作為一種作戰概念,多域作戰(MDO)影響著美陸軍采購何種類型的武器系統和裝備、需要何種類型和數量的士兵、陸軍的組織結構以及需要何種類型的訓練--所有這些都是國會監督的重大關切。
根據陸軍于 2022 年 10 月 1 日發布的《野戰手冊》(FM)作戰行動的規定:
多域作戰是聯合運用聯合部隊和陸軍的能力,創造和利用相對優勢,以實現目標、擊敗敵軍并代表聯合部隊指揮官鞏固成果。運用陸軍和聯合部隊的能力,可以利用各領域的所有可用戰斗力,以最低成本完成任務。
多域作戰是陸軍對聯合戰役的貢獻,跨越了競爭的連續性。在武裝沖突臨界點以下,多域作戰是陸軍部隊積累優勢和展示沖突準備狀態的方式,既能威懾對手,又能確保盟友和合作伙伴的安全。在沖突期間,陸軍部隊通過多域行動接近并摧毀敵人,擊敗敵方編隊,奪取關鍵地形,控制人口和資源,以取得可持續的政治成果。
2018年12月陸軍出版物《2028年多域作戰中的美國陸軍》對MDO進行了描述。陸軍制定 MDO 是為了響應 2018 年《國防戰略》,該戰略將美國國家安全的重點從以前的打擊全球暴力極端分子轉移到對抗大國。《2028 年多域作戰中的美國陸軍》稱:
一些國家利用作戰環境的條件,通過破壞美國的聯盟、伙伴關系和決心,在不訴諸武裝沖突的情況下實現其目標。他們試圖通過整合外交和經濟行動、非常規和信息戰(社交媒體、虛假言論、網絡攻擊)以及實際或威脅使用常規力量來制造對峙。通過在國家和聯盟內部制造不穩定,一些國家制造了政治分離,導致戰略模糊,降低了友軍識別、決策和反應的速度。通過這些競爭性行動,其相信他們可以實現低于武裝沖突門檻的目標。
可以說,競爭是 MDO 的一個重要方面,因為如果競爭進行得成功,就可以避免沖突。根據美國陸軍參謀長 2021 年 3 月 1 日的第 2 號文件《軍事競爭中的陸軍》,陸軍通過三種方式進行競爭:
敘事競爭反映在一個國家聲譽的興衰上,這種聲譽基于人們對其實力、可靠性和決心的普遍看法。陸軍的貢獻在于成為一支致命、稱職、可信的部隊,并得到盟友、合作伙伴和對手的認可。
直接競爭包括各種競爭活動,從武裝沖突以下的最低強度競爭到一般國家沖突。在直接競爭中,目標是為美國創造籌碼,不讓對手獲得籌碼。
間接競爭的目標是獲得優勢(或不讓對手獲得優勢)。這一目標與直接競爭中更有力的杠桿概念形成鮮明對比。陸軍通過為政策制定者提供一系列可信的選擇來做出貢獻。
其中一些選擇包括海外演習、安全合作、安全部隊援助、軍方間交流、海外基地、情報共享和救災。在這方面,間接競爭并不是一個 "新 "的作戰概念,而是對武裝沖突之外傳統活動的 "重新定位"。陸軍領導層認為,如果陸軍和其他軍種在這些 "競爭 "中取得勝利,美國的國家安全目標就應該能夠實現。
陸軍的核心理念是通過在沖突之外的所有領域成功競爭來取得勝利,從而威懾潛在的敵人。如果威懾失敗,陸軍和聯合部隊應:
穿透敵方反介入和區域拒止(A2/AD)系統(分層綜合遠程精確打擊系統、瀕海反艦能力、防空系統以及遠程火炮和火箭系統),使美軍能夠進行戰略和作戰機動。
瓦解--破壞、削弱或摧毀 A2/AD 系統,使美軍能夠進行作戰和戰術機動。
利用由此產生的機動自由,通過擊敗所有領域的敵軍來實現作戰和戰略目標。
重新競爭--鞏固各領域的成果,迫使美國和盟國在有利條件下恢復競爭。
作為《2028 年多域作戰中的美國陸軍》一書發布的一部分,一位陸軍官員解釋說,在 MDO 下,特定的陸軍梯隊將被賦予解決不同 "問題 "的任務。現有師和團的任務是打擊和擊敗敵方體系的特定組成部分。因此,陸軍將不再像以前的國防戰略那樣以旅戰斗隊(BCT)為組織或中心。在以前以旅戰斗隊為中心的組織結構下,師和團的作戰作用有限,但根據《千年發展目標》,師和團總部將恢復其歷史上的作戰作用,即雇用下屬單位并分配團級和師級資產以支持下屬單位。
根據 MDO,陸軍計劃在現役和預備役部隊中部署五種不同類型的師:
裝甲師將以裝甲突破和架橋資產進行優化,以執行軍隊最艱巨的任務:擊敗對手的蓄意防御(滲透)。
空降師和空中突擊師將具備聯合強行進入能力,具備戰略和作戰機動性以及垂直包圍能力,以擊敗對手的防御。
標準(重型)師和標準(輕型)師將由旅級戰斗隊混合編成,并進行任務組織,以便在全球范圍內執行廣泛的任務。
陸軍還將組建五支多域特遣部隊(MDTFs)。多域特遣部隊將成為戰區級單元,負責協調所有域內針對 A2/AD 網絡的影響和火力。
根據 2022 年 8 月陸軍向國會提交的報告,針對 MDO 的現代化將包括:
重點特征現代化,為特定部分部隊提供能夠實現 MDO 的條令、組織、訓練、物資、領導、人員、設施和政策。
將進行重點特征現代化的總兵力部分包括三個戰區司令部、四個軍團、六個師(包括一個陸軍國民警衛隊[ARNG])和 25 個邊境聯隊(包括陸軍國民警衛隊的五個邊境聯隊)。陸軍作戰部隊的其余部分--5 個正規軍師和 7 個陸軍國民警衛隊師--將在 2030 年后進行現代化,具體取決于陸軍重點現代化工作的進展情況和財政因素。
一些人認為,各軍種對多域作戰的共同愿景還不夠充分,國防部需要一個針對多域作戰的聯合條令和作戰概念。2023年8月27日,參謀長聯席會議承認《聯合出版物》(JP)1第1卷《聯合作戰》已經出版,并指出它 "為聯合部隊的戰略方向、國防部的職能提供了基礎條令"。聯合作戰概念(JWC)3.0 的關鍵要素包括以下內容:
參考來源:美國國會研究服務處
最初,多域作戰(MDO)是美國自 2011 年以來提出的一個新概念,由陸軍和空軍主導。對陸軍而言,它是空陸一體戰的延續。從更廣泛的意義上說,這一概念繼承了眾所周知的 "多國與聯合作戰",涵蓋了太空、網絡和人工智能技術進步等新領域,其目標很明確:保持美國陸軍的優勢。
近年來,關于多域作戰(MDO)的思考迅速發展,"甚至連術語也變得越來越雄心勃勃,從多域作戰到多域作戰,再到全域作戰"。
MDO 的開發始于 2011 年 11 月 17 日,當時美參謀長聯席會議主席馬丁-鄧普西將軍提出了一個預言性的問題:"聯合之后是什么?"鄧普西將軍的這一問題"是受到了這樣一個事實的刺激,即在海陸空領域取得優勢的歷史方法可能不再有效。推動這一現象的主要因素是先進信息技術在全球范圍內的擴散"。
這也是美國2018 年發布的新國家安全戰略(NSS)和國防戰略(NDS)的結果。俄羅斯等同行競爭者正在制定戰略,通過開發新武器、戰術以及反介入和區域拒止(A2/AD)系統來擊敗美國的力量。它們還在太空和網絡領域進行投資。
為了保持對這些競爭對手的優勢,四個軍種 "一致認為,他們必須在陸、海、空、天和網絡等所有領域開展行動。他們甚至就聯合部隊在此類沖突中的初始目標達成了普遍共識。這就是通過在所有領域開展快速、協調的攻擊,滲透并瓦解對手分層、聯網的反介入和區域拒止(A2/AD)系統陣列"。
因此,MDO 概念的核心思想是瓦解對手 A2/AD 系統,并利用由此產生的機動自由來實現戰略目標。
2020 年 4 月,美國陸軍退役將軍威廉-華萊士宣布:"MDO 不是成熟的條令,也不應被視為成熟的條令。相反,它是一個概念,雖然經過了充分的調查和廣泛的研究,但仍在不斷成熟"。
但在某種程度上,MDO 已經跨過了成為概念的門檻。MDO 概念中廣泛描述的新作戰領域,如網絡和空間,多年來已與聯合領域(海/空/陸)并駕齊驅,成為持續行動的關鍵。
隨著互聯網和信息系統的不斷發展,網絡戰爭已成為一段時間的現狀。網絡攻擊的爆炸性新聞層出不窮,網絡成為人們關注的焦點。
從 2010 年代針對伊朗核計劃的 Stuxnext 等國家攻擊,到 2017 年的 NotPetya 或 Wannacry 等勒索軟件攻擊,再到 2016 年俄羅斯涉嫌干預美國大選,各種攻擊層出不窮。隨著軍隊對商業網絡的依賴與日俱增,網絡威脅也隨之迅速增加。前陸軍上將馬丁-登普西(Martin E. Dempsey)在 2011 年補充說:"美國軍隊依賴于商業網絡,因此最強大的軍事網絡防御仍可能受到其他地方薄弱環節的威脅(......)破壞性和毀滅性的網絡攻擊正在成為國家之間、國家內部和非國家行為者之間沖突的一部分"。
奧巴馬總統將網絡安全視為重中之重,并于 2010 年成立了美國網絡司令部。下一個重要里程碑是,2018 年 5 月,該司令部升格為全面獨立的統一作戰司令部。
到 2010 年代末,隨著歐洲國家網絡司令部的蓬勃發展,許多北約國家紛紛效仿美國的做法。作為這一長期重點的證明,2008 年在塔林成立了北約認可的合作網絡防御英才中心,為北約處理網絡安全問題。
美國太空司令部并不是一個新概念。從 1985 年 9 月到 2002 年,第一版美國太空司令部專門負責與太空有關的聯合行動。在 "9-11 "襲擊事件后,新的太空司令部在停用 17 年后于 2019 年 8 月 29 日重新成立,并重新強調太空是一個作戰領域。
北約也緊跟這一趨勢。2019 年 6 月,在國防部長會議上,北約成員通過了北約太空政策,承認太空與空中、陸地、海洋和網絡空間一樣,是一個新的作戰領域。此后,北約決定在德國拉姆施泰因的盟軍空軍司令部建立一個新的北約空間中心。北約的一些成員國也在采取同樣的行動。意大利最近宣布成立一個被稱為 "第五領域 "的太空司令部,由國防參謀長指揮。在法國,2010 年成立的聯合太空司令部于 2019 年重獲新生,由空軍和太空部隊參謀長領導。英國和其他國家也計劃很快成立相應的司令部。
對太空的興趣和關注并不新鮮。這里的新進展是,太空現在被視為一個獨立的作戰領域,而不再是一個輔助實體。
