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俄羅斯認為電子戰(EW)是其與西方持續對抗中的關鍵軍事能力之一。電子戰提供了一種非核威懾能力,幫助俄羅斯保持其大國地位和戰略自主權,同時也考慮到其長期的經濟和人口弱點。2010年后的10年,俄羅斯在EW方面取得了重大進展。然而,在2020年初,俄羅斯仍然面臨著技術、工藝、工業、組織和政治方面的挑戰,這些挑戰使莫斯科無法獲得它想要的EW能力。

技術挑戰與開發空基和天基EW能力的延遲有關,也與統一EW系統的需要有關。技術挑戰來自于必須維護的不同類型的EW系統的數量,各種EW系統相對較短的壽命,以及將它們與其他作戰系統和單位整合的問題。最后一點也說明了為什么俄羅斯一直在努力將其EW系統的數量轉化為更高質量的作戰能力。工業方面的挑戰是由俄羅斯的武器采購和研發項目的不穩定動態以及國防公司以可接受的成本開發和生產先進的EW系統的能力造成的。主要的組織挑戰是,已經達到目標極限的EW部隊的數量。現在,EW部隊需要從戰斗支持轉變為一個戰斗部門。最后,一個政治挑戰出現在俄羅斯和西方的對抗中,這也是與EW相關的努力的主要驅動力。俄羅斯無法以對稱的方式與美國和歐洲競爭,而俄羅斯的政治體制不允許莫斯科實現 "軍事事務的革命",因為中央集權體制難以以有效的方式對武裝力量實施以網為中心的方法。出于這個原因,俄羅斯選擇了非對稱戰爭的經典方法,目標是破壞優勢對手的指揮和控制系統。

在電子戰方面,未來十年對俄羅斯來說將是一個挑戰。莫斯科將需要修復其以前的電子戰努力,更多關注電子戰的整體質量而不是部署的電子戰系統的數量,并在戰術、戰區和戰略層面彌補電子戰的明顯差距。此外,在2010年代末國防開支穩定甚至下降后,俄羅斯被迫再次增加國防預算。這意味著用于EW的支出也將增加。俄羅斯將試圖填補空基和天基EW能力的空白,而海基部分在俄羅斯的軍事規劃中繼續發揮次要作用。俄羅斯也有可能選擇在白俄羅斯擴展其地面EW基礎設施,建立一個從克里米亞到加里寧格勒的EW "鏈"。

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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。

幾十年來,俄羅斯軍方一直面臨著同樣的問題:在戰略核平等的時代,如何克服北約(NATO)的戰略深度。在蘇聯時代后期,這是通過建立大量的地面部隊來克服準備好的防御措施。2008年,俄羅斯大幅削減其陸地部隊,希望遠程打擊能夠彌補區域戰爭中地面部隊的不足。此后,俄羅斯的戰略家們將注意力集中在如何在沒有大量地面部隊的情況下,在北約的整個縱深范圍內開展進攻行動。

截至2021年,俄羅斯仍然在一定程度上依賴非戰略性核武器(NSNW)進行區域作戰。最近的證據表明,俄羅斯對區域戰爭的規劃正趨向于統一的戰略行動。這一概念旨在更有效地組織和分配俄羅斯的常規打擊和非動能攻擊能力,因為它填補了俄羅斯NSNW在未來幾十年的區域戰爭中的作用。

為了了解為什么會出現這種趨勢,本報告研究了俄羅斯向統一戰略行動和相關能力發展的演變,重點是四個領域:針對關鍵軍事和民用目標的遠程常規打擊;破壞北約指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察的電子戰(EW);反空間行動;以及針對關鍵基礎設施的網絡攻擊

本報告的主要研究是在2022年1月完成的,在俄羅斯2022年2月入侵烏克蘭之前。少數提到烏克蘭戰爭的內容是在出版前添加的。

研究問題

  • 自冷戰后期以來,影響俄羅斯作戰概念發展的關鍵軍事問題有哪些?
  • 什么是統一戰略行動,它是如何與這段歷史結合起來的?
  • 什么是可能與該行動相關的關鍵軍事任務,以及俄羅斯如何發展其部隊以執行這些任務?

主要研究結果

  • 在后冷戰時期,北約的擴大和俄羅斯陸軍的減少在俄羅斯作戰概念的發展中起到了關鍵作用
    • 這些因素將軍事負擔放在俄羅斯的遠程打擊能力上,以克服部隊的地理分隔。
    • 俄羅斯區域戰爭的作戰概念發展是由如何在可能升級為核使用的常規戰斗中協調、分配和使用遠程、動能和非動能攻擊資產所驅動的。
    • 目前,俄羅斯有限的常規遠程打擊能力,加上北約的戰略縱深,表明在俄羅斯國家的生存受到威脅時,將繼續依賴核武器進行威懾和大規模行動。
  • 統一戰略行動是一個擬議的解決方案,即協調部隊參與區域級目標,并削弱北約向俄羅斯縱深發動航空攻擊的能力
    • 這一概念是對未來俄羅斯常規能力不斷增強的部隊結構的一種組織構建。它包括核與非核部分,并涉及聯合戰略指揮部的協調行動。
  • 統一戰略行動的關鍵軍事任務都與吸引俄羅斯地面部隊和火炮射程以外的目標有關。
    • 俄羅斯已經裝備了能夠打擊北約火炮射程以外目標的常規系統,并計劃擴大多種系統的射程。
    • 俄羅斯已經在EW資產上進行了大量投資,并重振了其軍事空間和反空間能力。
    • 俄羅斯軍事戰略家認為,網絡行動有助于實現對關鍵基礎設施的影響,但俄羅斯的網絡能力仍然是未知的。

目錄

第一章

簡介

第二章

俄羅斯向統一戰略行動的演變

第三章

統一戰略行動中俄羅斯的常規精確打擊資產

第四章

俄羅斯對抗北約C4ISR和大規模航空航天攻擊的電子戰能力

第五章

俄羅斯對天基資產進行功能性壓制和摧毀的能力

第六章

俄羅斯攻擊關鍵基礎設施的網絡行動

第七章

結語

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在俄羅斯2022年2月入侵烏克蘭之前,克里姆林宮及其代理人實施了信息行動,為針對烏克蘭的軍事行動辯護,掩蓋其作戰計劃,并否認對戰爭的任何責任。

一旦戰爭真正開始,俄羅斯擴大了其戰略,進一步強調破壞烏克蘭的抵抗能力,希望迫使該國投降或按俄羅斯的條件進行談判。這種戰略擴張包括努力保持對國內信息的控制和對戰爭努力的支持,削弱烏克蘭的抵抗,破壞盟友和合作伙伴對烏克蘭抵抗的支持,特別是在鄰近地區,并在國際上參與積極的信息行動,以塑造關于俄羅斯侵略戰爭的輿論,包括在非洲和拉丁美洲。

在數字取證研究實驗室(DFRLab)的日常監測基礎上,本報告綜合了克里姆林宮自2022年2月24日戰爭開始以來針對當地、區域和全球受眾的破壞烏克蘭的企圖。

對于俄羅斯國內的受眾來說,立法和監管環境的變化有效地將媒體的獨立性和公眾對戰爭的異議定為犯罪,而克里姆林宮及其媒體代理人則接受了可以簡化為字母Z等符號的信息。克里姆林宮還將事實核查這一主題作為武器,利用日益流行的Telegram頻道,如War on Fakes,通過媒體機構和外交社交媒體賬戶擴大虛假信息。

從戰爭一開始,克里姆林宮就強調打擊烏克蘭觀眾的士氣,摧毀他們的戰斗意志。早期的例子包括所謂的深度偽造視頻,讓人以為烏克蘭總統沃洛季米爾-澤倫斯基已經逃離該國,并敦促烏克蘭軍隊放下武器。這些做法擴大到利用偽造文件使烏克蘭官員難堪并損害他們在選民中的聲譽,以及在暗網上建立虛假市場,暗示烏克蘭轉售西方武器以牟利。親克里姆林宮的言論還對烏克蘭人使用了恐懼和恐嚇策略,試圖讓他們相信俄羅斯是不可戰勝的,烏克蘭的鄰居是不可信任的。我們進一步探討了俄羅斯將布查的平民大屠殺描繪成烏克蘭的暴行或捏造,同時還在公眾辯論的幌子下渲染核威脅。

俄羅斯的信息行動還針對烏克蘭的鄰國、合作伙伴和歐洲各地的盟友。DFRLab根據與俄羅斯的距離和關鍵指標受眾進行了三個案例研究,包括波蘭,烏克蘭最近和最重要的北約成員鄰國;法國,一個以軍事和財政援助支持烏克蘭的重要西歐國家;以及格魯吉亞,一個被俄羅斯部分占領的后蘇聯國家,其政府受到俄羅斯的高度影響。

在烏克蘭最接近的西方鄰國波蘭,親俄行動黑進了社交媒體賬戶,傳播偽造的文件,將烏克蘭官員描繪成懷有反波蘭情緒的人;類似的行動還將烏克蘭難民描述成利用波蘭的財政資源和波蘭人民的慷慨的罪犯。在法國,在社交媒體上傳播的謠言流入了主流媒體關于法國運往烏克蘭的先進武器落入俄羅斯安全局手中的討論。在格魯吉亞,一個同情親俄的政府轉述克里姆林宮的信息以避免卷入戰爭,這引起了烏克蘭和同情格魯吉亞公民的憤怒。

親克里姆林宮的媒體還利用其國際影響力來促進俄羅斯的利益,特別是在全球南部。俄羅斯的 "重返非洲 "政策近年來增加了莫斯科與非洲大陸的接觸,包括通過代理部隊在西非建立軍事影響力,改善與反西方政黨的關系,以及放大出處可疑的親克里姆林宮社交媒體運動。而在拉丁美洲,克里姆林宮通過俄羅斯外交官的社交媒體賬戶和YouTube頻道宣傳他們的信息,從而規避了對RT和Sputnik等國家媒體的限制,這些媒體已經取代了國家媒體在該平臺上的西班牙語報道。

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無人駕駛飛行器(UAVs)或 "無人機 "在軍事方面的使用在過去20年里急劇增加,任務范圍從監視、偵察和情報到戰斗支持。技術的進步一方面導致了無人機能力和可靠性的提高,另一方面也降低了生產成本。此外,無人機的可用性也急劇增加,曾經是少數國家專屬的設備現在可以被所有國家的武裝部隊獲得,而且,正如最近的攻擊所證明的那樣,非官方部隊也可以獲得。在這種情況下,無人機可以成為任何沖突的一部分,軍事戰略家們必須將對無人機和潛在的無人機群的反應納入其作戰方案。因此,對無人機的防御必須成為任何成熟的軍事戰略的一個組成部分。本分析探討了無人機的大規模出現給軍隊帶來的概念和行動上的變化,包括與訓練和實施具體的反無人機部隊有關的理論和實際挑戰。首先,我們確定了與無人機和無人機群有關的威脅的演變。然后,我們總結了不同的可能反措施。最后,我們提出了部署這些對策的實際解決方案,特別是通過探索發展和部署專門的反無人機部隊的可能性,以及研究與高科技無人機敵人作戰而不是在傳統戰場上與士兵作戰相關的一些挑戰。

1 簡介

無人機--無人駕駛飛行器(UAVs)的俗稱--不再只出現在科幻小說和預測性小說中。事實上,它們正成為現代城市景觀中越來越常見的組成部分。由于它們的多功能性和可及性,民用無人機在用戶數量和用途的多樣性方面都在不斷增長。無人機的使用正被推廣到研究(Coops, Goodbody & Cao 2019)或應急響應(He, Chan & Guizani 2017)等不同領域。

