亚洲男人的天堂2018av,欧美草比,久久久久久免费视频精选,国色天香在线看免费,久久久久亚洲av成人片仓井空

無人機系統(UAS)的發展及其在作戰行動中的應用代表著戰爭模式的轉變。自 20 世紀末以來,無人機系統一直被用于情報搜集和精確打擊,但傳統武裝部隊一直認為無人機系統不適合大規模作戰行動(LSCO),而且過于脆弱。最近的沖突證明情況恰恰相反。這些沖突還表明,無視戰場上無人機系統威脅的部隊將無可挽回地面臨失敗。通過三個案例研究(納戈爾諾-卡拉巴赫、中東和利比亞),本專著將強調無人機系統威脅對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而,如果部隊具有凝聚力、訓練有素、組織有序,能夠保護自己免受這種威脅,并采取積極主動的方法應對這種威脅,那么這種作戰方式在無人機環境下仍然適用。此外,最近發生的使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間,甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神,并強調了這種方法的重要性。最后,無人機并沒有改變戰爭的性質。相反,無人機加強了戰爭的政治性,因為無人機的使用直接影響到面對無人機的交戰方的決策。

納戈爾諾-卡拉巴赫沖突、中東行動和利比亞行動表明,交戰方在使用無人機方面可以走多遠。這些資產可以像在納戈爾諾-卡拉巴赫那樣迫使交戰方做出有利于自己的決定,使不對稱優勢的敵人對自己的力量產生懷疑,迫使他使用更謹慎的方法,或者成為非國家行為者的 21 世紀版空中力量。此外,無人機還將導致行動者不敢訴諸武力。與有人駕駛飛機相比,使用無人機的便利性和相對低廉的價格促使人們對這一威脅進行必要的反思和調整。無人機還強調了后方地區的高度脆弱性,提出了掩蓋部署部隊和恢復作戰保護功能的問題。由于西歐和美國部隊在過去 30 年中一直部署在擁有全面制空權的戰區,因此這種反思顯得更為迫切。為了準備未來可能發生的 LSCO 類型沖突,先例情況使他們處于不利地位,因為他們必須接受變化并實施這種范式轉變,而同行對手已經調整了其軍事工具,以使用或對抗無人機系統。

這些沖突的共同點是無人機造成的破壞對對手決策的影響:亞美尼亞軍事領導層癱瘓,政治領導層要求停戰。聯盟成員領導人不得不改變戰術,緊急投資購買反無人機設備,某些國家對無人機對本國領土發動恐怖襲擊的恐懼心理上升。在利比亞,哈夫塔爾將軍放棄了奪取的黎波里的目標,因為他在無人機襲擊中遭受了損失。

然而,現在就斷言無人機是解決未來沖突的終極方案,聯合作戰已不再適用,還為時過早。一支訓練有素的部隊,配備足夠的資產以確保其機動自由,就能戰勝無人機使用者。不局限于被動保護的積極態度也是一個成功因素。這種威脅強調,聯合武器系統的所有要素都必須加強合作。在聯合層面,它強調了同樣的團結精神,以保持部隊的機動自由。如果預算限制和無人機成本與現有防空系統之間的差距尚無法彌補,那么其他手段(如培訓)將有助于保持聯合作戰方法的相關性。

此外,無人機似乎并不是在不使用常規能力的情況下確保沖突勝利的最終解決方案,因此所有其他能力都是不必要的。在納戈爾諾-卡拉巴赫,無人機促進而非取代地面部隊的投入;在利比亞,俄羅斯常規部隊在戰場上的存在就阻止了土耳其人追擊哈夫塔爾的部隊。在敘利亞和伊拉克,無人機并未改變 ISIS 的戰爭命運。然而,這一資產使用戶能夠以可承受的成本在戰爭的各個層面進入交戰方的決策周期,從而加強了戰爭的政治性質。

無人機提出的問題并不是聯合部隊遇到的第一個挑戰,也可能不是最后一個。如果說在當前形勢下,無人機系統迫使不同軍隊改變作戰方式,無人機系統并未重塑社會、國家或軍事組織,那么無人機在海上或陸地等其他領域的發展將為武裝部隊的保護和使用提出其他問題。將無人資產擴展到其他領域可能會引發一場軍事革命。

付費5元查看完整內容

相關內容

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。

現代戰場威脅不斷演變,其特點是行動迅速、戰場透明和戰斗脈沖,即在決策點使用壓倒性力量。技術的進步為指揮官提供了近乎實時的信息,縮短了 “觀察-方向-決策-行動”(OODA)循環,從而縮短了從傳感器到射手的殺傷周期。這種實時信息通過網絡連接地理位置分散的實體,通過數據鏈共享信息,從而提供態勢感知。這些數據鏈需要在各軍種之間共享,以確保各部隊根據 “共同作戰圖 ”采取行動。這些數據鏈路承載著大量的信息,需要在信息有效載荷方面具備先進的能力,以及在通信能力下降的環境中的生存能力。世界各國已經或正在開發新的數據鏈路,或利用現有的數據鏈路實現聯合行動。然而,盡管正在使用的鏈路數量眾多,但這些鏈路之間的互操作性仍有待開發--以建立一個通用數據鏈路,使所有資產(武器平臺)都能運行并交換實時信息。美軍和北約在這一領域一直處于領先地位。隨著逐漸將新技術融入戰爭,現在正是探索通用數據鏈路可行性的好時機;JoWIS 聯合波形互操作系統既能成為新系統的一部分,又能保持與已在使用的傳統系統集成的能力。

關鍵詞-- 數據鏈路、TDL、鏈路 11、鏈路 16、鏈路 22、JREAP、SIMPLE、NEWN、AFNET、Trigun、IACCS、C4ISR、NCW、NCO、EBO

美軍早在 20 世紀 50 年代就開始研制和使用 TDL。為滿足特定要求而開發的各種數據鏈路包括 Link 1、Link 4、Link 11、Link 14、Link 16 和最新的 Link 22。還有其他一些鏈路,如聯合范圍擴展應用協議(JREAP),可擴展鏈路 16/22 的功能和范圍(參見圖 2)。每個鏈路都有一個典型的使用案例,如圖 3 所示。

