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1 引言

在面對同行競爭對手的遠程精確火力威脅時,已經提出了很多關于重新加強西方空中優勢的新作戰概念。大多數專家主張采用更加綜合的軍隊方法,以高節奏的方式將多種軍事困境強加給對手。基于網絡協作的有人和無人資產將重新獲得戰斗力和機動能力。這樣一來,對手將被迫根據不確定的選擇做出決策,從而危及其行動結果。這樣一種新模式涉及多域作戰(MDO)概念。

多域作戰可以被描述為在一個領域內利用來自所有領域的傳感器和效應器產生軍事效果的能力,以及將指揮和控制(C2)下方給盡可能低的級別。倡導平臺整合和C2鏈中的輔助性,構成了重新加強部隊靈活性、復原力和反應力的基線。戰區的聯合部隊指揮官(JFC)將作為MDO的協調者。他們將有能力在戰術指揮官之間分配傳感器和效應器以執行專門的任務,在所有領域之間同步效果,并根據需要將任務的控制權下放到戰術邊緣。

這可以通過一個被稱為多域作戰云(MDCC)的包容信息技術和通信(IT & COM)的生態系統實現,形成一個由跨域的可操作傳感器、效應器和C2節點組成的作戰網絡。利用北約的C3分類法,MDCC將提供一種手段,以實現和加強北約國家和合作伙伴的互操作性,從而提高作戰效率。

下文將通過2040年的一個虛構的作戰場景來說明整合和輔助的原則,并強調其在作戰角度和MDCC功能要求方面的結果。

2 在行動的早期階段,MDCC作為一個包容性的助推器

虛構的作戰場景從"空軍保護"開始,在一個國家對其少數種族進行了令人無法接受的突襲之后,隨后轉變為空中前沿基地作戰(A2BO)。聯合國(UN)授權北約進行一場軍事行動。北約部隊包括一個擁有新一代戰斗機(NGFs)和遠程航母(RCs)的下一代武器系統(NGWS)中隊,一些增強型傳統戰斗機,一個C2機載平臺,加上光學、雷達和通信衛星群,油罐車,網絡資產和地面特種部隊。一個帶有兩棲部隊的航母戰斗群也加入了該作戰區。

關于空軍保護,目標是防止任何空襲和對少數民族聚集地的騷擾進行反擊。在這個階段,聯合部隊司令部決定將空軍指定為受援部分,受援部分是特種部隊和海軍。因此,聯合部隊空軍部分指揮官(JFACC)負責戰術層面上所有空中平臺的指揮。

為了應對襲擊,JFACC需要一個由多領域傳感器輸入(空中、陸地、太空和網絡)建立的完全認可的畫面。探測特定社交網絡上的公眾騷動,結合特種部隊和天基資產的實時情報監視偵察(ISR),就可以從NGWS在動亂地區上空迅速展示武力。此外,任何支援該國家并呼吁對少數種族實施暴力的社交網絡都將受到網絡反擊,使其無法運作。

在行動的這一階段,MDCC是基于共享的開放式IT和COM架構,將所有可用的傳感器互聯起來形成包容性的助推器。它正在提供一個由實時ISR收集和過去情報融合形成的共同畫面。這樣一來,MDCC提供了一個高水平的態勢感知能力,以便根據JFC的指令,從JFACC到未來作戰航空系統(FCAS)任務指揮官層面,可以適當地開發和提出軍事行動選擇。

3 多域作戰中的不同需求

該突襲國家向少數種族聚集地發射了幾枚地對地中程導彈,造成了人員傷亡,局勢迅速惡化。此外,該國家啟動了他們所有的綜合防空系統(IADS),特別是遠程導彈。根據新的聯合國決議,北約立即決定改變其軍事態勢。聯盟下令破壞該國家的綜合防空系統,同時確保北約的戰略主動權,以便在以后需要時進行兩棲攻擊。

總體目標是堅定地應對襲擊,同時保持對升級態勢的控制。JFC收到來自戰略層面的指令,進行空中前沿基地作戰(A2BO),以消除該國家的空軍基地,阻礙其奪取少數種族聚集地控制權的 "既成事實"戰略。這些A2BO的目的是擴大空軍的行動選擇,同時減輕所有航空資產在脆弱作戰基地的風險。A2BO還必須提供更大的靈活性和超越該國家行動的能力。在戰斗附近,分散的空中作業點(AOL)可能有助于空中打擊,但也將有助于對方反介入空中阻斷(A2/AD)。

在從JFC分配額外的資產后,JFACC現在負責用地面、海基NGWS和來自防御與干預護衛艦(FDI)的巡航導彈對該國家空軍基地進行交戰。然而,根據局勢演變和對航母戰斗群可能出現的突發威脅,JFC在JFACC和聯合部隊海上組成部分指揮官(JFMCC)之間保持NGWS和FDI的反應性和動態重新分配。因此,JFMCC在與JFC立即同步后,將能夠向JFACC提出實時空中任務指令(ATO)或空域控制指令(ACO)的變更要求。

因此,這些由北約領導的持久前線空軍必須能夠使用彈性的、低特征的、低維護的、大量的有人和無人駕駛航空資產進行防御性和進攻性反空作戰。其目的是通過建立更加分散的、有彈性的和難以定位的AOL,形成針對A2/AD能力的效果,而不存在力量集中的相關脆弱性。這支部隊包括NGFs、各種RCs(包括傳感器和效應器)、增強型傳統戰斗機和空中戰術運輸機,作為戰區內武器、無人平臺、燃料和后勤支持的運輸工具,所有這些都通過動態利益共同體運作。根據AOL和NGF之間的通信狀態,特定的 "多域戰術功能 "將被委托給駕駛艙,以允許FCAS任務指揮官承擔 "動態目標 "和 "時間敏感ISR "的控制權。由于戰區的延伸,NGF加上衛星群將從擴展的態勢感知中受益,并在需要時承擔更廣泛的控制責任,與C2機載平臺上的 "前線控制小組 "已經承擔的責任并列。

4 復雜MDO中MDCC內的網絡可選系統

將A2BO與JFACC和JFMCC的網絡結合起來,可以在MDCC內實現 "網絡可選系統"。這種 "網絡可選系統 "在可用時利用 "集中式網絡",并在與上級當局隔絕時在戰術邊緣的可用平臺中形成 "機會網絡"。在這里,MDCC是這種復雜MDO的助推器。一方面,MDCC整合了從JFC到戰術指揮官的所有決策過程(從計劃到評估再到執行),包括部隊分配和效果同步,為跨領域的動態支持/支援框架鋪平了道路。另一方面,它提供了所有指揮官之間的輔助性,允許在盡可能低的級別上授權C2,如AOL和NGF。

在成功的A2BO之后,北約希望利用這一情況,并指揮開展兩棲行動,以充分保障少數種族的安全。在這次行動中,JFMCC被指定為被支持的司令部,空軍和特種部隊則是被支持的司令部。所有平臺都有可能在海軍的授權下用于兩棲作戰。MDCC將使JFMCC能夠將所有領域的傳感器和平臺整合到大型海軍計劃演習艦隊中,并在需要時將C2授權給最佳海軍平臺指揮官。

5 結論:MDCC是一個可聯網的按需分配系統

這個虛構的場景說明了通過所有決策過程進行整合和輔助的必要性。這樣做有助于形成一個可靠的技術環境,以高作戰節奏產生全球戰斗力,整合所有領域的機動性,而不存在力量集中的弱點,并因此給對手帶來多種困境。這種技術環境是由MDCC提供的,它可以被描述為一個 "定制網絡系統",包括從后方到邊緣的所有可用平臺。因此,如前所述,MDCC是動態分配部隊和分配C2的MDO助推器。

作為新技術的設計者和提供者,工業界隨時準備支持武裝部隊塑造MDO作為一種新的作戰模式。考慮到利害關系,兩者之間強有力的伙伴關系對于確保徹底掌握需求和設計MDCC而不過早選擇某些技術方案至關重要,因為這將阻礙未來的MDO。在作戰概念和技術解決方案方面,這一旅程仍處于早期階段。只有攜手合作才能應對未來的挑戰。

作者

Brigadier General準將(退役)(法國空軍)1987年畢業于法國空軍學院,2003年畢業于美國空戰學院。他有3000個飛行小時(美洲虎、幻影2000D),執行過122次戰爭任務,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2021年加入空中客車公司,擔任FCAS多領域行動的高級運營顧問。

Thomas Vin?otte上校(退役)(法國空軍)于1987年畢業于法國空軍戰斗機飛行員,2003年畢業于戰爭學院。他有超過3300個飛行小時(美洲虎、幻影F1CR、幻影2000 RDI和幻影2000-5),執行了83次戰爭任務,包括一次彈射,并作為總部官員擁有C2專業知識。他于2019年加入空中客車公司,擔任FCAS高級運營顧問。

Laurent le Quement于1996年畢業于阿斯頓大學。在2010年加入空中客車公司的發射器部門之前,他曾在汽車和轉型咨詢部門工作。在2018年成為FCAS的營銷主管之前,他在業務發展和創新方面擔任過許多職位

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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。

2018年,TRADOC發布了《多域作戰中的美國陸軍(2028年)》,TP 525-3-1。眾所周知,MDO是陸軍的作戰概念,旨在威懾并在必要時在戰斗中擊敗有能力和實力挑戰美國的對手,在所有領域和每個戰爭要素中進行對等戰爭。盡管戰爭的性質、原因和目標在歷史上保持不變,但21世紀的信息時代戰爭的開展在許多極其重要的方面不同于20世紀的機械化戰爭,美國軍隊,特別是美國陸軍必須改變以應對這些問題。最明顯的區別之一是和平與戰爭的模糊,MDO是第一個包括從和平競爭到武裝沖突的全部沖突的陸軍作戰概念,從而解決了這個問題。雖然兩者在過渡時期的區別是模糊的,但在MDO環境下的大規模作戰行動本身就是與眾不同的。

以下概念,即《美國陸軍多域作戰機動概念(2028-2040年)》,描述了陸軍在多域作戰戰場上的大規模作戰行動中如何進行機動。盡管它涉及到機動在競爭中的作用,但這一概念主要集中在陸軍如何在梯隊中作戰,以贏得與同行競爭者的戰斗。雖然看起來是 "進攻"性質的,但不能忘記,威懾的首要前提是在戰斗中獲勝的能力是毋庸置疑的。這一概念描述了陸軍將如何排兵布陣以克服對手的對峙,并深入細致地擊敗敵人的戰斗編隊。機動概念牢牢地嵌套在MDO中,但也在MDO的基礎上進行了擴展,包括兩年的全球作戰經驗,以及機構研究、兵棋推演和實驗。

有幾個關鍵的想法支撐并促成了這個概念。機動同時發生在師、軍團和更高級別的每個梯隊。機動發生在競爭和恢復競爭的過程中,而不僅僅是武裝沖突。在競爭中,我們通過機動來獲得優勢地位,塑造安全環境,支持區域安全,并能迅速過渡到武裝沖突。在武裝沖突中,我們通過機動來摧毀或擊敗敵軍,控制土地區域和資源,并保護民眾。這一概念描述了戰役,其設計必須包括所有領域的所有梯隊。

一個概念是變革的起點。它是變革過程的開始,而不是其結束。2018年發布的MDO啟動了一系列的研究、兵棋推演和實驗,從而形成了這個機動概念,并描述了在梯隊中進行的具體作戰功能。在這個概念之后,必須在未來和概念中心以及卓越功能中心內進一步努力,以確定所有的作戰功能,而不僅僅是機動,如何整合以在每個梯隊的MDO戰斗中取得成功。同時,這個概念應該在作戰部隊中啟動探索,以發展戰術、技術和程序(TTP),從而使MDO的機動性得以實現。正是作戰部隊和體制內的軍隊一起努力實現本概念中所描述的規則,將確保美國陸軍仍然是世界上最有統治力的陸軍。

圖:多域作戰中的機動

概括

歷史。這本新的美國陸軍未來司令部(AFC)小冊子介紹了陸軍如何描述2028-2040年的機動功能的概念。這個概念與《美國陸軍旅級戰斗隊跨域機動概念(2028-2040年)》一起取代了2017年2月的TRADOC Pam 525-3-5《美國陸軍行動和機動功能概念》。

摘要。這一概念描述了陸軍部隊如何在動態和擴大的作戰環境中進行機動,包括有爭議的戰場和領域,綜合對手的防御與對峙,作戰和戰略威懾的挑戰,以及多國和政府合作。陸軍部隊在不可預測的作戰環境中面對高度致命的對手,這與新的作戰環境相結合,為軍事問題提供了參考,以確定陸軍部隊如何取得相對優勢地位并產生超額效果。中心思想是計算來自所有領域的多軍種同時匯合的成功,并促進加強聯合和作戰指揮與控制、分層機動和決定性的戰役。

適用性。本概念適用于陸軍部所有發展理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策能力的活動。這一概念指導實驗和部隊發展,并支持聯合能力整合和發展系統的進程。它還支持《陸軍未來司令部概念和能力指南》中描述的陸軍能力發展過程。當與陸軍概念框架的其他內容發生沖突時,本文件具有優先權。

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美國陸軍正通過改善陸軍文化和生活質量來優先考慮 "以人為本",包括在住房、營房、醫療保健、兒童保育、配偶就業和永久性駐地變更方面進行升級。此外,陸軍正在改善人才管理,確保合適的人在合適的地方,以確保準備就緒。

美國陸軍的現代化計劃正在確保其士兵擁有必要的訓練、裝備和領導力,以便與盟友一起開展多領域行動,擊敗任何對手。

現代化繼續通過六個主要優先事項實現:遠程精確火力、下一代戰車、未來垂直升降、空中和導彈防御、網絡和士兵殺傷力。在八個跨職能小組的領導下,陸軍正在利用最新的研究和技術,以確保這些優先事項支持陸軍的目標,即在為未來戰場做準備的同時保持當下的戰斗力。