民用無人機的這種能見度不應掩蓋無人機最初由軍方開發、用于軍事目的的事實。無人機的軍事應用很多,從與民用無人機類似的任務(如監視和偵察,但針對軍事或情報目標)到與UCAVs--無人駕駛戰斗飛行器的戰斗情況(Lucas 2014)。在不到二十年的時間里,無人機已經在支持美國在伊拉克和阿富汗的行動中發揮了重要作用(Sharkey 2011)。2019年9月14日對沙特阿拉伯Abqaiq和Khurais的國有石油設施的襲擊,使無人機在戰爭中的使用更進一步(Hubbard, Karasz & Reed 2019)。事實上,與以往無人機的軍事用途相比,這些攻擊并非由官方武裝部隊公開發起。盡管胡塞武裝運動(一個以也門為基地的伊斯蘭武裝運動)聲稱這次襲擊,但美國當局斷言,襲擊源自伊朗(Said, Malsin & Donati 2019)。Abqaiq-Khurais襲擊事件背后的真正主謀問題在這里并不重要;重要的是,最近在沙特阿拉伯發生的事件是一個縮影,即無人機不再是僅由少數國家掌握的獨家技術。無人機現在不僅可以被合法的武裝部隊用于軍事目的,而且還可以被無數其他國家使用,包括恐怖分子或其他非國家行為者。生產成本更低、更容易和更快的無人機的擴散,不僅重塑了設計和執行監視或偵察的方式,而且還提供了困擾或恐嚇潛在對手的新方法。此外,這種廉價和容易的無人駕駛裝置的擴散顯然提高了世界各地的沖突螺旋的風險(Boyle 2015)。無人機自主程度的提高也在質疑國防軍的反應。事實上,無人機可以從非自主性(需要人類飛行員的持續控制)到完全自主性(一旦發射,被編程為執行其任務而無需任何進一步的人類干預)。值得注意的是,在這個連續體的兩端之間可以存在所有可能的中間水平的自主性。此外,自主權可以通過預編程(從而限制了無人機發射后的適應可能性)或通過使用人工智能(AI)模塊來提供,為無人機提供更多的適應性。除了通過獲得專門的無人機機隊來提高自身能力外,開發反制措施對軍隊來說也是至關重要的。因此,在不久的將來,獲得適當的反無人機反應單位可能是軍事領導人的重點之一。

對無人機的防御必須成為任何全面的、長期的軍事動態的一部分。因此,武裝部隊將不得不適應這一新興的現實。應對無人駕駛威脅所需的變化并不純粹是概念性的;它們將必須轉化為行動上的變化。這些變化不僅必須發生在防御無人機的常規部隊(特別是在陸地/海洋界面)和準備反擊無人機的無人機部署部隊層面,而且還必須發生在軍事參謀的指揮和戰略層面。此外,由于無人機防御問題影響到所有軍種,因此陸軍、海軍和空軍參謀部都需要進行反思。從這個角度來看,本文將在分析這個問題的同時牢記三個操作性挑戰:分析背景和確定威脅,實施有效的反措施,并以適當的軍事人員部署這些反措施--特別是通過探索與發展、部署和維護專門的反無人機部隊有關的可能性和挑戰

2.反制措施

2.1. 被動反制措施:保護和探測

在某種程度上,針對無人機的被動保護可以由物理基礎設施的設計和建造方式或其位置來提供。事實上,無人機是飛機。就像任何空中進攻一樣,無人機的目標需要從上面進入才能到達。地下設施和重度屏蔽的目標,用無人機可以攜帶的彈頭類型來摧毀更具挑戰性。敏感的軍事基礎設施曾經被建在偏遠地區。然而,這種被動的戰略不再那么有意義了。事實上,通過現代天基地球圖像,地球上幾乎沒有一個地方可以真正被認為是 "偏遠"。由于有了衛星圖像,如今相信一個潛在的結構性目標可以不被定位,或者軍事單位的行動可以不被注意,已經是烏托邦了。作為無人駕駛車輛,無人機嚴重依賴地理定位系統從其發射基地導航到其目標。因此,無人機很容易受到技術惡化的GPS信號,特別是GPS欺騙和GPS干擾的影響。然而,純被動的基礎設施保護所能做到的是有限的,而且在大多數情況下,這些限制已經達到了。事實上,像軍用SAASM(選擇性可用性反欺騙模塊)這樣的系統可以減輕美國軍隊產生的GPS欺騙的影響。還可以開發其他系統,使GPS接收機能夠檢測到欺騙或干擾的企圖。一旦檢測到GPS欺騙或干擾,無人機就有可能切換到其他的導航模式。事實上,無人機可以使用其他各種傳感器方法在GPS屏蔽的環境中進行導航,從視覺模式、紅外線、雷達、聲納(用于水下無人機)、電子/電磁探測到任何這些方法的組合。即使僅僅依靠衛星發出的信號,也可以開發出解決方案。事實上,使用非軍事級別的技術和算法的民間研究人員已經能夠獲得完整和動態的地理定位特征,盡管處于軍事GPS的拒絕區域,實際上打敗了美國軍隊的GPS信號改變系統(Voosen 2019)。將類似的方法應用于無人機導航,基本上可以使它們對GPS欺騙和GPS干擾免疫。

探測無人機是一項相當具有挑戰性的任務。由于大多數無人機體積小,無人機的雷達信號與鳥類的雷達信號沒有區別。此外,一些無人機具有隱身特性,要么是隱身配置(如美國制造的Kratos QX-222 Valkyrie),要么是涂層,旨在減少其雷達信號。因此,由于僅僅依靠雷達不是一個可行的選擇,必須設計出替代方法來探測接近的無人機。由于其搭載的系統和對無線或衛星信號的使用,無人機產生特定的、有時是重要的電子信號。然而,法拉第籠可以減少電子噪音。此外,如果無人機切換到其他引導模式,在接近目標時可以關閉無線或衛星通信--特別是對于不需要與人類操作員保持聯系的完全自主的無人機。視覺識別(例如,使用特定任務的人工智能或深度學習策略)可用于識別無人機。然而,它們的特征可以被設計成使模式識別具有挑戰性,特別是因為無人機通常處于運動狀態。

進行空中機動的無人機會產生噪音,它們的聲學特征因此可以暴露出來。目前正在開發各種音頻處理方法來解決無人機的定位問題(Rascon, Ruiz-Espitia & Martinez-Carranza 2019)。然而,幾個重要的問題限制了現實生活中的無人機聲學探測。事實上,無人機產生的噪聲是動態的,因為無人機通常處于運動狀態。此外,無人機產生的噪聲通常具有很低的信噪比。換句話說,在嘈雜的環境中探測無人機是相當困難的。因此,就其他探測策略而言,在聲學方法可以作為無人機探測的可靠來源之前,還必須做更多的研究。就像被動保護一樣,無人機探測也有其局限性。一旦在限制區或潛在目標附近探測到無人機,無人機防御戰略的下一步就是摧毀敵方單位。這就是接下來的章節將探討的內容。

2.2. 主動反制措施:破壞

無人機并非沒有弱點。士兵們可以使用一些策略來禁用或摧毀敵方的無人機。然而,沒有任何解決方案是完美的,而且可以開發出反措施來對付這些反措施。因此,最佳的反無人機戰略應該結合幾種方法,以確保反無人機部隊的最大效率(表1)。

  • 直接射擊 直接射擊通常是對UCAV攻擊的主要反應類型。值得注意的是,直接射擊可以由人類射手或通過自動反空防系統進行。不過,這種解決方案有幾個限制。首先,無人機可能相對較小,而目標的大小可能是一個射擊技巧的挑戰。第二,直接射擊可能會受到能見度不足的阻礙(由于日/夜周期,視線中的障礙物,或大氣條件)。第三,直接射擊很容易被無人機群的攻擊所淹沒。

  • 狩獵型無人機 防御者可以使用無人機來獵殺敵方的無人機。在這種情況下,防守方在操作無人機時有幾個主要優勢。由于防守方的無人機通常在離發射點很近的地方操作,所以自主性不是問題--與攻擊方的無人機相比,攻擊方的無人機在到達目標之前必須覆蓋更遠的距離。此外,如果配備了適當的武器,防衛型無人機可以用作飛行射擊平臺,它也可以用于 "自殺模式",旨在通過直接碰撞摧毀攻擊型無人機。最后,防御型無人機對與制導和導航有關的問題的脆弱性大大降低。事實上,一架無人機可以在大約245米的直視范圍內進行視覺操作(Li等人,2019)。這個距離--取決于人的特征而不是無人機的類型--對于對抗配備了相對較小的彈頭的無人機的攻擊仍然是合理的。不過,這種策略仍然有幾個限制。所有與直接射擊有關的限制都適用于狩獵型無人機。此外,獵殺型無人機具有無人機的通常弱點(包括其搭載的電子系統容易被破壞或被劫持)。此外,部署狩獵無人機所需的時間可能使它們在敵方UCAVs的突然襲擊中難以及時使用。

  • 導彈 導彈和其他自主彈頭可以用來摧毀無人機。導彈的速度和精度足以摧毀無人機。然而,這簡直就像用錘子打死一只蒼蠅。雖然理論上是可行的,但使用自主導彈來摧毀無人機并不是一個具有成本效益的解決方案。雖然無人機越來越便宜,但與導彈有關的成本仍然很重要。自主導彈是一次性使用的武器這一事實也有助于使這一解決方案過于昂貴,無法現實地大規模部署。

  • 激光武器 激光武器是以激光為基礎的定向能量武器,即以窄光束的形式連貫地發射電磁輻射--放大的光的系統。當到達目標時,激光束會向目標傳遞相當大的能量,使其燃燒,或以其他方式引發重大損害(Coffey 2014)。跟蹤目標運動的可能性("跟蹤 "目標)和光束達到最大強度的聚焦區域使激光武器完全適合于小型移動目標,如無人機。因此,目前全世界正在開發幾種反無人機的激光武器也就不足為奇了。然而,由于激光武器是基于光束,它們對大氣條件和煙幕非常敏感。此外,如果光被反射到遠離目標的地方,激光的影響就會大大降低。因此,在無人機上涂抹燒蝕材料或用鏡子覆蓋可以有效地對抗大多數激光武器,或至少大大降低其效率(Hambling 2016)。

  • 微波武器 無人機的運作依賴于大量的搭載系統的工作,從傳感器到自主處理系統。摧毀搭載的電子設備就等于讓無人機失效。微波武器的目的就是要做到這一點。與激光武器一樣,微波武器是定向能量武器。然而,雖然一些激光武器已經投入使用,但微波武器目前仍主要是實驗性的。此外,使用法拉第籠來保護登船的電子系統(這一點已經可以實現,甚至使用3D打印機技術)可能代表了對這種類型的武器的強有力的反制措施。

  • 電子和通信系統的弱點 與其試圖使用微波武器等手段破壞搭載的電子系統,另一種反無人機戰略是利用這些系統及其固有的連接性。即使是最自主的無人機也需要訪問外部資源,如用于導航的GPS信號。因此,無人機通過Wi-Fi、GPS、無線電波等連接。- 這些通信渠道中的每一個都是進入其內部系統的潛在入口。即使沒有軍事級別的技術,也很容易利用傳輸協議,然后利用其硬件/軟件的漏洞(Dey等人,2018)。無人機很容易受到GPS欺騙、GPS攻擊、干擾、無人機特定的惡意軟件("maldrones")和無線攻擊(Kerns等人,2014)。盡管軍用無人機系統通常比民用無人機受到更多的保護(例如,通過使用加密的GPS信號進行導航),但它們遠不是不受黑客攻擊的。對無人機的電子系統或功能的攻擊可能有各種目的。1)向無人機的導航系統提供錯誤的信息,誘發無人機的 "失明 "和迷失方向,導致改道或墜機,2)入侵無人機系統,破壞硬件/軟件系統或獲取信息或數據,或3)控制無人機。讓無人機墜毀而不是簡單地摧毀它可能有好處,例如恢復與無人機的導航、傳感器或武器系統有關的部件或信息(特別是通過反向工程)。劫持是通過斷開無人機與初始控制器的連接并替換這種連接來實現的。值得注意的是,無人機劫持可以用另一架無人機作為平臺來完成。劫持的無人機將控制附近的無人機,同時在它們之間飛行,形成一個被奴役的無人機艦隊。然而,利用無人機電子系統的弱點來破壞無人機的企圖也可以被反擊。至于基于微波的攻擊,可以通過將無人機的電子部件固定在法拉第籠(旨在阻擋電磁場的結構)中來對抗專注于電子的方法。網絡安全和基于軟件的技術也可以實施,以使無人機系統更難被黑客攻擊,包括使用加密來保護庫文件,使用混淆器來防止反編譯,檢查GPS延遲和子幀數據,保護Wi-Fi和開放端口,或改善無線電通信安全(Dey等人,2018)。