盡管網絡和太空領域已被普遍了解,但其他所有領域,即其他 "交叉領域 "還存在灰色地帶。一些作者提到電磁頻譜(EMS)是另一個關鍵領域(如下圖)。
圖:領域的連續性及其相互依存性
這種說法可能過于局限。我們應該牢記,推動軍事思維轉變的主要因素是先進信息技術在全球范圍內的普及,這對信息戰產生了重大影響。
因此,目前正在考慮第六個領域:認知領域。
Jeffrey M. Reilly 博士認為:"......盡管美國過去經歷了技術的巨大變革,但我們對這一時代對未來軍事行動的巨大影響的認識仍處于初級階段。功能強大、價格低廉、隨時可用的商業技術充斥全球,這就要求我們在軍事事務中采用更加復雜的方法"。
如下圖所示,技術和信息戰對極其復雜的作戰環境產生了巨大影響。
MDO 概念是由技術驅動的,因為"......未來部隊需要有能力以超出人類認知能力的速度和規模匯聚多個領域的能力"。
顛覆性技術是數字領域巨大技術進步的結果,正在影響整個作戰領域。在顛覆性技術清單中,以下技術已經或即將影響我們開展行動的方式:
在前面提到的顛覆性技術清單中,有兩項技術已經對海事行動產生了重大影響。
幾十年來,各國海軍一直在開發無人飛行器 (UV),以提高自身能力。無人水面飛行器 (USV)、無人機 (UAV) 和無人水下飛行器 (UUV) 在北約海軍中蓬勃發展,執行了大量任務,特別是情報監視和偵察 (ISR) 功能。目前,水雷戰可能是在很大程度上依賴無人機和反水雷無人潛航器的最先進領域。
這一趨勢是多種因素共同作用的結果,但最重要的可能是為了降低國防預算縮減的影響,試圖用無人潛航器取代一些通常由載人平臺執行的任務,以降低成本。
然而,現有的海上無人潛航器的續航時間和能力有限,而且依賴人工干預。下一個趨勢是開發長續航能力的大型無人潛航器,使其能夠與載人平臺一起以完全自主的方式執行任務。它們將能夠執行自主任務,如巡邏海上交通線、建立反潛潛航屏障或作為航母打擊群或其他 HVU 的先頭部隊進行部署,甚至更雄心勃勃地執行投送武器的任務。
通過人工智能(AI)對數據庫處理的改進,使計算機能夠解決如果由人類解決需要大量時間和智慧的任務。機器學習可以對海量數據進行分析,大多數情況下,機器學習首先用于分析數據,然后從數據處理中提取有價值的信息。這些過程在海事領域大有可為。
每天都有大量的海事數據庫被添加進來,但同時卻沒有得到充分利用。例如,自動識別系統(AIS)顯示了重復出現的海上交通模式,也稱為 "生活模式"(PoL),這在海上安全框架中很有意義。將人工智能流程應用于這一大型數據集,可快速提取異常或可疑行為。
歐盟的 MARISA(海上綜合監視意識)項目就是基于這樣的流程,利用創新工具(人工智能、機器學習、基于規則的概率方法、衛星圖像處理),通過分析和合并不同來源的原始海上數據來改進海上監視。
情報、監視與偵察(ISR)和海上態勢感知(MSA)是人工智能以及更廣泛意義上的新技術工具將在兩個層面上增強海軍能力的明確領域:第一,迅速發現異常或可疑行為;第二,通過建議最佳行動方案來支持決策過程。
利用顛覆性技術處理大量數據并不局限于海上安全領域。環境是整個海戰的關鍵。從用于海軍航空或精確制導彈藥的天氣預報,到用于反潛戰的水深測量和海洋學,海軍作戰的方方面面都與環境息息相關。人工智能可能有助于更好地理解和預測環境中復雜的相互作用。
例如,巴斯大學為英國國防部的一個部門開發了一個人工智能模型,可以直接根據聲納測量結果自動對水下環境進行分類。該模型是利用高科技聲納改善英國廣闊海洋領土監測項目的一部分。
另一個更廣泛的例子是,美國商務部下屬的國家海洋和大氣管理局(NOAA)于 2020 年 2 月發布了一項人工智能戰略,旨在 "擴大人工智能(AI)在 NOAA 各項任務中的應用"。
除其他外,這些例子都強調了當前的趨勢。
如前所述,MDO 概念最早由美國陸軍和空軍提出。此后,在美國防部的指導下,各軍種都在各自的軍種中實施了不同的 MDO 集成。
2015 年,美國海軍致力于發展分布式海上作戰(DMO)概念。海軍陸戰隊通過其相關的 "有爭議環境中的瀕海作戰"(LOCE)概念和下屬的 "遠征先遣基地作戰"(EABO)概念支持這一工作。
目標是利用最近新技術發展所提供的所有新工具,在一個共同網絡中將艦隊一級的所有資產聯系起來,而不是嚴重依賴日益稀缺和昂貴的航母打擊群。
分布式水面作戰群擁有更強的攻擊和防御能力,如艦載激光器、超高速射彈和大型紫外線,它們將在同一個戰術網格中連接在一起,實現 "分布式殺傷力 "的理念,以提高海軍戰勝同級競爭對手 A2AD 能力的能力。
多年來,海軍一直在發展一支更加分散的艦隊,這種艦隊依賴于較小的艦艇,維持和運營成本較低。此外,為了降低有人艦艇發展遠程反艦導彈帶來的風險,并執行敏感任務,使用大型無人水面戰斗艦補充現有艦隊是 DMO 架構的關鍵要素。
自 2017 年以來,海軍一直計劃建造一支由大型無人水面戰艦組成的 "幽靈艦隊",排水量約 2000 噸,長達 300 英尺,配備垂直發射系統,能夠投射各種武器。正如代理海軍作戰部長 Mike Gilday 海軍上將最近提到的那樣: "無人平臺--這就是未來,對嗎?因此,混合艦隊是我們的發展方向,這一點毋庸置疑"。
DMO 很快將在實戰演習中進行首次測試。美國海軍和海軍陸戰隊計劃舉行的 "2021 年大規模演習 "將涉及多個打擊群和多個編號艦隊。演習還將包括小型戰術網絡小組和信息戰小組,特別關注無人系統。
太空和網絡等新的作戰領域早已具備全面作戰能力。新技術的成果已在所有領域推廣。但基石仍然缺失。要在一個共同的網絡中將所有領域和傳感器連接起來,需要一個強大的指揮與控制(C2)架構,但這一架構尚未實現。空軍率先提出了多域 C2(MDC2)的概念: "MDO要求無縫、動態和持續地整合所有領域內和來自所有領域的產生效果的能力"。在盟軍空軍司令部和聯合空中力量能力中心的推動下,這一思想已傳播到北約。
美國國防部也致力于將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊--按照聯合全域指揮中心(JADC2)的概念連接成一個網絡。其目的是將傳感器和射手連接起來,以提高戰場反應能力。
這一概念推出時各軍種正在開發自己的網絡,并將在第二階段整合到 JADC2 的總體結構中。例如,海軍最近宣布將啟動 "超配項目",旨在開發一種新的艦隊架構,利用人工智能和有人/無人聯隊實現分布式海上作戰。
這樣一個具有挑戰性的目標即使可行,也會有很高的要求。一些人提出了 JADC2 概念的技術成熟度和可負擔性問題。還有一些人提出疑問:"......JADC2 需要多少人力才能實時做出決策,減少人力參與軍事相關決策是否合適"。
MDO 或全域作戰的概念仍在不斷成熟。一些里程碑式的目標已經實現,如在公認的作戰領域建立太空司令部和網絡司令部,或采用人工智能或自主等新技術作為作戰能力。
然而,多重挑戰依然存在。其他領域,如 EMS 或認知領域,必須找到所需的明確界限,以了解跨領域構建網絡的范圍。總體 C2 結構必須將工作重點放在關鍵挑戰上,提供所需的技術、財政和概念資源,以支持決策過程,并確定人類和人工智能決策過程中的適當角色。
關于 MDO 的思考始于空軍和陸軍,海軍仍然落后一步。不過,長期以來,海軍一直在利用信息方面的技術進步。人工智能和機器學習的使用正在改變我們處理海上態勢感知的方式。
就海事領域的 MDO 而言,美國海軍的 DMO 概念可能是走得最遠的。除其他支柱外,發展一支與載人平臺并肩作戰的大型無人潛航器幽靈艦隊將為全球大多數海軍的未來鋪平道路。
2023 年美國防部(DoD)信息環境作戰戰略(SOIE)旨在提高美國防部規劃、資源和應用信息力量的能力,以實現 2022 年國防戰略(NDS)所述的綜合威懾、戰役和建立持久優勢。2023 年國防部 SOIE 提供了一種國防部企業方法,以確保改進對信息力量和信息能力、行動、活動、計劃和技術的整合與監督。這將使國防部能夠在全球范圍內利用電磁頻譜(EMS)完善其在信息環境(IE)中和通過信息環境(IE)作戰的能力,以實現持久的戰略成果。
必須更廣泛地理解信息力量的有效應用,并有意識地將其納入美國防部的全部戰略和行動、活動和投資(OAIs),以支持在外交、信息、軍事和經濟等國家力量工具方面推進國家利益,從而支持具體的國防政策目標。美國防部必須進行文化轉變,使信息成為所有軍事戰略和 OAIs 的基本要素,并使信息和實體力量的持續整合成為常態(見圖 1)。這種轉變可確保國防部有能力對人類和自動化系統行為的驅動因素產生積極影響,塑造作戰環境,增強美國的實力和信譽。
在 2023 年美國防部 SOIE 之后,還將制定國防部信息環境作戰實施計劃(OIE I-Plan),該計劃將為未來的政策和指導提供依據,包括提交計劃目標備忘錄和作戰計劃。2023 年 SOIE 和 OIE I-Plan 都將為 IC 提供信息,使其越來越多地提供與 OIE 相關的有針對性和優先級的情報。OIE I-Plan 將有具體的任務和子任務,并將為每個任務分配具體的主要責任辦公室 (OPRs)。還將制定時間表和任務跟蹤程序,以確保問責制。
圖 1. 美國防部從傳統觀點發展到整合信息和實物力量
美國陸軍未來司令部(AFC)的未來與概念中心(FCC)在其戰斗能力發展司令部(DEVCOM)和情報與安全局(DOIS)的協調下,開展了其2021財政年度(FY21)未來研究計劃的第一項活動--2035年戰爭特征研討會(CoW35)。