1 引言

自20世紀80年代最后一次全面現代化以來的40年里,美國陸軍已經證明了其對全球和美國本土危機的快速反應能力。當陸軍展望未來四十年時,它必須保持當下作戰的準備狀態,同時為未來戰場的需要做好準備。為了在這些相互競爭的需求之間取得平衡,陸軍已經確定了三個首要的優先事項,以確保它仍然是全球最優秀的陸軍部隊:人員、戰備和現代化。在 "以人為本"理念的指導下,陸軍正在確保保持一支健康、有凝聚力的部隊,隨時準備部署,同時為士兵提供在未來戰場上獲勝所需的能力。

2 以人為本

陸軍的首要任務是其人。2021年6月,在士兵提供的意見的激勵下,陸軍部長和陸軍參謀長在國會發表聯合聲明,宣布陸軍將重新調整其優先事項,將人放在第一位,這也將通過創造一個更健康、更有凝聚力的部隊來提高戰備狀態。這意味著不僅要關注目前正在服役的士兵,還要關注他們的家人、陸軍平民和退伍軍人。

2.1 生活質量倡議

陸軍還將繼續推進2019年陸軍人員戰略舉措:支持軍隊文化和生活質量。生活質量舉措包括改善住房和營房、醫療保健、兒童保育、配偶就業和永久換崗(PCS)搬遷。首先,通過其住宅社區倡議中的租戶權利法案,陸軍正在撥款超過18億美元并再投資10億美元以改善住宅;在未來十年,預計將在現代化和軍事建設基金中投資100億美元以翻新或替換1200多座營房。作為軍隊和住房運動的一部分,軍隊將要求私營公司對居民負責,提供高質量的維護和客戶服務,雇用更多的人員以防止任何疏忽,并將實施100%的入住檢查。軍隊將通過使用教育材料、反應登記冊和可居住性及流離失所居民的政策來處理環境危害問題。

此外,陸軍招募并留住最好的醫療保健專業人員,為所有設施的受益人提供頂級的醫療保健服務,這對戰備狀態至關重要。例如,為了確保為人員提供高質量的托兒服務,陸軍已經實施了一項戰略,以維持并在必要時增加托兒服務的機會,并為新的托兒服務提供者提供1000美元的獎金等獎勵。此外,在國會的支持下,陸軍也在改善配偶就業問題,包括在新的州提供專業執照和證書的報銷,簡化家庭企業的申請,加強就業準備計劃和推動配偶就業的倡議。最后,陸軍正在使士兵和他們的家人更容易接受PCS,通知他們即將到來的搬遷,平均比以前的標準早30至90天,"陸軍PCS移動 "應用程序有助于簡化這一過程。這些生活質量舉措證明了陸軍致力于通過創造一個所有利益相關者都受到重視和支持的環境,將人民放在第一位。

2.2 21世紀的人才管理系統

陸軍不僅優先考慮生活質量舉措;還將其人才管理系統更新為 "21世紀的、數據豐富的、以人為本的方法",以利用士兵的不同才能并改善文化。陸軍在戰場上的成功需要有凝聚力的團隊,"(1)高度訓練、紀律嚴明、身體健康,(2)準備好戰斗和勝利,(3)其中每個人都受到尊嚴和尊重"。21世紀人才管理系統將確保軍隊能夠最大限度地發揮每個士兵的潛力。完善該系統的一個組成部分是啟動綜合人事和薪酬系統-軍隊(IPPS-A),該系統最終將完成陸軍向單一系統的過渡,該系統將跟蹤所需人才并管理士兵從入伍到轉業的所有部分的職業生涯。確保正確的人在正確的時間出現在正確的地點,為陸軍創造了提高戰備狀態的途徑。

由于領導力是設定團隊文化的一個組成部分,陸軍正在改變其領導人的選擇方式。在承認對其領導人的信任和信心的重要性的同時,陸軍已經努力改善未來領導人的選拔過程,并與氣候評估小組合作,在問題變成系統性問題之前解決這些問題。陸軍目前使用指揮官評估計劃來選拔營級和旅級指揮官以及少校指揮官,這些都是與留任有關最重要的領導職位。這些領導人被期望通過像 "這是我的小隊"這樣的倡議來促進其單位的凝聚力文化,其 "價值觀要求賦予一線領導人權力、所有權、問責制、士氣和單位凝聚力。"最終,將具有合適才能的人放在合適的地方,組成有凝聚力的團隊,將確保軍隊準備好戰斗。

3 準備就緒

確保陸軍準備就緒是一個不斷發展的過程,根據外交和國內事務的需要進行轉變。無論世界局勢如何,美國軍隊必須準備好進行軍事行動,并在必要時擊敗所有敵人。戰備狀態對陸軍來說至關重要,它取決于部隊的人員配備、裝備、訓練和領導能力如何。陸軍戰備模式是用來 "產生準備好的部隊,提供給作戰指揮官進行作戰 "的過程。

為了保持戰備狀態,陸軍需要支持。陸軍負責滿足全球對美國軍隊的一半以上的要求--包括與氣候變化、暴力極端主義和網絡攻擊等威脅有關的緊急情況,以及對民主的全球攻擊和不斷變化的全球權力分配。陸軍有士兵部署在140個國家,其中超過69000人在印度-太平洋地區,25000人部署在朝鮮半島前方,超過30000人在歐洲支持北約和歐洲威懾倡議,包括新恢復的V軍團。盡管有所有這些需求和部隊承諾,陸軍只被分配到國防預算總額的25%,盡管它占現役部隊的35%,占現役和預備役部隊的45%。僅在過去兩年中,陸軍就面臨著諸如COVID-19、從阿富汗撤離和撤出、各種自然災害、社會動蕩時期的國內安全需求以及在俄羅斯入侵烏克蘭后提供大部分部隊以安撫北約盟國等困難。陸軍在應對這些需求的同時,還執行了其現代化計劃。這些挑戰需要一支多領域的軍隊,它是靈活的,并準備好與盟友和合作伙伴一起工作。

以建設在印度-太平洋和歐洲積極競爭的能力為重點,陸軍將把超過350億美元用于現代化優先事項,以支持全域聯合作戰。這種新模式包括專門用于執行任務、訓練和現代化的時間。在2018年國防授權法案的推動下,陸軍將在2028年之前提供一支現代化的陸軍,在2035年之前提供一支轉型的、多領域的陸軍。

4 部隊輪換

2017年,美國陸軍開始實施可持續戰備模式,其中包括到2023年正規軍和國民警衛隊旅級戰斗隊達到三分之二的戰備狀態的計劃。當時,正規軍沒有固定的漸進周期,而預備役部隊(RCs)的訓練和部署周期為五年。可持續戰備模式導致了對作戰節奏的挑戰。時任陸軍部隊司令部副司令的萊奧波爾多-昆塔斯中將描述了這一挑戰:"今天,陸軍部隊在一個不可預測,甚至可以說是不穩定的環境中行動。部隊根據其可用性被安排輪流執行任務,這些任務在地點、時間、人員配置、戰備要求和裝備上都有所不同。. . . 我們的士兵和家人可以處理很多節奏,但不可預測性會給部隊帶來難以置信的壓力。"陸軍正在通過最新的戰備模式,即區域統一戰備和現代化模式(ReARMM)來緩解這一挑戰;它于2021年開始實施。它帶來了以下優勢:

  • 根據區域優先事項調整部隊;

  • 優化可用于計劃、訓練和現代化的時間。

  • 創造可預測的窗口,為部隊提供實戰能力。

  • 使陸軍能夠轉變為一支多領域的部隊,并為陸軍和聯合部隊提供穩定的預備部隊;以及

  • 為RC、裝備者和人事經理建立可預測性。

5 軍隊現代化的六個優先事項

在冷戰結束后的近三十年里,美國的軍事能力幾乎是無可爭議的。然而,俄羅斯等已經進行了重大的軍事現代化,包括在遠程火箭和導彈、網絡能力和防空方面的進步,這使美國的軍事優勢面臨風險。因此,陸軍正在進行現代化建設,以確保其保持對任何對手的優勢,為聯合部隊提供 "速度、范圍和尖端技術的融合,以產生贏得下一場戰斗所需的決策優勢和優勢。 "陸軍通過其八個跨職能小組(CFTs)的領導來實現這一目標,重點是六個優先事項:遠程精確火力(LRPF),下一代戰斗車輛(NGCV),未來垂直升降(FVL),空中和導彈防御(AMD),網絡和固體殺傷力。自2018年被指定并隨后與陸軍未來司令部(AFC)接軌以來,這六個優先事項一直是陸軍研究、開發和現代化的重點。有了適當的資源和支持來充分發展這些優先事項,陸軍和聯合部隊將保持其威懾任何對手的能力,并在必要時擊敗對手。

5.1 遠距離精確射擊

俄羅斯和中國發展具有更遠射程系統的火炮和更多種類的彈藥以及創新的目標捕獲技術;美國火炮能力的惡化;以及美國歐洲司令部和美國印太司令部作戰指揮官的提示;陸軍已經指定遠程精確火力為其現代化的首要任務。 在2021年3月16日提交給美國國會的一份摘要中,陸軍強調有必要通過升級目前的火炮和導彈系統,開發新的、更遠距離的大炮和高超音速武器,以及修改現有的空射和海射導彈和巡航導彈以便陸軍部隊進行地面發射來提高其交付LRPF的能力。它正在按部就班地生產具有更好的射程、殺傷力和生存能力的LRPF,其成本僅為陸軍戰術導彈系統(ATACMS)的一小部分。除了ATACMS和高機動性炮兵火箭系統(HIMARS)等火箭和導彈系統外,陸軍還使用各種手段來提供遠程火力,如攻擊直升機、無人駕駛飛行器(UAV)以及美國海軍和空軍的空中支援。然而,由于惡劣的天氣、地形障礙和可用性,這些方法并不總是可靠。陸軍提出了以下方案來提高LRPF的能力:

  • 增程加農炮計劃(ERCA)計劃開發一種能夠準確射擊70多公里外的目標的系統,比目前系統的30公里目標距離有所改進。

  • 精確打擊導彈(PrSM)是一種地對地、全天候的精確打擊制導導彈,由M270A1多管火箭系統(MLRS)和M142 HIMARS發射。PrSM旨在取代目前的MLRS和HIMARS導彈,并將目前的射速提高一倍,每個發射艙有兩枚導彈。

  • 陸軍、海軍、空軍和導彈防御局(MDA)正在開發一種通用的高超音速滑翔體(C-HGB),陸軍計劃將其作為遠程高超音速武器(LRHW)計劃的一部分,使C-HGB能夠從移動的陸軍地面導彈發射器發射。

  • 最后,陸軍正試圖改造現有的海軍SM-6和UGM-109對地攻擊導彈,以便為陸軍提供中程導彈能力。

對ERCA的額外改進還將包括XM113--一種新的火箭助推炮彈,以及適應目前M-1097A的更長的榴彈炮炮管。較長的炮管將使快速膨脹的推進劑氣體保持更長的時間,使彈丸在離開炮口前以更高的速度加速。榴彈炮的改進包括一個自動加載器,它將把射速提高到每分鐘10發,以及一個通信系統,它將在被拒絕或退化的GPS訪問地區工作。2020年12月,在尤馬試驗場,ERCA大炮能夠使用Excalibur遠程制導炮彈擊中70公里外的目標。計劃在2023年開始投入使用ERCA系統。

PrSM將用于攻擊威脅性防空系統、導彈發射器、C2中心、部隊集結/集結區和整個戰場的高回報目標。作戰測試定于2024年8月開始,目標是在2025年8月實現初始作戰能力。根據1987年與俄羅斯簽訂的《中程核力量條約》規定的準則,該導彈最初的建造射程不超過499公里;然而,由于對手恰恰在這方面取得了進展,美國目前在武器方面處于劣勢和被超越的地位。被指責多次違反該條約的俄羅斯,已出動了幾套射程超過500公里的火箭和導彈系統。因此,美國在2019年退出了該條約,而現在PrSM的射程預計將超過500公里。射程的增加是顯著的;根據為美國軍方開發導彈的洛克希德-馬丁公司,2021年10月13日在加利福尼亞州范登堡空軍基地進行了一次飛行測試,其中PrSM打破了其距離記錄,盡管具體距離沒有公開。

陸軍計劃在2023財政年度(FY23)投入使用一個地基遠程高超音速武器(LRHW)炮組,據說射程為1750英里。LRHW預計有能力以五倍于音速的速度飛行,并在多個高度運行,射程達1750英里--這些條件使其特別難以被攔截。根據陸軍的說法,LRHW的開發將需要跨軍種的協調。陸軍、海軍、空軍和導彈防御局都在努力 "加速推進使用共同高超音速滑翔體的高超音速武器系統的計劃",以實現為空中、陸地和海上設計武器的目標。海軍正在領導C-HGB的設計,而陸軍正在領導生產以建立一個商業工業基地。

5.2 下一代戰車

陸軍正在研究NGCVs,它將使陸軍在未來的行動中獲得優勢,增加火力、速度和生存能力。陸軍正在開發以下系統:

  • 可選載人戰車(OMFV),它是M-2布雷德利IFV的替代品。

  • 裝甲多用途車(AMPV),它是M-113車輛的替代品。

  • 移動保護火力(MPF),是為步兵旅戰斗隊(IBCTs)提供的一種輕型坦克;以及

  • 機器人戰車(RCVs),它將有三個版本--輕型、中型和重型。

OMFV。陸軍在2018年6月宣布了替換M-2布雷德利的計劃。自1981年以來,它一直作為步兵戰車(IFV)在戰場上用于步兵運輸、火力支援和與敵方戰車作戰。雖然多年來有過幾次更新,但它已無法支持技術的進步。陸軍曾兩次試圖替換M-2布雷德利,第一次是作為未來戰斗系統計劃的一部分,接下來是地面戰斗車輛計劃。兩次嘗試都被國防部長取消了--第一次是在2009年,第二次是在2014年--原因是行業主導的管理方法存在問題,技術未能按計劃執行,以及陸軍領導層的要求不斷變化。這導致在預生產階段為該項目花費了214億美元。