  • 防御性無人機群 上面提到的方法都不足以應對無人機群的攻擊。事實上,無論選擇何種系統,防御性能力都會被數量龐大的自主攻擊單元所淹沒。在這里,一個有趣的應對策略可能是部署另一個無人機群,即有大量的無人機準備在攻擊時起飛。防守的無人機不一定需要協調。事實上,雖然不協調的、自主的或半自主的無人機顯然會錯過一些目標,或使兄弟無人機(即屬于同一蜂群的無人機)陷入 "友軍火力",但蜂群潛在目標數量的增加,加上防御無人機數量的增加,會使相當一部分攻擊無人機被摧毀的概率足夠高,從而導致攻擊蜂群的重大破壞。盡管使用無人機群來對抗另一個無人機群是一個有效的策略,但這不會導致攻擊機群的完全毀滅。因此,這種方法很可能需要與其他方法(通常是直接射擊)相結合,以消除蜂群的殘余。然而,如果進攻的無人機數量最初被防守的蜂群大幅減少,直接開火的效率就會大大增加。也就是說,兩個蜂群的碰撞可能會產生額外的煙幕和某種程度的混亂,這反過來可能會降低射手消滅最后的攻擊者的能力。與單個防衛無人機一樣,為作戰目的部署的防衛無人機群可能面臨無人機部署速度的問題。在決定UCAV儲存區和發射平臺的位置時,應牢記這一點。

3.發展一支特殊的隊伍

從作戰的角度來看,應對軍事戰場上目前和未來無人機的增加,需要發展和部署專門的反無人機部隊。作為這些部隊成員的士兵將面臨與其他士兵不同的現實;與高科技無人駕駛的敵人作戰與在常規戰場上與士兵作戰是不同的。

3.1. 技術專長

即使反無人機部隊在武裝部隊中仍然有限,其成員的培訓也將面臨重要挑戰。事實上,反無人機部隊的成員必須展示大量的技術專長,不僅與無人機有關,而且在操作和維護特定的反無人機設備方面也是如此,這對常規部隊來說是非常規的(例如,激光武器或微波系統)。因此,從訓練的角度來看,反無人機部隊的成員必須同時接受戰斗訓練和技術訓練。雖然作戰專業知識在軍隊和軍事教育和培訓基礎設施中顯然很普遍,但科學和技術的情況并非如此。重要的是要注意到,傳統的戰斗技能和新興技術的專業知識之間的這些問題性互動--以及在這兩個領域培訓人員的相關問題--并不是作戰軍事單位所特有的。這確實是現代安全的一個更具全球性的問題,與建立一支具有生物技術專業知識、能夠應對當前國際威脅的情報和反情報工作隊伍有關的戰略和實際挑戰就是例證(Guitton 2020)。因此,確保士兵能夠獲得特定科學和技術知識的解決方案不一定在單一單位的獨家培訓中找到。相反,從本質上講,該解決方案是多學科的。因此,小型專業單位的培訓可以在不同的軍事專業中共享。就反無人機部隊而言,士兵應該掌握的一些具體技術知識可能與專門從事遠程探測的偵察部隊相似或至少有些相似。對于一個特定的國家來說,找到足夠多的專業部隊進行共享或跨學科的訓練,肯定有助于減少與組建有關的成本,有助于建立更大的人力資源基礎以進行招募,從而為反無人機部隊提供更強大的勞動力。

3.2. 隱身訓練

與任何旨在對抗特定類型敵人的特種部隊一樣,反無人機士兵的訓練需要考慮到其目標的特點。無人機的主要特征之一是其非常高的機動性。由于其小尺寸和自主性,UCAVs可以極快地部署,并在被發現之前深入到先進的防線中。因此,為了消滅UCAVs,反無人機部隊也需要具有極高的機動性。反無人機部隊必須能夠迅速與他們的目標作戰。然而,鑒于無人機的多功能性,他們也需要能夠迅速脫離,從一個戰場轉移到另一個戰場。此外,無人機在所有類型的戰場上都能發揮作用,包括高密度的城市地區,甚至是水陸交接地區。不過,反無人機部隊的機動性不應簡單理解為空間上的機動性,也應理解為概念上的機動性。事實上,反無人機部隊需要能夠從一種戰斗模式切換到另一種模式,這取決于他們所針對的UCAVs的具體阻力。

無人機的另一個特點是它們大量使用各種傳感器。因此,反無人機部隊的機動性應伴隨著一定程度的隱蔽性。反無人機部隊應該能夠快速移動,并且在這樣做的同時盡可能不被注意。這種 "隱蔽性 "也應該延伸到戰場之外。事實上,無人機戰爭是一種嚴重基于信息的戰爭。由于無人機通常是部分自主的,指揮無人機至少需要對敵人的防御系統有一定程度的了解。雖然反無人機部隊的存在可以產生有效的勸阻作用,但這種部隊應該對其確切的設備和部署信息保持盡可能的保密,因為這將使他們更難以反擊--如果面對敵人的UCAVs,這將有助于他們達到最大的效果。值得注意的是,戰場上的隱身和戰場外的謹慎之間的這種關系并不是什么新鮮事。事實上,在歷史上,它已經在信息收集至關重要的沖突中被概念化。例如,Hensōjutsu,將日本封建武士的偽裝技術組合在一起,是Jintonpō的一部分,即 "獲得隱形的方法"。在數字時代,隱身術更進了一步。反無人機部隊的成員在使用虛擬空間時應保持謹慎,避免公開明智的內容或發布可能提供直接或間接信息的項目。如果被發現,反無人機部隊的成員可能會成為外國情報機構操縱的特權目標(Guitton 2019)。

3.3. 心理支持

無人駕駛戰斗的出現為所有接觸無人機的人創造了新形式的戰斗壓力--包括士兵和平民。軍事無人機飛行員已經多次被報道在戰斗事件中經歷了重要的心理壓力(Sharkey 2011)。鑒于反無人機部隊,顧名思義,主要是向無人機而非人類開火,這似乎與防衛無人機的操作者不太相關。然而,通過UCAVs進行打擊的方式是發生心理壓力的一個突出因素(Sharkey 2011),無論目標是否為人類,這使得防衛性無人機飛行員遭受類似結果的風險成為現實。雖然創傷后應激障礙(PTSD)通常被視為無人機飛行員心理健康問題的旗幟,但UCAV操作員報告了廣泛的心理健康問題,包括危險的酒精使用、抑郁癥、中度或嚴重的焦慮,以及亞臨床PTSD癥狀(Chappelle等人,2014;Phillips等人,2019)。雖然在美國空軍UCAV飛行員通常遠程操作無人機,即從美國境內的安全地帶而不是直接在戰場上操作,但這一人群中PTSD的發生率很高,盡管低于從部署中返回的軍事人員(Chappelle等人,2014)。與其他士兵相比,UCAV操作員的心理健康問題風險不一定增加,然而,較高比例的無人機飛行員患有與心理健康有關的重大功能障礙(菲利普斯等人,2019年)。

除了與工作時間和軍事與民用領域之間的困難定位有關的因素外,基于美國空軍經驗的研究--可以說代表了最大的作戰UCAV操作員群體--表明,UCAV操作員感到對旁人的傷害或死亡負有共同責任的戰斗相關事件的數量是發生PTSD癥狀的重要預測因素(Chappelle等人,2019)。特別是在無人機群的背景下,一些無人機可能成功穿越目標的防御。因此,防衛無人機的操作者,或者,專門負責防衛無人機的士兵,很可能會暴露在關于對旁觀者(在這種情況下,他們負責保護無人機攻擊的士兵或平民)的潛在傷害的類似情況下,對他們的心理健康有潛在的類似結果。除了這種增加的風險因素外,其他因素也可能增強反無人機部隊士兵的心理脆弱性。這主要是指高度的壓力,與普通部隊相比,反無人機部隊的壓力更大,這主要是由于對無人機攻擊的反應時間(從發現無人機到做出反應的時間)比大多數常規軍事部隊要短。

最后,在無人機將發揮重要作用的戰斗背景下,反無人機部隊可能很快成為優先目標,從而為其成員帶來更多壓力。因此,希望發展反無人機部隊的軍隊必須考慮到這些因素,并實施強有力的心理健康監測計劃,以確定潛在的脆弱士兵,并在需要時部署強有力的心理和精神醫療支持。

結論

無人機曾經局限于少數國家的武裝部隊,現在已經很普及了。隨著任務范圍的擴大,從監視和情報到戰斗,無人機在城市和非城市環境中的作戰能力,以及它們越來越多的可用性,無人機在作戰領域的存在在不久的將來只會增加。新興技術正在使無人機變得越來越可靠,越來越難以對付。

隨著無人機變得越來越普遍,各國都加大了在該領域的研究力度。這場捉迷藏游戲的馬達是技術。然而,贏得與無人機開發商的軍備競賽是一場永無止境的游戲。事實上,對于我們仍然可以控制的少數元素,技術的發展可能會使目前的防御措施大量過時。然而,反無人機防御不僅僅是技術問題,也是人和組織問題。因此,解決方案不能在純粹的技術方面找到,而必須包括人的層面。反無人機的最佳戰略將依賴于小型的、專業的、在技術和戰斗技能方面具有混合專長的單位,具有高度的機動性,并能快速應對危機。這樣的單位應該能夠快速部署在戰場上。這不僅會提高反應的效率,而且還能實現重大的規模經濟--因為部署一支專門的部隊比動員一個龐大但不專業的營隊更有成本優勢。能夠部署反無人機的多模式反應,并獲得這樣做的人力專長,對任何國家來說都是至關重要的,不論其規模和相對軍事力量如何。較小的國家在這樣做時甚至可能比最大的軍事力量有更多的相對優勢。

我們在過去幾十年中所看到的只是冰山一角。我們正處于技術引起的大規模社會變革的黎明。技術將大規模地改變戰爭。人工智能和戰斗機器人很快就會出現在戰場上。在這種情況下,反無人機部隊可能是我們從作戰角度對未來戰爭的第一瞥。因此,反無人機部隊很可能成為未來戰爭部隊的組織、訓練和實施的模板。

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至少從第二次世界大戰開始,機器人就被用于戰斗,它們在上個世紀的局部沖突中也有使用。然而,這些機器人設備在形式上比今天的設備更簡單。它們與其他設備的整合是根本不可能的。現在范式已經改變。目前戰斗行動的機器人化涉及到由數字和人工智能(AI)指揮和控制裝置驅動的設備。隨著這些技術的加入,出現了使用機器人技術的新方法,例如將機器人技術與非致命武器綜合使用,以及自主執行(和潛在控制)任務的新方法。最初,使用機器人的特殊和基本屬性是它們能夠幫助最大限度地減少戰斗中終端人員的損失,這繼續激勵著發展。然而,今天的機器人設備正在配備動能部件,可以從空中、陸地和海上摧毀對手的力量。而且,正如對其能力的仔細檢查所揭示的那樣,機器人可能正變得如此先進和自主,以至于人類正在失去對它們的指揮和控制。

俄羅斯軍方已經開發了許多機器人能力,包括以下內容:戰車射擊系統;多管火箭系統;放射性偵察;后勤運輸;太空使用;無船員船舶和潛艇;以及機器人群和群體互動,等等。軍事領導人已經確定,有機制確保對這些資產的控制,這些資產只能在有限的情況下使用。然而,俄羅斯在眾多行動中使用機器人的計劃可能表明,它們的使用可能并不像預測的那樣有限。在軍事領域,快速尋求優勢是超越對手的中心環節。

下面的摘要首先提供了俄羅斯理論家從1991年開始定義機器人的幾種方式。第二,分析比較了俄羅斯和美國運用機器人的方法(從俄羅斯的角度),以及使用機器人的任務和原則。第三,詳細介紹了機器人在俄羅斯的一些使用情況,重點是軍事期刊上的描述--在城市環境中,與工程師支持相結合,在無人駕駛飛行器(UAV)的使用中,與火炮相結合,以及它們在敘利亞的使用。第四,研究了影響世界各地和俄羅斯的機器人使用的法律和組織問題的爭議。第五,涵蓋了俄羅斯在發展機器人能力中遇到的眾多問題領域,隨后是一些結論。有兩個附錄。附錄一列出了一些機器人的使用原則,附錄二提供了一些俄羅斯正在開發的機器人的照片以及它們的操作參數(還有一些照片中沒有顯示的)。