在2020年11月16日至20日期間,來自陸軍現代化事業(AME)、聯合部隊、13個盟國和伙伴國、其他政府機構、工業界、智囊團和學術機構的400多名小組成員和參與者聚集在一個虛擬的在線研討會上,以確定和描述未來對手可能采取的新的和變革的戰爭方式。主題專家就廣泛的主題進行了小組討論,包括地緣政治、未來環境趨勢、未來對手趨勢、新興科技趨勢、生物技術、人工智能/機器學習(AI/ML)、機器人技術、聯合優勢和陸地戰爭。
CoW35研討會的一個關鍵產出是一份問題陳述,它最能說明2035年未來戰爭的一系列相互關聯的問題和特點。在AFC最近發布的2035-2050年未來作戰環境(FOE)的基礎上,CoW35研討會小組提出了關鍵的意見和見解,以確定未來戰爭的特點,并為未來決定性的陸軍力量的應用提供參考。CoW35研討會確定,2035年陸軍面臨的問題是,作為全球部署的聯合部隊和聯合部隊的一部分,陸軍如何在以爭奪領域、快速機器化決策和人機協作為特征的拒絕環境中,在與同行對手的武裝沖突中運用決定性的陸地力量來支持作戰指揮員。
本報告將為問題陳述的發展提供信息的關鍵觀察和見解分為三大領域:威脅趨勢、概念趨勢和科學技術(S&T)趨勢。此外,報告還描述了對陸軍創造轉型變革的能力至關重要的未來考慮,并為AimPoint Force 2035敘述和下一個未來陸軍作戰概念的發展提供信息。
鑒于2035年戰爭特征研討會的見解,并結合過去從未來研究計劃中的學習,本節討論了軍隊的廣泛影響,旨在引發思考和辯論,并協助軍隊發展未來的概念和部隊。
戰爭的歷史反映了達爾文進化論的核心。通過這個視角,對手將他們的戰術、武器和技術集中在摧毀對手的同時確保自己的生存。一個國家如果擁有優越的戰術、武器和技術,或者以創造性和協同性的方式使用它們,就能為在武裝沖突中獲勝創造條件。戰術、武器和技術隨著時間的推移不斷發展,但速度可能正在加快,這將挑戰關于未來如何進行戰爭的規范和假設。例如,在第二次世界大戰之前,人們認為戰艦與艦隊之間的戰斗仍將是海軍思維和規劃的中心。正是在珊瑚海戰役中,新技術--航空母艦、飛機和無線電--將海戰的新時代提前到來。在這場戰役中,戰艦既沒有看到也沒有直接向對方開火;是來自航空母艦的飛機摧毀了敵人的飛機,從而獲得了海上的指揮權。與上面的小插曲類似,陸軍部隊采用機器人和自主系統,利用人工智能和其他新興技術,可能會以新的方式進行陸地作戰。
最近的三場沖突預示著戰爭特征的變化。首先,伊斯蘭國(ISIS)和反伊斯蘭國聯軍在敘利亞的戰斗表明了無人系統作為力量倍增器的價值。ISIS在人員和資金有限的情況下,利用無人系統,通過自制的無人機和商用的四旋翼飛機進行偵察和空中攻擊。第二個事件是2019年的也門危機,伊朗支持的也門胡塞武裝完成了對位于Abqaiq和Khurais的沙特阿拉伯石油加工和儲存設施的復雜、遠程、無人機群攻擊。也門胡塞武裝通過使用新興技術,能夠復制出更能代表民族國家軍隊的能力和行動,而不是叛亂團體。最后,最近亞美尼亞和阿塞拜疆之間的納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭表明了機器人系統在大規模作戰行動中的潛在用途。阿塞拜疆部隊廣泛使用無人駕駛系統來偵察、監視和瞄準亞美尼亞部隊。阿塞拜疆部隊利用無人機群和游蕩彈藥打擊亞美尼亞的坦克、火炮、防空系統和維持部隊,以擊敗亞美尼亞部隊。如果非國家行為者、叛軍和軍事力量較弱的民族國家能夠通過使用新興技術來發展戰爭行為,從同行競爭者的新興技術發展軌跡來看,威脅將更加嚴重。
鑒于這種潛在的范式轉變,陸軍現代化事業(AME)在發展利用新興技術的新概念和能力方面是正確的。然而,從想法到現實可能需要陸軍以新的方式審視自己。首先,陸軍應該仔細檢查其編制、組織結構、流程和習慣。例如,在近乎無處不在的傳感器下,編隊將如何集結能力和效果?大多數作戰平臺是否應該配備人員?什么是對戰斗人員的充分保護?在使用無人系統進行動能效應時,人類是否能夠保持 "在環 "內,無論是防御還是進攻行動?各級指揮官是否仍然需要大量的參謀人員,包括親自上陣,進行詳細的分析?是否有替代方法來制定行動方案?人永遠是陸軍的不對稱優勢嗎?以美國大陸為基地的部隊是否能夠在危機和沖突期間安全地將部隊投射到有爭議的地區?這些都是陸軍應該更詳細地探討的問題類型,以確定他們為什么要改變,如何改變,以及在哪里改變,以應對未來的挑戰。
陸軍可能還必須重新審視其定義作戰職能的方式。目前,陸軍的作戰職能有獨立的卓越中心和能力發展與整合局(CDID),負責新能力的獲取、訓練和裝備。然而,新興技術的運用和不斷變化的威脅可能會產生具有多個利益相關者的交叉作戰職能。例如,隨著新興技術的使用,保護作戰功能可能會發生變化,指揮官如何保護他們的部隊,以便他們能夠應用最大的戰斗力。也許,在未來,陸軍部隊需要執行一系列廣泛的保護相關活動,以獲得陣地優勢。陸軍部隊可以同時執行包含欺騙活動的移動防空(火力、防護、任務指揮),指揮無人駕駛拖拉機建立戰斗陣地(機動支援、機動、防護),指派空中無人機提供周邊安全(情報、火力、機動、航空、防護),同時遠程火力掩蓋敵人的雷達系統(火力、網絡、情報、任務指揮)以實現作戰機動,同時為預計補給(維持)發送維持更新。這個小插曲只是代表了未來戰爭的特點是如何演變的,這就需要陸軍審查其發展關鍵需求的過程,并創造更多的合作努力來獲得對可能的敵人的優勢。預測競爭優勢需要跨領域的整合,包括跨作戰功能和技術領域。
美國、其盟友和合作伙伴之間的互操作性可能是在未來武裝沖突中獲勝的必要條件。陸軍將3級互操作性--最高級別的技術互操作性--定義為盟友和伙伴在抵達后進行整合的能力,以及例行建立網絡并與陸軍編隊有效運作的能力。當代海外應急行動揭示了以今天的部隊實現互操作性的局限性,從網絡挑戰到安全考慮。隨著盟友和合作伙伴開發他們自己的人工智能、機器人和自主技術解決方案,這些挑戰可能會增加。支持未來能力的算法和數據也有可能成為專利和機密,挑戰陸軍在沖突期間整合盟友和合作伙伴的能力,而這時作為一個聯合和聯合團隊作戰是至關重要的。這些因素表明,新的能力和概念的開發應該是合作的,并考慮到盟友和合作伙伴。
展望2035年,研討會指出,戰爭的特點正在發生變化。正如在納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭中所看到的,大國競爭者和對手正在投資于新興技術,以創造決定性的優勢并在武裝沖突中獲勝。美國陸軍正在明確表示,它也必須改變。三個關鍵的含義抓住了創建一支變革型部隊所需的變革思維類型:質疑長期存在的假設,重新評估作戰功能,以及確定未來的互操作性要求。
本頂點研究的目的是確定能夠建議條令開發的讀物,以更好地協調美國陸軍和美國空軍(USF)的多域作戰概念。目前,盡管每個軍種都強調多域作戰,但在如何概念化多域作戰方面還沒有達成聯合共識。此外,2022年國家安全戰略(NSS)中沒有描述與綜合威懾有關的多域作戰概念。本頂點支持糾正這些問題,確定未來條令編寫者可以研究的資源,以更好地調整各軍種的多域作戰概念,同時支持2022年國家安全戰略和綜合威懾。
本研究報告提出了美國陸軍和美國空軍多域作戰條令之間的兩個潛在調整領域:指定遠程火力和指揮與控制的服務主導權以及制定技術標準。每個領域都可以通過本論文分析的讀物獲得信息。這些潛在的協調領域可以使多域作戰滿足2022年國家安全計劃的要求和目標。
本頂點研究表明,盡管美國陸軍和美國空軍對多域作戰都有自己的概念,但它們內部是一致的。美國陸軍多域作戰的主要主題是遠程火力,而美國空軍多域作戰的獨特關鍵原則是指揮和控制。未來的多域作戰條令可以通過在這些關鍵概念的基礎上指定各軍種的主導權而更好地保持一致。通過這樣做,每個軍種將在他們的能力和技能投資方面獲得更多的責任,同時犧牲對其他關鍵宗旨的控制。除了這些獨特的關鍵宗旨外,兩個服務概念都包括影響人口和整合非動能火力的關鍵宗旨。盡管有這些調整的建議,重要的是要記住,多域作戰太年輕,太廣泛,無法指定一個適當的服務領導進行全面整合。
美國陸軍和美國空軍的多域作戰都非常重視技術骨干。然而,這兩個軍種都在同時發展不同的技術項目來支持他們的條令。未來的研究可能會受益于選擇一個軍種作為標準化和開發該技術的主導。反過來,兩個軍種的多域作戰概念將提高效率和互操作性。
基于這個頂點的未來研究應該研究已確定的讀物,并試圖根據前面概述的兩個領域來調整美國陸軍和美國空軍的條令。這樣做可能會使聯合部隊更有能力協調一致地行動,更有可能成功地威懾對手的行動。
2022 年 10 月 11 日,美國陸軍發布了一份綜合數據計劃(ADP),這是一種全軍范圍內改進數據管理以確保陸軍成為以數據為中心的組織的方法。
該計劃是一項為期三年的工作,將改善整個陸軍的數據管理、數據治理和數據分析。作戰任務是陸軍數據計劃的當前重點。ADP 在該任務領域的成果是通過進行必要的更改來確保作戰人員的數據得到正確管理和使用,從而為作戰人員提供優勢。陸軍已經開始對數據管理能力、工具和模型進行原型設計,以實現這一目標。
陸軍首席信息官 Raj Iyer 博士說:“數據以及如何在所有梯隊中整合這些數據以實現真正快速、敏捷的決策,才是真正為陸軍提供其在未來戰爭中所需的競爭優勢的關鍵。”
數據和數據分析將為 2030 年的陸軍提供動力。士兵將需要在正確的時間和正確的地點獲得正確的數據,以便在每個梯隊做出更快、更好的決策——以超越任何對手的思維和步伐。
