縱觀歷史,進攻性和防御性武器的發展一直在力量對比的斗爭中搖擺不定。潛艇是一種具有重要意義的海軍武器,它改變了海戰的特點。核動力潛艇的革命性發明不僅使其成為更具殺傷力的平臺,而且還使其用途極為廣泛,能夠執行多種任務。當戰列艦等其他海軍平臺變得過時時,核動力潛艇仍然適用于現代戰爭。從理論上講,航母和核動力潛艇等取代它們的平臺也面臨著類似生命周期的危險,如果不考慮并有效實施緩解措施,就有可能被淘汰。鑒于新技術的前景和核動力潛艇優勢的可能喪失,它也可能會過時,因此需要進一步研究其作戰價值。分析載人核動力潛艇與無人潛航器(UUV)、無人機(UAV)(包括天基資產)、空氣獨立推進器(AIP)和人工智能(AI)等競爭技術的對比情況,并與它們的任務角色(包括太平洋和北極新出現的高風險戰區)進行比較,突出了核動力潛艇不可替代的優勢。隨著技術的改進和平臺的戰術/戰略運用,核潛艇將具備履行多種任務的重要能力,并證明其仍然是不可或缺的。
戰場上的智慧與優勢兵力、軍事力量、士氣和士兵的戰斗意志一樣重要。戰爭中的革命性變化往往與旨在對抗進攻能力的發明同時發生。鐵甲艦的發明就是這樣一場革命,它是對燃燒式遠程火炮的回應,弱小的一方發明了鐵甲艦,以創造不對稱優勢來對抗壓倒性的力量。美國革命戰爭中的 “龜式潛艇 ”表明,利用適應性技術可以創造優勢,打破當時海戰的既定規范。現代核潛艇是在空軍、雷達和聲納技術削弱了常規攻擊潛艇(SSK)隱身特性的時代出現的。在海戰中,潛艇的發展是自然而然的,是一種不適應就會死亡的進化要求;潛艇在其生命周期中經歷了多次進化,并在每個時代都保持著相關武器的地位,直至今日。世界即將迎來另一個革命時期,潛艇的未來是適應還是淘汰。
越來越多的人認為,海洋正在變得傳感器密集。隨著越來越便宜的自動系統出現,成群的機器人可以讓搜索和探測潛艇變得更加容易。這是英國智庫 2016 年一份報告的論點,該報告認為,無人機的數量和復雜程度不斷增加,正在剝奪潛艇的隱蔽性。一份提交給英國議會的簡報在考慮是否對英國彈道導彈潛艇進行現代化改造或放棄彈道導彈潛艇時提出了這一立場。該假說基本上概述了由此得出的結論,即在可以成群使用的小型、廉價但數量眾多的無人機與依靠不被發現的昂貴平臺的軍備競賽中,誰是贏家。一些新興技術,如無人潛航器(UUV)、無人機(UAV)、空間系統、空氣獨立推進器(AIP)和人工智能(AI)正在不斷擴展,并有望在未來戰場上發揮重要作用。這些創新技術削弱了潛艇的關鍵優勢,使昂貴的核動力潛艇成為過去式,在未來戰場上無法發揮作用。如果不實施有效的應對戰略和技術,這些技術就會放任自流,潛艇就會像第二次世界大戰中的德國 U 型潛艇一樣,成為被獵殺的對象。如果采取適當的緩解措施,核潛艇在 21 世紀仍將保持其生命力,事實上其重要性還將增加,因為它們所攜帶的重要能力將發揮戰略和戰術作用。鑒于攻擊性導彈技術可能會增加,水面作戰艦艇的脆弱性也會增加,潛艇不僅能發揮寶貴的作用,還能保持重要的作戰優勢。
潛艇易受各種因素的影響,包括在不久的將來為潛艇創造困難作戰環境的技術。在說明這些新發展的意義之前,首先要確定潛艇戰的歷史背景,了解潛艇戰在海戰中的地位。縱觀歷史,進攻性和防御性武器在力量平衡的斗爭中不斷搖擺。通過歷史分析,研究討論了海軍力量在世界舞臺上的重要性,潛艇在其中發揮了作用并改變了游戲規則。從世界大戰到現代,潛艇的作用發生了變化,雖然一些海軍平臺已經過時,如軍艦、戰列艦和潛在的航空母艦,但潛艇卻適應了這些變化。然而,現在核潛艇正經歷著海戰中的又一次重大轉變,它需要適應這一自然周期以保持其相關性。除了歷史上的例子,本分析報告還將參考 A.T. Mahan、Julian Corbett 爵士、J.F.C. Fuller、B.H. Liddell Hart、Robert Kaplan 等著名歷史學家和學者的著作,以回答以下問題: 為什么海軍力量和海底優勢對安全很重要,為什么核潛艇仍然是具有戰略意義的武器?