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本文是卡內基 "俄烏戰爭中的網絡沖突 "系列論文的一部分,該項目旨在更好地理解俄烏戰爭中的網絡元素。卡內基的專家們各自研究了網絡沖突的一個獨特層面:論述了對烏克蘭網絡防御的國際援助;論述了俄羅斯未達到的期望;論述了俄羅斯網絡行動的總體軍事影響。

本文研究了俄羅斯戰時在烏克蘭的網絡行動的軍事有效性,這些行動沒有產生更大戰略影響的原因,以及適用于其他國家的軍事網絡的經驗教訓。本文在以往分析的基礎上,采取了更加系統和詳細的方法,納入了更廣泛的公開可用數據。

本文的一個主要目的是幫助彌合俄烏戰爭的具體網絡分析和一般軍事分析之間的鴻溝。大多數對俄羅斯在烏克蘭的網絡行動的分析都是由網絡專家為自己的領域撰寫的,對非網絡軍事來源和概念的整合有限。相反,對整個戰爭的主要描述幾乎沒有提到網絡行動。為了開始填補這一空白,本文將俄羅斯在烏克蘭的網絡行動置于莫斯科的軍事目標、運動和動能活動的大框架中。它的關鍵點是:

  • 俄羅斯的網絡"火力"(破壞性或毀滅性的攻擊)可能對莫斯科最初的入侵貢獻不大,他們對烏克蘭目標造成的損害微乎其微。傳統的干擾使俄羅斯軍隊在爭奪基輔的戰斗中獲得了戰術上的優勢,而對Viasat調制解調器的網絡破壞進一步降低了烏克蘭前線的通信能力,這一點是可信的--盡管未經證實。同時,俄羅斯開場的大規模數據刪除攻擊可能擴大了烏克蘭的總體混亂氣氛,盡管據報道受害者組織只遭受了有限破壞。但在戰爭的前幾周,俄羅斯的網絡攻擊在數量、影響和新穎性方面都急劇下降了。盡管相對于戰前的基線來說,網絡火力仍然很高,但在莫斯科的軍事野心和在烏克蘭的高強度作戰行動的宏大規模上,幾乎沒有登記。

  • 網絡火力既沒有對俄羅斯的動能火力進行有意義的補充,也沒有發揮不同于動能武器的特殊功能。許多俄羅斯網絡火力的目標與動能武器所攻擊的烏克蘭系統類別相同,如通信、電力和交通基礎設施,而不是發揮特殊作用。對于幾乎所有這些目標類別,動能火力似乎都造成了多個數量級的損害。雖然網絡火力在某些情況下有可能提供獨特的好處,但這些好處在俄羅斯對烏克蘭的戰爭中并沒有實現。莫斯科的軍事戰略家們很快就放棄了在烏克蘭減少物質或附帶損害或創造可逆轉效果的任何目標,俄羅斯從網絡行動中幾乎沒有獲得可否認性或地理范圍。同樣,俄羅斯的網絡火力也沒有取得任何系統性的效果,可以說它們的成本效益較低,或者至少在能力上受到更大的限制,而不是動能火力。

  • 情報收集--而不是開火--可能是俄羅斯在烏克蘭戰時網絡行動的主要重點,但這也沒有產生什么軍事利益。盡管外界對情報過程的評估比火力更難,但俄羅斯炮兵似乎依賴非網絡來源的目標情報(特別是無機組人員的飛行器或無人機),盡管早些時候聲稱莫斯科已經使用惡意軟件對烏克蘭陣地進行地理定位。俄羅斯導彈部隊可能收到了一些網絡衍生的情報,但在少數已知的可信案例中,這種情報似乎對目標決策沒有價值。即使是影響行動,長期以來一直是莫斯科網絡理論的核心,也只從俄羅斯黑客那里得到了最小的已知支持。更為普遍的是,俄羅斯對戰爭的整體態度--從戰役計劃到占領被占領的領土--表明關鍵的軍事決策并沒有受到嚴格的全來源情報程序的指導。

  • 雖然許多因素制約了莫斯科的網絡效率,但最重要的也許是俄羅斯網絡能力不足,俄羅斯非網絡機構的弱點,以及烏克蘭及其合作伙伴的特殊防御工作。為了有意義地影響一場如此規模的戰爭,網絡行動必須以俄羅斯顯然最多只能維持數周的節奏進行。莫斯科選擇維持甚至增加其針對非烏克蘭目標的全球網絡活動,并且沒有充分利用網絡犯罪分子作為反對烏克蘭的輔助力量,從而使其能力問題更加惡化。同時,俄羅斯總統弗拉基米爾-普京和他的軍隊似乎不愿意或無法以精確的、以情報為導向的方式來計劃和發動戰爭,而這正是網絡行動的最佳方式。烏克蘭則受益于一個有彈性的數字生態系統、多年來的網絡安全投資,以及世界上最有能力的公司前所未有的網絡支持。

  • 隨著戰爭的繼續,俄羅斯的情報收集可能是烏克蘭最大的持續網絡風險。可以想象,如果俄羅斯黑客能夠收集到莫斯科有效利用的高價值情報,他們仍可能產生更大的影響。例如,黑客可能會獲得實時地理位置數據,從而能夠暗殺沃洛季米爾-澤倫斯基總統或及時準確地瞄準烏克蘭軍隊,特別是那些擁有高價值西方武器系統的軍隊;進行黑客和泄密行動,向烏克蘭和西方公眾披露敏感的戰爭信息,如烏克蘭的戰斗損失、內部分裂或軍事疑慮;或收集關于基輔的看法和意圖的寶貴信息,以幫助莫斯科在未來的談判,以及其他情況。俄羅斯的網絡火力構成了不太嚴重的威脅,盡管如果莫斯科將更多的整體網絡能力導向烏克蘭(以其他目標為代價)或更好地利用網絡犯罪分子,這種攻擊可能會成倍增加。

  • 俄羅斯在烏克蘭的戰爭為其他軍事網絡指揮部提供了教訓,但這些教訓必須適用于國家情況,并與一系列相關案例研究一起考慮。俄羅斯的經驗表明,網絡火力可以有效地集中在一次突襲或其他主要的炮擊中,但在更大規模、更長時間的戰爭中,它們的意義可能會逐漸消失。在支持各種戰時軍事任務方面,網絡情報收集似乎比網絡火力更有潛力,但這可能取決于是否有合格的分析和決策過程以及相當精確的 "戰爭方式"。在網絡和動能學科方面具有高能力、專業性和準備性的軍隊--如美國和以色列--以前曾利用網絡行動來實現對高價值目標的打擊。然而,即使是一流的軍隊似乎也是在嚴格限定的范圍內取得了最大的網絡成功。因此,將網絡空間視為與陸地、海洋、空中和太空同等地位的 "第五領域 "戰爭,可能是一種誤導。

  • 計劃進行大規模戰爭的軍隊應該詢問他們是否能夠真正達到產生和維持有意義的網絡火力高標準。要達到這個標準,可能需要龐大的常備網絡部隊--也許比和平時期或 "灰色地帶 "條件下所需的部隊大很多倍。或者,軍隊可以發展激增的能力機制(例如后備部隊),這在實施上具有挑戰性,并有可能吞噬國內網絡安全。網絡能力的快速再生是另一個關鍵障礙。鑒于戰時網絡能力有限,軍隊可能需要嘗試波浪戰術:短時間內密集的網絡火力,然后是休整期和再生期。波段的頻率越低,與動能火力的密切協調就越重要。如果一個網絡指揮部不太可能迅速擴大規模和再生,那么它也許不應該渴望在重大沖突中進行持續的戰時射擊。相反,它可能會優先考慮在和平時期、灰色地帶或戰前條件下更有選擇性的開火,或像網絡防御和情報收集這樣的非開火活動。

  • 各國在網絡情報收集方面的投資應與磨練情報分析、軍事規劃和戰略決策的同等努力相匹配。隨著網絡能力的擴散,各國可能會發現自己能夠收集到的信息比他們在戰時能夠準確解釋和有效使用的信息要多。在這種情況下,廣泛的體制改革--提升分析技術、灌輸專業精神或打擊腐敗--往往比進一步提高網絡收集的技術水平更有價值。無法實施這些改革的國家可能會了解到,精致的軍事網絡情報能力不值得努力去建立。網絡單位也需要被充分整合到所有來源的情報流程中,引導他們去滿足那些無法通過其他方式輕易滿足的信息需求。網絡情報的戰時用例可能包括實時追蹤高價值目標,在關鍵任務情況下驗證人類情報,以及獲取具有持久、多用途價值的非常大的數據儲存庫。

  • 網絡防御者應將烏克蘭戰爭作為一個參考點,重新審視和完善他們可能需要打的特定戰爭的先前假設。他們的首要任務是重新考慮潛在的敵人在沖突中利用網絡行動的可能能力,因為俄羅斯的經驗是微乎其微的。然后,他們應該對自己的軍事狀況進行具體的比較和對比。

  • 本文的試探性見解代表了對零散的、相互沖突的和不斷變化的數據的一種合理解釋。分析師仍然依賴烏克蘭政府、盟國政府、網絡安全公司和記者的報告來了解俄羅斯的網絡行動、其影響以及更大的烏克蘭戰爭。然而,這些消息來源只有部分知識,而且狹隘的關注不可避免地影響了信息的分享內容、時間和方式。例如,一些消息來源在最近幾個月產生的公開報告比以前少。由此產生的 "網絡戰爭迷霧 "甚至繼續籠罩著最密切關注的網絡事件。整個戰爭彌漫著更大的迷霧,在短短九個月內已經經歷了幾個不同的階段--其發展方式往往令西方分析家(和其他人)感到驚訝。盡管有這種不確定性,世界各國政府將不會等待將感知到的經驗教訓納入軍事網絡戰略、預算、理論和計劃的持續更新。分析師應提供目前可能的最佳評估,同時承認信息差距和隨著時間推移重新評估的需要。

表5. 阻礙俄羅斯在烏克蘭取得網絡成功的因素

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戰略導彈防御或反彈道導彈(ABM)系統被認為是拒止威懾資產。關于這些系統是穩定還是破壞了核大國之間的力量平衡的問題辯論仍未解決。這項工作以北約的導彈防御工作為重點,以東西方關系為例回顧了這種影響。這分兩部分進行。第一部分是歷史部分,根據戰略武器庫、危機事件和與導彈防御發展有關的軍備控制會談,回顧了冷戰期間的東西方關系。第二部分回顧了2000年以來的發展,再次使用戰略武器庫、危機事件、軍備控制會談以及北約和俄羅斯聯邦的導彈防御比較。歷史分析和現狀分析都沒有顯示出反彈道導彈系統具有明顯的導致升級的特點。特別是在歷史上,反彈道導彈系統似乎有穩定的作用。然而,導彈防御的每一次發展都創造了這樣一幅圖景:對手的技術優勢可能超過進攻能力,使一個國家的進攻能力下降。目前的情況詳細表明,這樣的未來從未形成,而且在可預見的未來可能也不會形成。它顯示了防御者對核攻擊的劣勢將是多么巨大。攔截器的位置有物理限制,以便能夠成功攔截導彈。更重要的是,一次攔截的成本大大高于一枚攻擊導彈的成本。這些限制使得針對俄羅斯重大導彈攻擊的導彈防御的發展和部署幾乎不可能。與此相反,俄羅斯在宣傳導彈防御時,主要是想把北約描繪成一個侵略者,試圖削弱俄羅斯的合法核防御能力。這種說法是完全錯誤的。 俄羅斯不是北約導彈防御努力的主要目標,而且只是在非常有限的程度上受到這些系統的影響。目前的導彈防御系統在兩個層面上為穩定做出貢獻。首先,通過拒絕對沒有能力克服防御的無賴政權的威懾。其次,通過創造阻止意外發射的能力。因此,導彈防御不應受到限制性軍控條約的約束。

關鍵詞:導彈防御,威懾,拒止威懾,北約,俄羅斯聯邦,國際關系,軍備控制

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(2021年11月10日,在荷蘭弗里皮爾舉行的北約反無人機系統技術互操作性演習中,無人機在無人機群演示前處于起飛位置。)

