盡管受到疫情大流行的影響,但北約科學技術組織 (STO) 憑借其由 5,000 多名科學家、工程師和分析師組成的網絡團隊,持續交付了出色的項目工作 (PoW)。這確保了 STO 始終處于科技前沿,并致力于在競爭激烈的世界中維持北約、盟國和合作伙伴的技術優勢。
2022 年,STO 公開發布了三份報告,突出了其深刻的成就并規劃了前進的道路。
2021 STO HIGHLIGHTS體現了 STO PoW 對聯盟的影響和意義,涵蓋海事研究和實驗中心 (CMRE) PoW 和協作 PoW (CPoW) 。這包括 300 多項技術活動,從主要研究項目到前景展望和系列講座,以及技術合作演示。
該報告旨在概述海事研究和實驗中心與2021 年協作PoW中最近完成的項目和成就概要。它還總結了為北約領導層提供的建議,以協助高層就決策性主題進行決策,例如:武裝部隊中的女性、CBRN 威脅和危害、新興和顛覆性技術 (EDT)、氣候變化和 2020-2040 年科技趨勢。
CMRE 的使命是組織和開展以海洋領域為中心的科學研究和技術開發,提供創新和經過現場測試的科學技術 (S&T) 解決方案,以滿足聯盟的國防和安全需求。
CMRE 2021 年度報告重點介紹了 CMRE 在執行其 2021 年工作計劃方面的活動及其在向客戶提供增值產品和服務方面取得的成就,特別是作為海事科技計劃的一部分的北約盟軍司令部轉型,其重點是:自主水雷對策;反潛戰的自主權;數據環境知識和運營效率;和海上無人系統的推動者。
年度報告說明了 CMRE 的科學家、工程師和技術人員如何以創新的方式利用新興和顛覆性技術,以保持北約的技術優勢。
2022 年協作工作計劃概述了科學技術組織 (STO) 計劃在 2022 年開展的國防和安全相關研究和技術開發項目,以增強國家和北約的作戰軍事能力。2022 CPoW 由 283 個正在進行和計劃中的技術研究活動和 49 個探索團隊組成。
CPoW 是一種旨在滿足國家需求和北約要求的工具。因此,其構建基于國家、專家組/小組在其商務會議期間以及北約更高的集中組織提供戰略方向。最終,通過科學與技術委員會 (STB), 各國仍然是決定 CPoW 如何發展的集體權威。CPoW 研究項目由法國巴黎附近的 STO 合作支持辦公室 (CSO) 管理,將在 CPoW 的所有主題領域進行:應用車輛技術 (AVT);人為因素和醫學(HFM);信息系統技術(IST);系統分析與研究(SAS);系統概念與集成(SCI);傳感器和電子技術(SET);以及建模和仿真 (NMSG)。
2022 年,許多 CPoW 項目繼續關注北約新興和顛覆性技術的應用和影響:人工智能、自主、大數據、生物技術、高超音速、量子科學、空間和新型材料。
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。
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。
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:
"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。
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)。
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。
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。
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。
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
先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍創建下一代指揮和控制(C2)系統的最新計劃項目。ABMS建議使用云環境和新的通信方法,使空軍和太空部隊系統能夠使用人工智能無縫共享數據,以實現更快的決策。空軍將ABMS描述為其創建物聯網的努力,這將使傳感器和C2系統相互分解(與空軍傳統上執行C2的方式相反)。該計劃是空軍對國防部全域聯合指揮與控制(JADC2)工作的貢獻,重點是使國防部的作戰決策過程現代化。