“數據鏈路的發展主要分為兩代。第一代數據鏈路(Link1、Link4、Link11、Link11B、Link14)是上世紀五六十年代在 8 位計算機上開發的,功能有限,數據傳輸速率慢(600 - 2400 bps)。第二代數據鏈路(Link16、Link22)是 20 世紀 70 年代和 80 年代在 16 位計算機上開發的,具有多功能和較快的數據傳輸速率(2400bps-1Mbps)"。

TDL 有助于向指揮官提供聯合圖像,從而在準確和實時信息的基礎上協助精確執行行動。這也是設計符合要求的典型協議的基礎。如上所述,在聯合行動中使用的運輸聯絡線是鏈路 16 和鏈路 22。各條運輸聯絡線的聯網方案特點見圖 4。

聯合波形互操作系統(JOWIS)

在看到印度海陸空三方都在開發或部分開發 TDL 的情況下,現在采取步驟解決正在測試和開發的系統內的互操作性問題將是重要舉措。顯然,國家骨干網絡似乎已經就緒。需要進一步審議的是數據集定義。在這種情況下,要達成一個共同標準將需要巨大的努力和克服技術挑戰,因為所使用的系統需要根據所采用的平臺考慮外形尺寸或尺寸、重量和功率 (SWaP)。此外,還需要解決多級加密的 LOS 和 BLOS 通信問題。

國家的軟件能力需要與學術界、軍方和工業界的 “鐵三角 ”融合在一起。海軍顯然在利用 TDL 這一領域走在了前列。平衡兩個軍種也可以利用類似的鏈路質量和協議來達成 “聯合 ”解決方案。有鑒于此,列出 JoWIS 軟硬件的一些要求,但不涉及具體協議棧等技術細節。

付費5元查看完整內容

在過去十年間發生的國際沖突中,小型無人航空系統(sUAS)日益增強的軍事能力已得到有力證明。這些系統能夠執行監視和偵察、動能攻擊和其他任務,因此構成了日益嚴重的威脅。對付無人航空系統的方法對各級軍事力量來說越來越重要,但由于無人航空系統的特征小、廣泛的商業可用性和低成本,這些方法仍然具有挑戰性。本文探討了小型無人機系統日益增長的威脅,以及過去十年國家和非國家行為者如何在特定沖突中使用小型無人機系統。本文還回顧了作為反無人機系統(CUAS)任務一部分的與感知和影響無人機系統相關的技術,強調了這些技術的優缺點以及潛在的應對措施。報告還審查了澳大利亞陸軍行動中反無人機系統方法的現狀。對澳大利亞陸軍和整個政府機構提出的建議包括:投資于探測和影響無人機系統的分層方法,為所有陸軍士兵提供有關反無人機系統方法的培訓,組建一個反無人機系統卓越中心,并為在澳大利亞領土上反無人機系統分配明確的角色和責任。通過采納這些建議,澳大利亞國防軍(ADF)和澳大利亞其他政府機構將能夠更好地應對無人機系統帶來的快速增長的威脅。

對抗無人航空系統的方法和技術

對技術和近期國際作戰行動的回顧表明,無人機系統對軍事力量構成了重大挑戰。大多數現代防空系統都是為抵御截然不同的威脅而設計的:快速移動的載人戰斗機、旋翼機和中高空轟炸機。小型無人機系統由于體積小、速度相對較低,探測起來尤其困難。這些因素的結合導致其在許多雷達波段和其他現象中的特征相對較小。小型無人機系統還能在低空飛行,并能利用地形和樹葉隱藏其存在。

雖然現有的一些短程防空系統在適當的幾何條件下可以有效地瞄準無人機系統,但其中許多系統在任何成本強加戰略中都是錯誤的。例如,“愛國者 ”導彈有能力擊落 “沙赫德-136”,但一枚 “愛國者 ”導彈的價格為 400 萬美元,而 “沙赫德-136 ”的價格僅為其 1%至 3%。此外,與這類精良防空系統相關的探測系統和發射器成本高昂,這不可避免地限制了在任何戰場上可用來對付 sUAS 的此類能力的數量。以上就是必須探索 CUAS 替代解決方案的幾個原因。

CUAS 解決方案往往分為兩個不同的類別--主動防御,直接對抗無人機系統;被動防御,降低無人機系統行動的可能性和影響,而無需與無人機系統本身交戰。被動防御包括一系列措施,如偽裝和隱蔽、欺騙、分散、位移和加固。主動防御和被動防御對任何遭遇無人機系統的單元都很有用,本節將對這兩種防御方式進行探討。還應注意的是,商用無人機系統制造商有可能在軟件中編入地理柵欄,禁止在某些區域或超出某些高度或距離的情況下飛行。這對商用系統來說是一種能力拒絕,但通過黑客攻擊或其他技術(至少對大疆無人機來說是如此)很容易消除這種限制。

美國陸軍部總部于 2017 年首次發布了一份文件,詳細介紹了 “拒止敵方無人駕駛飛機完成任務 ”的技術,作為陸軍技術出版物(ATP)系列的一部分,更新版于 2023 年 8 月發布。該出版物名為《反無人機系統(C-UAS)》,ATP 3-01.81,針對旅級及以下級別。它包括對威脅無人機系統的審查、為減輕威脅可采取的規劃措施,以及在遇到無人機系統時單元可采取的進攻和防御措施。ATP 3-01.81 認識到沒有一種防御措施是萬無一失的,因此強調采用分層方法執行 CUAS 任務,并審查了主動和被動防御措施。