回顧新興技術背后的理論及其給核潛艇帶來的風險。無人潛航器、無人機、天基資產、人工智能和信息處理關鍵危險的發展。有可能削弱潛艇隱形能力的技術,使其更容易被定位和瞄準。不僅要研究各種可能的威脅技術,更重要的是要找出關鍵技術,因為這些技術作為一個系統,可以實現全新的目標。當各種能力結合在一起使用時,會產生戰術變化和限制效果,這可能會給潛艇的總體生存能力帶來重大風險,而不僅僅是核動力潛艇。海上潛艇定位是一項涉及不同階段重點的調查。確定不確定區域(AOU)的初始階段既是藝術也是科學。調查人員從多種來源拼湊信息片段,以建立最初的線索,并確定一個有把握的不確定區域,然后再進行局部搜索。在 AOU 開發的這一初始階段,上述技術網絡可使潛艇定位工作變得更快、更容易。對這一發展進行預測,并考慮諸如反自主車輛攻擊武器、下一代隱形技術和部隊能力倍增等緩解措施,將確保新出現的威脅不會擊敗核潛艇。如果潛艇失去其戰術優勢,將對國家安全造成難以置信的打擊,因為這將限制該平臺的覆蓋范圍和有效性,并減損美國海軍目前提供的整體戰略優勢。在為核潛艇平臺投入了數十億美元的國家資金之后,美國不能讓它變得過時。積極開發戰術和技術以挫敗探測技術,對潛艇作為有效致命武器的未來至關重要,也值得為此付出代價。
對比分析表明,核動力平臺沒有真正的替代品,事實上,越來越多的國家正計劃發展和壯大潛艇。不過,也應合理考慮更便宜的替代選擇,如常規潛艇和 AIP 潛艇。一些任務領域有核潛艇的替代品,一些小國在潛艇技術方面也取得了重大進展。全世界對潛艇采購的興趣與日俱增。從一個很大的方面來說,潛艇既是一種軍事能力,也是一種地位的象征。泰國、菲律賓等非潛艇國家正在尋求發展一支有能力的潛艇部隊。日本是大型潛艇艦隊運營商的典范,在常規 AIP 潛艇技術方面處于領先地位。然而,通過對比分析,我們會發現核動力平臺并沒有真正的替代品,事實上,更多的國家正在尋求發展和獲得這些艦艇。印度洋-太平洋地區的一些老牌常規潛艇運營商,如韓國和其他國家,正在尋求升級并考慮獲得核動力潛艇。印度作為較新的運營商之一,正在增加其兩艘核潛艇部隊,這說明核平臺仍然缺乏替代品,而核動力潛艇(SSN)創造了更多的選擇,為新的可能性開辟了領域。
從三維戰爭和全球角度思考問題的戰略家或政治家可以使他們的國家在全球戰場的遙遠側翼避免被對手所利用。SSNs 創造了深度和廣度的機動性和能力,體現了“......戰爭的本質,全球沒有一個地區太遙遠而沒有戰略意義,太遙遠而在強權政治的計算中被忽視”。本文對核潛艇在現代和未來戰場上的任務角色進行的差距分析將表明,預計在本世紀末仍將看到核潛艇的長期存在。持久的核戰略威懾任務,以及在遠離支持設施的全球偏遠和難以到達地區的行動,都需要可靠、豐富和自給自足的能源,如海軍核反應堆。由于距離遙遠、部署時間長,目前仍沒有可行的替代電源。然而,要在未來出色地完成這些任務,潛艇艦隊在通信、隱形、自衛能力和進攻性武器的靈活性方面都需要一些技術和緩解措施。需要部署和回收 UUV、UAV、潛艇發射激光器、反艦導彈以及艦隊協調行動等技術。