ABMS最初的設想是取代目前指揮空戰行動的E-3機載預警和控制系統(AWACS)(圖1),但后來有了更廣泛的范圍。前空軍負責采購的助理部長威爾-羅珀指示,該計劃應減少對指揮中心和飛機的關注,而是創造數字技術,如安全云環境,在多個武器系統之間共享數據。羅珀博士表示,2018年國防戰略所設想的有爭議的環境迫使空軍重組ABMS項目。2021年5月,空軍副參謀長大衛-奧爾文將軍在DefenseOne的一篇文章中說:"ABMS究竟是什么?它是軟件嗎?硬件?基礎設施?策略?答案是都是"。換句話說,空軍將ABMS設想為一個采購項目,它既要采購東西,又要實施其他非開發性的工作,該部門認為這些工作同樣重要:指揮和控制空軍的新技術。
自ABMS成立以來,國會已經對下一代C2系統的發展表示了興趣。空軍表示,ABMS是一個非傳統的采購項目。因此,國會對空軍替換老舊系統的方法和試驗新興技術的方法提出了質疑。
迄今為止,空軍已經進行了五次活動,以展示其希望最終投入使用的新C2能力。2019年12月,空軍在其第一次ABMS "on-ramp"(空軍用來表示演示的術語)中,展示了從陸軍雷達和海軍驅逐艦向F-22和F-35戰斗機傳輸數據的能力。這次活動還展示了空軍的統一數據庫(UDL),這是一個結合天基和地基傳感器追蹤衛星的云環境。
2020年9月,ABMS進行了第二次"on-ramp"。這第二次上線演示了通過使用超高速武器作為防御手段,探測和擊敗一個飛向美國的模擬巡航導彈。此外,ABMS還展示了 "探測和擊敗破壞美國太空行動的手段"的能力。根據空軍的新聞稿,"70個工業團隊和65個政府團隊 "參加了這次活動。
空軍在2020年9月下旬舉行了第三次"on-ramp",以支持珍珠港-希卡姆聯合基地的 "勇敢之盾 "演習。在這次活動中,空軍展示了使用KC-46加油機通過將數據從較老的第四代戰斗機轉發到較新的第五代飛機,如F-22,來執行戰術C2。2021年5月,空軍表示,為KC-46采購通信吊艙將是ABMS項目的第一個能力發布。空軍說:"在戰斗中,無論如何,郵機將需要在作戰附近飛行,支持戰斗機,因此將它們作為指揮和控制系統,無論是作為主要的還是彈性的備份,都是有意義的。"
2021年2月在歐洲舉行了第四次"on-ramp"。根據新聞稿,空軍由于預算限制而減少了這次活動規模。這第四次將包括荷蘭、波蘭和英國在內的盟國聯系起來,進行聯合空中作戰。據美國駐歐洲空軍司令哈里根將軍說,這第四次活動測試了美國和盟國用F-15E飛機發射AGM-158聯合空對地對峙導彈(JASSM)執行遠程打擊任務的能力(見圖2),同時利用美國和盟國的F-35飛機執行空軍基地防御任務。
本預計2021年春季進行第五次"on-ramp"在太平洋地區,但由于預算限制,取消了這次活動。
2019財年國防授權法案(NDAA)指示政府問責局(GAO)評估ABMS計劃。在2020年4月的一份報告中,GAO向空軍總設計師建議采取四項行動來提高項目績效。
1.制定一個計劃,在ABMS開發領域需要時獲得成熟技術。
2.制作一個定期更新的成本估算,反映ABMS的實際成本,每季度向國會匯報一次。
3.準備一份可購性分析,并定期更新。
4.正式確定并記錄參與ABMS的空軍辦公室的采購權力和決策責任。
空軍助理部長同意了所有的建議。前空軍參謀長David Goldfein將軍不同意這些建議,他指出GAO的分析沒有反映機密信息。美國政府問責局表示,它可以接觸到機密信息,這些額外的信息并不影響其分析和建議。
根據GAO關于ABMS的同一份報告,空軍最初確定由空軍總設計師(普雷斯頓-鄧拉普),來協調空軍每個項目執行辦公室的ABMS相關工作。GAO對這種管理結構可能導致ABMS缺乏決策權表示擔憂。然而,在2020年11月,羅珀博士選擇空軍快速能力辦公室作為ABMS項目執行辦公室。首席架構師辦公室繼續開發全軍的架構(即軟件和無線電如何能夠相互連接),以支持ABMS。
國會已經對ABMS系統的發展表示了興趣。下面的清單總結了國會在前三個NDAA中的行動:
2019財政年度NDAA(P.L. 115-232):
2020年國防部(P.L. 116-92):
FY2021 NDA (P.L. 116-283) :
2021財年國防撥款法案(P.L. 116-260 C分部)將ABMS的資金從要求的3.02億美元減少到1.585億美元,理由是 "不合理的增長和預先融資"。
在ABMS的整個發展過程中,國會對在確定合適的替代物之前退役舊的C2系統如JSTARS和AWACS表示關注。國會還指示空軍制定傳統的采購理由,如成本估算和需求文件,以確保國會和軍方都了解要采購的東西。這些行動反映了美國政府問責局的建議。
使用ABMS方法分解指揮和控制的風險是什么?
空軍應如何平衡創新、實驗與采購成熟技術?
ABMS提供了哪些傳統指揮與控制系統無法提供的機會?
利用6.8軟件和數字技術試點計劃預算活動代碼中的新預算授權靈活性,ABMS是否會受益?