陸軍預計第一支部隊將在28財年的第四季度裝備。目前,與OMFV的規格有關的具體細節還沒有向公眾公布。

AMPV。AMPV的三個變種(通用型、任務指揮型和醫療型)將在生存能力、部隊保護、重量、尺寸、功率、冷卻和與未來技術的兼容性方面提供改進。然而,一些挫折推遲了其進展。正在開發AMPV的BAE系統公司,由于COVID-19帶來的生產挑戰,無法滿足原定的2020年7月交付日期。此外,陸軍在有限的用戶測試中注意到了24個問題;包括未解決的艙門和車頂漏水問題,打開迫擊炮架的困難,以及醫療車的座位配置問題,限制了在車輛行駛中治療病人的能力。這些問題的解決方案正處于不同的開發狀態。

MPF。MPF系統旨在為陸軍的IBCT提供 "在進攻行動中或對進攻的敵人進行防御行動時,解除敵人準備好的陣地和掩體,擊敗重機槍和裝甲車的威脅 "的能力。2018年12月17日,向通用動力土地系統公司(GDLS)和BAE系統土地和軍備公司(LP)發放了兩份第804節中層采購快速原型設計合同,預計原型設計將不超過3.76億美元。2021年1月,在北卡羅來納州布拉格堡開始進行士兵車輛評估。陸軍計劃在22財年末左右決定一個供應商并開始生產。

RCV。陸軍設想RCV是一個系統,它將允許操作者遠程控制幾個RCV或包括半自動操作的RCV。計劃包括輕型、中型和重型變體,它們將作為載人戰車的 "偵察兵 "或 "護衛者"。RCV-L變體被設計成可消耗的,重量不超過10噸,能夠由旋翼飛機運輸。RCV-M變體將更加耐用和致命,重量在10到20噸之間,可由C-130運輸機運輸。RCV-H的重量將在20到30噸之間,并將擁有能夠擊敗所有已知敵方裝甲車輛的機載直射武器。它打算由C-17運輸機來運輸。輕型和中型RCV的作戰實驗計劃于2022年6月至8月在德克薩斯州的胡德堡進行。陸軍計劃在23財政年度決定如何進行輕型RCV,在24財政年度決定中型RCV。

5.3 未來垂直升降機

FVL由一系列系統組成,旨在取代現有的垂直升降機隊,同時也重新建立美國對其競爭對手的戰術優勢。通過陸軍的FVL計劃進行現代化,旨在 "通過超越今天的系統所帶來的限制來重塑軍事行動。 "當通過FVL計劃解決現代化問題時,陸軍面臨的現實是,現在是努力實現新一代旋翼機技術的時候了,因為它目前的旋翼機平臺庫存--如 "支奴干"、"黑鷹"、"阿帕奇 "和 "基奧瓦勇士 "直升機--是基于60年代和70年代的設計。陸軍對FVL項目的目標是在 "機動性、范圍、速度、有效載荷、生存能力、可靠性和減少后勤足跡 "方面超越目前的平臺。新平臺將包括 "一個能夠接替陸軍UH-60'黑鷹'和海軍陸戰隊H-1'休伊'通用直升機的中型運輸平臺--未來遠程攻擊機(FLRAA)--以及一個大致相當于目前阿帕奇作用的偵察平臺,現在稱為未來攻擊和偵察機(FARA)。"

西科斯基公司正在與波音公司合作開發SB-1 Defiant,"這是一種復合型直升機,使用雙同軸旋翼來提供升力,并使用推力螺旋槳來提高速度。"2022年1月18日,洛克希德-馬丁公司西科斯基-波音團隊宣布DEFIANT X首次成功飛行。在試飛期間,DEFIANT X能夠在平飛時達到236節,并迅速減速到著陸區。據西科斯基公司的首席飛行測試飛行員說:"這種類型的平飛機身減速使我們能夠在整個進場過程中保持態勢感知并查看著陸區,而沒有典型的機頭向上的直升機減速。" DEFIANT團隊還發布了一段YouTube視頻,其中FLRAA展示了其能力。"完成60度傾斜轉彎,在樹上進行低空作業,以及低空速度、機動性和敏捷性。"聯合小組指出,DEFIANT X將超越陸軍現有的直升機,以目前兩倍的航程將士兵和貨物送入戰場。

貝爾公司還在研制V-280 "勇氣 "傾轉旋翼機演示機,這是第三代傾轉旋翼垂直升降直升機,旨在滿足聯合多角色技術演示機計劃的要求并支持FVL現代化計劃。V-280 Valor "整合了一個干凈的設計,采用V型尾翼配置和復合結構的機身。機翼由大單元的碳芯制成。"該直升機通過其三重冗余的電傳飛控系統提供更好的安全性和操控性,與傳統的飛控系統相比,該系統減少了飛行員的工作量、飛機的重量和維護成本。兩臺非旋轉渦輪發動機與三葉傾斜旋翼機和驅動裝置相結合,為直升機提供了更多的穩定性和更強的控制力。總的來說,它的速度和航程是現有垂直升降直升機的兩倍,最大巡航速度為518公里/小時,作戰范圍為500至800海里。它可以在高達95度的溫度下運行,在6000英尺的高度飛行。

貝爾公司于2017年12月完成了首次飛行,截至2021年3月,V-280 "勇氣 "已經在160次單獨測試中獲得了超過200小時的飛行時間。在第一階段,項目經理瑞安-艾興格指出:"以兩倍于傳統直升機的速度巡航,并具有兩倍的航程,真正改變了美國軍隊實現多域作戰的方式。僅僅通過消除前方加油點,領導人就可以專注于作戰目標,同時最大限度地減少后勤負擔。"2021年6月24日,該公司宣布V-280已經完成其飛行生涯,并正在進入第二階段的風險降低工作。

陸軍希望在2030年前投入使用FLRAA。工程和制造開發階段計劃在2023年10月左右進行;接下來的階段將包括2025年初的關鍵設計審查,并在2025年夏天交付第一個原型機。另外五個原型機將在2026年夏天交付。

除了開發FLRAA,陸軍還計劃采購FARA;他們承認在2030年前完成的時間表是雄心勃勃的,但認為這是現實的。陸軍曾多次嘗試替換OH-58D "基奧瓦勇士",最終決定在2013年退役,并以AH-64E "阿帕奇 "攻擊直升機和無人駕駛飛機取而代之。當被問及陸軍在FARA的重量、速度、有效載荷和武器系統方面的靈活性領域時,陸軍FVL作戰部長馬特-艾薩克森上校回答說:

  • FARA的競爭性原型工作始于初始能力要求文件(ICRD)中列出的理想屬性清單。這七個 "期望 "屬性集中在敏捷性、速度、轉子直徑、動力裝置設計、武器系統、武器發射器和模塊化開放系統方法。最終,快速原型設計和開發的創新方法,加上早期的武器系統貿易分析,確保盡可能有效地開發可實現的能力。

艾薩克森還指出,能力發展文件將在23財年提交給陸軍需求監督委員會。陸軍FARA項目經理Greg Fortier上校報告說,隨著他們從原型開發和測試中了解到的情況,設計將得到完善。在22財年和23財年,陸軍計劃收集足夠的替代方案分析,以發布工程和制造開發招標書,完成最初的武器系統初步設計審查,并著手進行原型飛行。

5.4 網絡

未來戰爭的需求需要一個有彈性的通信網絡,使陸軍能夠在各層級之間快速發送數據,并比對手更快地做出反應。網絡是關鍵的現代化優先事項,它將使陸軍的其他現代化項目充分發揮其潛力。在2018年國防授權法案促使陸軍向國會國防委員會提交一份關于其 "空中-陸地-臨時、移動戰術通信和數據網絡現代化 "戰略的報告后,陸軍加倍努力實現通信現代化。

通過網絡CFT,陸軍正在通過使用快速原型設計和實驗來加強采購,重點是四個主要部分。

  • 統一網絡:這將通過路徑多樣性和動態路由來提高復原力。它包括一個綜合戰術網絡、一個綜合企業網絡和統一的網絡支持能力。

  • 共同作戰環境(COE):操作環境將使用數據標準,通過納入計算技術、綜合數據和數據庫、通用圖形和一套統一的任務指揮應用程序,向所有領導人提供任務指揮能力。

  • 互操作性:這包括通過一個能夠與所有統一行動伙伴進行適當合作的網絡,實現聯合互操作性和聯盟可及性。

  • 指揮所:陸軍希望提高遠征軍指揮所的機動性并減少其特征(視覺、聲學、熱學和電磁學)。

進一步的努力包括GPS技術的現代化,為聯合部隊提供先進的保證精度、導航和計時(APNT)系統,能夠處理當前和新出現的威脅。陸軍計劃在23財政年度發布第二代安裝式APNT系統,并正在與情報界和私營企業合作,以加強陸軍對低地球軌道天基傳感的獲取,并與國家級能力相聯系,為作戰編隊提供戰術級傳感器到射手的能力。

5.5 空中和導彈防御

與其在9-11事件后的沖突中的經驗相比,美國軍隊不太可能在與近鄰競爭者的戰爭中取得無爭議的空中優勢。俄羅斯等已經投資了一系列的空中和導彈能力。同樣,較低級別的威脅,如伊朗、朝鮮和一些恐怖組織,也已經進一步提高了他們的空中能力。因此,在未來的戰場上保護聯合部隊需要陸軍通過其現代化計劃開發的復雜的空中和導彈防御系統。

陸軍AMD的現代化包括機動短程防空和間接火力保護能力的舉措。AFC正在努力保證士兵們在美國陸軍作戰能力發展司令部(CCDC)的支持下做好準備并配備最新的技術。CCDC正在幫助塑造未來的概念,在未來的部隊現代化事業中同步和整合科學和技術。通過這樣做,陸軍正在確保它整合了近期、中期和遠期的防空和導彈防御技術的正確平衡,以創建一個分層的、有層次的防御,能夠對來自近鄰對手的各種空中和導彈威脅提供超強的對抗能力。CCDC正在支持陸軍的AMD戰略,提供技術和工程專業知識,以增加射程和殺傷力,創建六個層次,共同創造分層保護的穹頂。

第一層保護是彈道低空無人機交戰(BLADE),是最小的、最機動的保護穹頂。BLADE有一個易于使用的界面,為士兵提供局部保護,以抵御無人機系統等移動目標。BLADE系統可以安裝在通用遙控武器站(CROWS)上,它使用先進的火力控制和精確瞄準來探測、跟蹤和擊敗無人機系統。最終,BLADE將減輕士兵在試圖打擊移動的空中目標時所面臨的困難,2019年6月在新澤西州迪克斯堡進行的原型機工程測試中,BLADE以短促的火力打擊了一個小型無人機系統,這一點就得到了證明。

第二層保護是多任務高能激光器(MMHEL),這是陸軍實現提供高效輸出、減少尺寸、重量和復雜性的高功率激光技術目標的關鍵組成部分。陸軍希望提供具有固態能量的激光器,能夠以較低的單次殺傷成本摧毀來襲的彈藥和無人機,而不是實地的空中和導彈防御系統。

第三層和第四層由機動防空技術(MADT)和下一代火力雷達的組合組成。MADT一旦被整合到短程防空系統(M-SHORAD)中,將通過其預測的在更大范圍內瞄準大型飛機的能力來增加保護。陸軍正在努力提供一個政府擁有的測試平臺和開放的架構軟件,這將提高其在最佳升級方面的競爭力,并有能力迅速地投入新的能力。這將通過為士兵提供主要通過軟件變化進行維護和升級周期的能力來提高戰備狀態。

第五層保護包括整合高能激光戰術車演示器(HEL-TVD),這是一個100千瓦級的激光系統,用于中型戰術車系列平臺。目標是建立一個更高功率的系統,提供對火箭彈、火炮、迫擊炮和無人機系統的保護。與海軍和國防部長辦公室的類似努力一起,陸軍快速能力和關鍵技術辦公室正在開發一個原型,陸軍的科學和技術項目正在研究下一代能力,陸軍研究實驗室正在開發概念驗證的光纖激光器和組件。計劃到2028年達到四級技術準備程度(在實驗室環境中驗證過的技術)或更高。

最后一層保護由低成本增程防空(LOWERAD)組成,這是一種較小的導彈攔截技術,將利用關鍵技術來擊敗亞音速巡航導彈和致命的無人機系統。這將減輕使用愛國者導彈系統的需要--目前用于保護前沿部署的部隊、朋友和盟友免受來襲的空中和導彈威脅,并允許愛國者攔截器專注于更緊張的威脅。

5.6 士兵殺傷力

士兵的殺傷力是陸軍現代化計劃的一個重要組成部分,因為美國防部領導人希望地面近距離作戰編隊在 "任何同行的戰斗中發揮關鍵作用。"士兵殺傷力的現代化將為士兵提供關鍵的武器、傳感器、防彈衣和訓練,以了解、反應并最終在任何情況下戰勝對手。 在這一努力中,陸軍正依靠國會的持續支持,以 "快速原型設計、開發和采購下一代班組武器(NGSW)、綜合視覺增強系統(IVAS)和合成訓練環境(STE)等。"陸軍計劃在22和23財政年度投入這些能力。

NGSW將采用6.8毫米彈藥,其性能將超過5.56毫米和7.62毫米彈藥,但重量較輕。此外,它還將包括 "彈道計算機 "等光學裝置,未來能夠通過使用夜視裝置將護目鏡與武器瞄準器連接起來,用于目標的獲取和交戰。NGSW將通過改進精度、射程和特征管理來提高士兵在班級層面的殺傷力,增加成功與敵軍交戰的概率。

為提高士兵殺傷力而開發的還有增強型夜視鏡(ENVG),它在19財年第二季度開始投入使用。它使士兵有能力在所有天氣和能見度條件下進行觀察和機動。ENVG是對以前的夜視設備的改進;它的熱能能力使它可以在白天或晚上使用,在低光下提供視覺細節,并能透過霧、灰塵和煙霧看到。此外,它的快速目標獲取能力使士兵能夠準確地探測、識別和攻擊目標,并減少從任何攜帶位置暴露于敵人的火力。