付費5元查看完整內容

無人機系統(UAS)的發展及其在作戰行動中的應用代表著戰爭模式的轉變。自 20 世紀末以來,無人機系統一直被用于情報搜集和精確打擊,但傳統武裝部隊一直認為無人機系統不適合大規模作戰行動(LSCO),而且過于脆弱。最近的沖突證明情況恰恰相反。這些沖突還表明,無視戰場上無人機系統威脅的部隊將無可挽回地面臨失敗。通過三個案例研究(納戈爾諾-卡拉巴赫、中東和利比亞),本專著將強調無人機系統威脅對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而,如果部隊具有凝聚力、訓練有素、組織有序,能夠保護自己免受這種威脅,并采取積極主動的方法應對這種威脅,那么這種作戰方式在無人機環境下仍然適用。此外,最近發生的涉及使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間,甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神,并強調了這種方法的重要性。最后,無人機并沒有改變戰爭的性質。相反,無人機加強了戰爭的政治性,因為無人機的使用直接影響到面對無人機的交戰方的決策。

時間是 2040 年。法國陸軍正以一個師的兵力投入到一次大規模、全域、作戰行動(LSCO)中,以應對同行的威脅。這支部隊正在對行動區內威脅法國國家利益的一個地區勢力實施聯合強行進入行動。美國向法國提供了防空能力,以確保部隊的機動自由。在聯合部隊成功突破反進入/區域封鎖(A2AD)保護后,該師的偵察梯隊完全由無人駕駛車輛組成。這個無人駕駛的第一梯隊旅使指揮官能夠在不與滯留在后方的輕步兵部隊交戰的情況下進行偵察。由于無人機在戰場上占據主導地位,裝甲單元被認為過于脆弱,坦克或步兵戰車因被認為過于昂貴而退役,無法在作戰環境中保持相關性。由于敵方強大的 A2AD 網絡,并根據總參謀長的建議,法國總統選擇不部署有人駕駛飛機,因為損失一架飛機在財政成本和公眾輿論方面都將是災難性的。因此,空中部分完全由武裝無人機組成,它們具有強大的持久打擊能力,而無需冒有人駕駛飛機的風險。以前的師系統,包括重型和輕型裝甲旅戰斗隊、一個師偵察營以及完全由人員組成的情報、火力和維持輔助部隊,已經被放棄,因為它太重太脆弱,不夠靈活,無法在大量使用無人資產的作戰環境中取得勝利。現在的新師是由搭載在輕型裝甲車上的輕步兵單元和無人機組合而成。該單元在強大的防空系統保護傘下開展行動,既能防護有人或無人飛機,又能依靠動能和非動能資產。該師擁有輕型車輛,易于部署;擁有無人機,機動性強;擁有強大的防空層,生存能力強。

一種新的作戰方式已經形成,傳統的聯合兵種機動方式已被歷史塵封。無人機取代了傳統的情報和火力資產,將兩者結合在一個平臺上。由于無人機能夠在戰場上的任何地方開展行動,它們證明了裝甲和機械化單元的無用性,因為它們很容易成為無人機的目標。無人機可以飛越敵方領土,瞄準雷達、指揮所或后勤節點。它們在戰場縱深的行動會擾亂敵軍的陣腳,摧毀其戰斗意志。因此,配合無人機行動的唯一部隊是輕步兵,以占領地面并確保持久的勝利。

未來幾十年,聯合作戰是否會朝著這個方向發展?無人機是否代表著戰爭性質的最終改變?無人機能否僅靠自身力量贏得沖突并限制地面部隊的投入?通過對近期沖突的研究,如 2020 年的納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭、近期中東地區圣戰組織與常規部隊(美國、俄羅斯或歐洲)之間的沖突以及 2019 年和 2020 年的利比亞戰爭,這些沖突都顯示了無人機的廣泛應用,可能會得出這樣的結論。這些沖突顯示了使用無人機所帶來的潛力,以及從 20 世紀戰爭演變中繼承下來并延續到 21 世紀初的常規聯合武器方法的局限性。使用裝甲和機械化編隊的傳統聯合作戰方法的交戰方在面對無人機攻擊時遇到了困難,因為無人機的攻擊會在戰爭的戰術、作戰或戰略層面上削弱指揮官的能力。無人機為其使用者提供了非對稱優勢:通過使防空系統飽和、永久占據天空、通過攝像頭捕捉可能造成的高傷亡以及在社交網絡上播放宣傳片的影響,無人機代表了一種進入對手決策圈的新方法。

在這里,沖突的性質很重要。正如理查德-哈斯(Richard Haas)在《必要性戰爭,選擇性戰爭》(War of Necessity, War of Choice: 兩次伊拉克戰爭回憶錄》中所下的定義。在比較兩場伊拉克戰爭時,他說:"必要的戰爭涉及最重要的國家利益,除了使用武力之外沒有其他有前途的選擇,如果要維持現狀,肯定要付出相當大的代價"。另一方面,"選擇性戰爭往往涉及不那么明顯'重要'的利害關系或利益,以及存在可行的替代政策"。這一區分非常重要,因為它將決定使用手段的范圍,限制或擴大武器的選擇。在一場有選擇的戰爭中,無人機可以提供良好的能力,給對手造成損失,并在不冒生命危險或昂貴的物資損失的情況下達到目標。由于其無人駕駛的性質,無人機為其使用者提供了可擴展和創造性的選擇,而不會受到使用有人駕駛飛機固有的技術、戰術甚至政治限制的阻礙。在迫不得已的戰爭中,它們可以通過瞄準防空網絡、后勤節點、指揮所或機動單元,作為力量倍增器來削弱對手的軍事力量。

20 世紀,交戰國陸軍提出了聯合作戰的概念。一戰結束后,法國開始實施坦克、步兵和炮兵協同作戰。在戰時,這一概念繼續發展,并在第二次世界大戰期間得到所有交戰國空軍的整合。沖突結束后,面對作戰環境的變化、原子武器的威脅或反叛亂戰斗,這一概念得到了完善,但總體上仍具有現實意義。根據美國的條令定義,聯合作戰是 "同步和同時使用各種武器,以達到比單獨或依次使用每種武器更大的效果"。這種方法的優勢在于使不同的作戰功能能夠彌補其他功能的不足。通過這種合作,作戰功能構成了一個強大的作戰系統。

