖1)。C3使能能力由信息整合和決策支持服務、系統、流程以及相關的通信運輸基礎設施組成,使其能夠對指定和附屬的部隊行使權力和指導。這些能力使指揮官和決策者能夠迅速評估、選擇和執行有效的作戰方案以完成任務。
具體而言,該戰略為2020-2025年的C3使能能力現代化提供了方法和實施指南。作為2018年國防戰略(NDS)實施的一部分,聯合參謀部正在制定聯合和任務伙伴網絡的工作概念,以便在有爭議的環境中執行全域聯合作戰。根據這些概念,負責研究和工程開發的國防部副部長辦公室(OUSD(R&E))正在開發和發展一個長期的(2024年及以后)全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)架構。實施這些未來的概念和架構將需要時間來使得新的技術和多年的投資成熟可用。這個C3現代化戰略為彌合今天的傳統C3使能能力和未來的FNC3使能JADC2之間的差距提供了方向,以確保聯合部隊能夠 "今晚作戰(fight tonight)",同時為聯合全域作戰所需的未來技術創造一個可行的過渡路徑。
本戰略提出的C3現代化目標與國防部數字化現代化戰略(DMS)和其他更高層次的指導意見相一致,包括國家發展戰略、國防部2018年網絡戰略、聯合作戰的基石概念:《聯合部隊2030》和《國防規劃指南》。它實施近期的現代化作戰和創新解決方案,通過更安全、有效和高效的C3環境提供競爭優勢。為此,國防部必須解決這些C3現代化的目標:
1.開發和實施敏捷的電磁頻譜操作;
2.加強定位、導航和授時信息的交付、多樣性和彈性;
3.加強國家領導指揮能力;
4.提供綜合的、可互操作的超視距通信能力;
5.加速和同步實施現代化的戰術通信系統;
6.全面建立和實施國防部公共安全通信生態系統;
7.創造一個快速發展5G基礎設施和利用非美國5G網絡的環境;
8.提供有彈性和響應的C2系統;9.提供任務伙伴環境能力。提供任務伙伴環境能力和服務。
圖2:DOD數字現代化戰略
圖3:DOD C3現代化和數字現代化戰略的一致性
圖2和圖3分別顯示了本戰略中實施的DMS要素以及兩個戰略之間的目標和目的的一致性。
DOD C3依賴于一個復雜的、不斷發展的系統,從網絡基礎設施和核心服務到戰術邊緣的手持無線電和移動設備。本戰略中包含的九個目標是對圖2中強調的六個DMS目標的更細粒度的分解。C3現代化的其他關鍵因素包括聯合信息環境能力目標、數據中心化和數據分析,分別包含在DMS、國防部云戰略和國防部人工智能戰略中。有效的國防部事業管理將確保這些戰略的成功同步和實施。