IVAS的目的是整合關鍵技術,使士兵能夠通過一個平臺進行戰斗、演練和訓練。IVAS護目鏡使用增強現實技術,將數字信息疊加在士兵所看的屏幕上。屏幕可以顯示諸如 "訓練和現場語言翻譯;高分辨率夜間和熱傳感器;面部識別軟件;以及在他們到達之前看到一個地點或目標的能力。"以士兵為中心的設計--通過士兵的直接反饋--是IVAS發展的關鍵,并實現其預期的提高殺傷力。隨著測試和研究的繼續,陸軍已要求在23財年為IVAS總共撥款4.62億美元,這將為采購超過7000個IVAS護目鏡提供資金。

最后,為士兵提供真實的訓練機會也是提高士兵殺傷力的一個關鍵步驟。近距離作戰的地面部隊面臨著越來越復雜的戰場,這些戰場帶來了越來越危險和復雜的任務。雖然物理世界的訓練仍然至關重要,但虛擬技術使陸軍能夠繞過現實世界訓練的一些固有限制。正如當時的Maria Gervais少將所說:"無論他們在哪里--駐地、軍工廠、機構或部署地點--我們都希望我們的士兵能夠進入一個合成訓練環境[STE],使他們沉浸在各種復雜的作戰環境中,復制他們將在哪里作戰;他們將與誰作戰;他們將在什么地形上作戰。"

STE使士兵的訓練方式現代化,將他們從教室帶到虛擬地球上的任何地方,使他們能夠在戰斗中可能遇到的任何環境中進行訓練。STE通過結合現場、虛擬和建設性的訓練環境提供集體的、多軍種的訓練。STE的最初迭代在2021年達到一組士兵,并計劃在2022年繼續訓練。陸軍計劃STE在2023財政年度達到初始作戰能力。

提高士兵的殺傷力不僅僅是通過新的武器和更好的訓練來實現的,而且還需要關注每個士兵在戰斗環境中行動時攜帶什么以及攜帶多少。考慮到這一點,美軍正在努力減少士兵在執行任務時攜帶的重量(目前為60-120磅),同時將安全放在首位。一個正在取得進展的領域是士兵的食物供應。CCDC士兵中心戰斗供養局正在創建近距離戰斗突擊口糧,計劃提供一種使用真空微波干燥和超聲波結塊來減輕重量的口糧,讓士兵擁有壓縮和潮濕的食物。最終規格和交付預計在2022年。其他的進展來自于輕質電池,如共形可穿戴電池。該電池的原型展示了與當前標準相比,功率相等,重量減少29%。在這種情況下,CCDC的指揮、控制、通信、計算機、網絡、情報、監視和偵察中心正在努力為小型武器提供集中的可穿戴電源。目前,士兵們為每個設備使用單獨的電池。結合起來,這些士兵殺傷力的現代化將確保美國陸軍在戰術上保持對同級對手的優勢。

6 結論

通過優先考慮人員、戰備和現代化,陸軍正努力在2035年之前建立一支轉型的、具有多領域能力的部隊。歸根結底,戰備和現代化的重點是士兵,陸軍將繼續把人放在第一位,優先考慮減輕士兵、其家人和陸軍文職人員的壓力。軍隊文化和團隊凝聚力的改善將使部隊準備好應對國內外的威脅和突發事件。同時,陸軍繼續積極推行其六個現代化優先事項,以確保陸軍與聯合部隊一起,在未來的戰斗中保持對所有對手的全域優勢。陸軍的現代化確保其保持必要的組織、領導、訓練和信念、武器系統和資源,以便與聯合部隊和盟友合作執行其職責。幾個世紀以來,特別是自1980年代的最后一次重大檢修以來,陸軍已經展示了其在國內和國外保護美國的能力。然而,不斷變化的威脅和不可預知性創造了一個陸軍必須現代化的環境,以確保它能在未來40年及以后繼續保護美國人民。

作者

拉塔希亞-貝茨是弗吉尼亞州弗吉尼亞海灘的一名教學領導,作為一名專業教員已經工作了15年。她擁有喬治華盛頓大學的教育領導和人類發展碩士學位。她在軍事基地長大并在國防部學校就讀,因此對美國軍隊有著終生的興趣和聯系。她是一位退役老兵的女兒,曾在美國陸軍服役20年。

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戰爭的特點正在發生根本性的變化,這些變化對空中力量的影響尤其深遠。多域整合為空中力量和越來越多的空間力量在未來幾年內的一系列轉變做好了準備,這些轉變不僅與技術有關,而且與空軍組織和進行規劃和行動的戰略和作戰概念有關。

迫在眉睫的、不可避免的多域作戰似乎是空中力量的一個明顯的邏輯演變,它可能會引發這樣的問題:為什么我們沒有更早地沿著這些思路思考和發展作戰概念?畢竟,對優化、作戰協同和武力經濟的尋求在空中力量中是持久的。可以說,多年來,空軍及其相關部門事實上已經嘗試以某種方式或形式在多域背景下運作。然而,在整個部隊甚至整個戰區范圍內,為多域作戰(MDO)提出的早期作戰概念(CONCOPS),在多域作戰空間產生作戰協同和效果的努力是前所未有的。

諸如聯合全域指揮與控制(JADC2)這樣的結構闡述了一個作戰云賦能的未來戰爭,其中任務指揮和戰斗空間管理被有效地隱含在整個戰斗部隊中,觀察-定向-決定-行動(OODA)環路被加速到邊緣計算的速度。傳感器和通信網絡決定了空軍承擔幾乎所有傳統任務的功能能力。數據和數據流將變得比空軍傳統上對機動自由的依賴更加重要,并且有效地成為其戰略推動者。空軍力量將越來越多地與網絡而非平臺、數據而非武器系統有關。

任務的成功和失敗一直是由指揮官和作戰人員可用的態勢感知水平決定的。在新興的作戰模式中,空軍以近乎實時的速度收集、處理和利用數據的能力有效地使數據成為最大的工具和最令人垂涎的武器。收集、處理、匯總、分析、融合和傳播大量的數據、信息和知識將需要像未來有爭議的戰場上的事件速度一樣快。目前正在進行的戰爭數字化將導致在未來幾年內將 "大數據"廣泛用于作戰過程。空間領域將在實現全球范圍內連續的、有保障的和安全的通信方面發揮顯著的作用,除了更傳統的遠程監視用途外,它還被用作這種通信的運輸層。

對信息主導地位的追求將以新的和不確定的方式在物理、電磁和虛擬世界中擴展競爭的連續性。隨著空軍對帶有嵌入式人工智能(AI)工具和應用的作戰云的使用,新的風險、脆弱性和故障點將被引入。本出版物收集了來自世界各地領先的思想家的文章和見解,對多域整合和空中力量的信息優勢框架和概念的一些最相關問題提供了深入的觀點。這里的觀點和討論反映了當前對各種戰略、指揮和作戰層面的思考,讀者會發現這些思考對他們更廣泛的理解很有幫助

這里介紹的專家展望本身既不樂觀也不悲觀,正如我們所期望的那樣,所確認的是各種新技術促成的 "飛躍"機會正在地平線上形成,但其有效利用帶來了復雜和破壞性的新挑戰。在強調其中一些關鍵的挑戰和更好地理解這些挑戰的必要性的同時,正如通常的情況一樣,沒有快速的解決辦法或現成的解決方案。然而,有令人信服的理由認為,今天所預見的眾多挑戰似乎在理論上和技術上是可以克服的,有些甚至在未來幾年內就可以克服。在未來存在的許多不確定因素中,可以肯定的是,空中力量將被徹底重新定義。

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

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

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

戰略背景

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

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

作戰環境

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

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

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

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

向多域作戰 (MDO) 的過渡

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

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

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

軍事行動的數字化

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

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

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

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

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

AOC的功能分布

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

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

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

MDO 中的 C2BM

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

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

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

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

敏捷和協作戰斗

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

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

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

互操作性和聯盟有效性

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

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

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

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

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

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

信任與信息共享

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

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

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

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

網絡空間領域和信息作戰

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

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

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

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

利用空間領域

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

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

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

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

建立一個軍事空間戰略

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

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

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

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

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

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

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

專用太空指揮部

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

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

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

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

吸收新興技術和利用創新

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

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

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

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

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

促進創新文化

前進的道路

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

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

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

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

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《美國陸軍多域作戰2028》(MDO 2028)是陸軍的未來作戰概念。該文件說明了陸軍需要如何適應和發展以在未來作戰中保持競爭性軍事優勢。該概念的關鍵組成部分是多域作戰的原則--校準部隊結構、多域編隊和融合--這使得敵人的反介入和區域拒止系統能夠被瓦解,并使軍隊能夠利用短暫的優勢窗口。這是一個取決于在時間、空間和目的上持續同步能力的概念,以實現跨領域的協同作用,并創造一個可利用的優勢窗口。聯合部隊目前通過"域聯合解決方案的階段性同步"來實施能力融合,這并不支持在針對未來同行威脅的競爭和利用的重復循環中快速和持續地整合多個領域的能力。因此,關鍵是要考慮什么能力可以讓軍事領導人克服這些技術和人類認知的局限性。一個可能的解決方案是將人工智能融入作戰管理過程。

本專著重點說明了將人工智能融入作戰管理過程以促進多域作戰融合的必要性。通過分析多域作戰的融合差距、人工智能的發展以及當前的指揮和控制系統,該研究旨在說明多域作戰中能力持續融合的復雜性迅速超過了人類的認知能力。此外,由于美國的對手正在大量投資于人工智能和自主性,將人工智能融合到作戰管理過程中的問題不是在戰場上取得優勢的問題。相反,問題在于如何擁有競爭性臨時可利用的優勢窗口的能力

介紹

簡而言之,速度在兩個不同的方面很重要。首先,自主性可以提高決策速度,使美國能夠在對手的行動周期內采取有效措施。其次,如果美國要維持軍事優勢,作戰能力向自主性的持續快速轉變至關重要。— DSB 自主性報告,2016 年

《美國陸軍多域作戰2028》(MDO 2028)是陸軍的未來作戰概念。這份文件說明了陸軍預計它需要如何適應和發展,以在未來的作戰中保持競爭性軍事優勢。該概念的關鍵組成部分是多域作戰的原則——經過校準的部隊結構、多域編隊和融合——這使得敵方反介入和區域拒止 (A2AD) 系統能夠被瓦解,并允許軍隊利用短暫的優勢窗口。這一概念取決于指揮官在時間、空間和目的上不斷同步的能力,以實現跨域協同并創造可利用的優勢處境。

目前,聯合部隊正在通過“域聯合解決方案的階段性同步”來融合能力,這一過程不支持在針對未來對等威脅的競爭和利用的循環中快速和持續地整合多個領域的能力。軍方領導人承認這一缺點和任務的復雜性,因此引入了需要開發新的軍事技術來填補關鍵空白的融合考慮。基于這些差距,未來的指揮和控制系統需要為所有梯隊的指揮官提供戰斗空間內所有聯合單位的完整共同作戰圖,并有能力快速傳輸偵察和目標數據,以通過動能和非動能手段攻擊擬議的目標。

然而,敵人在自主性和人工智能 (AI) 方面的發展極大地壓縮了時間窗口。由于時間窗口短,協調融合工作的任務很快超出了人類的能力。其他因素,例如彈藥優化和能力重置時間的需要,進一步增加了任務的復雜性。因此,至關重要的是要考慮軍事領導人需要具備哪些能力來克服這些技術和人類認知限制。一種可能的解決方案是將人工智能集成到作戰管理過程中。因此,多域作戰融合所帶來的挑戰提出了一個關鍵問題:美國陸軍是否需要一個人工智能引導的作戰管理系統,以便在多域作戰中成功地融合能力,對抗一個有能力使用自主和人工智能引導能力的同行競爭對手?