上述每一次沖突都對聯合作戰方法提出了挑戰,迫使領導人修改作戰方法。今天,無人機的威脅是對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而,在無人機環境下,如果部隊具有凝聚力,訓練有素,組織有序,不僅有能力保護自己免受威脅,還能采取積極主動的方法應對威脅,那么這種作戰方式仍然適用。此外,最近發生的涉及使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間,甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神,并強調了這種方法的重要性。最后,無人機并沒有改變戰爭的性質。相反,它們加強了戰爭的政治性質,因為它們的使用直接影響到面對它們的交戰方的決策。

在為潛在的高強度沖突做準備的背景下,這個問題與西歐或美國陸軍等行為體高度相關,因為自冷戰結束以來,這些行為體一直在相對舒適的環境下作戰,擁有無可爭議的空中優勢。在此期間,西方軍隊面對的敵人不具備造成大量傷亡的能力或技能。因此,他們不會像納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭中那樣,面臨意味著友軍大量損失而導致決策癱瘓的重大致命僵局。

無人機也被稱為 "無人駕駛航空系統"(UAS),指的是在沒有任何飛行員的情況下自主或遠程操作的任何飛機。無人機系統由三個關鍵部分組成:

  • 無人駕駛飛行器(UAV)、
  • 遠程控制飛行器的操作員、
  • 連接前兩個部分的指揮和控制系統(C2)。

最初,無人機是在不裝備武器的情況下運行的,但最終還是裝備了武器。如今,閑逛彈藥是武裝無人機的最后演變。據無人機研究中心的丹-格廷格和阿瑟-霍蘭-米歇爾稱,"它們的設計目的是用爆炸彈頭攻擊視線以外的地面目標"。懸停彈藥將在戰場上空飛行,跟蹤潛在目標并最終將其擊落。簡而言之,這種彈藥就是自殺式無人機。在本研究中,無人機系統和無人機的表述將不加區分地使用。

本專著將介紹三個案例研究:第一個案例研究將側重于 2020 年的納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭,以及亞美尼亞人無力應對無人機威脅所造成的后果:由于阿塞拜疆憑借無人機和閑逛彈藥獲得了空中優勢,亞美尼亞領導層被削弱,被迫承認失敗,同時在戰場上面臨重大損失。第二個案例研究將考慮非國家行為者在伊拉克和敘利亞使用無人機打擊常規對手的情況。盡管戰術成功與否參差不齊,但無人機使用者能夠讓對手懷疑自己的實力,并在敵人的母國制造恐慌。反伊斯蘭國聯盟成員通過加強聯合武器合作和窒息恐怖分子的無人機制造網絡,成功地保護了自己的部隊。最后,第三個案例研究的重點是利比亞的無人機。利比亞被認為是世界上最大的無人機行動區,表明無人機構成了新的廉價版空中力量。然而,在利比亞,無人機并不足以在戰場上強制決策;要贏得長期決策,就必須與地面裝甲和機械化單元合作。僅靠無人機的部隊無法保持戰術優勢,也無法實現戰略目標。從作戰角度看,利比亞案例研究強調,無人機的使用加強而非徹底改變了聯合和聯合武器合作的精神。無人機是戰爭方式范式的轉變。它迫使軍事領導人改變作戰方式和作戰方法。然而,這還不是一場軍事革命。跨領域合作能夠在面對這一威脅時扭轉局勢。

付費5元查看完整內容

人工智能(AI)是未來聯合部隊充分發揮多域作戰(MDO)潛力的基礎。由人工智能支持的系統有能力在各領域、電磁頻譜和信息環境中戰勝對手。在競爭中使用這些系統可使聯合部隊近乎實時地了解作戰環境,從而更好地利用各種能力擊敗旨在破壞地區穩定的威脅行動,遏制暴力升級,并將被拒絕的空間變為有爭議的空間。在從競爭向武裝沖突過渡的過程中,人工智能支持的機動、火力以及情報、監視和偵察能力為聯合部隊提供了阻止敵人奪取優勢陣地的能力。改進的維持吞吐量與攻擊敵方反介入/空中拒止網絡的能力相結合,為美軍奪取作戰、戰略和戰術優勢陣地提供了能力。通過人工智能支持的聯合多域共同作戰圖(MDCOP)提高理解能力,使美軍有能力協調多域效應,創造優勢窗口。

制定人工智能作戰概念可使陸軍更好地了解這些技術對戰爭性質和特點的潛在影響。描述陸軍如何在未來作戰環境中使用人工智能,有助于說明人工智能對戰爭的暴力性、交互性和根本政治性以及戰爭不斷演變的特點的影響。本文提供了一些小故事(附錄 A),說明了組織對人工智能的運用,為可能制定的美國陸軍 RAS 總體概念、作戰和組織概念、基于編隊的作戰概念以及系統或單個系統的運用概念提供了參考。

人工智能的可操作性影響著未來部隊的作戰方式、針對對手的作戰行動,以及指揮官如何利用軍事藝術和科學運用部隊能力來實現預期效果和目標。在2019年未來研究計劃(FSP19)期間,人工智能工作線(LoE)確定了以下與實施人工智能多領域解決方案相關的問題:

  • 數據管理--AI/ML 應用程序的運行依賴于對經過整理的數據的訪問。陸軍必須培養以數據為中心的文化,以標準化的格式和協議來生成、存儲和訪問數據。人才管理工作必須側重于培養、培訓和留住一支精通數據的員工隊伍。這可以通過以下方式實現

    • 在整個部門培養以數據為中心的文化

    • 投資于整個員工隊伍的數據科學培訓

    • 簡化數據訪問

    • 設計和實施協議,確保數據可發現、可訪問、可共享和可互操作

  • 功能分解--狹義的人工智能本質上是有限的,構建算法的數據科學家需要精確的問題定義,準確確定聯合部隊的需求。

  • 可解釋人工智能--人工智能系統需要有能力解釋決策/建議和行動背后的邏輯。這種解釋 "為什么 "的能力是人類信任人工智能智能體的基礎。

  • 邊緣計算/人工智能--未來的作戰環境預計將面臨電磁頻譜的競爭,這就要求能夠向前處理超大數據集的能力,以及能夠自主行動的人工智能平臺。

  • 利用商業部門 - 國防部實驗室繼續在人工智能/ML 開發方面取得重大進展,特別是與聯邦資助的研發中心合作。商業部門將繼續探索和拓展可用于軍事應用的工作。

作為FSP19的一部分,人工智能LoE開發了五個小故事和一個概念草圖(見附錄A),以協助人工智能和機器學習的操作化。這些小故事說明了聯合部隊如何利用人工智能/機器學習來應對多域行動所需的關鍵能力。MDCOP 概念將依靠幾個有限內存的人工智能來構建和維護一幅描繪戰場上藍、紅、綠三方活動的圖景。反應型機器人工智能將為特定指揮官和總部量身定制 MDCOP。合作傳感、維持、攻擊和瞄準小節依靠反應式機器人工智能來優化傳感器覆蓋范圍、維持吞吐量、攻擊排序和射手選擇。