與早期的軍事行動相比,現在的戰爭范圍更大且范圍不斷擴大。作為聯合全域作戰的一部分,多域作戰是陸軍必須準備并贏得下一場戰斗的地方。這是一個數據豐富的環境。
每個領域都有自己的信息和數據流,一些信息來自開源情報,一些來自天基傳感器,還有一些來自網絡空間。今天的士兵和指揮官需要跨領域的綜合來主宰戰場。
ADP 概述了工作的組織并提供了總體戰略目標。它側重于中期努力,未來將被另一個更新所取代。
通過陸軍數據計劃實現這一決策優勢是陸軍的關鍵目標。
2022年10月11日,美陸軍發布新版作戰條令《野戰手冊 3-0》,正式將“多域戰”確立為陸軍作戰概念,并將多域戰定義為:“綜合運用陸軍以及其他作戰域能力,創造和利用相對優勢擊敗對手,實現目標并鞏固成果”。重點仍是針對在陸、海、空、天和網絡領域與聯合部隊均勢對手進行大規模作戰行動。
此外,新版《野戰手冊 3-0》,在國防部條令所定義的5個作戰領域(陸、海、空、天與網絡空間)的基礎上,新增物理、信息與人力3個維度。同時,條令提出多域作戰競爭、危機和武裝沖突3個層次,以及應對均勢對手在防區外使用分層能力進行威懾挑戰的方式,要求美國及其盟友和合作伙伴利用冗余的陸基能力摧毀或削弱威脅網絡的情報、監視與偵察能力以及遠程火力。
美陸軍參謀長詹姆斯·麥康維爾稱,新版《野戰手冊 3-0》的推出是美陸軍轉型發展史上的里程碑事件。
美國陸軍堪薩斯州萊文沃思堡聯合兵種條令理事會主任里奇·克里德稱,美陸軍對作戰條令的更新是在新形勢下應對威脅的演變,美陸軍不得已從不利的位置開展工作,將促使美陸軍在組織架構、采辦優先事項和軍事職業教育等方面做出改變。
詹姆斯·C·麥康維爾將軍,美國陸軍參謀長
美國陸軍每隔40年就會經歷一次重大轉變。1973年,阿以戰爭促使陸軍高級領導人和唐-斯達利將軍重新審視在那場沖突中獲得的教訓,以對抗蘇聯。這些努力導致了今天所熟知的"空地一體戰"。1991年,陸軍和聯合部隊在 "沙漠風暴 "行動中有效地執行了該理論,迅速解放了科威特。目前正處于一個類似的拐點,從第二次納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭和正在進行的俄烏戰爭中吸取了教訓。這些經驗教訓已經并將繼續塑造多域作戰的轉型戰爭概念。多域戰最初是一個作戰概念,現在正在將其固化為理論。這個概念正在塑造陸軍,改變人員、戰備和現代化工作,以應對當前和未來的挑戰,并定義2030年的美國陸軍。
FM3-0展示了實現未來決策主導權和超越對手所需的尖端技術的速度、范圍和融合的首要原則。它反映了陸軍作為聯合部隊指揮官所需要的力量所發揮的重要作用,以保持關鍵地形,保證盟友和合作伙伴,在世界任何地方的近距離戰斗中擊敗最危險的敵人,并鞏固成果,為國家實現持久的戰略成果。多域作戰的兩個關鍵要素,即太空和網絡空間能力,已經被陸軍部隊使用了20多年,但在與能夠在太空或網絡空間有效地與美國聯合部隊抗衡的對手的沖突中從未使用過。長期以來,空中和海上能力使陸地上的行動取得成功,但幾十年來,空地一體化和陸軍與海軍之間的密切合作一直受到威脅的有效挑戰。
FM3-0仍然植根于戰爭原則,并加強了進攻性思維方式。它提供了一個適用于所有梯隊的多域作戰的簡單定義。新的作戰環境模型幫助領導者將五個領域形象化,并通過物理、信息和人的層面理解它們之間的相互關系。FM3-0引入了新的原則和要領,提供了一個作戰框架,幫助各梯隊在時間、空間和目的方面更好地組織部隊。它描述了在競爭、危機和武裝沖突背景下的行動。它還討論了在海洋環境中應用陸軍的獨特考慮,以及對戰斗領導的獨特要求和要求。
FM3-0擴展了ADP3-0中描述的陸軍多域作戰的頂點理論。它描述了陸軍部隊如何為聯合部隊貢獻陸地力量,并將聯合能力整合到陸地行動中,以實現軍事目標和政策目的。FM3-0著重于大規模作戰行動及其與支持聯合戰役的全部軍事行動的關系。
FM3-0適用于所有軍人職業的成員:領導人、士兵和陸軍文職人員。FM3-0的主要受眾是戰區軍隊、軍團、師和旅的指揮官、參謀和領導。本手冊為訓練和陸軍教育系統的課程和未來能力的發展提供了基礎,涉及理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策(稱為DOTMLPF-P)。
要理解FM3-0中的理論,讀者必須首先了解ADP1中描述的陸軍的任務、組織和角色。他們必須理解ADP 3-0中描述的作戰過程、作戰藝術和作戰功能(指揮與控制[C2]、情報、火力、運動與機動、保護和維持)。讀者必須了解ADP 3-90中描述的戰術和ADP 3-07中涵蓋的穩定行動。他們還應該了解多本手冊中描述的非正規戰爭,包括ADP 3-05、FM 3-05、FM 3-18和FM 3-24。
陸軍領導人必須了解聯合條令,并在與聯合部隊直接溝通和協調時使用該條令。JP3-0規定了聯合部隊的基線作戰理論。
在進行多國行動時,指揮官根據情況使用盟國或其他適當的學說。讀者必須熟悉FM3-16以了解多國行動。AJP-01為北大西洋公約組織(NATO)的軍事行動確立了頂點理論。
指揮官、參謀和下屬確保他們的決定和行動符合所有適用的美國、國際和東道國的法律和法規,以及所有適用的國際條約和協議。各級指揮官確保他們的士兵按照武裝沖突法和適用的交戰規則行動。(關于戰爭法的更多信息見FM6-27。)他們還遵守ADP6-22中描述的軍隊倫理。
FM3-0在適用的地方使用聯合術語。部分聯合和陸軍術語和定義出現在詞匯表和正文中。FM3-0是倡導者出版物(權威)的術語在文本中以斜體和粗體顯示,在詞匯表中以星號(*)標記。在文本中首次定義時,FM3-0是支持者出版物的術語用黑體和斜體表示,而定義則用黑體表示。當首次在文本中定義其他支持者的定義時,該術語為斜體,支持者出版物的編號緊隨定義。
FM3-0的倡導者是美國陸軍聯合武器中心。準備機構是美國陸軍聯合武器中心聯合武器理論局。
FM3-0的這個版本將多域作戰確立為陸軍的作戰概念。從概念上講,多域作戰反映了一個進化的拐點,它建立在過去四十年來作戰環境變化所帶來的理論上的漸進變化。然而,在實踐中,這些概念上的變化將對陸軍在未來幾十年內如何開展行動產生革命性的影響。2017年版的FM 3-0引入了許多多領域的考慮和想法。這一版本的FM3-0將多域作戰方法編入了多域聯合武器運用的能力中。多域作戰概念借鑒了陸軍以前的作戰概念,包括空地戰、全頻譜作戰和統一陸地作戰。
多恩-A-斯塔里將軍對 "擴展戰場 "的描述以及與之相關的 "空地戰 "概念有助于將當時的戰場形象化,這個戰場現在也擴展到了海洋、太空和網絡空間領域。空地戰要求整合空中和地面能力,在更遠的距離上攻擊敵人的第二梯隊部隊。今天,多域作戰要求整合所有領域的陸軍和聯合能力,以擊敗敵人的綜合火力群和防空系統,從而使機動部隊能夠利用由此產生的行動自由。為實現戰術、作戰和戰略目標,地面部隊有能力通過機動來奪取或保留關鍵地形,并在必要時對資源和人員進行控制,這使得地面部隊成為聯合部隊成功的基礎。在競爭和危機期間,駐扎在前方的陸軍部隊控制著關鍵的陸地區域,提供 "待命"能力,以對抗對手的對峙方式,減少聯合部隊投射的風險,阻止對手的侵略,并實現國家和聯合目標。在沖突期間,具有正確能力的機動地面部隊最終能夠在其他領域開展行動。
全譜作戰是指陸軍部隊在武裝沖突范圍之外進行的行動。FM3-0的這一版本更新了這一材料,描述了陸軍部隊如何在武裝沖突以下的競爭中和危機中行動。它比全譜系行動更進一步,描述了這些行動如何為武裝沖突期間的成功創造條件。
戰爭的本質仍然沒有改變。理解作戰環境的模式,特別是物理、信息和人的層面,加強了克勞塞維茨的思想,即戰爭是一種迫使敵人意志的武力行動。換句話說,物理行動可以影響人類的認知、行為和決策。雖然太空和網絡空間有新的能力,但陸軍部隊使用它們就像使用任何其他能力一樣--完成陸地上的任務。本手冊的邏輯圖顯示在第x頁的介紹圖中。
該邏輯圖首先確定了同行威脅用來對抗聯合部隊的方法,以及聯合部隊和陸軍部隊如何通過多域作戰來對抗這些方法。多域作戰是陸軍對統一行動的貢獻,由陸軍各梯隊在由五個領域和三個維度組成的作戰環境中,以及在競爭、危機和武裝沖突的戰略背景下進行。報告最后通過戰爭的指導原則、信條和必要條件對多域作戰進行了描述,使陸軍部隊能夠完成任務,擊敗敵軍,并達到目標。
第1章描述了陸軍部隊所面臨的挑戰以及多域作戰如何幫助解決這些挑戰。它描述了陸軍對戰爭和作戰的看法,陸軍部隊開展行動的戰略背景,以及作戰環境,包括領域和層面。
第2章描述了作戰功能的同步化是如何產生戰斗力來對付敵軍的。然后描述了威脅及其方法,以及陸軍部隊如何通過統一行動和聯合能力應對這些威脅方法。
第3章詳細解釋了多域作戰,描述了作戰的宗旨和要領。然后,它強調了作戰方法和作戰框架的關鍵因素。
第4章描述了陸軍部隊如何在競爭中運作,為武裝沖突創造條件并反擊對手的惡意行為。
第5章描述了陸軍部隊如何在危機期間提供選擇,以防止武裝沖突,同時繼續實現政治目標。
第6章描述了陸軍部隊在武裝沖突期間如何運作,重點是如何在大規模作戰行動中啟用聯合部隊并整合所有領域的能力。
第7章介紹了陸軍部隊如何在海洋環境的獨特條件下作戰。
第8章描述了在大規模作戰行動的苛刻條件下,指揮官和領導者的作用。
附錄A對戰爭原則進行了概述。
附錄B介紹了指揮和支援關系。
附錄C介紹了當敵軍對部署進行較量時的注意事項。
第xii頁的介紹性表格概述了FM3-0中反映的陸軍術語的變化。