美國防部(DOD)和美國政府在敵方使用小型無人駕駛飛機系統(sUAS)方面面臨著重大國家安全挑戰。創建集群能力的現有技術導致了多層次和無法管理的威脅。本文討論了如何準備和應對這一迫在眉睫的挑戰,俗稱“無人機蜂群”。傳統思維和實踐的基本挑戰推動了對無人機蜂群的關注。一些未解決的問題包括無人機蜂群對美國的潛在利益與威脅。迄今為止,沒有任何方法能充分解決美國對無人機蜂群的戰略風險。盡管美國防部戰略包括一些應對敵方無人機威脅的方法,但它并沒有完全面對挑戰,而要解決未來武裝無人機蜂群帶來的戰略問題,就必須面對這些挑戰。為了減輕這種新出現的風險,美國需要一個協調的方法來解決技術、法律和條令問題。

1 戰略環節

美國目前的戰略文件為確保和推進國家利益提供了總體要求。然而,新出現的威脅和潛在的無人機蜂群技術威脅著美國的安全態勢。例如,2017年美國國家安全戰略指出,“我們將保持一個能夠威懾并在必要時擊敗任何對手的前沿軍事存在”。隨著美國軍隊在全球范圍內的廣泛投入,對手可以利用無人機蜂群來挑戰美國在許多領域的利益;如果是這樣,美國軍隊就不能可靠地投射力量來威懾和擊敗這些同樣的對手。

此外,《美國國防戰略》認為戰爭的特點在不斷變化,行為者可以更迅速、更容易地獲得技術,包括人工智能(AI)、自主性和機器人技術。時任美國防部長詹姆斯-馬蒂斯在2018年說明了這種擔憂,他承認國土不再是一個避難所,必須預測針對“關鍵的國防、政府和經濟基礎設施”的攻擊。無人機蜂群構成了重大的國家安全戰略風險,應對這一新興威脅給美國帶來了三個關鍵領域的挑戰和機遇:技術、法律和理論。

2 奠定基礎:新興趨勢

關于作戰無人機系統使用的研究文獻揭示了以創新方式改變戰爭特征的潛力。技術革命使行為者能夠利用無人機來實現國家目標。最近發生在南高加索地區的納戈爾諾-卡拉巴赫爭議地區的戰爭說明了這一現實。阿塞拜疆對無人機系統的使用極大地幫助了它的勝利,支持了它對亞美尼亞的空中和地面作戰,而亞美尼亞擁有更多的常規空中和地面部隊,包括戰斗機和坦克。此外,這場戰爭說明了使用無人機系統來摧毀防空系統、地面部隊和裝甲車輛的優勢,包括空中能力成本相對低廉。這些系統可以憑借其相對較小的尺寸和較慢的速度避開敵人的防空系統,而且它們在常規沖突中為不太富裕的國家提供了潛在的軍事優勢。這種力量的再平衡表明,國家可能會在未來的沖突中更多地使用無人機系統來脅迫他們的敵人,促成外交上的讓步,并實現國家安全目標。遙控飛機是改變戰爭性質的工具,而小型無人機的創新使用說明了下一步的改進,其成本低,回報潛力大。

除了目前無人機系統的應用,這些航空器的未來發展趨向于更加復雜,在人工智能、自主性和機器學習方面將取得更多進展。這些術語可能會使一些人想到虛構的作品,如《天使降臨》(2019),這部電影中,小型螺旋槳驅動的無人機從地面的管道發射,攻擊美國總統和他的特勤人員。然而,在現實中主要軍事大國目前都在追求這種能力。

中國電子信息技術研究院在2020年9月測試了從地面和空中發射器發射和使用多個sUAS的蜂群編隊。此外,美國海軍研究辦公室和國防高級研究計劃局近年來進行了廣泛的測試,使用大量的無人機相互協調進行偵察,編隊飛行,或可用于向目標投放彈藥。2020年9月的一次演習顯示,俄羅斯也在繼續追求用三種型號的無人機系統進行集成編隊,打擊地面目標。雖然這本身不是無人機蜂群,但一位俄羅斯專家指出:“在這一點上,俄羅斯有很多關于UAV蜂群使用的研究,并對這種概念進行了測試和評估。”

民用無人機蜂群的發展表明,這是一項雙重用途的技術。在過去的幾年里,對無人機能力的需求不斷增加,因為各公司為編排好的展示活動編排了數以百計,有時甚至數以千計的無人機系統。例如,英特爾在2018年創造了一次展示中無人機數量最多的世界紀錄,有2066架。英特爾特定型號的無人機在眾多活動中飛行,包括2018年冬季奧運會和2017年超級碗的半場表演。最近,無人機表演為當選總統喬-拜登的特拉華州勝利慶典展示了蜂群能力。可以想象,一個邪惡的行為者可能會控制大量無人機,對涉及國家元首或大量人群的活動進行破壞。伊朗在2019年9月對沙特阿拉伯最大的原油穩定廠之一進行了無人機攻擊,顯示出不同尋常的復雜性,并且還在試驗同時對50個目標使用大量無人機。無人機蜂群的軍事和民用趨勢預示著美國的力量可能會在未來受到挑戰。盡管各行為體尚未使用真正的小型無人機蜂群來對付對手,但該技術的攻擊應用并不遙遠。

3 戰略風險及影響

各國應在仔細考慮其風險和影響后,規劃使用無人機群。一些文獻承認無人機蜂群在某些戰略軍事背景下的概念性應用。例如,一位戰略專家認為,完全自主武裝型無人機蜂群(AFADS)是蜂群應用的一個子集,可以被視為大規模殺傷性武器(WMD)。美國陸軍應用兵棋推演方法證明了無人機蜂群武器如何在平行攻擊中提供作戰優勢。美國防部關于使用自主系統的發起人之一指出:部署完全自主的武器將是一個巨大的風險,但這可能是一個軍隊值得承擔的風險。這樣做將會進入未知的領域。敵對行動者正積極試圖破壞戰時的安全行動。而且在行動時,沒有人可以干預或糾正問題。

大國可能愿意承擔這種風險;正在開發能夠獨立于人類操作者做出決策的自主武器。前美國防部長馬克-埃斯佩爾指出了美國和其他大國在自主武器發展方面的這種區別。一些評論家斷言,自動防御系統提供了軍事優勢,包括自由打擊覆蓋戰略資產的傳統防空系統或對核和支撐能力進行監視。

各國必須考慮自主武器計劃的戰略影響。一個行為者向對手使用無人機蜂群可能導致意外升級,而一個意外的人工智能決策可能無意中導致敵人反擊或外交危機。國際上的討論還沒有涉及到使用完全自主武器在“危機穩定、升級控制和戰爭終止”方面的戰略考慮。許多專家同意,自主武器系統可能在危機或武裝沖突期間提供作戰優勢,特別是在灰色地帶或混合戰爭中,但戰略風險要求決策者現在就考慮這些危險,以避免以后出現災難性的結果。完全自主的武器系統增加了誤判和/或誤解的風險,這可能導致國家和非國家競爭者之間不受控制的風險升級。這包括使用大規模毀滅性武器的威脅增加。盡管采用自主無人機蜂群存在固有的風險和后果,但這些能力為行為者提供了實現國家目標的軍事和戰略選擇。有人類參與的半自主無人機蜂群武器也會給對手帶來風險,盡管程度較低。

4 重要術語

關鍵術語和分析的范圍將澄清誤解。歐文-拉肖在《原子科學家公報》中寫道,將蜂群無人機定義為“分布式協作系統......成群的小型無人駕駛飛行器,可以作為一個群體移動和行動,只需有限的人類干預”。蜂群的另一個定義規定了軍事應用,“大量分散的個體或小團體協調在一起,作為一個連貫的整體進行戰斗”。根據美國防部指令3000.09,自主武器系統,“一旦啟動,就可以選擇和攻擊目標,而無需人類操作員進一步干預”。美國國家科學、工程和醫學研究院規定,無人機蜂群是指40個或更多的無人機系統,該群體作為一個單位,有各自的行為,所有成員都不知道任務,成員之間相互通信,每個無人機系統“會相對于其他無人機系統進行定位”。這些創新包括人工智能、自主性和機器學習的應用,以及美國防部指定為1、2和3組的sUAS進步。sUAS作為一個整體執行任務,包括情報、監視和偵察以及進攻性攻擊。在本文的其余部分,這種威脅將被稱為無人機蜂群。

5 技術可行性

對抗(或稱反制)無人機蜂群提出了三個領域,這對五角大樓和負責保衛美國國土的國家機構來說既是挑戰也是機遇。第一個領域,即技術,美國防部的工作集中在硬件解決方案上。在2021財年,美國防部最初計劃“在反無人機系統(C-UAS)的研究和開發上至少花費4.04億美元,在C-UAS的采購上至少花費8300萬美元。”所有軍種都追求各種尖端技術解決方案來探測、跟蹤、識別和擊敗目標。用于探測的硬件解決方案包括雷達以及電子光學、紅外和聲學傳感器;所有這些都因小型無人機的表面特征和相對速度而限制了其有效性。另一種技術涉及操作員可能需要控制無人機無線電指令信號的探測。擊敗機制包括干擾、欺騙、槍支、網、定向能和標準防空系統等方法。然而,目前的能力給操作者帶來的結果是好壞參半的。目前的措施主要是針對數量較少的無人機,而這些無人機并沒有表現出蜂群行為能力。其他方法,包括美國空軍和國防部在作戰環境中測試的高功率微波(HPM),可能提供更有效的能力來對付無人機蜂群,但專利方面的挑戰可能會限制其有效性。誠然,美國防部可能正在追求更先進的HPM武器,其基礎設施足跡更小,如Leonidas系統,但目前的研究僅限于非保密來源。

美國防部的反無人機系統(C-sUAS)戰略承認了無人機蜂群帶來的戰爭特征變化,但并沒有提到具體的解決技術。考慮到對抗無人機蜂群的近期要求,當前技術的重大局限性給行業帶來了挑戰。此外,美國防部可能沒有關注無人機蜂群的新威脅。相反,開發和采購工作表明,重點是傳感器和武器,以擊敗目前的無人機系統。美國防部2021財年的C-UAS預算主要針對當前設備進行開發,沒有考慮滿足未來需求的技術創新。在COVID-19大流行期間和之后美國防部預算下降的環境下,這種方法可能被證明是低效的,并造成重大風險。各國開發無人機蜂群技術的速度表明,其成熟速度比應對此類威脅的設備成熟速度更快。

觀察家們注意到需要快速創新以減輕不斷上升的威脅,但目前的國防工業基礎面臨著變革的障礙,包括軍事文化和新的商業技術測試。快速創新的一個更常見的問題源于對商業產品的收購,其中知識產權成為系統部署使用的很大障礙。當公司的設備或軟件不一定能互操作時,這個問題就會變得很嚴重,使C-sUAS操作者無法獲得擊敗目標所需的融合、及時和有用信息。軍事文化不一定會獎勵創新的思想家,并且很可能成為快速變革的障礙。雖然美國防部目前的C-sUAS戰略確定了無人機蜂群的威脅,但它沒有充分解決國防部必須如何克服高成本和創新遲緩的技術風險。

(2022年8月14日,在密歇根州格雷靈營地,分配給美陸軍第37步兵旅戰斗隊總部的上士Noah Straman 在北方打擊行動期間發射了DroneDefender)

6 合法的可接受性

C-sUAS戰略的第二個風險來源是在法律限制,特別是在國土上。現行法律為國土上的美國公民提供保護,同時也抑制了美國防部在軍事設施上保護無人機威脅的能力。鑒于無人機的威脅能力和檢測限制的多重影響,無人機蜂群加劇了這種限制所帶來的風險。C-sUAS戰略宣稱,美國防部的主要利益相關者必須與合作伙伴合作才能取得成功。這一當務之急應推動立法解決方案,以擴大這種反無人機設備運行的國內環境權限。