多域作戰之路

我們尋求獲得優勢的方式是在決定性的空間優化所有領域,以影響滲透。— 美國陸軍能力整合中心主任埃里克-韋斯利中尉

武裝競爭的一種現象是技術創新的武器化。從軍事角度來看,這是一個關鍵的進步,可以讓一個國家的戰斗力量在戰場上保持競爭優勢。為了推動能力發展,軍方領導人引入了未來的作戰概念。這些概念是預測軍隊需要如何訓練、裝備和組織自身以競爭和戰勝新興威脅的文件。目前,美國陸軍正在進行重大改革。此次重組將使軍隊轉向大規模作戰行動,并調整部隊以滿足國家安全戰略 (NSS)、嵌套式國防戰略 (NDS) 和國家軍事戰略 (NMS) 中概述的需求。這種變化代表了軍隊的范式轉變。在將近兩個十年的時間里,這主要集中在平叛上。對于美國陸軍來說,這項工作驗證了歷史不會重演,但卻是會押韻的格言。主要是因為當前未來作戰概念“MDO 2028”的引入促使轉型讓人想起過去的重組周期。一個相關的例子是 20世紀80年代中期引入空地一體戰學說引發的重組。

空地之戰是美國陸軍在冷戰高峰期對俄羅斯威脅的回應。它于 1986 年出版,提出了一個依賴于陸地和空中能力有效同步的作戰框架。在技術進步的推動下,復雜性不斷增加,導致 "事件的節奏加快",這是基本的前提。該文件的一個關鍵組成部分是引入了反映戰爭不斷發展的新術語。其中一個新術語是綜合戰斗——集中使用所有能力來擊敗敵人——它依賴于獲得和保持態勢感知的能力。基于對新興技術可以在戰場上提供優勢的認識,空地戰指導正在迅速發展的計算機技術集成。1986年美國防部向國會提交的年度報告中提出了所需的創新努力。聯合戰術融合計劃 (JTFP) 和聯合監視和目標獲取系統 (JSTAS) 是隨后出現的系統。這兩個系統都旨在為指揮官提供從各種來源收集信息并指導采用聯合動力努力追擊地面目標的能力。開發這些系統的必要性表明了兩個事實。首先,這些系統顯示了技術和戰爭之間的整體關系。第二,這些系統強調了軍事領導人承認,從現在開始,在戰場上有效同步軍事能力所需的速度和復雜性超過了人類的認知能力。目前的多域作戰概念將這一認識帶到了未來。

認識到美軍的競爭優勢正在減弱,麥克馬斯特中將(退役)和當時的國防部副部長羅伯特-O-沃克呼吁開發空地戰2.0。時任訓練與條令司令部司令的大衛-G-帕金斯將軍(退役)響應號召,推出了多域作戰。然而,在2016年美國陸軍年會和博覽會期間,帕金斯將軍(退役)指出,這個概念不是對空地戰或全譜作戰的改造,而是描述了一種革命性的戰爭方法。多域作戰被稱為革命性的一個關鍵原因是,它要求軍事力量的運作方式發生轉變。新的作戰方式的基本驅動力是科學和技術的快速發展,以及需要在競爭、失敗、利用和再競爭的連續循環中與所有領域的同行威脅進行競爭。

在中國和俄羅斯等大國競爭的推動下,2017 年的美國國家安全戰略 (NSS)指示軍隊需要擁有同時在多個領域與競爭對手競爭的能力。要建立跨域對抗敵人的能力,需要發展“新的作戰概念和能力,以在不保證在空中、海上、陸地、太空和網絡空間領域的主導地位的情況下取得勝利”。來自聯合推動者的可靠和及時的跨領域支持是成功競爭的關鍵要求和隱含任務。由此產生的域相互依賴意味著“一個域中缺乏訪問可能會在一個或多個域中產生級聯效應”。因此,美國空軍多域作戰戰略計劃助理教授賈里德·唐納利博士預測,未來的戰爭將在一個快速而復雜的多域連續體中進行,不依賴于一系列作戰條件的連續設置但需要跨多個域的能力永久同步。因此,了解不同域中存在的能力以及如何利用每種能力來獲得暫時的優勢是多域作戰成功的基礎。

在 NSS 和 NDS 的指導下,美國訓練和條令司令部 (TRADOC) 于 2018 年初推出了 TRADOC 手冊 525-3-1,即“美國陸軍多域作戰2028”。這是一個概念,作為前 TRADOC 總司令Stephen J. Townsend 強調,承認敵人有能力在多層次的對峙中提出挑戰并與美軍抗衡,其目的是“在時間、空間和功能上將美軍和其盟友分開,以擊敗我們。”

該概念提出戰爭演變的一個原因是,它將多個領域的能力互動形象化,這超越了在不同領域內的機動性或擁有實現跨領域效果的能力。相反,這個概念承認,技術進步改變了領域之間的相互關系和跨領域連接的速度。MDO 2028將這些變化納入了該概念的多域作戰原則--校準的部隊結構、多域編隊和融合--這使得敵方的反介入和反侵略系統被瓦解,并使軍事力量能夠創造短暫的優勢窗口。它們結合在一起,為指揮官在時間、空間和目的上匯聚能力創造了條件,以實現跨領域的協同,并創造一個可利用的優勢地位。此外,多域融合是一個可以通過整合人工智能引導系統來優化和加速的過程。

戰場上的人工智能

我們必須習慣這樣一個激進的想法,即我們人類將只是智能生物之一。— Alexander Kott,美國陸軍研究實驗室網絡科學部主管

人工智能是技術系統執行此前需要人類智能才能執行的任務的能力。這些任務包括觀察和識別模式、通過觀察學習、預測事件或采取行動的能力。中國是美國的主要競爭對手之一,認識到人工智能可以使戰場對稱性向他們的優勢傾斜。中國在人工智能引導軍事能力(包括自主武器系統)發展方面的大量投資證明了此觀點。為了在武裝沖突中保持相對優勢地位,美國需要發展將人工智能與決策過程聯系起來的反擊能力。當前的美國人工智能計劃主要集中在模式識別上,由于計算能力的快速增長,模式識別可以分析越來越多的數據以創建信息。

多域作戰是需要收集和分析大量數據以觀察和評估作戰環境發展。目前人工智能在軍事上的應用主要集中在后勤運輸和數據分析的支持上。然而,聯合人工智能中心和白宮人工智能特別委員會的成立,都標志著人工智能將擴展到國防部的其他領域。例如,美國陸軍未來司令部目前正在開展多項計劃,分析人工智能如何提高指揮官獲得態勢感知和做出明智決策的能力。一個重點領域是發展能力,以提高美軍同步效果和減輕日常認知任務的速度。強調開發人員和潛在的最終用戶之間的迭代合作,為該部門開發人工智能指導系統創造了條件,該系統可以 "產生并幫助指揮官探索新的選擇",并使他們能夠專注于選擇有利的作戰方案,使部隊和任務的風險最小化。

關于將人工智能納入作戰管理過程,關鍵是要區分將人類置于環中或環上的系統。根據機器人和自主系統的聯合概念,自主的定義是 "自動化的范圍,其中獨立決策可以為特定的任務、風險水平和人機合作的程度量身定做"。范圍本身包含了不同程度的自主性。在由TRADOC和佐治亞理工學院主辦的2017年瘋狂科學家會議上,專家們介紹了三種程度的自主性--完全自主、受監督的自主和自主基線。 一個完全自主的系統獨立于人類的實時干預,在人類不參與的情況下運行。在有監督的自主系統中,人類保持著實時干預和影響決策的能力,因此仍然處于循環之中。自主基線是目前各種現有系統中存在的自主性。在軍事應用中,這種自主性存在于人類監督的武器中,如愛國者和宙斯盾導彈系統,或AH-64D阿帕奇攻擊直升機長弓火控雷達,它獨立地 "搜索、探測、定位、分類和優先處理陸地、空中和水中的多個移動和靜止目標。"

Mitre公司的Richard Potember將機器學習視為 "人工智能的基礎",其重點是系統在無監督下學習的能力,并創建深度神經網絡,以支持決策和機器人應用。自主性和人工智能的整合是一個過程,不經意間將導致 "我們以前電氣化的一切,現在將'認知化'"。 支持將人工智能引導的作戰管理系統納入多域作戰的一個關鍵技術發展趨勢是,自主性和學習逐漸從感知轉向決策。這樣一來,人工智能可以減輕多域作戰中固有的復雜性。一個固有的復雜性是整合能力和做出跨越多個領域的決策能力,不是在幾分鐘或幾小時內,而是幾秒鐘內,如果需要的話。因此,將人工智能整合到決策和同步過程中,平衡有利于美國的觀察-定向-決定-行動周期。

在戰略層面,人工智能引導的系統可以影響推動不同領域的升級和降級的決策。在作戰層面,通用人工智能可以建立態勢感知和同步效果。為了支持多個領域的能力融合,人工智能 "處理來自在多個領域運作的各種平臺的大量信息 ",直接促進了MDO戰爭的兩個基本方面:速度和范圍。人工智能支持比敵人更快、更遠的打擊能力。這種能力能夠實時分析動態戰場,為快速打擊創造條件,將美國“友軍”的風險降到最低。美國國防科學委員會2016年的一項研究,提出人工智能系統能夠在一個動能瞄準周期內整合多種作戰管理、指揮與控制、通信和情報能力的觀點。此外,委員會評估說,這些人工智能引導的系統的累積效應可以在整個多域融合周期內改變戰斗的運行和戰略動態。

多域融合

AI 即將上戰場,這不是是否會出現的問題,而是何時和誰的問題。— 美國陸軍未來司令部司令約翰·默里將軍

在武裝沖突中,美國的競爭對手旨在整合他們的A2AD系統以建立分層對峙區。其目的是剝奪美軍聯合部隊在時間和空間上同步作戰的能力。俄羅斯的S-400 Triumf是美國部隊在大規模戰斗中可能面臨的系統代表。S-400是一種移動式地對空導彈系統,擁有對付從無人機到終端彈道導彈的各種武器系統的能力。該雷達可在600公里范圍內跟蹤目標,并具有100公里的交戰范圍。該系統提供的關鍵技術進步之一是傳感器到操作手的全自動循環,使該系統能夠同時跟蹤和打擊多達80個目標。這是支持MDO 2028假設的一個例子,即美軍在大規模對抗同行威脅的敵對行動開始時,不能假設自己在任何領域擁有優勢。為了在競爭、滲透、分解和利用的連續循環中攻破敵人的防御系統,美國陸軍的多域作戰框架引入了多域作戰的三個原則--校準的部隊態勢、多域編隊和融合。

校準的部隊態勢是指能夠迅速適應和改變作戰環境的部隊和能力組合。其目的是找出潛在的弱點或在戰場上創造不對稱性,以建立一個可利用的局部優勢窗口。前方存在的部隊支持在整個軍事行動范圍內快速升級,以滲透和瓦解敵人的系統。這些部隊被安排具有任務指揮、火力、情報收集、維持、信息活動和特種作戰能力。遠征部隊具有在需要時進行聯合強行進入行動的能力,并為后續部隊創造了條件。這些部隊通過空中和海上部署,可在幾天或幾周內完成。

多域編隊的重點是使較低的梯隊能夠對近距離的威脅進行進攻和防御行動。支持多域編隊的三種能力是進行獨立機動的能力、采用跨域火力的能力和最大限度地發揮人的潛力。為了支持在有爭議的領域內達到軍事目的,MDO 2028認識到軍團、師和旅梯隊的單位需要獨立行動,不受上級總部資源優先級的限制。因此,他們需要擁有有機的后勤、機動、火力、醫療和通信網絡,使部隊能夠在預先確定的時間內獨立作戰。作戰概念目前的框架要求這些梯隊 "在通信線路高度競爭的情況下,仍能維持數天的進攻行動。"維持進攻的能力是由指揮官采用跨域火力的能力來驅動的。

跨域火力是指在暫時脫離上級總部火力支援的情況下,對火力能力進行整合,并具有冗余性。這個過程包括直接和間接火力單位、保護能力和電子戰裝置,以及 "多光譜融合彈藥,以及網絡空間、空間和信息相關能力"。為了加強在復雜和快速發展的多域作戰環境中的決策過程,需要開發 "由人工智能和高速數據處理支持的人機交互"。 校準部隊態勢和創建多域編隊都是為了實現本文所認為的多域作戰的一個關鍵組成部分--融合。

MDO 2028將融合定義為 "在所有領域、電磁頻譜和信息環境中快速和持續地整合能力,通過跨領域的協同作用,優化效果以超越敵人"。盡管它可能看起來像目前聯合能力的整合和同步延伸,但這個概念與目前應用的聯合能力有很大不同。這主要是因為它不是在時間和空間上按順序消除沖突的過程,而是由目標周期和任務分配命令指導和限制。相反,它是在窗口期中對所有領域的效果進行持續的同步化,在空間和時間上都有很大差異。要在一個同行競爭的環境中競爭,需要有能力通過跨域的協同作用創造暫時的領域超越。這種協同作用集中在決定性的空間。決定性空間是時間和空間上的一個物理的、虛擬的和認知的位置,它使美國部隊能夠獲得一個可利用的明顯優勢位置。此外,由于軍事單位期望同時對抗多種威脅,多域融合要求在所有領域的競爭連續體中同時進行系統分解和中立化。

快速指揮和控制為指揮官通過跨域協同和分層選擇,實現融合創造了條件。因此,軍事指揮官在任何特定時間點擁有對戰斗空間內運作的所有聯合力量的整體態勢感知是融合的一個關鍵組成部分。MDO 2028確定了兩項要求,即必須開發技術先進的指揮和控制系統并將其整合到多域編隊中以促進這一進程。第一個是需要 "每個梯隊的指揮官和參謀人員都能得到所有領域的戰斗可視化呈現并且指揮",并迅速調整能力以實現融合。第二是有能力迅速協調聯合能力的匯合,以對付敵人的特定弱點。

指揮官在目的和時間上實現融合能力的關鍵是五個融合要素的同步化--準備時間、計劃和執行時間、持續時間、重置時間和周期時間。對這些要素的考慮使指揮官能夠計算出從啟動開始達到效果所需的時間,以及為新一輪的重新競爭重置能力所需的時間。在這個框架內收斂多種能力的過程因不同的能力使用率而進一步復雜化。雖然周期率提出了一個無限的使用序列,但使用率代表了一個與 "彈藥和消耗性虛擬武器 "相聯系的不斷減少的單位。 由于后勤是有爭議的,可預測的補給沒有保證,指揮官在多域融合中面臨著額外的挑戰。這個挑戰就是優化現有彈藥的使用,并使彈藥的使用與聯合能力的協調相一致。

目前可用彈藥的數量限制和無法建立庫存可能會導致未來大規模作戰行動中后勤儲備嚴重不足。為了延長軍隊的續航能力,特別是在跨越軍事爭端地區的交通線作戰時,需要對各種系統的武器狀況進行持續評估。在動能范圍內對所有聯合平臺進行 "優化和排序射擊 "變得至關重要。這種優化和排序過程,同樣迅速超過了人類決策者的認知能力,并提出了一個技術作戰管理系統的缺陷,該缺陷會對聯合能力的有效融合產生不利影響。

美國陸軍在多域戰斗空間中實現作戰敏捷性的核心是能夠從不斷增長的綜合數據集中創造理解,同時保持 "卓越的決策速度"。戰場上永遠存在著未知情況和沖突,但減少觀察環境變化和相應調整部隊方向所需的時間,可以提高決策和行動速度。提高對聯合部隊在各個領域內的所處位置的認識,相對于敵人和他們的作戰和戰術計劃,對于加速較低層次的機動是必要的。此外,短暫的機會窗口要求未來的作戰管理系統迅速將傳感器與射手相匹配。