未來部隊需要人工智能來充分發揮多域作戰的潛力。人工智能系統使未來部隊能夠進行信息收集和分析,從而在時間緊迫、信息競爭激烈的環境中提高對態勢的了解。這種能力可實現快速、知情和正確的決策。人工智能決策支持體將減輕作戰人員的認知工作量,提高整體效能。人工智能支持的無人系統將探測、識別和穿透高風險區域,以提高開展行動和保護部隊、人口和資源的能力。人工智能可滿足 MDO 在與近似對手的沖突中對作戰速度的要求。

付費5元查看完整內容

無人機系統(UAS)的發展及其在作戰行動中的應用代表著戰爭模式的轉變。自 20 世紀末以來,無人機系統一直被用于情報搜集和精確打擊,但傳統武裝部隊一直認為無人機系統不適合大規模作戰行動(LSCO),而且過于脆弱。最近的沖突證明情況恰恰相反。這些沖突還表明,無視戰場上無人機系統威脅的部隊將無可挽回地面臨失敗。通過三個案例研究(納戈爾諾-卡拉巴赫、中東和利比亞),本專著將強調無人機系統威脅對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而,如果部隊具有凝聚力、訓練有素、組織有序,能夠保護自己免受這種威脅,并采取積極主動的方法應對這種威脅,那么這種作戰方式在無人機環境下仍然適用。此外,最近發生的涉及使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間,甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神,并強調了這種方法的重要性。最后,無人機并沒有改變戰爭的性質。相反,無人機加強了戰爭的政治性,因為無人機的使用直接影響到面對無人機的交戰方的決策。

付費5元查看完整內容

自從洛克希德-馬丁公司(Lockheed Martin)創造了 "第五代戰爭 "這一術語來描述與 F-22 和 F-35 戰斗機相關的技術和能力的重大飛躍以來,有關第五代戰爭的文章和言論可謂大量顯現。應用于戰斗機的第五代技術的特點是可觀察性非常低,并通過以網絡為中心的作戰環境大大提高了態勢感知能力。澳大利亞皇家空軍(RAAF)彼得-雷頓(Peter Layton)最近撰寫的工作論文《第五代空戰》全面概述了第五代空戰的構造。雷頓博士的論文將大量已發表的文獻解釋了第五代空戰的進攻和防御兩個方面,并超越了美國對第五代空戰的看法。

雷頓博士將第五代空戰技術分為四個部分:網絡、作戰云、多域作戰和融合戰。這樣做有助于將第五代空戰的討論從 F-35 和 F-22 轉移到第五代空戰的環境中。雷頓博士、LTGEN(美國空軍退役)戴維-德普圖拉、RADML(美國海軍退役)邁克-馬納齊爾和 Wing Commander(皇家空軍)克里斯-麥金尼斯等軍事理論家,現在都在全面思考和發表第五代戰爭--環境、指揮與控制(C2)需求,以及重要的組織和人力需求。

本文旨在研究第五代(以下簡稱 "第五代")在空戰管理(ABM)環境中的表現。本文將對第五代進行解構,將其分解為各個組成部分,從而提出一個基本特征,幫助更廣泛的受眾了解第五代是什么、為什么第五代是真實的以及為什么它很重要。本文提供了一個模型作為透鏡,通過該模型可以解釋 "n 代 "的簡單特征。論文通過這一模型追溯了反彈道導彈的歷史,為描述反彈道導彈作為多域指揮與控制(MDC2)努力的重要組成部分的未來設定了背景。本文介紹了從第三代和第四代空戰管理向第五代空戰管理(5G-ABM)過渡過程中人類面臨的一些挑戰。雖然本文側重于空戰領域,但其中的許多觀點適用于所有戰爭領域。

付費5元查看完整內容

該項目為與使用無人系統支持分布式海戰(DMO)有關的作戰概念和系統設計決策提供信息。研究通過系統地改變仿真模型中的系統設計特征和作戰活動,支持對無人系統(UVC)進行能力級分析。分析結果表明,UVC 可提高各種無人系統的作戰可用性(Ao)和使用時間(TOS),因為它可隨時進入維護、加油和重新武裝設施,而無需長時間前往岸基設施或分布式支援艦艇。在比較使用 UVC 的配置與在自適應兵力包 (AFP) 中分配無人系統支持的配置時,單個無人系統的 Ao 提高了 6% 到 31%。仿真模型分析確定了 UVC 架構,其中包括至少 8 個無人機發射回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個甲板井托架,以最大限度地提高 Ao。

在支持分布式海上作戰(DMO)時,無人系統有可能發揮兵力倍增器的作用,在提高殺傷力的同時降低有人系統的風險。然而,無人系統到岸基維護、加油和重新武裝設施的轉運時間減少了可用于支持執行 DMO 的自適應兵力包(AFP)的總體駐扎時間(TOS)。本項目研究了無人水面艦艇 (USV)、無人水下航行器 (UUV) 和無人機 (UAV) 在美國海軍現有艦艇上的集成問題,該艦艇已被重新改裝為無人載具 (UVC)。在本報告中,"UxV "一詞用于描述無人系統這一類別。