下一場沖突的前沿將充滿挑戰。沖突可能會在太平洋、遙遠的北方地區以及北極冰下展開。北極,尤其是如果北極變暖,將在未來幾十年賦予海權......新的意義,與空中力量相結合,......對極地航線將越來越多地使用。隨著地理位置變得更加便利,它可能變得更加關鍵。俄羅斯正在投資一支核動力破冰船隊,試圖開辟更北的貿易路線,獲取能源。他們正在遙遠的北方建立永久性基地,并建立由北極機械化步兵單元組成的專門軍事部門。核潛艇是唯一能夠在浩瀚的北冰洋(包括冰下)活動的可靠平臺,因此將成為影響世界強國在世界之巔引領新疆域的重要因素。馬漢(A.T. Mahan)非常重視海軍,不僅認為海軍比陸地力量更重要,而且認為海軍對國家穩定的威脅較小,因為海軍在向內陸投射強制力方面受到限制。“[海軍]保持本國港口之間的交通暢通;它阻擋敵人的港口;但掃蕩海洋,為陸地服務,它控制沙漠,使人類能夠在宜居的地球上生存和發展"。必須討論太平洋的主要經濟和戰略戰場,以設想潛艇如何影響戰爭或和平。通過對臺海問題和潛艇可能發揮的作用進行案例分析,將證明不僅在當前,而且在未來的戰區沖突中都需要這樣一個平臺。對太平洋和北極地區具體問題的討論將把所有討論的特點融入到一個案例中,說明哪里需要核動力潛艇以及它將如何幫助實現戰略目標。
最后,結束語總結了潛艇戰爭的風險、緩解措施,并加強了對未來幾十年潛艇戰爭的展望。如果沒有一支能夠遠行、長期駐扎而不被發現并對海上和陸地目標進行果斷打擊的潛艇部隊,美國將無法在全球范圍內投射力量。為此,無聲部隊必須保持其隱蔽性和適應變化的靈活性。單獨行動、獨立作戰、擁有非凡的技能和信心、從容應對持續不斷的危險,這就是潛艇部隊迄今為止取得成功的原因。即使在沒有敵人的情況下,潛艇艇員也要保持高度警惕,因為他們生活在復雜的機器內部,在無情的嚴酷動態環境中操作危險的系統,一旦出錯后果不堪設想。這一事實、戰士精神的傳統以及腦力技術專業卓越性的必要性本身就是財富和力量。這一點與技術相結合,將繼續為美國核潛艇部隊帶來優勢,使其有能力應對全球各地艱巨而危險的沖突地區的挑戰。毫無疑問,在 21 世紀下半葉,美國潛艇作戰人員仍將處于矛頭的最前沿。
圖 3:母艦概念 Aqil Haziq Mahmud,"潛艇獵手,偵察領導者:海軍母艦及其無人系統能做什么",亞洲新聞頻道 CAN,新加坡: 2019 年 5 月 19 日。
在波斯灣戰爭和全球反恐戰爭期間,美國陸軍在常規和非常規行動中使用遠程火力作為威懾和投送手段。技術的進步不斷擴大了火炮、火箭和導彈的射程。然而,從波斯灣戰爭到全球反恐戰爭期間作戰環境的不斷變化,使人們的關注點發生了變化,就像鐘擺一樣,從強調彈藥的殺傷力轉向彈藥的精確性。雖然在全球反恐戰爭的后期,這種擺動可能是必要的,但當前新威脅可能要求鐘擺重新擺向殺傷力,并促使美國陸軍遠程精確火力跨功能小組開始開發和實施專門用于摧毀裝甲和移動目標的彈藥。
圖 5. 遠程高超音速武器。
遠程火力一直是戰場上的重要資產。多年來,野戰炮兵武器系統和彈藥不斷進步,以適應不斷變化的作戰環境和敵方威脅。雖然射程一直在增加,但重點卻像鐘擺一樣在殺傷力和精確度之間搖擺不定。美軍在波斯灣戰爭以及在伊拉克自由行動期間對伊拉克的初次入侵在某種程度上就是鐘擺擺動到以殺傷力為重點的例子。而 “伊拉克戰爭 ”的其余部分則是鐘擺從注重殺傷力轉向注重精確性的例子。遠程精確火力跨職能小組的成立及其發展重點表明,未來作戰的重點仍然是精確,同時仍然強調射程。