在美國陸軍的現代化框架內,新興技術需要為兩個關鍵的技術和組織上的不足提供一個解決方案。首先是保持對作戰區域內所有聯合軍事單位完全態勢感知的能力。第二是迅速建立從傳感器到射手的冗余回路能力,其中包括所有可用的聯合單位并考慮到能力的不同再生周期。這是一項任務,根據需要處理的數據量,當聯合軍事單位在有爭議的戰場上競爭時,需要持續同步,這很快就會超過人類的認知能力。將人工智能融入作戰管理過程可以減輕這種人類的局限性。

當前的作戰管理系統

我們的投資重點之一是網絡,這并非巧合……因此我們有能力將這種目標快速傳達給另一個領域。— 美國陸軍未來司令部司令約翰·默里將軍

實現多域融合的最關鍵步驟之一是開發聯合指揮和控制(C2)系統,將整個戰斗空間的能力縱向和橫向聯系起來。2017年,SYSTEMATIC公司獲得了設計美國陸軍新型作戰管理系統 SitaWare 的合同。美國陸軍戰術任務指揮部負責人 Shane Taylor 中校稱該系統是“一種開箱即用的解決方案,用于跨梯隊同步任務指揮數據,這為陸軍遷移到通用架構的目標提供了一個跨越式發展的機會。”該系統提供的一些進步包括簡化指揮所 C2、改進與聯合和聯盟伙伴的互操作性以及標準作戰功能融合框架。該系統的另一個關鍵功能是能夠快速擴展大量數據并以提高指揮官態勢感知的方式呈現。

在美國陸軍的作戰環境中,SitaWare 是一個指揮后計算環境組件,有望消除信息和情報孤島,并可集成為通用作戰平臺。 SYSTEMATIC公司承認未來的作戰需要情報、后勤和作戰系統的快速同步。因此,當前系統旨在分析大型數據集并在直觀的用戶界面上顯示相關信息。因此,它可以實時建立指揮官的態勢感知并提高他們的決策速度。此外,系統軟件符合各種民用和軍用互操作性標準,這使得系統更容易與其他聯合和聯盟平臺連接。

為了在各梯隊之間嵌套系統,SitaWare的用戶界面應用程序和顯示器可根據操作環境的要求進行定制。縱向信息共享確保所有梯隊之間共享共同數據。為了提供戰術層面上的態勢理解,該系統具有對輕型、輪式和裝甲編隊的美國“友軍”跟蹤能力。該系統的另一個關鍵特征是綜合指揮層。這一功能使指揮官能夠根據作戰環境的變化,迅速傳播對原始命令的更新和修改。然而,SitaWare的設計并不是為了指導效果。因此,它不能充分加快傳感器到射手的周期,不能提高指揮官在有爭議的環境中有效地匯聚聯合能力,以對抗擁有自主和人工智能支持的武器平臺的同行威脅。

在解決未來多域作戰要求的另一項努力中,美國陸軍啟動了一個內部項目,旨在 "增加物理目標、數據收集、數據分析和自主決策在戰場物聯網中的整合。"該項目專門用于填補美國陸軍領導人評估的商業生產技術沒有充分解決的差距。弗吉尼亞理工大學的專家預測,項目的主要挑戰之一是 "處理許多復雜的變量 "的能力,這影響了結合從博弈論到分布式學習等方面的能力。這些挑戰由于以下事實而被放大:美國陸軍目前的技術開發工作側重于能力的實戰化,很少考慮整合軟件和硬件,使這些系統能夠與各種聯合能力溝通。

該項目的重點是將人工智能引導的系統置于回路中,為指揮官提供在戰斗空間的各種傳感器平臺上收集的大量數據的綜合分析。通過收集相關傳感器系統的數據,分析敵人的能力分布,并將其與可用的美國“友軍”武器系統進行比較,該系統提供關于如何最有效地實現效果的建議。為了使這一過程有效運作,指揮官必須放棄相當程度的控制權,因為他們允許系統 "為如何發動戰爭選擇最合適的戰略"。盡管有這種擔憂,陸軍下一代戰車跨功能小組的副主任凱文-麥凱納里承認,人工智能在多域作戰中是必不可少的,因為它提供了可將目前九十六小時的師級目標定位周期 "減少到九十六秒 "的能力。總的來說,"四分衛項目 "是幫助指揮官 "準確了解戰場上的情況,然后根據可用的和其他因素選擇最合適的戰略。"該倡議是能夠在時間有限的決策空間中有效地融合能力邁出的重要一步,因為它將人工智能的作用提升到數據可視化工具之外,使其成為戰斗戰略工具。

對人工智能在作戰管理過程中的可靠性的擔憂可以通過云架構和深度學習系統的快速發展來緩解。與人類互動類似,在人工智能和自主系統發動的戰爭中建立信任需要時間。中校Wisham,"四分衛"項目的負責人之一,指出這需要一個深思熟慮的策略來證明系統是可靠和有效的,由于很難或不可能追蹤到神經網絡的決策路徑,這就很復雜。 然而,Nvidia公司的機器人研究員Dieter Fox預測,這是一個有解決方案的問題,因為研究人員繼續開發分析神經網絡和機器學習過程的新程序,在未來可以解決這一問題。要分析網絡和學習過程是人工智能的一個關鍵方面,因為它允許開發人員在一個設定的決策框架內約束自主學習系統。另一個認識到發展人工智能啟用能力重要性的部門是美國空軍。

由于確定需要開發多域 C2 系統,美國空軍打算用“衛星、有人機和無人機上不同傳感器的全新網絡”取代其傳統的聯合監視目標攻擊雷達系統。這種新能力的名稱是先進作戰管理系統(ABMS)。盡管項目當前的重點是連接美國空軍單位,但其最終目標是開發“未來作戰的數字神經系統”。美國空軍準將、美國空軍聯合部隊整合總監戴維·熊城(David Kumashiro)表明,他們的方法集中在這樣一種觀念上,即如果“你不遵循開放系統架構的標準,你就會發現自己在場邊,與戰斗無關。” ABMS結構建立在現有的基于云的目標定位助手之上,旨在有效跟蹤目標和飛機。通過擴展這一概念,美國空軍規劃人員希望專注于網絡機器對機器的交互。該項目的指導思想是開發可以“像樂高積木一樣拼在一起”的系統,以快速輕松地連接聯合能力。

總體而言,將人工智能整合到作戰管理過程中的需求是由一種認識驅動的,即在作戰領域將美國軍事部門聯系起來對于保持競爭性軍事優勢是必要的。如果不走人工智能整合的道路,就有可能對美軍在未來的戰斗中擊敗近似競爭對手的能力產生不利影響。以下兩個場景說明了在軍團和師級的多域作戰中,人工智能引導的作戰管理系統如何影響戰場上的動態。

方法

長期規劃使軍方能夠集中研究和開發工作,并指導人員配備、訓練和裝備決策。這個過程的核心是制定評估發展中威脅的概念。 MDO 2028 是一個包含假設和預測以推動軍事戰略的文件示例。聯合出版物 5-0“聯合規劃”,將假設定義為“關于當前態勢或事件未來進程的假設,在缺乏事實的情況下假設被認為是真實”,這對于推進規劃過程至關重要。為了提供一個將軍事能力和需求與預期的未來作戰環境聯系起來的背景框架,軍事規劃人員創建情境以增加理解。這一過程使各級軍事領導人能夠“接觸可能的未知情況,并且吸收理解它”,并提出解決方案。因此,情景模擬是作為創建承認技術發展可行框架的一種方式。然而,重要的是不要將情景與具體預測混為一談,而應將其視為擴展可能性領域并根據預期的技術發展識別未來機會的工具。此外,重要的是要認識到情景構建的一個潛在因素是不確定性。為了展現不確定性和復雜性,同時保持情景“介于預測和推測之間”,需要整合歷史和當前信息,識別行為模式,以及“構建 關于未來的連貫敘事。”其他重要的考慮因素是場景需要與可信的現實生活條件保持一致。

布加勒斯特國防大學國防與安全研究中心的研究員 Marius Potirnich 創建了特定軍事情景分類。他提出的兩個類別是戰略情景和演習情景。戰略情景是出現最廣泛的類別,考慮了在整個軍事行動中可能發生和使用的軍事事件和能力。演習場景嵌套在戰略場景框架內,并進一步細分為真實和虛構。真實場景使用現有軍事能力,在現有作戰環境的約束下,分析現實世界任務集中的情況。虛構環境評估軍事能力的現狀以及預期的未來能力,并將它們置于基于已發布的軍事行動概念和現代化框架的預期威脅環境中進行預測。

本專著介紹了兩個虛構的場景,以說明在未來的多域作戰中集成人工智能引導作戰管理系統的潛在影響。所有場景都基于與對手(如中國)發生沖突的環境。第一個場景以軍梯隊為背景,重點關注空中和海上動能打擊的融合,以及“支持軍區機動計劃或代表下屬梯隊”的網絡空間活動。第二個場景設置在師梯隊,側重于聯合能力的融合和需要分析和傳播的“大量情報的定制”。對手的A2AD和軍事創新努力以及美國陸軍的 MDO 2028 和當前的現代化舉措被用作背景情景。場景是嵌套的,最后評估了美國陸軍是否能將人工智能納入其作戰管理流程,以便在當前的MDO 2028現代化框架下有效地融合多域作戰能力,以及如果該部門不能這樣做的潛在風險。

范圍和限制

這本專著的框架是美國陸軍的多域作戰概念。重點不是討論人工智能在戰場上的法律和道德以及考慮人工智能產生在兩個方面產生的后果。相反,它旨在評估人工智能如何幫助在日益復雜的作戰環境中實現多域元素的融合。由于人工智能領域的快速變化和發展,評估是在概念層面進行的,沒有深入探討人工智能在戰爭戰術和作戰層面的廣闊應用前景。對算法是否可以指導能力融合的評估是基于當前的發展,以及機器學習、量子計算和自主機器對機器組合領域的預期進行的。該專著所介紹的和用作基礎的所有信息都完全來自于已被批準公開發布的渠道。因此,有可能存在與本專著的假設相矛盾的機密文件。

戰略框架(情景一和情景二)

在2035年。根據“一個中國”的政策,中國軍隊已經開始收復臺灣,并開始阻止美國海軍進入中國南海。為了捍衛自己的利益,中國軍隊的導彈防御力量處于高度戒備狀態。綜合性的反介入和反侵略網絡得到了中遠程導彈、各種反飛行器和防空武器以及各種中遠程情報收集和監視能力的支持。中國的《新一代人工智能發展規劃》在過去15年中指導了軍事技術的發展。在 2017 年的介紹中,中國領導層宣稱“人工智能已成為國際競爭的新焦點。人工智能是一項引領未來的戰略技術; ……發展人工智能作為增強國家競爭力和保護國家安全的重大戰略。”因此,中國每年投資超過 150 億美元用于“智能技術”的發展,重點是人工智能引導的自主能力。中國的人工智能整合上付出不僅僅在軍用機器人領域,還包括自主軍事決策。基于人工智能在推理、作戰指揮和決策的潛力,中國領先的國防公司負責人,認為“在未來的智能戰爭中,人工智能系統將就像人類的大腦一樣”。因此,美國軍方面對的是一支具有在機器對機器團隊的前沿運作能力的中國部隊。

自主偵察無人機、攻擊機和導彈發射器整合到一個由人工智能引導的傳感器到射手網絡中。這些發展成倍地加快了戰斗的速度。對手的系統可以同時跟蹤和打擊數百個目標,并在需要時快速重新接觸和重新分配單位。為了競爭和滲透對手多余的防御結構,需要美軍快速、持續地匯聚能力,以“滲透和瓦解”A2AD 保護傘。這些行動能夠建立臨時的優勢窗口,軍和師梯隊可以利用這些優勢機動進入戰術支援區和近距離區域。在這些區域內,軍以下的梯隊可以集中他們的有機能力對抗敵人。這反過來又使軍團能夠在不斷的滲透和整合的循環中重新競爭和整合能力,為下級梯隊部隊的利用創造條件。

為了應對對手的現代化努力,美國陸軍在國家安全戰略、人工智能指令和多域作戰理念指導下,對機器-機器團隊聯動進行了大量投資。因此,美國的軍事能力包括一系列可以感知、協調效果以及指揮和控制的自主學習的作戰網絡系統。單個自主機器人和無人機系統,以及更大的無人駕駛飛機、海軍和導彈投送系統,都在該框架內作為自主節點運行。美國私營公司在量子計算領域的重大進展為美國軍隊提供了處理速度和響應時間方面的競爭優勢。這提供了一個戰機,使美國“友軍”能夠比對手更快地觀察、定位、決定和行動。但是,由于技術的進步,John Boyd 的 OODA 循環不再以分鐘為單位執行,而是以秒或毫秒為單位。這些新出現的威脅導致美國越來越多地將人從循環中移除,這使得聯合部隊能夠“以比對手更快、更有效的節奏作戰”。然而,受到有關在戰爭中使用自主制導系統和人工智能的道德法規的限制,美國軍方仍然將人類置于決策循環中。其結果是在指揮和控制層面有效整合了人機協作,允許指揮官在連續競爭期間從一系列進攻行動中選擇進攻方案,同時依靠自主的人工智能引導行動進行保護。

美國陸軍的關鍵指揮控制系統是由人工智能引導的作戰管理系統。它是美軍戰場網絡的樞紐。該系統從作戰環境中的所有聯合傳感器收集數據,并不斷從戰區和國家收集數據的單位中提取和推送數據,以構建共同的作戰圖景。這使系統能夠分析敵方和美國“友軍”在戰場上的位置。由于該系統是自主學習的,它會不斷評估敵人的行動和能力。同時,它對美國“友軍”能力及其狀態有完整的認識,包括各種系統的再生時間、彈藥消耗率和補給狀態。因此,該系統可以識別敵人的弱點和威脅,并執行一個連續的評估周期,以預測美國“友軍”聯合能力如何融合以在戰場上創造暫時的優勢。此外,作戰管理器還計算彈藥優化、能力調配和能力的使用,以達到預期的效果,同時最大限度地減少附帶損害和對部隊的風險。