C-sUAS戰略強調了在國土上操作反無人機能力的重大法律挑戰,并斷言:“許多現有的法律和聯邦法規在設計時并沒有將無人機系統作為威脅來處理,而技術變化的持續速度使得法律當局很難跟上步伐。”目前的法律不允許及時發現潛在的無人機威脅,這些威脅可能來自軍事設施之外。《美國法典》(USC)第10條第130i款授權國防部長和武裝部隊指定人員采取所有動能或非動能行動,以“禁用、損壞或摧毀”對“所涉設施或資產”構成威脅的無人駕駛飛機系統。這一法律限制使操作者無法在潛在的無人機威脅到達目標之前將其擊敗。

盡管《美國法典》第10章第130i條授權國防部“在未經事先同意的情況下......通過攔截或以其他方式獲取電訊或電子通訊,探測、識別、監測和跟蹤無人駕駛飛機”,但它并沒有明確說明這一權力是否延伸到基地的邊界之外;如果可在邊界之外,就會給國防部提供戰術優勢。新的授權也不清楚美國防部是否可以在不違反情報監督指令的情況下,在其管轄范圍之外收集所需的無人機信息。此外,針對潛在的無人機蜂群威脅收集此類信息可能會擴大責任。探測目標還需要區分敵方和友方的無人機,鑒于目前的權限,處理與合法民用飛機有關的具體信息可能會有問題。

根據C-sUAS戰略,美國防部必須采取多邊行動,并與執法機構分享威脅信息,如10 USC 130i所允許的。這可能的一種方式是在國家安全特殊事件(NSSEs)期間,聯邦調查局(FBI)可以有臨時的權力來反擊無人機,而無需首先獲得授權。2018年《預防新威脅法》授權國土安全部(DHS)和司法部(DOJ)“通過基于風險的評估,減輕無人駕駛飛機......對設施或資產的安全或安保構成的威脅”。在最近的案例中,聯邦調查局與聯邦航空管理局(FAA)合作,在2020財政年度期間,包括2020年超級碗、2019年世界大賽、2020年玫瑰碗比賽、華盛頓特區的“A Capitol Fourth”和紐約市的新年慶祝活動中,成功對抗了超過200架無人機。聯邦調查局還與國土安全部以及佐治亞州的州和地方執法部門合作,在2019年超級碗比賽期間對抗54起無人機入侵事件;在體育場周圍的臨時飛行限制期間,至少有6架無人機被沒收了。

2018年《預防新威脅法》的描述內容與《美國法典》第10篇第130i條的授權非常相似,但仍不清楚國土安全部、司法部和國防部如何進行實際合作。首先,NSSEs是臨時性的,如果沒有永久性的授權,通過機構間的協調對威脅進行早期預警的優勢幾乎可以忽略不計。對手很可能不會在NSSE期間對國防部資產發動無人機蜂群攻擊。其次,如果國防部發現了其管轄范圍之外的威脅并警告國土安全部或司法部,聯邦、州或地方執法部門不太可能有時間和能力來攔截無人機蜂群威脅。

地方執法部門和私人實體有更少的權力來對抗無人機。根據國土安全部、司法部、交通部和聯邦通信委員會最近的咨詢,采用反無人機技術的非聯邦公共機構和私人可能違反聯邦法律。法律將無人機定義為飛機,任何破壞或摧毀無人機的工具都可能引發涉及《飛機破壞法》和《飛機海盜法》的責任。那些使用無線電頻率探測的人可能會涉及《竊聽/陷阱法》和《竊聽法》的訴訟負責,這取決于該能力是否記錄或攔截無人機和控制器之間的電子通訊。

最后,附帶影響可能導致當地執法部門或私人實體重新考慮采用這些能力。杰森-奈特對城市地區警察機構的考慮進行了分析,并提到了反無人機技術干擾合法地面和空中活動的例子。目前的授權并沒有為國防部對抗無人機群所需的預警能力提供全面的法律基礎。盡管在某些情況下,與東道國或在應急地點的多邊協調可能為防御者提供優勢,但鑒于美國防部的法律限制,在可能試圖使用無人機蜂群來對付關鍵基礎設施時,國土為對手提供了優勢。

(2022年3月30日,第3海軍陸戰隊第9工兵支援營沿海工兵偵察隊的戰斗工程師海軍陸戰隊下士Chance Bellas在菲律賓克拉韋里亞的Balikatan 22期間組裝了小型無人機系統VAPOR 55)

7 條令(理論)適用性

C-sUAS戰略的最后一個障礙是關于有效使用反無人機設備的一個重要但被忽視的方面。該戰略宣稱,隨著技術的成熟,需要制定條令,但僅僅承認企業的需求并沒有解決規劃誰可能操作這些設備的重大挑戰。現在確定條令上的需求將減輕未來的能力差距。美國陸軍必須在保衛空軍基地免受未來無人機蜂群威脅方面發揮更大作用。

采用反無人機能力的一個獨特方面是,它包括在所有領域的行動。具體來說,在空中瞄準和減輕對手的巨大挑戰,需要對三個主要任務領域的分工進行清晰的評估:防空、部隊保護和空域控制。從這些任務領域中提取部署原則對于規劃反無人機能力的戰略用途是有價值的。聯合條令是基于目前的部隊結構和幫助解決復雜問題的責任。規劃對抗無人機蜂群的方法需要對聯合條令中的角色和責任進行更深入的評估。

條令必須考慮到培訓未來在所有領域發揮作用的設備操作人員。在空中領域的操作需要對防空、部隊保護和空域控制有充分了解和精通的人員。設計一個與技術和設備同步發展的部隊結構并為其提供資源,將更有效地阻止和對付先進的威脅。這一發展推動了反無人機蜂群條令開發的權威指導,其也是C-sUAS聯合辦公室(JCO)作為國防部執行機構責任的一部分。此外,聯合辦公室將“協調C-UAS的聯合作戰概念和聯合條令的發展”。然而,這種責任描述沒有考慮到目前國防部各部門在空域控制、部隊保護和針對無人機蜂群威脅的防空方面的角色挑戰。專注于對抗地面威脅的部隊保護軍事人員并不具備對抗空中威脅同時避開友軍飛機的必要知識。對這些人員進行空域環境、電磁波譜、空間作業和天氣等相關培訓,將使他們更有效地運用能力來對付無人機蜂群。在防空方面重疊的責任,特別是美國陸軍和美國空軍之間的責任,可以解決此條令上的挑戰。然而,各軍種都依賴部隊保護專家,這給業務帶來了風險。

條令還包括對角色和任務的劃分,特別是在空軍基地的防空方面。越南戰爭和伊拉克戰爭迫使高級軍事指揮官和各軍種將能力分配給傳統任務,而犧牲了支持戰略和作戰目標的空軍基地防御。特別是陸軍和空軍,自二戰結束以來,一直在為地區和點狀防空任務的具體作用而爭斗。2020年蘭德公司的一項研究強調了目前的辯論:今天,美國陸軍負責為空軍基地和其他固定設施提供點式AMD(防空和導彈防御),但兩軍多年的忽視導致了能力上的不足......陸軍領導層將其機動部隊的移動式短程防空置于固定設施防御之上。

在美國陸軍對海外和國內主要作戰基地的防空資源進行優先排序之前,戰略和戰役目標很容易被無人機蜂群影響。此外,空軍可能會繼續倡導和獲得C-sUAS的能力,而沒有條令上的決議。空軍可能會實現其長期以來的愿望,即在戰術防空方面發揮更大的領導作用——這將與聯合司令部的任務相矛盾,即避免重復工作并獲得效率。同樣,其他軍種可能會繼續購買設備進行試驗,如果沒有跨領域和職能協調,這可能不是最佳或有效的。

蘭德公司的報告還詳細說明了陸軍和空軍在防空方面的角色錯位。2020年的一份國會研究報告提出了一個重要問題:“計劃中的SHORAD(短程防空)部隊結構和能力是否足以應對預測的未來挑戰?”該報告表明,陸軍計劃在現役和后備部隊之間增加18個營的防空能力,這可能不足以滿足支持歐洲威懾倡議和太平洋威懾倡議的陸軍部隊需要。這些能力包括應對無人機系統的威脅,但不包括保衛空軍關鍵資產和主要作戰基地的假定任務。盡管聯合出版物3-0《作戰》要求整合進攻和防御能力,以實現對敵方無人機的空中優勢和部隊保護,但它并沒有明確規定各軍種的角色和任務。這種理論上的模糊性增加了SHORAD資源不足的危險,以應對未來無人機蜂群的倍增效應。

新興技術的發展和使用無人機蜂群可能性的增加使得有必要對條令和軍種的作用進行重新評估。事實上,空軍參謀長已經敦促國防部長辦公室對各軍種的角色和任務進行審查,以確定聯合作戰概念的領導組織,如遠程精確射擊和攻擊下的后勤。這兩個概念都與保護戰略資產免受潛在的無人機蜂群攻擊有關。此外,美國防部缺乏條令指導可能也表明需要評估機構間的概念和方法,以便在民事管轄范圍內采用類似的能力。JCO及其國防部戰略將為持續的條令開發提供基本要素,但更多的工作必須集中在調整各部門的角色和資源上。

8 建議

美國防部對抗無人機蜂群的新方法必須解決技術快速發展的風險,對手可能利用民用和國防部保護關鍵基礎設施之間的法律縫隙,以及防空、空域控制和部隊保護方面固有的條令挑戰。正如2018年美國國防戰略所指出的,國土不再是一個避難所,而是敵人無人機蜂群的目標,這些蜂群可能具有洲際范圍的能力。

(2021年10月14日,夏威夷波哈庫洛亞訓練區,海軍陸戰隊準下士德米特里-謝潑德在布干維爾II期間進行步兵排戰斗課程時發射無人機)

敵對趨勢必須推動國防工業基地采用相對低成本、快速和人工智能的技術解決方案。最初尋求納入未來技術的“第三次抵消戰略”,為減輕這種風險提供了一個特別有用的方法。該戰略探討了蜂群式無人機、高超音速武器、人工智能和人機協作的最佳組合方式,以在戰斗中提供獨特的優勢,但它并不只關注材料和設備。相反,它考慮了如何最好地將人類的創造力與技術的精確性相結合。當應用于對抗無人機蜂群時,人機協作的概念可以為防空事業提供優勢。解決方案應該包括一系列與人工智能軟件完全整合的傳感器,以便更迅速地識別潛在目標,并提高信心水平。美國陸軍的TRADOC小冊子525-3-1《2028年多域作戰中的美國陸軍》指出,這些特征是人工智能和高速數據處理所希望的,以提高“人類決策的速度和準確性”。

值得投資的人機技術項目包括由人工智能驅動的自主蜂群無人機,以通過斗狗來減輕或摧毀敵人的蜂群。喬治亞理工大學在2017年與海軍研究生院合作進行了這種實驗。此外,美國防部的低成本開發能力包括非動能直接能量武器,如戰術高功率微波作戰響應器(THOR)和混合防御限制空域(HyDRA)計劃。THOR為對抗無人機蜂群提供了一種特別有效的能力,因為與HyDRA激光器相比,其影響范圍更大。然而,如果與綜合指揮和控制(C2)界面連接部署并協調,將人工智能與人類結合起來,該系統可比標準防空能力更有效,成本更低。

C2能力必須能夠更快地確定目標,將傳感器與擊敗機制連接起來,并允許人類操作員迅速選擇更有效的武器。最近的報告表明,聯合司令部正在追求這些能力,并可能要求各軍種開發自己的C2系統,以便最終整合到美國陸軍的前線防空指揮和控制系統。其他C2系統包括美國海軍的CORIAN(反遙控模型飛機綜合防空網絡)能力和美國空軍的多域無人系統應用指揮和控制。然而,這些具體的系統目前似乎并沒有與先進作戰管理系統(ABMS)或擬議的聯合全域指揮與控制(JADC2)架構聯系在一起。最近和剛開始的工作表明,在北大西洋公約組織中將使用JADC2概念將傳感器與射手聯系起來以對抗無人機群的倡議。未來的JADC2架構在概念上可以使人類操作員為自己的目的控制敵方的無人機蜂群網絡。無論哪種創新,“第三次抵消戰略”都為應對未來致命的自主無人機蜂群問題提供了一個潛在的寶貴方法。