雖然 A2/AD 系統的出現需要很大的彈藥射程來壓制或摧毀 A2/AD 系統的組成部分,并允許美國機動部隊采取進攻行動,但由于 A2/AD 系統被突破后可能發生地面戰斗,因此需要更加注重殺傷力。彈藥需要對敵方裝甲或移動目標具有更大的破壞能力,才能在這些預測的未來環境中發揮有效作用。
為提高殺傷力,遠程精確火力跨職能小組須將開發出像 20 世紀 90 年代和 21 世紀初的 DPICM 和 SADARM 那樣的彈藥,專門用于摧毀裝甲車輛和移動資產。美國陸軍的現代加農炮、火箭彈和導彈彈藥旨在精確打擊靜態目標,而且非常有效。然而,美國陸軍目前的大炮、火箭和導彈庫存中并不包括像 DPICM 這樣能有效打擊裝甲車輛的彈藥,也不包括專門打擊移動車輛的 SADARM。
提高殺傷力并不一定需要犧牲精確度。采用全球定位系統和 INS 輔助彈藥本身就能提高精確度。然而,彈藥需要具備類似于 DPICM 或 SADARM 的能力,能夠有效和高效地部署、跟蹤、瞄準和摧毀裝甲車輛和移動目標。
為進一步支持更加注重殺傷力,遠程精確火力跨職能小組須將 “精確 ”一詞從其名稱中刪除。雖然這看似流于形式,但將遠程精確火力跨職能小組的名稱改為遠程精確火力跨職能小組,將調整跨職能小組成員和與跨職能小組合作的連隊在開發新能力時的心態。
野戰炮兵在未來戰爭中仍將是一種相關能力。遠程精確火力跨職能小組正在采取措施,以確保火炮武器系統和彈藥為未來做好準備。技術將繼續提高最大射程,并實現更高的精度。然而,必須將注意力、時間和資金投入到提高殺傷力上,使指揮官能夠在多種任務中使用火炮,而不是將火炮局限于以殺傷力換取精確度的任務中。
近年來,導彈技術的擴散與日俱增。如今,世界上幾乎每支軍隊都擁有戰區彈道導彈(TBM)和巡航導彈(CM)武庫。與常規空軍相比,這些技術的獲取和維護成本較低,但卻具有許多相同的優勢,如精確打擊和縱深塑造作戰。由于反導系統的成本遠高于其瞄準的彈道導彈或巡航導彈,因此這種擴散的進展速度遠遠超過防空反導系統(ADA)的能力。此外,ADA 系統的大部分戰術都是在過去的戰場上形成的,只由數量有限的 TBM 或 CM 組成的小規模統一突襲。如今,ADA 系統面臨著由大量不同類型的 TBM 和 CM 組合而成的系統組成的突襲。
本論文提出了一種新方法,可用于應對由不同類型 TBM 和 CM 組成的大規模復雜突襲,這些突襲試圖壓垮特定地點的 ADA 系統。這種方法可以識別技術差距,但主要重點是現有 ADA 系統如何調整戰術,以盡量減少未被擊落的威脅對友軍造成的傷害。
迄今為止,幾乎所有文獻都對系統和戰術進行了優化,以減少影響地面的 “漏網之魚”(未被擊落的威脅)的數量。然而,僅僅計算漏網之魚的數量并不能充分描述對友軍的影響。因此,這項工作的第一部分結合了現有的外部彈道、混凝土穿透、爆炸塌陷以及武器爆炸和破片破壞等方法,以創建一個可描述機場跑道、基礎設施和停放飛機所受損害的綜合程序。這項工作的第二部分重點是使用國防部認可的 ADA 仿真模型(稱為擴展防空反導模擬 (EADSIM))對 ADA 導彈交戰進行建模。