在戰場網絡內,該系統與所有領域的聯合能力相聯系。各種作戰管理系統本身是橫向和縱向連接的,這使它們能夠跨多個域快速執行任務和重新分配任務,而不會失去實現各自目標的能力。與所有的傳感器和射手相連,允許系統控制傳感器到射擊者的連接,并分配最好的武器系統來實現動能和非動能效果。在保護作用中,作戰管理系統完全自主運行控制消除敵人對美國“友軍”和指定保護區的威脅。由于連續的進攻性競爭的融合能力必須嵌套在更高的總體目標中,作戰管理系統將人置于進攻行動的循環中。該系統分析了美國“友軍”能力通過在不同梯隊的聯合能力融合所能達到的各種效果。

多域框架將美國陸軍部隊視為遠征部隊。這個梯隊的關鍵作用之一是擊敗和消滅遠程和中程系統。因此,他們是在其控制范圍內各師的輔助力量。為了與同級別的威脅相抗衡,關鍵是要整合能力,以對抗對手的防空、遠程地面火力和反艦導彈。此外,在需要時,軍團總部負責指揮和控制在其作戰區域內運行的多域聯合能力。融合動能聯合火力的主要目標是摧毀敵人的中程武器系統,以促進師和旅單位的自由機動。最后,軍團負責同步國家、戰區和內部單位的情報收集工作。網絡空間能力本質上集成在融合工作中,包括國家和戰區級單位。總體意圖是對融合工作進行分層,以提供多種選擇并創建各種跨域協同能力變化。

在競爭周期內,軍團的重點是對敵方防御系統的滲透和瓦解。對對手A2AD保護傘的滲透,包括瓦解敵人的遠程火力系統。這包括使雷達和關鍵指揮和控制節點失效,這可能比破壞運載系統產生的影響更大。滲透的另一個方面是對手地面部隊機動的較量,以及在暫時優勢窗口期間與美國“友軍”從作戰和戰略距離機動的同步。

在師級,部隊的重點是分解和利用。在沖突開始時,他們可以作為前沿存在或遠征部隊。該師的主要作用是為下級部隊在近距離區域機動和對抗創造條件。該師的主要職責是“航空、火力、電子戰、機動 支援和多旅機動以獲得優勢位置。”關鍵是摧毀或消滅對手的中程火力單位。在這個梯隊,該師有能力將有機單位與上級司令部同步,并整合分配的空軍和海軍能力。與擁有自主和人工智能引導系統的相同競爭者相比,兩個梯隊的成功都受到他們進行多域同步的能力和能力自主水平的影響。

情景 1 – 軍團梯隊

美國陸軍第 18 空降兵團總部位于作戰支援區。該組織的主要作用在戰場上創造條件,使其控制下的各師和增援部隊可以利用這些條件進入近距離機動區域。進攻行動以四個目標為中心--消滅對手的遠程防空單位,瓦解對手的中程火力能力,限制對手的地面部隊速度,以及創造 "通過分配資源、安排師的機動順序并將其與縱深結合起來,在較低層次上實現匯合。" 雖然近距離和縱深機動區的距離超過1500公里,但盟軍一直處于中程彈道導彈的動能目標和網絡及太空領域內的非動能目標的威脅之下。

為了保護,美國第 18 陸軍空降兵團的 AI 作戰管理系統不斷連接到國家和戰區的情報收集單位以收集情報。一旦發現對手的威脅,作戰管理系統就會自動與戰區和國家傳感器協調,以確定威脅,并促進傳感器的交接,確保收集情報的完整性,同時減少不必要的情報冗余。同時,它識別出跨所有領域的多個交付平臺,以構建一個強大的殺傷鏈,盡管可能丟失主要聯系,但該殺傷鏈可在時間受限的環境中執行。

空間傳感器為系統提供有關敵人遠程和中程火力能力的各個組成部分配置信息并且能持續更新。與此同時,作戰管理系統將海軍驅逐艦識別為最有可能成功摧毀來襲導彈的單位。同時,該系統識別出可以對威脅做出反應的其他美國“友軍”單位,并根據其當前對整體作戰環境的評估對其進行優先級排序。系統基于其算法考慮的一些因素是:強制風險、成功概率、彈藥狀態、能力重置時間和附帶損害。

對于保護工作,作戰管理系統以人在環結構中運行。這意味著軍團的作戰中心可以觀察事態發展,并在緊急情況下進行干預,但該過程是為作戰管理系統自主運行而設計的。對手威脅的程度以及他們可以運行的速度推動了對自主運行的需要。一旦檢測到來襲導彈,作戰管理系統就會在幾秒鐘內執行概述的序列以摧毀對手的威脅。這個循環實時并持續運轉,以應對新出現的威脅。三個方面使得智能引導的作戰管理系統在國防領域的自主運行方面變得至關重要。首先,能夠在幾秒鐘內關閉射手到傳感器的鏈接,以應對以高超音速單位的威脅。其次,建立強大和冗余殺傷鏈的能力,可以快速整合備用和應急能力。第三,在優化使用有限且難以再補給的資源的同時指導保護工作的能力。在保護行動的同時,該系統分析作戰環境以檢測進攻行動的機會。

對于進攻行動,作戰管理系統以人在回路中的模式運作。美國政府關于人工智能和自主武器的道德使用政策,以及公眾對使用人工智能引導的自主武器系統的看法,是決定將人類留在決策鏈中的基礎。美國陸軍的“四分衛項目”為構建當前的作戰管理系統提供了框架。與保護工作類似,作戰管理系統不斷從外部和有機傳感器中提取數據。然后,它評估聯合能力如何融合以暫時禁用對手的部分防御傘,并允許下屬單位推進并將其有機單位帶入射程。

由于聯合單位在在時間和空間上的協調需要在幾秒鐘內執行和同步,因此需要作戰管理系統不斷分析作戰環境。在此過程中,它重組了 OODA 循環概念的部分內容,以獲得以秒或毫秒為單位的自主對手決策周期的能力。該系統通過持續觀察戰場空間并同時分析美國“友軍”的行動來應對威脅,而不是觀察后再確定方向來實現這一目的。然后,該系統會產生一系列可用的選項來進行攻擊性打擊。在軍團的行動中心內,選項顯示在交互式顯示器上,允許具有適當釋放權限的個人決定采取何種行動。通過不斷分析和重新配置可能的傳感器到射擊者的回路,該系統創建了一個決策空間,可以減輕將人置于回路中對抗嚴重依賴自主能力的對手缺點。在作戰中心的相關權力機構確認以對手單位為目標后,作戰管理系統通過在時間和空間上同步依賴的效果,將來自各種選定的聯合推動者的能力融合起來。

在這種情況下,在發射美國“友軍”導彈之前,作戰管理系統會協調進攻性網絡行動,威脅信號淹沒對手雷達,這增加了導彈成功穿透敵人的反介入和區域封鎖傘的機會。一旦產生網絡效應,作戰管理系統就會指揮導彈的發射并觀察對手的反應,以在必要時重新發射另一枚導彈,并檢測更多額外的目標。導彈找到目標并摧毀它。一旦傳感器確認影響,作戰管理系統就會向與現有信息作戰工作線相一致的媒體傳播消息。同時,作戰管理系統會重新計算美國“友軍”運載平臺的彈藥可用性和回收率。這些數據用于優化未來打擊的彈藥使用,并為保障部隊建立補給優先順序清單。

隨著美國“友軍”的推進和軍團塑造縱深機動區和作戰縱深火力區,這一過程不斷重復。美國陸軍師利用暫時的優勢窗口和機動自由來推進并將對手帶入其有機武器系統的有效射程內。這為近距離和縱深機動區域的對抗創造了條件,從而改變了戰場邊界并重新啟動了競爭循環。

場景 2 – 師梯隊

在美國陸軍第18空降團創造條件后,第3步兵師陣地機動進入附近區域,擊敗對手地面部隊。該地區是第一次軍事編隊爭奪“控制物理空間以支持戰役” 目標,在與對手近距離作戰。由于美國“友軍”地面部隊預計將在這個爭端空間進行獨立機動,因此擁有比對手更快的能力匯合對于推動節奏并保持主動權至關重要。地面機動部隊的目標是在臨時優勢窗口期間協調機動,以“擊敗敵軍、破壞敵方能力、物理控制空間以及保護民眾”。附近地區的對手依賴于由自主情報、監視和偵察 (ISR) 打擊系統、綜合防空系統和地面聯合兵種編隊組成的互聯網絡。將人工智能整合到決策周期中,大大加快了對手的行動節奏。為了獲得優勢地位,需要不斷中斷對手的能力,最好是在他們的指揮、控制和傳感器節點。

隨著第 3 步兵師部隊的機動,作戰管理系統不斷收集和比較數據,以構建一個共同的作戰圖,說明美國“友軍”和敵軍的組成和部署。根據數據,系統開始分析對手的防御網絡,以識別對手的傳感器、ISR 平臺和信息流。在此階段,地面部隊分散作戰,作戰管理系統側重于迫使對手暴露其能力的欺騙措施。一旦對手暴露了他們的系統,作戰管理系統就會將國家和戰區單位收集的偵察數據與鄰近單位情報和偵察能力收集的數據同步。然后它與相鄰單位和上級司令部的作戰管理系統協調,以消除交戰沖突。此操作可確保多個跨梯隊單位不繼續攻擊同一目標。

一旦上級司令部的作戰管理系統將權力下達給第 3 步兵師,該師的作戰管理系統就會掃描整個組織的能力,以建立一個成功可能性最大的傳感器與射手的連接。如果系統無法建立連接,或成功概率低于預定閾值,系統會將目標推回上級總部系統,以擴大可繼續攻克目標的可用聯合單位陣列并提高成功概率成功。當威脅單位可以用有機單位追擊時,師作戰管理系統會確認美國“友軍”的部署以清理地面,分析各種武器系統的彈藥狀態,并分配給確定的投送平臺。一旦傳感器周期完成,作戰管理系統就會向選定的武器系統發出信號以進行交戰。

釋放彈藥后,作戰系統會立即更新彈藥供應狀態,重置再生周期,向后勤作戰支援部隊發送補給請求,并跟蹤威脅直至其銷毀。這是一個需要幾秒鐘的循環,并且在滲透和分解過程中反復發生。隨著師部隊的推進,作戰管理系統在支持美國的各種媒體平臺上推送信息作戰信息。每一次積極的參與都伴隨著針對該地區人口統計的信息傳遞工作。隨著行動的進展,該系統不斷評估對手的信息活動并提出建議的反信息,使美國“友軍”在信息頻譜中保持主動權。

當美國“友軍”繼續在對手的反介入和區域拒止保護傘內展開對抗時,作戰管理系統會反復識別對手傳感器并建立冗余殺傷鏈來擊敗對手地面部隊。每次消滅對手ISR 傳感器時,系統都會評估破壞對敵方與美國“友軍”編隊交戰能力的影響。機動部隊利用隨后建立的臨時非覆蓋區域來推進其建制單位。同時,作戰管理系統重新啟動網絡、空間和無人機傳感器的融合以檢測新目標,并融合能力以建立一個新的臨時窗口期,可用于推進機動師地面部隊。

這些活動在幾秒鐘內發生,并且事件發生的速度遠遠超過人類的認知周期。隨著行動的進展,作戰管理系統的自主學習算法繼續分析和識別對手行為中的模式。因此,該系統可以實現與對手地面部隊及其防御努力的持續競爭循環。

影響

美國對手整合和融合自主性和人工智能的意愿推動了美軍發展和使用對抗能力的需求。這些進展提出了在面臨對等威脅時快速連續執行多域融合的需求。由于跨多個領域融合能力需要分析大量信息,因此該過程將人為主導的同步過程推到了敵人的決策周期之外。此外,多域融合涉及建立冗余殺傷鏈。通過消除沖突建立一個單一的傳感器到射手銜接鏈是不夠的。相反,融合需要在必要時識別和使用可以繼續攻擊目標或提供保護工作的冗余能力。由于存在優勢窗口的時間框架不斷縮短,建立快速同步聯合能力的冗余殺傷鏈是一項關鍵且需要同步完成的工作。

總體而言,未來的作戰管理系統必須在聯合平臺上進行橫向和縱向鏈接,以滿足多域作戰需求,并具備秒級或毫秒級的協同作戰能力。此外,為了融合能力,人工智能引導的作戰管理系統可以在爭端地區補給環境縮小對抗中彈藥優化的能力差距。該系統通過持續評估最佳目標-彈藥組合并避免不必要地消耗彈藥以及過度殺傷來實現這一目標。不幸的是,目前開發指揮和控制平臺的方法主要是沿著服務的孤島進行的,這將減緩建立在未來作戰中融合能力所需技術框架的能力。

結論

人工智能和自主性對作戰節奏的影響支持羅伯特·萊昂哈德的說法,即“時間越來越成為戰爭的關鍵維度。”人工智能與自主能力的結合使軍隊能夠大幅增加活動發生的頻率,進而推動序列的節奏并縮短機會之窗。當人工智能在沒有人的情況下在觀察決策-行動循環中引導自主系統時,這種關系會進一步加速。時間,以及比對手更快地觀察和行動的能力,成為執行匯合的關鍵因素,使美國“友軍”能夠獲得暫時的優勢位置。

自從計算機網絡、戰術數據鏈和衛星通信的普及以來,美國還沒有遇到過對手。目前在量子技術、人工智能和自主性領域的努力對美國各軍種在其各自的統治范圍內獨立運作的能力提出了挑戰。因此,正如美國陸軍的多域作戰 2028 概念所預期的那樣,在戰場上創造臨時可利用優勢的能力依賴于跨多個域融合聯合能力。目前,這一過程主要由協調小組執行,其主要任務是通過 "域聯合解決方案的階段性同步"來匯聚能力。然而,與同行競爭者進行融合的復雜性,其人工智能引導和自主武器系統將決策和同步循環縮短到幾分鐘或幾秒鐘,這需要開發新技術。 MDO 2028的設計師承認這一缺陷,以及任務的復雜性,并列出了融合的考慮,要求開發新的軍事技術來填補這一關鍵的空白。