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
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。
美國陸軍的作戰概念(AOC)是多域作戰(MDO)概念。它于2018年12月6日作為美國陸軍訓練與理論司令部(TRADOC)文件525-3-1(TP 525-3-1)《美國陸軍2028年多域作戰》發布。鑒于目前陸軍現代化戰略的重點是在2028年之前建立一支具備多域作戰能力(MDO-Capable)的部隊,以及在2035年之前建立一支準備就緒的多域作部隊(MDO-Ready),陸軍未來司令部(AFC)要求整個陸軍現代化企業(AME)采取創新和高效的方法,促進對TP 525-3-1內容的全面理解,以便在制定理論、組織、訓練、物資、領導和教育、人員、設施和政策(DOTMLPF-P)的解決方案來解決多域作戰問題時應用多域概念的基本組成部分。了解MDO概念還可以提高內部和戰略溝通能力。
理解MDO概念的學習課程提出了一些問題,以幫助專業人員根據已發表的內容和可用的參考資料來發現答案,從而制定出操作MDO的方法。
要實現對MDO概念的全面理解,沒有任何千篇一律的方法。本學習課程通過對關鍵問題的積極討論促進理解。前五個模塊涵蓋了TP 525-3-1中的基礎部分。接下來的三個模塊開發知識和技能,以操作MDO概念的組成部分,并使專業人員能夠回答有關概念的相關問題。最后兩個模塊鍛煉專業人員的技能,使其能夠提出標準的MDO概念簡報。
美國防部(DOD)正在對其指揮軍事力量的方法進行現代化改造。國防部高級領導人已經表示,現有的指揮和控制架構不足以滿足2018年國防戰略(NDS)要求。全域聯合指揮與控制(JADC2)是國防部的概念,將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接到一個網絡中。
DOD指出,用Uber共享服務來比喻其對JADC2的期望最終狀態。Uber結合了兩個不同的應用程序--一個是乘客,另一個是司機。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。在JADC2的情況下,這種邏輯將找到攻擊特定目標的最佳武器平臺,或應對新出現威脅的最佳單位。為了使JADC2有效工作,DOD正在追求三種新的或新興的技術:自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。
DOD的一些機構和組織參與了與JADC2相關的工作。下面的清單突出了與JADC2開發有關的部分組織和項目:
國防部首席信息官:第五代(5G)信息通信技術。
國防部長辦公室(研究與工程):全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)。
國防高級研究計劃局:馬賽克戰爭。
空軍:高級戰斗管理系統(ABMS)。
陸軍:項目融合(Project Convergence)。
海軍:項目超配(Project Overmatch)
隨著國防部開發指揮和控制軍事力量的新方法,國會可能會考慮幾個潛在的問題:
國會如何在驗證需求或成本估算之前考慮JADC2的相關活動?
在沒有正式的計劃或預算申請的情況下,國防部為JADC2的預算是多少?
JADC2的支出重點是什么,是否有國防部可能沒有投資的舉措?
國防部如何確保每個軍種和盟國的通信系統之間的互操作性?
國防部應如何優先考慮其未來網絡中相互競爭的通信需求?
人工智能將在未來的指揮和控制決策系統中發揮什么作用?
為了滿足JADC2的要求,有哪些潛在的部隊結構變化是必要的?
國防部應如何管理與JADC2相關的工作?
全域聯合指揮與控制(JADC2)是美國國防部(DOD)的概念,即把所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊的傳感器連接成一個網絡。傳統上,每個軍種都開發了自己的戰術網絡,與其他軍種的網絡不兼容(例如,陸軍網絡無法與海軍或空軍網絡連接)。通過JADC2,國防部設想建立一個 "物聯網"網絡,將眾多傳感器與武器系統連接起來,利用人工智能算法幫助改善決策。
DOD官員認為,未來的沖突可能需要領導人在幾小時、幾分鐘或可能幾秒鐘內做出決定,而目前分析作戰環境和發布命令的過程需要數天時間。國防戰略(NDS)委員會報告的非保密概要指出,目前的C2系統與潛在的同行競爭對手相比已經"惡化"。國會可能對JADC2概念感興趣,因為它正被用來制定許多高調的采購計劃,以及確定美國軍隊對潛在對手的有效性和競爭力。
圖 1. JADC2 的概念愿景
JADC2設想為聯合部隊提供一個類似云的環境,以共享情報、監視和偵察數據,在許多通信網絡中傳輸,從而實現更快的決策(見圖1)。JADC2打算通過收集來自眾多傳感器的數據,利用人工智能算法處理數據以識別目標,然后推薦最佳武器--包括動能和非動能武器(如網絡或電子武器)--來打擊目標,從而幫助指揮官做出更好的決策。
DOD指出,用Uber共享服務作為類比來描述其對JADC2的期望最終狀態。使用各自的位置,Uber算法根據距離、旅行時間和乘客(以及其他變量)來確定最佳匹配。然后,該應用程序為司機提供指示,讓他們按照指示將乘客送到目的地。Uber依靠蜂窩和Wi-Fi網絡來傳輸數據,以匹配乘客并提供駕駛指示。
一些分析家對JADC2采取了更加懷疑的態度。他們對JADC2的技術成熟度和可負擔性提出了疑問,以及是否有可能在一個致命的、充滿電子戰的環境中部署一個能夠安全可靠地連接傳感器和射手并支持指揮和控制的網絡。分析人士還詢問誰將擁有跨領域的決策權,因為傳統上,指揮權是在每個領域內而不是從整體戰役的角度下放的。
什么是指揮與控制?C2的維度和人工智能的影響 | |
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人們可以通過五個問題來看待指揮和控制:誰、什么、何時、何地和如何。傳統上,國會通過兩個不同但相關的問題來關注指揮與控制:權力("誰")與技術("如何")。 | |
國會傳統上關注的第一個問題反映了指揮官執行行動的權力。這一討論的重點是指揮系統,反映了負責組織、訓練和裝備美國部隊的軍種與有權在國外使用部隊的作戰司令部之間的差異。這個問題可以用一個問題來概括:"誰指揮部隊?" | |
第二個問題是使指揮官能夠做出這些決定并將其傳遞給戰場的技術方面。指揮、控制、通信(C3)、C3加計算機(C4)以及情報、監視和偵察(ISR)等術語進入了討論。指揮和控制的這一技術問題著眼于指揮官用于決策的數據(和收集方法)(即ISR是促成決策的數據),將數據轉化為信息的處理能力,以及使指揮官將其決策傳達給地理上分布的部隊系統。這種指揮和控制的技術方法可以概括為:"你如何指揮部隊?" | |
指揮和控制的其他動態回答了其他問題:哪些系統和單位被指揮(什么),時間方面(何時),以及地理方面(何處)。國會在歷史上對這些問題中的每一個都是在具體的,而不是一般的問題上表示了興趣。例如,國會沒有考慮一般用途的部隊,而是關注與核部隊和特種作戰相關的權力問題。與核和網絡戰的快速反應相關的指揮和控制問題,以及在有限的程度上與電磁頻譜戰相關的問題,這些都是及時性問題,引起國會關注的其他領域。 | |
關于 "何時",國會已表示對與核和網絡戰的快速反應有關的指揮和控制感興趣,并在有限的程度上對電磁頻譜戰感興趣。然而,對 "何時"的最大敏感度似乎更側重于戰術(例如,何時讓飛機進入目標,何時開始對建筑物進行攻擊);這些決定往往被授權給指揮官。最后,地理因素對指揮美軍提出了獨特的挑戰;只要行政部門和國會繼續支持全球國家安全戰略,地理決策在很大程度上代表了戰術問題,往往被授權給各個指揮官。 | |
圖2. 指揮與控制的維度和人工智能的影響 | |
圖2描述了這些問題是如何通過引入人工智能(AI)來優化各方面的結果。隨著編隊復雜性的增加--特別是為全域聯合作戰設計的編隊,控制這些部隊有可能超越人類的認知能力,并使用算法來幫助管理這些部隊。美國軍方表示,它打算讓人類參與整個決策過程,但隨著美國軍隊將更多的人工智能技術引入其決策機構,各方面的區別開始變得模糊不清。例如,"誰"和 "如何"開始變得相似,特別是當計算機或算法向指揮官提出建議時,他們可能不了解信息或產生建議的過程。 | |
人工智能還可以影響指揮和控制的其他方面,包括 "什么"、"什么時候 "和 "在哪里"。將 "什么 "和 "哪里 "這兩個要素結合起來,可以挑戰對手尋找和與美國部隊交戰的能力;這樣做也可以挑戰指揮官及其參謀部在沒有系統幫助管理復雜情況下保持對部隊的控制能力。從 "何時 "的角度來看,需要快速決策的行動,特別是電磁頻譜戰或網絡戰,可能超過人類的決策能力。這就提出了一個重要的問題,即指揮官能在多大程度上信任人工智能,以及人類作戰員需要理解人工智能系統為什么建議采取特定行動。 |
DOD目前使用戰斗空間的不同部分來執行C2--主要是沿著確定的軍事領域:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。這種結構的存在是因為傳統的威脅來自單一系統,如飛機和坦克編隊。作為回應,軍方開發了高度復雜(但昂貴)的傳感器來監視戰斗空間,向集中式指揮中心(如空中作戰中心或陸軍指揮所)提供信息。E-3高級預警和指揮系統(AWACS)和E-8聯合監視目標攻擊雷達系統(JSTARS)等系統經過優化,為這些中央前哨的指揮官提供態勢感知,然后他們可以在那里指揮軍事力量。