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。
自 2000 年以來,美國一直積極尋求發展高超音速武器——飛行速度至少為 5 馬赫的機動武器——作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國將重點放在開發高超音速滑翔飛行器上,這種飛行器在滑翔到目標之前由火箭發射,以及在飛行過程中由高速吸氣發動機提供動力的高超音速巡航導彈。正如前參謀長聯席會議副主席和美國戰略司令部前司令約翰·海頓將軍所說,這些武器可以“針對遠程、防御和時間緊迫的威脅提供響應性、遠程、打擊選擇。”另一方面,批評者認為,高超音速武器缺乏明確的任務要求,對美國的軍事能力貢獻不大,而且對威懾沒有必要。
過去,高超音速武器的預算相對有限;然而,五角大樓和國會都對追求高超音速系統的開發和近期部署表現出越來越大的興趣。這部分歸功于俄羅斯和中國在這些技術方面的進步,這兩個國家都有許多高超音速武器計劃,并且可能已經部署了可操作的高超音速滑翔飛行器——可能配備核彈頭。與俄羅斯和中國的高超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器并非設計用于核彈頭。因此,與中國和俄羅斯的核武器系統相比,美國的高超音速武器可能需要更高的精度,并且在技術上更具挑戰性。
五角大樓 2023 財年對高超音速研究的預算要求為 47 億美元,高于 2022 財年要求的 38 億美元。導彈防御局還要求提供 2.255 億美元用于高超音速防御。目前,國防部 (DOD) 尚未建立任何高超音速武器的計劃申明,這表明它可能尚未批準該系統的任務要求或長期資助計劃。事實上,正如高超音速首席主任(負責研究和工程的國防部副部長辦公室)邁克·懷特所說,國防部尚未決定采購高超音速武器,而是正在開發原型以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審查五角大樓對美國高超音速武器項目的規劃時,它可能會考慮有關高超音速武器的基本原理、預期成本以及它們對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?它們將如何被納入聯合作戰條令和概念?
鑒于高超音速武器缺乏明確的任務要求,國會應如何評估高超音速武器計劃的資金申請或高超音速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請之間的平衡?加速對高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上是否可行?
如果有的話,高超音速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要降低風險的措施,例如擴大New START、談判新的多邊軍備控制協議或開展透明度和建立信任活動?
圖 1. 彈道導彈與高超音速滑翔飛行器的地面探測
美國陸軍現代化戰略將人工智能(AI)確定為陸軍優先研究領域(PRA)之一[1]。作為美國陸軍作戰能力發展司令部(DEVCOM)科技事業的一部分,DEVCOM-大西洋前沿部隊今年發起了兩項新的人工智能倡議,以促進與外國學術界和工業界在該優先研究領域的合作機會。第一個倡議,即人工智能重點國際虛擬交流系列(AI FIVES)[2],是一個虛擬研討會,為國際組織提供一個平臺,向美國國防部主題專家和利益相關者介紹他們的人工智能研發活動和能力,促進討論和合作。在AI FIVES下促成的演講涉及的主題包括對抗性機器學習;強大和有彈性的人工智能;來自小數據的預測分析;可解釋和可信賴的人工智能;網絡和安全;用于改善態勢感知和決策的人工智能;以及有人和無人的互動和團隊合作。第二項倡議,xTechGlobal - AI挑戰賽[3],是陸軍助理部長(采購、后勤和技術)遠征技術(xTech)獎競賽項目[4]向國際參與者的首次擴展。xTechGlobal-人工智能挑戰賽從歐洲、非洲和中東的非傳統/小型企業技術開發商那里尋求創新的相關技術,以解決強大的人工智能能力問題,從而在嚴重的資源限制下,如計算能力和需求點的帶寬,管理、整合、處理并從不同的數據源中獲取信息,以便快速決策。在一次成功的競賽之后,有機會繼續并擴大xTechGlobal競賽,使之成為由大西洋、美洲和印度洋-太平洋地區不同地域的DEVCOM前沿要素贊助的其他優先挑戰主題。本文將討論這些舉措的起因、結果以及對陸軍更廣泛的人工智能研究活動的貢獻。
美國陸軍作戰能力發展司令部(DEVCOM)是美國陸軍未來司令部的一個主要下屬司令部,是陸軍的科學和技術領導者[5]。DEVCOM由八個主要的下屬單位組成,包括 軍備中心;陸軍研究實驗室;航空和導彈中心;化學生物中心;指揮、控制、計算機、通信、網絡、情報、監視和偵察中心;數據和分析中心;地面車輛系統中心;和士兵中心。除了實驗室和七個中心外,DEVCOM還有三個國際前沿單位。DEVCOM-美洲、DEVCOM-大西洋和DEVCOM-印度太平洋。指揮部為陸軍的六個現代化優先項目提供基礎科學研究、技術開發、工程和分析支持,重點是提供支持多領域行動的能力。