因此,未來的 C2 系統需要為所有梯隊的指揮官提供盡可能接近完整的戰場空間內所有聯合單位的通用作戰圖。此外,這些系統需要快速傳輸偵察和目標數據,以使用動能和非動能手段繼續攻擊目標。然而,即使未來的C2系統能夠為指揮官和他們的參謀人員提供數據,使他們能夠在多個領域融合能力,但與在快速轉瞬即逝的機會窗口內任務相關的大量信息融合很快就超過了人類的認知能力。此外,其他因素,如彈藥優化要求和不同的能力再生窗口,進一步增加了在多域作戰中融合能力的復雜性。

目前為應對新出現的威脅所做的努力表明,美國各軍種在開發和部署國防部范圍內的能力方面仍然進展緩慢。美國軍隊正處于重組過程中,這為創建專注于打仗的系統提供了機會,而打仗需要嵌套和連接的C2系統,以促進快速交接和整合聯合使能器。如果現在不建立這些能力,將導致發展出一支名副其實的“多域部隊”,因為軍隊將不再具備2028發展目標所設想的那樣融合能力,而是退回到既定的解沖突和同步過程,這種程序太慢,效率太低,無法保持競爭力。

正如本文所說明的那樣,面對擁有人工智能引導和自主武器系統的同行威脅,保持競爭力的唯一途徑是發展類似的能力,在幾秒鐘內建立并執行冗余的傳感器到射手的連接。將人工智能整合到作戰管理過程中不是一個保持領域優勢的問題,而是確保美國軍隊能夠在對抗、利用和再對抗的連續循環中創造短暫的優勢窗口,這種對抗在所有作戰領域中以秒計。

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引言

世界各地專注于對等或接近對等軍事競爭的空軍,越來越意識到采用分布式任務指揮和控制 (C2) 架構的必要性。然而,要實現這一目標,需要克服文化和政治阻力。分布式C2將需要重新引入傳統的任務指揮概念,將決策權力和許可逐步下放給戰術層面上相對較低層的戰斗領導人。盡管如此,大多數正在開發中的C2架構在一定程度上是去中心化的,以便使敵方更難發現、攻擊和削弱關鍵的機載和地基指揮節點。目前空軍強國正在探索分布式軌道衛星和無人機 (UAV) 的組合,以取代傳統的處理、開發和傳播 (PED) 平臺和 C2 平臺。

軌道域資產設施作為分布式 C2 和情報、監視、目標捕獲和偵察 (ISTAR)架構一部分,其未來形態仍然不確定,因為天基傳感器能力、通信帶寬和通信魯棒性的快速發展表明它的作用急劇增加,然而,未來對這些資產設施的使用也可能備受爭議,甚至被否認。無人機具有長續航的潛力,而而不像在軌衛星那樣具有可預測和潛在易受攻擊的軌跡。第五代平臺,如F-35和極低可觀測無人機,作為下一代分布式C2和ISTAR架構的構建模塊,不僅需要安全和難于探測的數據鏈和傳感器,而且要求動態邊緣處理能力以降低帶寬,并自動識別發送相關數據給其他設施資產。因此,在可預見的未來,空軍很可能仍然依賴集中式 C2(基于即將過時的寬體舊系統)。

未來空戰環境

未來空戰環境的特點是遠程地空導彈(SAM)系統(Bronk, 2020a)、遠程空對空導彈(VLRAAMs)和超低可觀測戰斗機和攔截機(Bronk, 2020b)的日益普遍發展。這種新一代威脅系統正在穩步提高傳統空戰的風險水平,傳統作戰嚴重依賴于 E-3 預警機等集中指揮和控制設施。遠程 SAM 系統、VLRAAM 和 VLO 戰斗機威脅將越來越多地迫使傳統指揮和控制 (C2) 以及情報、監視、目標捕獲和偵察 (ISTAR) 飛機在遠離敵方領土的地方運行,以至于其機載傳感器和通信中心能力將大大降低作戰效用。與此同時,遠程精確打擊系統和進攻性網絡工具的可用性繼續增加了現代國家對彼此的集中式地面指揮和控制設施產生威脅效應,如聯合空中作戰中心(CAOCs)(Kaushal, Macy和Stickings, 2019年)。因此,21世紀初西方空軍的兩大核心力量面臨著潛在的生存挑戰。

自1980年代后期以來,西方空軍嚴重依賴空中力量,為使聯合部隊的行動能夠用較少的陸軍與海軍進行。這種模式在 1990 年代和 2000 年代的多次沖突中取得了驚人的成功,導致陸軍和海軍的部隊設計都假設了空中支援和空中 C2 和 ISTAR 的可用性。因此,從空中提供按需 ISTAR 和火力支援的能力,是許多西方國家使用軍事力量的必要先決條件。

聯合作戰對空中力量的依賴,已經創造了一個以聯合空戰中心(CAOC)為焦點的極度集中式的C2模式。

C2 和 CAOCs 的傳統模式

在聯合空戰中心 CAOC 內,72 小時空中任務指令 (ATO) 是根據各種聯合部隊任務、ISTAR設施、多國特遣隊許可流程和加油機等因素生成的。這一過程需要數百名專業人士、大型固定設施和出色的通信鏈路——這使得 CAOCs 在任何重大戰爭中都成為敵對國家重點關注和明顯??的目標。 CAOC 離作戰區域越近,它就越容易受到敵對遠程精確打擊能力的攻擊。然而,距離越遠,對潛在易受攻擊的隱蔽、視距、超視距和軌道通信鏈路的作戰依賴就越大。

未來作戰概念將以較小的規模、較分散的空戰中心(AOCs)為特征,以避免聯合部隊對其C2的斬首式攻擊。然而,依賴較分散的 AOCs 而不是大型 COACs 可能會造成任務重復,從而增加已經不堪重負的情報和指揮人員負荷。 C2 分配還可能增加對可靠通信鏈路的依賴,因為即使必要流程的高度自動化,每個 AOC 也只能執行全規模 COAC 的某些功能。因此,如果動能或非動能武器切斷或嚴重影響這些聯系,那么集中式COACs 或較小的分布式 AOCs 都可能失去戰區內在戰術上協調 ISTAR、打擊和使能設施的能力。

此外,在幾十年基本上沒有競爭的空中行動中,高級指揮官對戰術行動施加直接控制和監督的習慣已被允許出現。這是由于實時全動態視頻傳輸技術成熟,使得 CAOC 指揮官能夠感知戰術態勢。面對經常被視為任意和不得人心的沖突,政治層面對風險的容忍度顯著降低,這也助長了這一趨勢。這將更加阻礙將控制權委托給戰術層面。這種現有的指揮形式進一步提高了集中化程度,降低了作戰節奏,并為空中作戰引入了一系列潛在的帶寬瓶頸和電磁漏洞。許多國家的高級政治家和軍事領導人可能會將同級沖突中涉及的更高地緣政治風險視為繼續集中管理戰術決策的理由。然而,這種方法在實踐中幾乎必失敗,因為它需要緩慢的作戰節奏,以及它需要超視距連接和帶寬。為了適應未來國與國沖突,戰術空中指揮官文化氛圍必須改變以避免行動癱瘓,因為對 CAOC 結構及其支持通信鏈路的動能、電磁和網絡攻擊會切斷了指揮官與前線設施的聯系。

分布式 C2 的未來架構

許多空軍很清楚,源自 E-3預警機和 E-8 J-STARS 等寬體客機的傳統機載 C2 和 ISTAR 節點不再是未來沖突場景的最佳選擇。這些資產設施的自衛能力非常有限,必須發射大量易于檢測的電磁信號才能有效發揮作用,這使得它們容易被定位和跟蹤。此類平臺也是潛在傷亡的重要來源,因為它們攜帶大量訓練有素的任務系統工作人員來執行處理、開發和傳播 (PED) 的關鍵任務,以及空戰管理功能。今天,寬體 ISTAR 和 C2 飛機必須遠離敵方的地空導彈系統和遠程空對空導彈系統,使得在與技術先進的競爭對手發生沖突的早期階段,它們的主要傳感器圖像在很大程度上是無效的。

第五代 F-35 對此類 C2 和 ISTAR 使能器的依賴顯著減少,因為它自身有能力為其飛行員提供多光譜廣域態勢感知。這種在敵對空域內有機地建立態勢感知的能力,使得許多人計劃將 F-35 作為下一代分布式 C2 和 ISTAR 網絡的主要組成部分(Bronk,2020c)。然而,由于帶寬、軟件架構和排放控制限制,F-35 目前的形式無法把為飛行員創建的完整傳感器圖像傳輸到其他軍事設施。此外,作為戰術打擊戰斗機,與傳統的 ISTAR 和 C2 節點相比,F-35 的續航能力有限,而且數量有限的 F-35 也已經致力于打擊、SEAD/DEAD 和攔截任務。因此,諸如 F35 之類的平臺只能為傳統 C2 和 ISTAR 使能資產和網絡日益過時提供部分解決方案。

正在開發的分布式機載 C2 和 ISTAR 架構需要對設備進行更改,以使空軍能夠部署更多的小型平臺。除了 F-35 等支持網絡的戰斗資產設施外,一系列較小的載人 C2 和 ISTAR 平臺仍可能成為攜帶小型任務系統人員的選項,以實現機載 PED 和空戰管理。

然而,幾個主要的空軍強國已經在探索分布式軌道設施和無人機 (UAV) 的組合,這將取代 PED 和 C2到遠程地面站的功能。

由于存在一系列競爭趨勢,作為分布式 C2 和 ISTAR 架構一部分的軌道域的未來形態目前尚不清楚。一方面,飛速發展傳感器功能、對空間/重量/電力有要求的設備、通信帶寬和通信魯棒性,MIMO-type數組和軌道設施發射成本下降,都將大幅增加軌道資產在未來分布式ISTAR和C2網絡的角色。然而軟殺傷反衛星能力的激增,能夠進行交會的軌道設施,進攻性近距離作戰和越來越有爭議的電磁波譜,使得軌道資產和利用它們所需的上行/下行鏈路能力越來越有可能被拒絕,或至少在未來的任何戰爭中受到高度競爭。

提供按需的ISTAR和空中火力支援能力是一個必要的先決條件

與依賴人類飛行和任務系統工作人員的資產設施相比,無人機在空間站上提供了更長的續航時間,不像在軌衛星那樣具有可預測和潛在易受攻擊的軌跡。美國空軍 RQ-4 全球鷹和中國神鷹等大型無人機已經展示了一次在非常大的高度飛行超過 24 小時的能力——對于任何分布式的機載 C2 或 ISTAR 節點來說,這是一個非常理想的屬性。為了使它們在面對同行威脅時能夠更好地堅持下去,具有極低可觀測 (VLO) 形狀和材料的高空長航時 (HALE) 型無人機提供了新的潛力。 VLO UAV 在分散系統內執行 C2 和 ISTAR 任務的適用性將取決于尖端數據鏈、傳感器和 SATCOM 的發展,這些數據鏈、傳感器和 SATCOM 可以在不將機身暴露給敵方無源傳感器的情況下執行其任務功能。為了完成這些任務,出現了一些很有前途的技術,這些技術以不同程度的成熟度存在,但仍然很昂貴,并且部署這些技術的國家保持高機密性和安全敏感性。這意味著大規模部署將具有挑戰性,尤其是在靠近敵方領土的無人平臺上。

僅連接資產設施是不夠的

與當前這一代客機衍生解決方案相比,盡管無人 VLO、HALE 機身可以部署并更接近敵方部隊,但它們取代傳統機載 C2 和 ISTAR 節點的能力取決于自動化數據共享和邊緣處理技術。現代 ISTAR 資產設施,尤其是那些在 F-35 上配備多光譜傳感器套件的設施,在構建周圍戰場的廣域圖像時會產生大量數據。在此過程中,他們將收集可能對其他廣泛資產設施具有較高價值甚至關鍵價值的信息。然而,基于物理的帶寬限制了卸載或共享所有收集的數據,即使在非競爭性電磁環境中也是如此(Watling,2020 年)。在國與國之間的沖突場景中,ISTAR和 C2平臺將競爭有限頻譜資源,并可能在排放控制條件下運行以減少其對檢測和攻擊的脆弱性,應用邊緣處理技術來減少需要共享的數據量將至關重要。

任務工作人員(根據心智能力和工作量)可以對哪些信息可能值得或不值得傳遞給其他資產設施做出必要的主觀和視情況而定的優先級和相關性判斷。然而,至關重要的是,自動化系統目前無法做到這一點,除非在特定的、嚴格定義的情況下。

空戰管理經常是被動反應,依賴判斷的任務也是如此。如果沒有合適的解決方案,用安裝在 HALE 型無人機和作戰資產設施上的數據鏈和分散網絡節點架構,取代空中集中式 C2 和 ISTAR 節點是不可能的。

高度自動化、分布式去中心化的機載 C2 和數據共享網絡的組件(例如美國聯合全域指揮與控制 (JADC2) 計劃所追求的組件),都在機身設計人員的能力范圍內(美國會研究處,2021 年)。

然而,這一雄心超出了目前可行的人工智能和自主技術能力。對這樣一個系統的要求是明確的,因為至少在 2030 年代中期之前,世界各地空軍的大部分戰斗仍將依賴先進的第四代戰斗機和彈藥。

如果沒有來自整個戰場空間的實時態勢感知、目標和武器提示,這些武器系統將無法在高強度沖突中發揮它們所需的作用。然而,如果沒有主觀判斷和優先級排序能力,使得自動化邊緣處理真正取代空戰管理和ISTAR PED任務中的工作人員,空軍很可能仍然依賴于基于過時的寬體遺留系統的集中式機載架構。

作者介紹

Justin Bronk 是英國皇家國防安全聯合軍種研究所(RUSI)軍事科學團隊技術研究員。他還是 RUSI Defense Systems 在線期刊的編輯。他的專業領域包括現代作戰空中環境、無人作戰飛行器和新型武器技術。他為 RUSI 和各種外部出版物撰寫了大量文章。

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