在不考慮未來無人機蜂群威脅或人工智能發展活動的情況下,追求不同的和針對具體軍種的C2能力將浪費時間和納稅人的資金。相反,美國防部應更快地將2021財年開發的反無人機蜂群C2能力納入JADC2架構。國會責成國防部長評估綜合防空和導彈防御C2系統,其中包括C-UAS能力,并確定它們是否與新興的JADC2架構兼容。這個框架符合國會對自主或半自主能力的偏好,而且操作和維持成本低。盡管互操作性、知識產權、數據管理和信息保障仍然是挑戰,但將C-sUAS C2系統整合到JADC2架構中,將產生更快的殺傷鏈和潛在更低成本的項目。JCO主任肖恩-蓋尼少將最近承認,這種開放的架構方法可能會在日后帶來巨大的安全紅利。 第二,在國土的現有法律框架內運作,美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持,以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。

(2021年4月18日,太平洋,分配到第21直升機海戰中隊的海軍二級空勤人員(直升機)丹尼爾-艾爾斯在與兩棲攻擊艦埃塞克斯號的實彈演習中用MH-60S海鷹GAU-21.50口徑機槍向目標無人機開火)

第二,在國土的現有法律框架內運作,美國防部必須倡導在固定地點有更多的權力來保衛關鍵基礎設施。國會必須在緊急情況下和和平時期授予國防部長更多的權力。該建議必須包括授權操作者在基地邊界之外確定潛在目標。運營商也應該有法律支持,以近乎實時的方式告警當地和聯邦執法機構。

幸運的是,聯邦航空局正在推行幾項舉措來對抗敵方無人機。這些計劃包括將無人機納入國家空域系統,以區分友軍和敵軍的無人機。國防部應積極鼓勵聯邦航空局和美國國家航空航天局繼續各自的無人機行業倡議,包括無人機系統交通管理研究,以“確定服務、角色和責任、信息架構、數據交換協議、軟件功能、基礎設施和性能要求,以實現對低空無控制無人機操作的管理”。這些增加的權力,再加上增強的能力,可以縮小民事和軍事管轄權之間的法律差距,以保護國家基礎設施和國防部的關鍵資產。

最后,美國防部必須通過兵棋推演和演習積極磨練理論,以確定空軍基地防空中最合適的角色和職能。隨著無人機技術的成熟和向友軍提出更復雜的問題,盡早建立正確的部隊結構將更有效地應對挑戰。這將需要進行必要的培訓和適當的資源配置,以滿足國會對有效和低成本設備的需求。正如蘭德公司的研究報告所指出的那樣,沒有單一的行動方案,而是通過組合來提供解決方案。然而,角色和職能的重新調整對于成功至關重要。追求適當的聯合討論將為未來對抗無人機蜂群的強大和基于風險的模式提供基礎,并避免過去的戰略錯誤。

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美國導彈防御局(MDA)和空間發展局(SDA)目前正在開發高超音速導彈防御系統的要素,以防御高超音速武器和其他新興的導彈威脅。這些要素包括國防空間架構(NDSA)的跟蹤和運輸層以及各種攔截器項目。隨著MDA和SDA繼續開發這些系統,國會可能會考慮對監督和國防授權及撥款的影響。

背景介紹

高超音速武器,像彈道導彈一樣,飛行速度至少為5馬赫,或大約每秒1英里。與彈道導彈不同,高超音速武器不遵循彈道軌跡,可以在到達目標的途中進行機動。據報道,俄羅斯在2019年12月出動了其第一批高超音速武器,同時一些專家認為,中國早在2020年就出動了高超音速武器。預計美國在2023年之前不會裝備高超音速武器。(關于俄羅斯、中國和美國的高超音速武器項目的概述,見CRS報告R45811,高超音速武器:國會的背景和問題,作者是凱利-M-賽勒)。

高超音速武器的機動性和低飛行高度可以挑戰現有的探測和防御系統。例如,由于雷達探測的視線限制,大多數地面雷達在武器飛行后期才能探測到高超音速武器。這給防御者留下了極少的時間來發射攔截器,以抵消入境武器的影響。圖1描述了陸基雷達對彈道導彈和高超音速武器探測時間的差異。

圖1. 基于地面的彈道導彈探測與高超音速武器的探測

美國國防官員表示,現有的地面和天基傳感器架構都不足以探測和跟蹤高超音速武器;前國防部負責研究和工程的副部長邁克-格里芬指出,"高超音速目標比美國通常通過地球靜止軌道上的衛星跟蹤的目標要暗淡10到20倍。"

國防空間架構

SDA開發了國防空間架構,以 "統一和整合整個[國防部(DOD)]和行業的下一代能力"。NDSA的目標是成為一個 "單一的、連貫的、有七個層次的擴散空間架構",其中包括圖2中描述的數據跟蹤和傳輸層,并在下面討論。其他層包括支持移動地面資產目標的監護層;提供基于空間的指揮和控制的戰斗管理層;提供 "潛在的GPS否認環境的替代定位、導航和授時"的導航層;探測深空潛在敵對行動的威懾層;以及為其他NDSA層促進衛星操作的支持層。一旦全面投入使用,NDSA將包括550顆衛星并提供全面的全球覆蓋。

跟蹤層

跟蹤層是為了 "提供全球指示、警告、追蹤和瞄準高級導彈威脅,包括高超音速導彈系統"。作為該層的一部分,SDA正在開發一個寬視場(WFOV)衛星的結構,最終將提供全球覆蓋。SDA要求在2023財政年度為第0階段跟蹤活動提供8130萬美元,為第1階段跟蹤活動提供4.998億美元(也稱為彈性導彈預警導彈跟蹤-低地球軌道)。

與SDA的跟蹤衛星協同工作的將是高超音速和彈道跟蹤空間傳感器(HBTSS),以前被稱為空間傳感器層,它是由MDA與SDA和美國空軍合作開發。與WFOV相比,HBTSS將提供更靈敏,但更有限的(或中視場[MFOV])覆蓋范圍。出于這個原因,WFOV旨在為HBTSS提供提示數據,然后HBTSS可以為地面攔截器提供更具體的目標質量數據。到2023年,SDA計劃擴大跟蹤層,包括70顆WFOV和MFOV衛星,據SDA主任德里克-圖爾尼爾博士說,"這將使我們在低地球軌道上有足夠的覆蓋面,以便我們基本上可以有區域性的持久性"。MDA要求在2023財政年度為HBTSS提供8920萬美元。

2020財年NDAA(P.L. 116-92)第1682條要求導彈防御局局長 "開發一個高超音速和彈道導彈跟蹤空間傳感器有效載荷"。2021財年NDAA(P.L. 116-283)第1645條確認,MDA局長與SDA局長協調,負責開發和采購傳感器有效載荷,"至少到2022財年"。第1645節還要求最遲在2023年12月31日開始對傳感器有效載荷進行在軌測試,并在 "此后技術上可行的情況下 "盡快將傳感器有效載荷納入SDA更廣泛的天基傳感器架構。最后,2022財年NDA(P.L. 117-81)第1662條禁止MDA主任"[授權]或[承諾]為生產衛星或與此類衛星運行相關的地面系統的記錄計劃提供資金"。如果滿足某些條件,包括確定 "由于技術、成本或進度因素,這種限制會延遲交付可運行的[HBTSS]",空軍負責空間采購和集成的助理部長可以放棄對HBTSS的這種限制。

圖2. NDSA的部分內容

傳輸層

美國防部表示,NDSA的傳輸層旨在將跟蹤層與地面的攔截器和其他武器系統連接起來,將 "加強包括導彈防御在內的若干任務領域"。據國防部稱,SDA已經為運輸層的第1階段授予了三個原型協議,"一個由126個光學相互連接的空間飛行器組成的網狀網絡",將于2024年9月開始發射。運輸層最終將包括一個由大約300-500顆衛星組成的星座。SDA要求在2023財政年度為 "數據傳輸層、傳感器能力和備用位置、導航和計時能力 "提供8.164億美元。

攔截器

MDA已經探索了一些消除對手高超音速武器的方案,包括攔截導彈、超高速彈丸、定向能武器和電子攻擊系統。2020年1月,MDA發布了一份關于高超音速防御區域滑行階段武器系統攔截器的原型提案要求草案。該計劃旨在 "減少攔截器的關鍵技術和集成風險";然而,據當時的MDA主任喬恩-希爾海軍中將稱,它在2030年代的某個時候才會準備好過渡到開發。MDA轉而將重點轉向較近的解決方案,并在2021年4月啟動了滑翔階段攔截器(GPI),它將與宙斯盾武器系統整合,并在2020年代中期至末期提供高超音速導彈防御能力。洛克希德-馬丁公司、諾斯羅普-格魯曼公司和雷神導彈與防御公司已經獲得了GPI的 "加速概念設計 "階段的合同。

此外,2022財年NDAA(P.L. 117-81)第1664條授予MDA主任 "預算、指導和管理適用于 "高超音速導彈防御的定向能源項目的權力。國防高級研究計劃局(DARPA)也正在進行一項名為 "滑翔破壞者 "的計劃,其目的是 "開發關鍵的組件技術,以支持一種輕型飛行器,用于在非常遠的距離上精確對付高超音速威脅。" DARPA要求在2023財年為 "滑翔破壞者 "提供1830萬美元。總體而言,MDA在2023財年為高超音速防御申請了2.255億美元,低于其2.479億美元的2022財年申請和2.878億美元的撥款。

國會的問題

一些分析家認為,天基傳感層--與跟蹤和瞄準系統相結合以引導高性能攔截器或定向能量武器--理論上可以提供防御高超音速武器的可行選擇。2019年導彈防御審查報告指出,"這種傳感器利用了從空間可看到的大面積,以改善跟蹤,并可能瞄準先進的威脅,包括高超音速[武器]。" 其他分析家對高超音速武器防御的可負擔性、技術可行性和/或效用提出質疑。此外,一些分析家認為,美國目前的指揮和控制架構將無法 "快速處理數據,以應對和消除即將到來的高超音速威脅"。

一些分析家還對目前SDA和MDA在高超音速導彈防御方面的分工提出質疑。SDA主任Tournear此前曾對這兩個機構之間可能存在冗余的批評作出回應,稱兩者都向負責研究和工程的國防部副部長報告。然而,從2022年10月1日起,SDA將改為向負責采購和整合的空軍助理部長報告。國會可以監督這種新的報告結構對效率和效能的影響。

國會的潛在問題

  • 加快對高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上可行?高超音速導彈防御方案的技術成熟度是否值得目前的資金水平?

  • SDA和MDA是如何在高超音速導彈防御的各種要素上進行合作的?它們目前的作用是增加還是減少了成本以及技術發展的速度和效率?

  • 國防部是否具備執行高超音速導彈防御所需的能力,如適當的指揮和控制架構?