2018年國防戰略(NDS)、審查它的 NDS 委員會和其他來源闡述的未來作戰環境描述了潛在對手如何發展復雜的反介入/區域拒止 (A2/AD) 能力(見圖 3)。這些能力包括電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統。 美國競爭對手將 A2/AD 能力作為對抗美國傳統軍事優勢(例如投射力量的能力)的一種手段,并提高他們贏得快速、決定性交戰的能力。
圖 3. A2/AD 環境的可視化
美國防部高級領導人已經表示,在未來的作戰環境中,獲取信息將是至關重要的。此外,這些領導人還表示,為了挑戰潛在的同等對手,需要采取多領域的方法(美國部隊將使用地面、空中、海上、太空和網絡力量來挑戰對手的目標計算)。因此,全領域聯合作戰的概念為指揮官提供了獲取信息的機會,可以利用突襲進行同步和連續的行動,并在所有領域快速和持續地整合能力,從而獲得物質和心理優勢以及對作戰環境的影響和控制。
空中陸戰概念設想將空軍和陸軍的努力結合在一起,在20世紀80年代對抗蘇聯,自該概念提出以來,技術上的進步使美國防部能夠繼續發展全領域聯合作戰的概念。這些技術進步包括增加了攻擊目標的方法(包括電子和網絡手段),相對低成本的傳感器的擴散,以及將這些傳感器的數據轉化為信息的處理能力的提高。維持對所有領域行動的控制所面臨的挑戰是,美國的軍事C2機構并不是為做出這些類型的決定而組織的,26而且正在使用的技術的復雜性和速度可能超過人類的認知能力。
指揮與控制是如何演變的? | |
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美軍傳統的指揮和控制概念源于德軍的 "任務型命令"(auftragstaktik)。認識到軍事行動中的混亂和 "戰爭迷霧 "是不可避免的,下級指揮官被委托半自主地行動以實現其指揮官的意圖(即任務的總體目標),而不是有預先規定的行動。情報來源和偵察的信息需要很長的時間,甚至可能需要幾天才能到達指揮官手中。為了保持對部隊的控制,指揮官們依靠無線電通訊和紙質信件。有限的信息量使得指揮官可以在兩個方面指揮部隊--使用單一的領域來應對對手的行動。 | |
在冷戰的高峰期,蘇軍給軍事力量提出了一個新的問題:如何對抗一支數量上占優勢的坦克部隊。為了應對這一威脅,陸軍和空軍提出了一種新穎的方法,通過開發新技術來確定增援地點,將空中和陸地力量結合起來。這一概念被稱為 "空地戰"。這種三維方法試圖利用情報、監視和偵察方面的優勢,"深入觀察",將火力集中打擊增援部隊(即 "深入打擊")。為了支持這種利用深度打擊來防止增援部隊的設想,美軍需要改進指揮所,以提高指揮部隊的決策速度,同時仍然保持遵循指揮官意圖的傳統。這種需要導致了新系統的開發,如JSTARS和ATACMS。這些系統使指揮官能夠更快地了解戰斗空間,并提高對敵軍直接開火的反應時間。 | |
在過去的20年里,中國和俄羅斯觀察了美國的戰爭方法,確定了挑戰美國優勢的不對稱方法。中國的軍事現代化尤其注重防止美國建立大量的戰斗力(限制后勤),增加高價值飛機(油輪、間諜飛機、指揮和控制飛機)的風險,并增加其海軍足跡(限制美國的海軍優勢)。為了應對這些新威脅,國防部最初提出了使用多域作戰的想法(后來過渡到全域作戰一詞)。國防部認為,使用一個或甚至兩個維度來攻擊對手是不夠的,因此挑戰對手的目標計算需要更復雜的編隊(額外維度)。國防部認為,不斷增加的復雜性,加上應對新興技術威脅的時間可能減少,需要新的方法來管理部隊。 | |
圖4. 指揮和控制的復雜性的變化 |
在國防部發展JADC2概念的過程中,有三類技術在這種指揮和控制軍事力量的方法中起著不可或缺的作用:自動化、云環境和通信。
許多DOD高級領導人已經明確表示,JADC2是一個概念(或許是一個愿景),而不是任何具體的計劃。在2021年1月的一篇文章中,聯合人工智能中心主任Michael Groen中將說:"JADC2不是一個IT(信息技術)系統,它是一個作戰系統。從歷史上看,你會有一個大型的國防項目,你會花數年時間來完善需求,你會收集大包大包的錢,然后你會去找國防承包商,花更多的時間來建造、測試,然后在多年后最終投入使用"。在這篇文章中,Groen中將描述了人工智能(AI)的作用,以及延伸到數據和數據結構的作用,使這些算法能夠為指揮官提供信息。根據Dennis Crall中將(聯合參謀部指揮、控制、通信和計算機/網絡首席信息官[JS J6]主任)的說法,人工智能和機器學習對于實現JADC2至關重要。Dennis Crall說道:"JADC2是關于將所有這些自動化....。它是關于利用傳感器豐富的環境--查看數據標準等事情;確保我們可以將這些信息轉移到一個我們可以正確處理的區域; 帶來了云;帶來了人工智能、預測分析;然后用一個能夠處理這些的網絡來支撐所有領域和合作伙伴。"
DOD表示,擁有多分類的云環境對于實現JADC2是必要的。DOD設想,用戶能夠根據他們的需要和信息要求,在不同的分類下訪問信息。在2021年6月的新聞發布會上,克拉爾中將說,"戰術邊緣 "的云能力是用于數據存儲和處理,實現人工智能算法。作為一個例子,空軍討論了其高級戰斗管理系統(ABMS)項目對云環境的需求--空軍部對JADC2的貢獻,這將在下文討論。根據空軍的預算說明,ABSM將需要一套云系統、應用程序(即軟件)和網絡(包括商業和政府擁有的),這將 "了解環境并應用由人工智能和機器學習輔助的先進算法"。
根據DOD的說法,開發JADC2將需要新的通信方法。DOD目前的通信網絡已經為中東地區的行動進行了優化。因此,DOD使用衛星作為與海外部隊通信的主要方法。這些系統面臨著延遲(時間延遲)問題,并且在設計上不能在有電子戰的情況下有效運行。這些舊的架構依賴于地球同步軌道上的衛星,這些衛星在地球上空大約22200英里(35800公里)處運行。新的應用,如人工智能,將有可能需要額外的數據速率,而目前的通信網絡可能無法支持--特別是當DOD增加傳感器的數量,以提供額外的數據來改進算法。自主系統的引入,如海軍的大型無人水面和海底航行器,以及陸軍對機器人飛行器越來越感興趣而產生的系統,可能需要安全的通信和短時延來維持對這些系統的控制。
聯合參謀部是負責制定全域聯合指揮與控制概念戰略的國防部組織。此外,還有一些正在進行的研究和努力與JADC2概念有關。每個軍事部門(陸軍、海軍、空軍)以及國防部機構,如國防高級研究計劃局(DARPA)和負責研究和工程的國防部副部長辦公室(OSD[R&E]),都在開發技術和概念。以下各節簡要介紹一些組織的工作。
國防部負責制定JADC2戰略的領導機構是聯合參謀部J6指揮、控制、通信和計算機/網絡局。JADC2戰略最初的設想是改善聯合部隊的互操作性(例如,確保無線電系統能夠相互通信),后來擴大了這一重點,制定了一種信息共享方法,通過為決策提供數據來實現聯合行動。除了制定戰略,J6還組織了一個JADC2跨職能小組,各軍種和國防部機構通過該小組協調他們的實驗和計劃。這與國防部數據戰略和國防部副部長創造數據優勢的努力相一致。該戰略確定了五條工作路線以實現JADC2框架:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
在2021年6月4日的新聞發布會上,克拉爾中將表示國防部長奧斯汀已經批準了JADC2戰略。
根據R&E辦公室的說法,"FNC3確定、啟動和協調指揮、控制和通信關鍵使能技術的研究、開發和降低風險活動。這些活動將包括整個國防企業不同但相互關聯的努力,由FNC3在OUSD(R&E)的工作人員監督和同步進行。" FNC3的主要負責人邁克爾-扎特曼博士描述了FNC3的整體愿景,包括三個層次--物理層、網絡層和應用層--它們為開發指揮、控制和通信系統提供了一種量身定做的方法,與商業部門的最佳實踐相一致。物理層代表無線電和發射器本身,而網絡層則通過開發國防部優化的新興商業軟件定義網絡技術(如網絡切片)來管理應用對物理層的訪問。所有這三層都旨在提高互操作性和彈性(即防止網絡被干擾或中斷的能力),并為每個應用提供適當的服務質量。
根據扎特曼博士的說法,FNC3是JADC2的中長期技術愿景,而每個部門(在以下章節中概述)都有專注于發展近期采購戰略的引人注目的努力。例如,空軍部的先進戰斗管理計劃旨在通過關注成熟技術在未來三年內部署。OUSD R&E利用其投資組合中不太成熟的技術,包括由DARPA、國防創新部門、戰略能力辦公室、各部門和其他部門開發的技術,為實施JADC2提供長期的技術手段。
國防部提出,5G無線技術的商業進展提供了傳輸更多數據(通常稱為數據吞吐量)和更低延遲的能力。國防部認為,它需要這些能力來處理來自眾多傳感器(如衛星、飛機、船只、地面雷達)的更多數據,并在 "邊緣"(與無線電接收器在同一地點)處理這些信息。5G技術的另一個方面可以實現新的指揮和控制概念,即動態頻譜共享。隨著電磁頻譜變得更加擁擠,聯邦政府已經開始允許多個用戶在同一頻段上運行(稱為頻譜共享)。國防部首席信息官認為,頻譜共享技術允許通信系統在有干擾的情況下傳輸和接收數據。2020年9月,國防部CIO向工業界發出了一個信息請求,即如何對待動態頻譜共享。2021年1月21日,已經公布了67份對信息請求的回應。