機場損傷模型和 ADA 仿真的運行時間從幾分鐘到幾小時不等。它們也是隨機的,因此需要對每個輸入矢量進行大量運行才能正確理解輸出范圍。為了減少計算時間,以便進行后期優化,我們采用了實驗設計和機器學習的方法,如神經網絡和高斯過程模型,來創建快速運行的模型,預測這些模擬的輸出結果。
本作品的最后一部分利用這些預測算法首先優化敵方火力計劃,然后優化 ADA 防御戰術,最后利用新型攔截導彈系統優化 ADA 防御戰術。首先,必須優化敵方攻擊計劃,以發現對機場不同區域造成最大破壞的不同類型 TBM 和 CM 的組合。這種分析會產生一個非主要解決方案的前沿,這些解決方案能最大限度地提高不同的效果,如對跑道、飛機或燃料點造成的破壞。給定這組優化的射擊計劃,對友軍的 ADA 戰術進行優化,以便以最低的成本將友軍資產的損失降到最低。然后使用多屬性決策工具來選擇一組特定的戰術,并將這些戰術與基本方案進行比較。
納戈爾諾-卡拉巴赫和烏克蘭沖突的最新事件將焦點轉移到在大規模作戰行動中使用武裝無人機系統上,并塑造了未來戰爭的前景。這些武裝無人機系統配備了精確制導彈藥,推進了其應用的界限,改變了無人機系統僅僅是情報、監視和偵察資產的看法。
武裝無人機系統發揮了重要的近距離空中支援作用,為地面部隊提供支援,并對敵方防空資產、炮兵陣地、指揮和控制節點、集結區單元以及從后方向前線移動的后勤車隊執行空中攔截任務。武裝無人機系統還與友軍炮兵資產嵌入,從而提供精確的目標捕獲和準確的打擊后戰損評估。
馬其頓陸軍在 2025 年退役米-24 作戰直升機后,近距離空中支援和空中攔截能力將嚴重下降。本研究旨在為多功能武裝無人機系統制定解決方案,將其作為馬其頓陸軍的一個有利可圖的選擇,并將其納入正在進行的現代化項目,以成倍提高武裝部隊的整體能力,特別是火力、情報和指揮控制等作戰功能。
美軍在戰術層面的組織、能力和授權方面存在差距,無法在信息環境(OIE)中開展行動。本論文通過分析和應用從空地一體化中汲取的經驗教訓,確定了潛在的解決方案:空地一體化是戰爭的一個層面,曾是可與現代信息、網絡和太空相媲美的新概念。空地一體化從第一次世界大戰中的戰略偵察發展到現代攻擊直升機、手動發射的殺手級無人機和戰術聯合終端攻擊控制員(JTACs)。如今,聯合終端攻擊控制員為地面指揮官提供了一名處于戰術邊緣的空地一體化專家,該專家裝備有致命和非致命能力,其權限因地點和行動類型而異。JTAC 的資格得到了整個聯合部隊和北約的認可,并最大限度地減少了地面單元所需的飛行員數量。本論文認為,建立一個與 JTAC 相當的信息、網絡和空間管制員可使聯合部隊更有效地開展戰術 OIE。這種多域終端效應控制員(MDTEC)將獲得聯合認證、資格和指定,就信息環境向地面指揮官提供建議,使用戰術信息工具,并利用聯合信息、網絡和空間資產創造效應。