如 Van Bossuyt 等人(2019 年)所述,項目團隊采用了系統定義、系統建模和系統分析的通用系統工程流程序列。在系統定義過程中,項目團隊重點開發了作戰概念(CONOPS),并定義了 UVC 的系統要求。系統建模活動的重點是構建 UVC 的離散事件仿真模型。在系統分析階段,團隊利用所開發的模型來評估 UVC 的各種設計參數對每種無人系統類型的運行可用性(Ao)的影響。

A. 系統定義

在系統定義階段,從自上而下和自下而上的角度開發和考慮了 UVC 要求。從自上而下的角度來看,團隊分析并確定了滿足總體任務有效性目標所需的能力,而與任何現有的候選平臺無關。從自下而上的角度來看,團隊評估了一艘登陸直升機船塢(LHD)艦,以確定該平臺可實現的最大 UVC 能力。通過查閱文獻和分析利益相關者的需求,項目團隊確定了 UVC 的以下關鍵能力:指揮與控制 (C2)、UxV 發射、UxV 維護和 UxV 回收。根據設想,UVC 將包括著陸甲板無人機發射和回收站、無人機維護/布防/燃料艙、用于大型 USV/UUV 操作的船舷艙或站,以及用于小型 USV/UUV 操作的井甲板艙。

B. 系統建模

項目構想將 UVC 視為針對地面和岸上敵對兵力實施 DMO 的 AFP 的一部分。UVC 的作用是支持 UxV 對敵方岸基導彈基地進行偵察和打擊。在打擊階段之前、期間和之后,UxV 提供全天候的情報、監視和偵察(ISR)、目標定位和戰損評估服務。UVC 的總體目標是通過消除到岸基支持設施的較長運輸時間來增加 UxV 的全時服務時間。為實現這一總體目標,研究小組選擇 "航程 "和 "持續停留時間 "作為性能指標(MOP),并選擇 "UxV 任務時間"、"UxV 停機時間 "和 "維護灣利用率 "作為效果指標(MOE)。

設計并開發了一個離散事件仿真模型,用于分析 UVC 設計參數對 MOP 和 MOE 的影響。該模型是通過 ExtendSim10 建模程序開發的。該模型包括 UxV 發射和回收、UxV 維護活動以及 UxV 重新武裝和加油活動。UxV 的發射時間表和總模擬運行時間是根據擬議的 UVC CONOPS 制定的。目前,該模型并未考慮 UxV 的損失或故障;這是未來可能開展工作的一個領域。模型的主要輸出是每種 UxV 的 Ao。

C. 系統分析

為了廣泛探索實驗空間,同時減少試驗總數和模型運行時間,我們專門設計了一個填充空間的拉丁超立方設計。每次試驗重復模擬 30 次并收集結果。合并所得的 Ao 值,得出每個試驗的統計平均值。

分析結果表明,UVC 可隨時提供維護、加油和重新武裝設施,而無需在岸基設施或分布式支援艦艇之間進行長時間的轉運,從而改善了每種 UxV 的 Ao 值和 TOS 值。對于任何特定的 UxV,通過增加 UVC 發射、回收和維護站的數量,從而消除或減少這些服務的排隊時間,可獲得最大的 Ao。分析表明,UVC 在設計時應至少配備 8 個無人機發射/回收站、至少 3 個船舷托架和至少 5 個焊接甲板托架。這些參數沒有確定上限,這也是未來研究的一個潛在領域。

有趣的是,雖然 UVC 的存在改善了大型無人水面艦艇(LUSV)的航速,但 UVC 的實際設計似乎對 LUSV 的航速沒有影響。這可能是由于 LUSV 的假定任務持續時間長,假定維護間隔長,因此不可能出現任何排隊現象。單個船側停泊區似乎足以為多艘 LUSV 提供服務,但即使是單個船側停泊區,也可通過消除到岸基設施的轉運時間來改善 Ao。

付費5元查看完整內容

2018 年美國《國防戰略》指示各軍種優先考慮與另一個大國發生沖突的能力。這給空軍內部正在進行的準備應對基地日益增長的空中和導彈威脅以及對抗性通信環境的舉措帶來了新的緊迫性。針對空軍基地易受攻擊這一特殊問題,有多種可能的對策,包括更多地依賴遠程系統、主動防御、基地加固和基地內資產分布化。本研究的重點是一系列新出現的分布式作戰概念,這些概念要求利用更多的空軍基地使敵方目標復雜化,并采用更加分布式的指揮與控制(C2)方法。美國空軍(USAF)要求蘭德公司考慮美國空軍是否需要改變其兵力編成模式(FPM),即作為聯合行動一部分使用空中力量的組織方式,以實施這些概念。

由于美國空軍尚未為分布式作戰制定出單一的詳細概念,本報告綜合并擴展了新興概念的邏輯。然后,報告初步列出了空軍可能需要的能力清單,以便在更多的作戰地點保護、指揮和控制以及維持兵力。最后,報告評估了目前空軍戰斗機部隊的兵力編成是否提供了這些能力,并確定了與兵力編成變化相關的權衡。

保護分布式基地

近幾十年來,美國的潛在對手在空中和導彈能力的數量和質量上都有了顯著提高。大國導彈庫存尤其是對美國空軍基地的最大威脅。要在對抗性環境中生存,就必須具備一系列防御能力。這種組合將包括主動防御(如短程和戰區導彈防御)和被動防御(如基地內飛機分散)的組合。

從數量更多的空軍基地進行作戰,可通過增加對手需要攻擊的目標數量來減少美國空中行動的同等損失,從而提供保護。分布式基地可能會混合使用多種作戰地點類型。本報告描述了三種理想類型。與今天的主要空軍基地相比,"留守作戰 "基地將擁有更強大的主動和被動防御能力,以及更強的從攻擊中恢復的能力。投放型 "基地的防御能力較弱,只有足夠的能力從攻擊中恢復并撤離飛機,而且與 "堅守與戰斗 "基地相比,其維持能力更為有限。簡易的前沿布防和加油點每次只開放幾個小時,這樣戰斗機和機動飛機小組就能在敵方發現其位置并協調導彈攻擊之前使用它們。

在與另一個大國發生沖突時,空軍基地遭受破壞性地面攻擊的威脅也會更加嚴重。與導彈威脅一樣,作戰地點越多,單次地面攻擊造成的破壞就越小。同時,保護更多的機場會增加所需的安全部隊數量。