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小型無人駕駛飛機系統(sUAS)的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用,同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制,小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空,此外美國對手可能在美國防部設施上空運行,在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。

為了應對這一挑戰,美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資,以解決無人機系統帶來的直接風險;然而,這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求,但它也帶來了挑戰,使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰,美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。

2019年11月,美國防部長指定陸軍部長(SECARMY)為國防部反小型無人機系統(C-sUAS,無人機1、2、3組)的執行機構(EA)。作為執行機構,SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室(JCO),該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動,以促進整個部門的統一努力。

美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架,以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標:(1)通過創新和合作加強聯合部隊,以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施;(2)開發物資和非物資解決方案,以促進國防部任務的安全和可靠執行,并剝奪對手阻礙實現目標的能力;以及(3)建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系,保護其在國內外的利益。

美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標:準備好部隊;保衛部隊;和建立團隊。為了準備好部隊,國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力,并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案,以滿足新的需求。為了保衛部隊,國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付,并同步發展作戰概念和理論。最后,作為全球首選的軍事伙伴,國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊,建立新的伙伴關系,并擴大信息共享,以應對新的挑戰

通過實施這一戰略,美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案,以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。

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引言

在俄羅斯-烏克蘭軍事行動之后,北約盟國終于認識到有必要重新武裝,以威懾和抵御俄羅斯。德國政府宣布它將把國防開支增加一倍以上,其他國家也紛紛效仿。由于缺乏資金不再是主要制約因素,歐洲的北約盟國現在將重建其軍事力量。但在重建的同時,他們的軍隊必須應對今天的緊迫挑戰,為明天的沖突做好準備。保持--或達到--軍事技術優勢將有助于北約未來的作戰能力,并首先要求具備創新能力。不幸的是,由于各種原因,經過幾十年的預算削減,軍事創新不再是西方軍事組織的強項。北約即將出臺的戰略概念需要為全聯盟刺激軍事創新的努力提供指導并設定界限。本文概述了聯盟在這一努力中所面臨的挑戰,并為應對這些挑戰提出了具體建議

新與舊

現在人們普遍承認,軍事技術和軍事戰略的發展正在重塑戰爭的特征,并重新分配地區的力量平衡--在大國之間(例如美國和中國)以及小國之間(例如阿塞拜疆和亞美尼亞)。這些發展影響了戰爭的所有層面。例子很多:深度學習的進展正在加速OODA(觀察、定向、決定、行動)循環,并改變指揮的動態;A2/AD(反介入區域封鎖)能力的擴散正在破壞空中優勢,并使競爭環境趨于平等;傳感器的無處不在正在刺激物理環境的全景化,迫使人們采取新的軍事行動方式;各種規模的無人系統的普遍存在正在使更多的行為者能夠從遠處進行攻擊。但是,在新事物誕生的同時,舊事物不會凋零,至少現在不會。事實證明,現有的武器系統遠遠沒有被淘汰。它們可以被用來威脅和施加巨大的破壞。作戰坦克具有軍事重量(weight),火箭和導彈具有破壞力和摧毀力。盡管有大量關于靈活性和敏捷性的討論,但大量裝備(mass)仍然很重要,且現代技術未能解除當代戰爭的迷霧。

轉型時期

因此,一個合理的斷言是,戰爭的特點可能正在發生變化,但預期的軍事事務革命(RMA)肯定還沒有實現。用軍事創新的話說,當軍事組織采用新技術、開發使用這些技術的作戰概念并調整其組織結構以提供支持時,就會發生RMA。這反過來又使 "武裝力量的戰斗潛力和軍事效力大幅提高--往往是一個數量級或更大"。 下一個RMA被描述為圍繞 "自主武器、多領域機器人集群、自組織防御系統、自動化武器、大數據分析以及機器和深度學習程序"。 預計它將轉化為超強的態勢感知和理解,并加速決策,以更高的速度實現更高的精度。預計它將以人機團隊為特色,人和機器無縫地一起運作;大量的一次性無人系統可以在類似蜂群的編隊中半自主地運作;以及數量較少的分布式人類單位利用戰斗云在戰場上尋找作戰方式,以越來越快的戰爭的形式呈現。

軍事戰略家和未來學家對下一個軍事事務革命(RMA)到來的確切時間跨度并不確定。雖然許多新興和顛覆性技術仍然相當不成熟,但邁克爾-奧漢隆預計,"與軍事創新有關的技術變革在未來20年可能比過去20年證明的速度更快、影響更大。" 在2021年的一項研究中,基于廣泛的文獻回顧和深入的專家訪談,我的研究小組也評估了在下一個區域軍事聯盟愿景中出現的關鍵技術,將對國際安全產生巨大影響(見表1)。

表1:敏感技術及其對國際安全的影響(來源:HCSS)

在未來一段時間內,計算機和機器人技術以及人工智能和大數據應用方面的快速變化預計將繼續進行,并對武器系統產生重大影響。正如O'Hanlon所寫的那樣:"如機器人系統集群等在戰場上既可作為傳感器又可作為武器的時代,將可能會真正到來。此外,激光武器、可重復使用的火箭、高超音速導彈、軌道炮、無人潛水艇、生物病原體和納米材料可能會發展得非常快。總的來說,可能是也可能不是一場革命。但其潛力是不容忽視的"。

因此,未來的時期可以說是一個過渡時期。過渡時期充滿著不確定性,但那些頑固地堅持自己的老路的人很可能會面臨失敗。與此相反,那些成功駕馭過渡期的人必然會在下一次軍事沖突中勇往直前。

因此,真正的不確定性取決于軍事組織是否能夠通過發展概念和調整組織結構,富有成效地利用技術進步,使其在戰場上獲得競爭優勢。目前的技術進步速度與高水平的地緣政治競爭(以及隨之而來的高水平的威脅感)相結合,很可能會激勵沖突各方投入大量。

在認識到創新的必要性后,北約已經實施了一系列舉措來支持創新,特別是在新興和顛覆性技術領域,如人工智能、量子技術和生物技術。它在2021年2月宣布了一項戰略("培養和保護:北約關于新興和顛覆性技術的一致性實施戰略"),并在2021年7月創建了DIANA(北大西洋防御創新加速器),以 "促進北約盟國之間的技術合作,促進互操作性,鼓勵開發和采用技術解決方案"。它還建立了價值10億歐元的北約創新基金,在2021年10月投資具有軍事用途的尖端兩用技術。至少在紙面上,北約似乎正在采取真正的措施,為明天的沖突做準備,但我們從軍事歷史中知道,新技術的發展是必要的,但遠遠不夠。畢竟,"要在軍事事務中帶來一場革命,通常需要兩樣東西:一個使之成為可能的客觀發展,以及一個能抓住這種發展的人,駕馭它,并指導它"。

因此,北約的新戰略概念應提供指導和方向,說明聯盟如何管理過渡,利用現有和新興技術提供的機會,并提高其作戰潛力。聯盟需要注意以下陷阱,并注意以下建議:

1. 優先考慮重要的事情,而不僅僅是緊急的事情

"我有兩種問題:緊急問題和重要問題。緊急的不重要,重要的永遠不緊急,"美國總統艾森豪威爾在1954年說了一句著名的話。

對組織來說,一個常見的謬誤是,盡管有良好的意圖,但任何眼前的危機都會吸走組織的大部分注意力和精力。竭盡全力去處理當前的危險,而明天的挑戰卻被有效地忽略了。

軍事組織意識到了這種偏見,并將其組織分層為處理當前、未來和長期未來規劃的不同單位。然而,幾十年來的預算削減已經大大削弱了這些面向未來的單位所能支配的資源。在一些中小國家(SMPs),這些部門甚至被完全取消,人力被重新分配來處理當前事務。在其他中小國家,這些單位在機構層次中的地位被削弱,不利于它們在官方決策中的地位。因此,至少可以說,他們對實際能力組合發展決策的投入是微弱的。有必要避免重蹈覆轍,造成今天的局面:當 "重要 "最終變成 "緊急 "時,完全沒有準備好應對俄烏沖突。這可以在未來被避免,通過重振未來規劃部門,提高他們在官方機構中的地位,以及關閉展望活動和能力發展活動之間的循環。

2. 在翻新與創新之間取得平衡

當然,經過幾十年的衰敗,迫切需要加強現有部隊的裝備和庫存。填補關鍵的能力差距,補充庫存,加強軍事準備,提高軍事流動性:每一項都是重建北約作戰能力的必要因素。

事實上,歐洲北約成員國仍未實施所有必要的轉型,以完全收獲在20世紀90年代承諾的完全信息化戰場的技術成果,并且在指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)、"壓制敵方防空能力(SEAD)、巡航導彈、彈道導彈防御、隱形飛機和電子戰資產 "以及作戰總部的部署和指揮方面都依賴于美國。但是,完全專注于重建部隊將阻礙對未來戰爭預測中所設想的未來武裝力量的創新。此外,一個危險的事實是,重新武裝將加強現有的支持者的地位,他們將保護現有的資產并阻礙變革。

要在翻新與創新之間取得適當的平衡,并沒有什么神奇的公式,也很難給出一個具體的數字(還因為漸進式的調整有時也會導致轉型),但有必要創造一個擁抱變化和支持實驗的環境--下文將詳細介紹。這也將有助于分配所需的手段,例如,將整個國防開支的至少2%分配給研究和投資(R&I)。

3. 協同硬件、軟件和濕件

北約保持其軍事優勢的能力的一個真正風險在于過度關注硬件和平臺,而沒有充分考慮如何協同使用這些平臺來實現戰場上和戰場下的政治目標。正是硬件、軟件和濕件(即 "人的東西")的結合使情況發生了變化。

軍事創新源于技術、作戰概念和組織調整這三者。將這三者割裂開來可能會產生尋找問題的解決方案(而不是相反),并且不太可能為北約提供它所需要的軍事技術優勢。現在是時候縮小富有想象力的實踐者和長期規劃者之間的差距了。

國防組織應該建立紅色小組,并責成他們進行零基礎規劃:他們應該從一張白紙開始,考慮如何將技術(包括新舊技術)和作戰概念結合起來,以便在未來的戰爭環境中獲勝。這可以為新能力的發展提供信息,并推動創新而非更新的進程。同時,其他小組可以負責確定如何將創新的作戰概念應用于現有能力,以實現競爭優勢。這應該在北約成員國和北約層面進行。北約,特別是盟軍指揮部轉型(ACT),可以成為最佳實踐的重要收集者和優秀成果的傳播者,并在該領域的現有倡議的基礎上進行。

4. 思考勝利和成功的理論

知識和思想在全球的思想市場上迅速傳播。這個全球思想市場不僅限于新聞和娛樂,而且還延伸到了戰爭領域。戰略家和國防規劃人員畢竟不是在真空中運作。

在思想的喧囂中,參與者爭先恐后,形式變得和內容一樣重要。技術被描述為新的和革命性的,并被斷言一定會破壞戰爭性質。這不可否認地灌輸了 "敬畏"的效果,但不一定能讓人了解這些技術將如何帶來勝利。然而,在許多21世紀的武裝沖突中,智力和道德因素與物質因素一樣重要,是戰斗和勝利的關鍵。要解決這種對技術的執著,需要作出更多的努力,思考在未來的安全環境中,什么樣的方式和手段的組合會帶來勝利或成功。同時,需要確定組織和作戰的要求,這當然包括--但顯然超出了--硬件。這將需要戰略、作戰、組織和規劃專家利用專門的未來戰爭模擬進行緊密合作。歸根結底,它始于將未來戰爭的預測和準備作為一個專業行業認真對待。這開始于在(國防)大學為未來的平民和軍事規劃者制定課程,在其中接受類似于軍事專業人員在戰爭藝術方面的培訓和教育。

5. 注意聯盟成員之間的技術差距

長期以來,技術通貨膨脹的幽靈一直籠罩著國防能力的發展:每一代軍事平臺都會變得更加昂貴。這就造成了一種情況,即平臺的數量,特別是SMP的數量,已經大量減少。這也導致了頭號軍事強國--美國--與聯盟內其他國家之間的技術差距擴大。

當歐洲的北約成員國仍在努力充分吸收和利用C4SIR的進步所提供的機會時,美國已經開始了另一項創新戰略,以延長其軍事技術優勢。總的來說,平臺數量的減少和對未來互操作性的威脅意味著國防規劃者和他們在SMPs的政治決策者面臨著重要的選擇。

有必要重新認識SMP的優勢,以及它們能夠真正帶來什么。它需要接受的是,一些平臺不需要是 "軍事規格",但也可以不那么通用和堅固,在某些情況下是可有可無或一次性的,更容易負擔。它要求在考慮到國家實力、戰略文化、威脅觀念和盟國需求的情況下,處理國家專業化的敏感問題。通過一個與盟軍作戰概念緊密結合的戰略概念,可以作為一個有用的統一催化劑來指導這一努力。

最后的想法

建議北約接受這些挑戰并聽取這些建議。即將出臺的戰略概念應該為成功的軍事創新設定參數。但是,這就留下了文化這個不太實際的因素。

軍事創新只有在一個刺激而不是反對它的大環境中才能開花結果--正如軍事創新文獻中充分記載的那樣。近年來,在我與國防規劃人員和軍官的交談中,已經非常清楚地看到,幾十年的預算削減已經扼殺了大部分創新的沖動。僵化的官僚結構、不鼓勵破壞者的職業道路結構、注重保護和保存的廣泛文化:可以說,創新不再是現有軍事組織的DNA。好消息是,通過專門的努力,使用逆流的規劃方法,即自上而下和自下而上的同時實施,這種情況是可以改變的。這需要在機構層級中賦予創新者權力,調整職業道路以促進和獎勵創新者,更廣泛地認識到停滯不前意味著衰退。

作者:Tim Sweijs——海牙戰略研究中心(HCSS)研究主任、戰爭研究中心(WSRC)高級研究員

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