馬賽克戰爭代表了一系列由DARPA贊助的項目,旨在利用人工智能將傳統上不被設計為互操作的系統和網絡相結合。從概念上講(見圖5),這些項目將能夠利用從衛星上收集的原始情報,并將這些數據轉化為傳遞給 "射手 "的目標信息--在這種情況下,網絡武器、電子干擾器、導彈、飛機或任何其他可能影響預期目標的武器。正如哈德遜研究所的分析家布萊恩-克拉克和丹-帕特所解釋的那樣,"馬賽克戰爭 "試圖將多種重疊的困境強加給敵軍,擾亂他們的行動,從而阻止他們及時到達目標。
圖5:DARPA的馬賽克戰愿景
DARPA的馬賽克計劃之一,稱為異質電子系統的技術集成工具鏈(STITCHES),已被用于空軍和陸軍的實驗。據DARPA稱,STITCHES是一種軟件,旨在通過自主創建允許低延遲和高吞吐量的軟件,快速整合任何領域的通信系統,而無需升級硬件或修改現有的系統軟件。根據空軍的一份新聞稿,該部門已在幾個高級戰斗管理系統的 "上線 "中測試了該技術,并已開始將該計劃從DARPA過渡到空軍部。
高級戰斗管理系統最初的設想是取代E-8聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)。空軍在2019年將ABMS項目從開發飛機或雷達之類的東西過渡到 "數字網絡環境,連接所有領域和每個梯隊的作戰能力,以實現全球決策優勢。" 換句話說,空軍從建立一個支持指揮和決策的平臺(如E-8 JSTARS)轉向建立一個安全的、"類似云"的環境,利用人工智能和預測分析為指揮官提供近實時數據。根據空軍的說法,ABMS項目將沿著六條產品線開發能力:傳感器集成、數據、安全處理、連接、應用和效果集成。
空軍已經舉行了三次 "on-ramps"(空軍用來描述演示的術語),以展示其ABMS的方法。2019年12月舉行的第一次on-ramps,展示了該部門從F-22戰斗機使用的安全通信向陸軍和海軍系統傳輸數據的能力。第二次上線使陸軍榴彈炮能夠擊落一枚代用巡航導彈。此外,空軍向美國北方司令部提供了這種 "類似云 "的零信任平板電腦--一種不在設備上存儲敏感數據的安全功能,以協助其在2020年春季應對COVID大流行。
2020年11月,空軍部確定了首席架構師辦公室,負責評估架構上線和整合企業數字架構。同時,空軍確定空軍部快速能力辦公室為ABMS整合項目執行辦公室。快速能力辦公室的工作重點是快速向現場交付項目,它的參與可以被看作是將ABMS從實驗轉向系統開發。
根據陸軍的說法,"項目融合是陸軍圍繞一系列連續的、結構化的演示和實驗而組織的新的學習活動",旨在應對JADC2所帶來的挑戰。
1.確保陸軍擁有合適的人員和人才;
2.將當前的陸軍現代化工作與陸軍未來司令部的跨職能團隊聯系起來,并與陸軍現代化的六個優先事項保持一致;
3.擁有合適的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅;
4.利用人工智能分析和分類信息,并在陸軍網絡中傳輸;
5.在 "最嚴峻的地形 "中測試能力。
項目融合2020在三個軍事設施中使用了大約750名士兵、平民和承包商,最終在亞利桑那州的尤馬試驗場進行了兩次現場頂點演習。在這次演習中,陸軍展示了幾種技術,包括人工智能、自主性和機器人技術,以測試新的方法來指揮和控制地理上分散的部隊。陸軍計劃將空軍和海軍的系統作為2021年項目融合的一部分,并打算在2022年項目融合中納入外國軍隊。這其中有3370萬美元用于運營和維護,以及7310萬美元用于研究、開發、測試和評估,由陸軍撥款。
項目超配是海軍為建立一個 "海軍作戰架構",將艦艇與陸軍和空軍資產聯系起來而做出的努力。2020年10月1日,海軍作戰部部長吉爾德伊上將責成一名二星上將領導海軍的"項目超配"工作。在他的備忘錄中,吉爾德伊上將指示 "項目超配"采取類似于海軍發展核動力和AEGIS系統的工程和開發方法。其主要目標是 "使海軍能夠在海上形成集群,從近處和遠處、每個軸線和每個領域提供同步的致命和非致命效果。具體來說,你[斯莫爾海軍司令]要開發網絡、基礎設施、數據架構工具和分析。" 在一個平行的努力中,吉爾德伊上將責成基爾比副上將(負責作戰要求和能力的海軍作戰部副部長)制定一項計劃,將無人系統,包括艦艇和飛機,納入海軍作戰架構。根據新聞聲明,海軍打算在2023年達到初始作戰能力(即有能力部署初始系統)。海軍在2022財政年度為 "項目超配 "申請了三個分類項目元素的資金。
在2021年6月舉行的2021年AFCEA西部會議上,吉爾德伊上將討論了項目超配目前的工作。在這次活動中,吉爾德伊表示,自2020年10月項目啟動以來,項目超配已經完成了三個螺旋式發展周期。吉爾德伊進一步解釋說:"我們實際上正在試驗一種方式,使我們基本上可以將任何網絡上的任何數據傳遞給作戰人員。這是一個軟件定義的通信系統,使我們能夠以一種前所未有的方式拆開我們所有的網絡"。根據新聞報道,吉爾德表示,他預計在2022年底或2023年初將 "項目超配"的測試規模擴大到一個航母打擊群。
以下各節討論了國會的潛在問題,包括需求和成本估算、互操作性挑戰、平衡通信能力、人工智能在決策中的角色,以及實施JADC2所需的潛在部隊結構變化。
美國防部已經為JADC2的相關工作申請了幾個財政年度的資金,特別是在概念的早期發展階段。國防部正在積極制定JADC2戰略,預計將在2021年春季發布。國會中的一些人對國防部沒有像傳統采購項目那樣提供成本估算或驗證需求表示關切。因此,各軍種委員會和撥款委員會已經減少了對這些工作,特別是ABMS和5G研究和開發的要求資金。2021財年國防授權法案(NDAA)要求國防部在2021年4月前為JADC2提出要求。
國防部還沒有正式公布關于JADC2的支出預算數據,該項目在各軍種和國防機構的一些項目中都有資金。根據聯合參謀部J6(JS J6)的說法,JADC2不是一個記錄項目,JS J6也不打算過渡到一個記錄項目。因此,除非國會要求國防部提供JADC2資金的詳細概述,否則國防部可能不太可能這樣做。
一些分析家推測了與JADC2有關的所有項目的年度成本。一位分析家估計,國防部在2022財政年度為與JADC2直接相關的項目編列了大約12億美元的預算。Govini估計,自2017財政年度以來,國防部在JADC2上花費了大約225億美元;這平均每年大約為45億美元。Govini的估計包括其他聯邦機構的資金--如國家航空和航天局(NASA)--以及國防部可能認為與JADC2無關的技術,因此可能高估了JADC2獲得的資金總額。
根據JS J6,有五條與JADC2相關的工作線:
1.數據組織
2.人力組織
3.技術組織
4.核指揮、控制和通信(NC3)
5.任務伙伴信息共享
以數據為中心的方法側重于國防部系統傳輸所需的數據類型和結構,創建一個共同的數據框架,為數據的發送和接收提供一個商定的標準。換句話說,數據的格式化、組織化和結構化的方式影響著數據從傳感器到決策者再到武器的高效和無縫傳輸。另一方面,網絡中心化和互操作性側重于通信標準,如無線電頻率、波形、通信加密等,以確保一個無線電能與另一個無線電通話。通過采用這種方法,JS J6專注于開發軟件應用,以改善指揮和控制。然而,該戰略可能缺少幾個方面,包括:
通信系統的硬件和軟件的功能,
網絡需要傳輸的數據量,
對手的行動對網絡的影響,
以及指揮和控制部隊的模塊化。
隨著國防部繼續改革其JADC2概念和要求,其他觀察家也注意到,在JADC2戰略中存在一些沒有被認定的領域,國防部應將其支出主要集中在研究和開發方面。一位觀察家認為,國防部應將其研發支出集中在改善網絡互操作性上。這種方法支持優先升級軍事通信系統,以便在整個聯合部隊中傳輸數據。它建議國防部在軟件和硬件方面投入更多資金,以提高所有類型的數據鏈路和網絡(例如,Link 16、多功能高級數據鏈路、態勢感知數據鏈路以及綜合海上網絡和事業服務)的互操作性。網絡互操作性方法的重點是,創建網絡是困難的;但是,利用軟件定義的網絡和通用電子設備(如類似的芯片架構)可以使每個軍種無縫共享信息。換句話說,這種方法更注重通信網絡的構建方式,而不是在這些網絡內發送數據的組織方式。軟件定義的無線電和網絡使無線電可以很容易地被編程,并因此更容易地相互通信。微電子(即物理硬件)最終定義了無線電的物理和軟件能力。
其他分析家認為,JADC2的支出應更多地集中在改變決策方式上。這一論點強調了通過利用人工智能(AI)實現決策過程自動化的必要性,正如國防高級研究計劃局(DARPA)的馬賽克戰爭概念所設想的。在這種方法中,優先利用人工智能系統的支出(如空軍的STiTCHES計劃),可以建立主要集中在需要傳輸的數據和數據結構的特設網絡。這一論點假設人工智能也可以分析情報、監視和偵察(ISR)數據,以確定人類可能錯過的趨勢,從而向軍事指揮官提出潛在的更好的建議。
其他觀察家認為,優先考慮如何使用和管理電磁波譜的決策對于支持JADC2至關重要。這些觀察家認為,像國防信息系統局的電磁戰管理計劃--旨在利用情報方法評估電磁波譜環境,然后自動決定如何使用頻譜來減輕對手的電子戰影響--對于實現全域指揮和控制是必要的。這些觀察家還認為,對手的電子戰效應將需要近乎即時地被緩解,因此需要一個強大的電磁環境部分(以及自動化),以便在對網絡的潛在攻擊中管理國防部網絡。