大西洋發展司令部在英國、法國、德國和以色列的國際技術中心(ITCs)安排了科學家、工程師和軍官。國際技術中心的作用是發展與盟友和親密伙伴的關系;與外國政府、工業界和學術界進行技術搜索;通過學術界、工業界和政府的伙伴關系,與外國伙伴確定基礎和應用研究的機會,提供強有力的科學和技術支持[6]。DEVCOM-Atlantic還包括科學和技術的實地援助(FAST)顧問,他們作為作戰司令部的陸軍單位和研究實驗室之間的聯絡人,確定關鍵需求和實驗機會,以支持陸軍的任務。
從2020年開始,DEVCOM-Atlantic發起了兩項新的倡議,以促進其地理區域內以人工智能(AI)為中心的學術界和工業界的合作機會。第一項舉措,重點國際虛擬交流系列(FIVES)為國際組織提供了一個平臺,向美國國防部主題專家和利益相關者介紹他們的人工智能研發活動和能力,促進討論和合作。第二項舉措,xTechGlobal是陸軍助理部長(采購、后勤和技術)遠征技術(xTech)獎競賽項目[4]向國際參與者的試點擴展,其中包括一個人工智能問題聲明。
本文件是北約 IST-151 研究任務組 (RTG) 活動的最終報告,題為“軍事系統的網絡安全”。該 RTG 專注于研究軍事系統和平臺的網絡安全風險評估方法。 RTG 的目標如下:
? 協作評估軍事系統的網絡安全,并在 RTG 的北約成員國之間共享訪問權限;
? 在 RTG 的北約成員國之間共享風險評估方法和結果;
? 將 RTG 的北約成員國使用的評估方法整合到一個連貫的網絡安全風險評估方法中,以使北約國家受益。
軍事平臺比以往任何時候都更加計算機化、網絡化和受處理器驅動。他們大量使用數據總線,如 MIL-STD-1553A/B、CAN/MilCAN、RS-422/RS-485、AFDX 甚至普通以太網,以及戰術通信的舊標準,如 MIL-STD-188C 和 Link 16。此外,捕獲器、傳感器、執行器和許多嵌入式系統是擴展攻擊面的額外無人保護的潛在輸入。結果是增加了網絡攻擊的風險。然而,這些平臺的持續穩定運行對于軍事任務的成功和公共安全至關重要。
軍事系統和平臺是網絡攻擊的首選目標,不是因為它們像消費電子產品那樣普遍,而是因為它們潛在的戰略影響。一旦受到影響,就可以實現各種短期和長期影響,從拒絕能力到秘密降低其有效性或效率。因此,軍隊必須在各個層面解決網絡安全問題:戰略層面,同時獲取平臺和系統;作戰層面,同時規劃軍事任務和戰術。
北約國家擁有大量可能面臨網絡攻擊的軍事平臺和系統。因此,北約將受益于利用當前的流程和方法來設計更安全的系統并評估當前系統的網絡安全。
本報告介紹了針對軍事系統和平臺量身定制的網絡安全評估方法,該方法由 RTG 團隊成員合作開發,并建立在他們的經驗和專業知識之上。團隊成員已經使用的流程被共享、分析、集成和擴充,以產生本報告中描述的流程。本報告的目標受眾是愿意評估和減輕其軍事系統的網絡安全風險的決策者。
圖一:網絡安全評估過程的五個主要步驟。
第 2 節介紹了 RTG 團隊在其存在的三年中用于開發流程的方法。第 3 節列出了可以應用該過程的系統的一些特征。最后,第 4 節描述了評估流程,而第 5 節總結本報告。
軍事平臺比以往任何時候都更加計算機化、網絡化和受處理器驅動。這導致增加了網絡攻擊的風險。然而,這些平臺的持續穩定運行對于軍事任務和公共安全的成功至關重要。
絕對的網絡安全是不存在的。必須通過迭代風險評估持續管理網絡安全。傳統 IT 系統存在許多網絡安全風險管理框架和流程。然而,在軍事平臺和系統方面,情況遠非如此。本文檔介紹了針對軍事系統量身定制的網絡安全風險評估流程。該流程由北約 IST-151 研究任務組 (RTG) 活動的團隊成員開發,該活動名為“軍事系統的網絡安全”。該過程可以應用于傳統的 IT 和基于固件的嵌入式系統,這些系統在軍事平臺和系統中無處不在。
北約數據開發計劃旨在有效利用數據,開發保持北約軍事和技術優勢所需的技能、人力、敏捷流程、工具、服務和技術。
本報告描述了北約第一個多領域小組IST-173所取得的成果。與會者包括來自不同小組和團體的科學家,以及來自北約機構和軍事利益攸關方、學術界和工業界的科學家,這為AI和軍事決策大數據這一主題創造了第一個利益共同體。該團隊在實踐中證明了一種新的STO方法的可行性,即任務導向研究,以激發公開對話、自我形成的研究合作和跨小組活動。此外,該方法還有助于為人工智能和軍事決策大數據這兩個主要能力領域聯合開發北約首個科技路線圖,以應對北約在這些領域面臨的作戰挑戰。由于新的組織(軍事利益相關者積極參與的多領域團隊)和這種創新方法的應用,確定了一些經驗教訓,應該支持軍事決策AI和大數據的進一步操作。