指揮和控制分布式兵力

美國的潛在對手有能力攻擊長途通信系統,包括衛星和長途光纖。因此,空軍進行集中規劃的空中作戰中心與前沿作戰地點之間的通信可能會出現嚴重中斷或降級。前沿地區各基地之間的通信可能會更加可靠,部分原因是有信使飛機等替代選擇,但仍有可能出現中斷、延遲和帶寬限制。

為使指揮控制在通信對抗性環境中更具彈性,空軍可能會采取更加分布式的方法,向下級下放更多權力并提供規劃能力。空軍領導人還呼吁使用任務命令而非詳細命令,以便在通信中斷時讓下屬決定如何按照指揮官的意圖實現目標。這種分布式控制可能需要指揮官與下屬之間更多的信任和共同理解。

維持分布式兵力

敵人的攻擊會破壞或摧毀機場作業面、燃料、零部件和彈藥庫、維修設施、航空地面設備、跑道維修設備以及其他支持設施和設備,從而擾亂維持工作。此外,此類攻擊還可能造成維護人員、工程師、保安兵力和其他對維護活動至關重要的人員受傷或死亡。非致命攻擊會阻礙各單位之間的通信(如再補給請求),并可能破壞數據庫、維護軟件和決策支持系統的完整性,從而擾亂維持工作。

對抗性環境會使作戰支援兵力的任務發生變化,從在庇護基地以最高效率和安全水平開展行動,變為不顧敵方阻撓從前沿基地出動。在第二種情況下,由于行動地點增多,需要采取防御措施準備應對攻擊,以及敵人的行動打亂了工作、休息和進餐時間,損壞了重要設備,造成人員傷亡,這些都會導致效率降低。

對兵力表現的影響

確定了兵力編成的五個關鍵方面,這些方面可能會影響對抗性退化環境中的作戰效能:

作戰地點的部隊規模

  • 擁有防御和支援部隊的最低梯隊
  • 擁有重要規劃能力的最低梯隊
  • 擁有多種機型的最低梯隊
  • 在和平時期定期共同訓練的最高戰時梯隊。

根據空軍的政策和實踐,我們介紹了美國空軍目前用于主要作戰行動的兵力模式。作戰地點通常為聯隊規模。聯隊通常也是擁有支援部隊和多種機型的最低梯隊,以及在和平時期定期共同訓練的最高戰斗機梯隊。重要的規劃能力集中在聯合空中作戰中心(JAOC),由空軍部隊指揮官(也有雙重頭銜,即聯合部隊空中組成部分指揮官)指揮作戰。

在與近鄰競爭者的沖突中,主要作戰基地的翼級部隊和聯合空中作戰中心的集中規劃能力是重大弱點。改變美國空軍 FPM 的這些方面和其他方面可以提高作戰效能,但同時也會產生取舍(如更多的人員和物資需求)。

研究結果

  • 美國空軍兵力編成模式和作戰概念所依據的假設與對抗性環境不相容

與大國的沖突將推翻近幾十年來在反叛亂(COIN)、反恐(CT)和維穩行動中盛行的關于作戰環境的兩個關鍵假設:空軍基地是避難所和通信可靠。在這種情況下,主要作戰基地的翼級部隊和聯合作戰指揮中心的集中規劃意味著敵人可以通過攻擊少數高回報目標來破壞空中行動。

  • 對抗性環境將迫使美國空軍以效率換生存力

無論采用何種概念,空軍都必須在高端作戰中以效率換取生存力。如果空軍追求分布式作戰,就需要更多的資源(如作戰支援人員、基地防御人員、總部人員、通信設備)來支持更多的作戰地點,實現分布式控制。分布式作戰的替代方案,如從更遠的基地開展空中作戰,也會帶來效率低下的問題。例如,從更遠的基地執行任務會增加飛行時間,降低空軍的出動率。分布式作戰的替代方案也會帶來更高的成本。例如,從更遠的基地起飛可能需要新的采購計劃、更長的飛行時間和更低的出動率。

與其他方案相比,某些概念、FPM 和臥底方案的資源密集度可能較低。但這些選擇不可能克服針對近鄰對手的空中作戰的基本低效和大量資源需求。將生存力置于效率之上還需要空軍進行重大的文化變革,因為空軍在很大程度上一直注重效率,以維持 COIN 和 CT 行動。

  • 開發分布式作戰概念需要作戰部門和戰斗支援部門密切合作

在與美國空軍人員的討論中,我們聽到了來自作戰和支援部門的挫折感。作戰人員正在推動分布式作戰的許多概念,在某些情況下,他們對一些人認為來自作戰支援部門的阻力感到沮喪。與此同時,一些戰斗支援人員也擔心,分布式作戰概念的提出缺乏對其所造成的支援限制、負擔和資源需求的實際了解。如果空軍繼續發展分布式作戰概念,作戰人員將花費更多時間考慮后勤限制,而保障專業人員將花費更多時間考慮作戰。

  • 對抗性環境下分布式作戰的兵力呈現模式必須使下級能夠規劃和執行進攻和防御作戰行動

由于機翼大小的作戰地點容易受到攻擊,因此每個作戰地點都可能有較小的部隊。這意味著聯隊以下各級需要支持和防御能力,以便從單獨的空軍基地開展行動,并獨立做出更多決策。

  • 獲得并保持政治準入是分布式作戰的先決條件

與過去相比,分布式作戰需要在伙伴國建立更多空軍基地。過去的研究表明,伙伴國是否決定允許進入,很可能取決于情景以及美國與每個東道國之間更廣泛的政治關系。空軍可以通過制定應急計劃和戰時態勢動態變化流程來應對這種不確定性。然而,在應急行動開始時和期間,可用于分布式行動的設施數量可能會因政治準入的不確定性而受到限制。