由于國防部設想使用JADC2來同時指揮多個領域的部隊,因此連接不同類型部隊的需求也在增加。國防部擁有并運營著許多通信系統,每個系統都使用不同的無線電頻率、標準和數據鏈,這些系統往往不能相互 "交談",因此需要一個網關將一種無線電協議 "翻譯 "成另一種協議。盟友和合作伙伴的加入增加了互操作性的挑戰。前國防部副部長邁克爾-格里芬在2020年3月向眾議院軍事委員會情報、新興威脅和能力小組委員會作證時,指出這個問題是繼續為FNC3進行OSD R&E努力的理由。
使國防部能夠共享來自不同部門和單位的信息的挑戰可以通過三種互操作性的方法來解決:
圖 6:E-11 戰場機載通信節點 (BACN)
新的通信設備。這種方法采用 "自上而下 "的方式(即由OSD或聯合參謀部確定解決方案,然后要求各軍種采用該方案)。使用與聯合戰術無線電系統(JTRS)開發類似的模式,這種方案將購買一個新的通信架構,重點是互操作性。例如,FNC3的努力似乎就是采用這種方法。盡管這種方法可以確保聯合部隊開發的通信系統可以無縫共享信息,而且可能是安全的,但它可能需要大量的投資,并可能遇到時間表的延誤。這種方法的另一個可能的缺點是,隨著系統的投入使用,它們可能對對手的技術不那么有效。
開發軟件來創建網絡。第三種方法是使用軟件,使用戶能夠創建自定義網絡。DARPA的 "馬賽克戰爭 "和ABMS計劃的某些方面就是這種方法的例子。與其他互操作性解決方案相比,這種方法更加模塊化,使為特定行動定制的單位和系統能夠相互通信。這種方法的一個主要風險是技術上的不成熟,特別是用于創建這些網絡的軟件。另一個風險涉及到與不同系統共享的信息量和分類,這些系統經過認證,具有不同的保密級別(例如,可釋放的秘密、不可釋放的秘密、最高機密)。
國防部和國會可以選擇這些方法中的一種或多種。一種特定的方法可能提供短期的好處,而國防部則追求一種長期的方法來解決互操作性的挑戰。
國防部為滿足JADC2的要求而開發通信網絡的方法包括三種相互競爭的能力:
數據吞吐量(即數據傳輸的速度)
延遲(即接收信息/數據的時間延遲)
彈性(在自然或故意中斷的情況下保持通信信號的能力)
軍事作戰新技術的興起,如人工智能、戰術數據鏈(如Link 16和多功能先進數據鏈[MADL])和對手的電子戰能力,為5G和FNC3等未來通信系統平衡這些能力帶來了明顯的挑戰。人工智能和信息戰可能需要大量的數據來實現預測分析,并讓指揮官對戰斗空間有一個準確的了解。與所有可用用戶共享數據的數據鏈并不一定需要高數據速率;然而,數據鏈確實需要低延遲,以確保傳感器能夠證明 "目標級數據",特別是對于像巡航導彈和飛機這樣快速移動的系統。最后,電子干擾器的擴散需要彈性(或抗干擾性能),以便在被主動干擾時保持通信。圖7說明了在開發新的波形時必須平衡這三個相互競爭的要求(無論該波形是為民用還是軍用而設計)。無線電信號能夠提供每一種能力;然而,優先考慮一種要求意味著其他兩種要求可能會受到影響,這可能會給決策者帶來兩難選擇,即在采購中優先考慮哪些能力。
圖7:平衡通信要求
隨著國防部對其通信系統的現代化改造,它可能會考慮技術特點和限制,以選擇在保護其網絡安全的同時推進任務目標的要求。例如,像5G這樣的技術可以提供高數據容量和低延遲,但目前還不清楚這些信號可能受到對手干擾的影響。另一方面,FNC3的設計似乎是為了提供具有高數據率的彈性;但是,由于它依賴于衛星,延遲將增加。
人工智能是實現JADC2的一個潛在的關鍵組成部分。隨著人工智能被引入軍事決策中,出現了幾個潛在的問題。首先,人工智能在決策中的作用應該達到什么程度?在使用致命武器時,人類的判斷力需要達到什么適當的水平?
第二,國防部如何確保用于人工智能算法協助決策的數據的安全性?盡管國防部把重點放在了數據結構上,但它沒有討論它計劃如何具體確保JADC2的數據有效性和安全性。錯誤的數據可能導致指揮官選擇損害任務目標的選項(如算法推薦可能浪費高價值彈藥的目標)。與此相關的是,國防部打算如何保護云環境中的這些數據,以防止對手操縱它們?這些安全計劃是否足以防止對手的操縱?
由于JADC2可能需要不同類型的部隊和武器系統,每個軍種都可能尋求改變其訓練、組織和裝備部隊的方式。例如,海軍陸戰隊在其部隊重新設計中宣布,它將取消它認為不符合國防戰略指導的部隊,并將資金重新投入到其他更適合未來作戰環境的項目中。
現役和預備役部隊的能力平衡是部隊結構調整的另一個方面。例如,陸軍在歷史上決定將后勤能力從現役部門轉移到預備役部門。因此,如果美國要開戰,陸軍大概需要啟動預備役部隊來實現行動。當國防部和各軍種準備迎接JADC2帶來的挑戰時,這些組織將如何選擇平衡現役和預備役部隊的能力和部隊結構?
聯合參謀部J6是國防部JADC2工作的主要協調者,每個軍種和一些國防部機構都在進行各種活動。國會中的一些人過去曾表示有興趣建立國防部范圍內的項目辦公室(如F-35聯合項目辦公室)來集中管理大規模的工作。國防部的研究和開發工作將隨著時間的推移而增加,因此,管理這些工作可能會變得更具挑戰性。國會在未來可能會尋求確定或建立一個負責項目管理、網絡架構開發和財務管理的組織。
聯合戰術無線電系統(JTRS)是一個通信項目,旨在通過在所有軍種中部署無線電設備來提高通信的互操作性。該計劃于20世紀90年代中期開始,最終于2011年被前國防部負責采購、技術和后勤的副部長弗蘭克-肯德爾取消。在他的理由中,肯德爾副部長指出,"由于當時技術不成熟,移動特設網絡和可擴展性的技術挑戰沒有得到很好的理解......從JTRS GMR[地面移動無線電]開發計劃中產生的產品不太可能在經濟上滿足各軍種的要求。" 在15年的開發工作中,國防部花費了大約150億美元,在終止時還需要130億美元。
JTRS計劃旨在用可在大部分無線電頻譜上運行的基于軟件的無線電取代軍隊使用的25至30個系列的無線電系統--其中許多系統不能相互通信。根據設想,JTRS將使各軍種與選定的盟國一起,通過各級指揮部的無線語音、視頻和數據通信,包括直接獲取來自機載和戰場傳感器的近實時信息,以 "無縫 "方式運作。被描述為 "軟件定義的無線電",JTRS的功能更像一臺計算機,而不是傳統的無線電;例如,它可以通過添加軟件而不是重新設計硬件來升級和修改,以便與其他通信系統一起運行--這是一個更昂貴和費時的過程。國防部聲稱,"在許多情況下,一個具有多種波形的JTRS無線電臺可以取代許多單獨的無線電臺,簡化了維護工作",而且由于JTRS是 "軟件可編程的,它們也將提供更長的功能壽命",這兩個特點都提供了潛在的長期成本節約。JTRS計劃最初被分成五個 "集群",每個集群都有一個特定的服務 "領導"(見表A-1),并由一個聯合項目辦公室管理整個架構。
注:外形尺寸無線電臺基本上是士兵攜帶的小型化無線電臺,以及重量和功率受限的無線電臺。
正如下文所討論的,JTRS在開發過程中遇到了一些困難。這些問題可能與未來的JADC2開發有關。
根據政府問責局(GAO) 2005年的一份報告: 為了實現寬帶網絡波形的全部功能,包括傳輸范圍,Cluster One無線電需要大量的內存和處理能力,這增加了無線電的尺寸、重量和功耗。增加的尺寸和重量是努力確保無線電中的電子部件不會因額外的內存和處理所需的電力而過熱的結果。到目前為止,該計劃還未能開發出符合尺寸、重量和功率要求的無線電,而且目前預計的傳輸范圍只有三公里--遠遠低于寬帶網絡波形所要求的10公里范圍....。Cluster One無線電的尺寸、重量和峰值功率消耗超過直升機平臺要求的80%之多。
由于無法滿足這些基本的設計和性能標準,人們擔心Cluster One可能無法按計劃容納更多的波形(計劃中Cluster One有4到8個存儲波形),而且它可能過于笨重,無法裝入重量和尺寸都受到嚴格限制的未來戰斗系統(FCS)載人地面車輛(MGVs)以及陸軍的直升機機群。一些觀察家擔心,為了滿足這些物理要求,陸軍將大大 "削弱 "第一組的性能規格。然而,根據陸軍的說法,它在減少Cluster One的重量和尺寸以及增加其傳輸范圍方面取得了進展;然而,將所有需要的波形納入Cluster One證明是困難的。據報道,Cluster Five無線電臺也遇到了類似的尺寸、重量和功率方面的困難;這些困難更加明顯,因為有些Cluster Five版本的重量不超過1磅。
JTRS的安全問題成為發展中的一個重要困難。據一位專家說,該計劃最大的問題之一是安全,"即加密,因為JTRS的加密是基于軟件的,因此容易受到黑客攻擊"。 計算機安全專家普遍認為,用于任何目的的軟件都是脆弱的,因為目前沒有一種計算機安全形式能提供絕對的安全或信息保證。據美國政府問責局稱,JTRS要求應用程序在多個安全級別上運行;為了滿足這一要求,開發人員不僅要考慮傳統的無線電安全措施,還要考慮計算機和網絡安全措施。此外,國家安全局(NSA)對JTRS與美國盟友的無線電系統接口的安全擔憂也帶來了發展上的挑戰。
一些分析家表示擔心,使JTRS與傳統無線電 "向后兼容 "的目標在技術上可能是不可行的。據報道,早期的計劃試圖通過交叉頻段來同步不兼容的傳統無線電信號,這被證明過于復雜。目前陸軍的努力集中在使用寬帶網絡波形來連接傳統的無線電頻率。一份報告指出,雖然寬帶網絡波形可以接收來自傳統無線電的信號,但傳統無線電不能接收來自JTRS的信號。為了糾正這種情況,陸軍考慮使用19種不同的波形來促進JTRS向遺留系統的傳輸。在JTRS無線電中加入如此多的不同波形會大大增加內存和處理能力的要求,這反過來又會增加JTRS的尺寸、重量和功率要求。
作者:John R. Hoehn,軍事能力和計劃分析師