  • 需要對指揮與控制、支持以及分布式作戰對非兵力部隊的其他影響進行更多分析

本報告的重點是分布式戰斗機行動。以這種方式作戰的戰斗機部隊將對空軍的情報、偵察、電子戰、機動性和加油機等兵力產生許多影響,這里沒有詳細分析。如果這些兵力也以分布式方式作戰,那么將對指揮控制、支援和保護產生更多的影響。空軍在制定分布式作戰概念和評估其可行性時,需要考慮這些額外的影響。

建議

這些發現為美國空軍領導人和規劃人員提出了七項建議。在某些情況下,空軍已經在實施相關舉措,因此我們的建議加強了這些活動的重要性,或指出需要更加重視這些活動。

確定分布式作戰的資源和訪問需求。空軍對開展當前活動的資源短缺表示擔憂,因此,如果不改變資源水平或承諾,空軍不太可能進行分布式作戰所需的投資。確定這些概念是否可行的第一步是確定分布式作戰的準入和資源需求。2 確定這些概念是否可行的第一步是確定分布式行動的準入和資源需求。正在進行的分布式行動倡議(如總部空軍[HAF]的 "適應性基地 "和美國太平洋空軍[PACAF]的 "敏捷戰斗部署")正開始努力解決其中的一些問題,包括通過演習來解決。

在基地訓練和演習中模擬猛烈的空中、導彈和地面攻擊。模擬空軍基地攻擊對于演練生存措施和執行攻擊任務非常重要。要滿足對抗性環境的要求,就必須加強訓練,為在猛烈攻擊下執行任務做好準備。從 C2 的角度來看,指揮官還可以考慮如何確定空中和地面行動的優先次序,在壓力更大的條件下做出決策,以及在面臨傷亡的情況下繼續行動。與空軍人員的討論表明,近幾十年來,由于聯合兵力主要集中在 COIN 和 CT 行動上,這類訓練并不是大多數部隊的優先事項。

考慮創建綜合基地防御部隊。有能力的對手可能會對基地發動多種類型的攻擊。不同的攻擊可能需要不同的緩解策略,這就要求指揮官權衡每種攻擊的相對風險,并確定防御響應的優先級。因此,空軍應制定創建綜合基地防御部隊的概念,并探索其益處。

定期舉行包括通信中斷在內的演習。包括多級領導在內的指揮所演習和野戰演習可為領導者提供以下方面的實際經驗:權力交接、撰寫任務命令、根據上級指揮官的意圖采取行動,以及培養態勢感知能力。讓可能會共同作戰的多級指揮官參加演習,還可以培養信任和共識,從而促進分布式控制和任務類型命令的下達。

對飛行員進行交叉培訓,減少分布式作戰對人員的需求。分布式作戰需要更多的維護、兵力、總部人員和其他崗位人員。此外,在對抗性環境中開展行動還可能導致比近期行動更嚴重的傷亡率。對空軍人員進行交叉培訓,使其能夠履行專業以外的職能,有助于應對這兩項挑戰。空軍可能會從正在進行的維修人員交叉培訓試點項目中獲得更廣泛的交叉培訓見解。

在取消和平時期的大隊梯隊之前,考慮大隊在分布式作戰中可能發揮的作用。空戰司令部正在試驗一種新的和平時期聯隊結構,取消大隊梯隊。然而,根據空軍決定采用的具體分布式作戰概念,大隊在戰時可能會發揮寶貴的作用。如果是這樣,在和平時期保留大隊可能是可取的,這樣可以為領導者的發展創造機會,并最大限度地減少為戰時改變組織結構所帶來的摩擦。

利用演習和其他分析來探討分布式作戰對兵力編成的影響。第 6 章指出了一些與空軍兵力管理變革相關的權衡問題。要確定這些權衡在對抗性環境中的嚴重程度,需要進行更多的演習和分析。PACAF 已經在演練分布式作戰概念,并考慮兵力編成的影響。空軍應尋找更多機會,在演習中探索兵力編成的替代方案。

付費5元查看完整內容

無人機系統(UAS)和其他相關技術(人工智能或AI、無線數據網絡、擊敗敵方電子戰的電子支援措施)已經發展到一個新的地步,無人機系統被認為原則上能夠執行目前由有人駕駛飛機執行的幾乎任何任務。

因此,許多武裝部隊正在積極試驗有人-無人編隊協作(不同的縮寫為MUM-T或MUMT)。通過將有人和無人資產作為一個單位而不是單獨部署,無人機最大限度地發揮了其作為力量倍增器的價值,提高了在高度競爭性空域的殺傷力和生存能力。無人機系統的直接控制權可由飛行中的有人單位或單獨的空中、地面或海上指揮中心掌握。隨著時間的推移,人工智能的進步將允許無機組人員的編隊元素自主地執行大部分任務。這最終可以將人類干預減少到最低,只保留任務目標的輸入、交戰規則的定義和武器釋放的授權。事實上,這種自主能力對于MUM-T概念來說是至關重要的,以防止人類飛行員被控制無人機的額外任務所淹沒。 無人機系統的主要應用包括:

  • 目標偵查;
  • 為有人駕駛飛機進行戰損評估;
  • 電子戰;
  • 各種有人或無人平臺之間的數據和通信中繼/接口;
  • 武裝護衛。

在“武裝護衛”角色中,無人機系統可以在有人平臺執行任務之前壓制敵人的防空設施(SEAD角色),或者作為一個外部武器庫,使單一的有人駕駛飛機在每次任務中能夠攻擊大量的目標。

  • 1 美國陸軍MUM-T
    • 旋翼系統
    • 推進能力建設
    • 下一代有人-無人編隊步驟
    • 韓國
  • 2 美國空軍MUM-T
    • 美國空軍SKYBORG
    • SKYBORG 路線圖
    • 朝記錄項目發展
    • ATS/忠誠僚機
    • 英國皇家空軍“蚊子(MOSQUITO)”
    • FCAS - 未來戰斗航空系統
    • FCAS - 法國PANG
  • 3 美國海軍MUM-T
    • 美國海軍MQ-25 STINGRAY加油機
    • 無人駕駛型F/A-18測試
    • 美國海軍的下一代空中優勢
  • 4 其他國家發展狀況
付費5元查看完整內容

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。

付費5元查看完整內容
北京阿比特科技有限公司