本文認為,仿照聯合終端攻擊控制員(JTAC)建立 "多域終端效果控制員(MDTEC)"模型,將使戰術部隊能夠更有效地實施 OIE。MDTEC 將作為戰場戰術邊緣的 OIE 使用專家,為地面指揮官提供建議,規劃信息效果,操作信息能力,并向作戰和國家級 OIE 部隊請求效果。模擬 JTAC 計劃的認證、資格和指定方面,將創建整個聯合部隊和北大西洋公約組織 (NATO) 標準化的 MDTEC,使 MDTEC 和 OIE 部隊之間具有一定程度的信任和互操作性。
MDTEC 的能力和權限也可參照 JTAC 的模式。為 MDTEC 配備自主信息能力將使地面部隊能夠識別信息目標,傳遞準確的位置信息,并實施有限的 OIE 效果。MDTEC 應能隨時操作這些設備,而無需上級指揮部的批準。將任何進一步 OIE 行動的授權保留在較高級別,可為協調和目標審查留出更多時間,而將授權推向較低級別則可加快行動節奏。不過,MDTEC 將接受培訓并配備裝備,以識別敵方目標,并在獲得適當級別指揮官批準后開展 OIE 行動。
艦隊設計和艦隊建模問題;幾十年來,有關確定艦隊規模和優化路線的問題已成為各行各業艦隊設計和艦隊優化的基礎。在大多數這些問題中,只有單一實體或固定的設計資源才能針對一定的路線和交付目標進行優化,并以最小化運營成本為基礎。在造船業,人們越來越需要能夠預測什么樣的艦隊在規模和能力上適合實現特定運營需求的數值方法。此外,對于造船廠和設計師來說,艦隊中各個艦艇平臺必須滿足什么樣的設計要求,也是將作戰需求轉化為艦艇設計和系統集成要求的橋梁。特別是在一個技術進步比設計一艘軍艦更快的時代,創建能夠預測未來艦隊復原力的工具,將成為未來海軍艦隊發展的有效資產。為此,有助于開發從艦隊角度評估單個艦艇平臺綜合影響的方法的研究仍然相當有限。本研究的總體目標是確定艦隊建模工具的開發和應用如何有助于設計更能應對未來威脅和任務的海軍艦隊。該方法能夠生成艦隊組成,并通過腳本化的海軍場景,為海軍艦隊的早期設計階段提出基本的單個平臺設計要求。
其目的是通過混合整數線性規劃(MILP)構建一個功能性數值模擬模型,并擴展該方法的能力,使其能夠包含 “未來 ”技術,其中 UXV 是重點。數值模型的整體潛力和結果非常有趣,通過優化過程,它能夠從多種平臺選擇中建立一支艦隊,并滿足基本的平臺設計要求。但所生成艦隊的實際作戰性能還有待商榷,需要通過不同手段進一步調查和測試/驗證。研究得出的結論是,要設計出未來的彈性艦隊,需要在海軍艦隊建模和模擬領域進行更多的研究和開發,因為現有工具的功能無法克服未來帶來的大量不確定性。除此之外,所研究的方法確實能夠生成有趣的艦隊組合,從而激發我們對未來起義技術潛力及其與海軍艦艇平臺組合能力的新想法。
過去幾年來,大西洋上的敵對潛艇活動不斷加劇。此外,戰略對手開發出了先進的隱形潛艇,使其更難被發現。活動的加劇加上先進的平臺,使美國的對手得以挑戰其在水下領域的主導地位。雖然利用貝葉斯搜索方法對優化搜索策略進行了大量研究,但公開文獻中的大多數方法都側重于搜索靜止物體,而不是由藍方潛艇對移動的紅方潛艇進行搜索。因此,本文了建立了一個敵方潛艇模型,其目標是避免被發現。隨著搜索努力的消耗,敵方潛艇位置的后驗概率分布會根據負面搜索結果計算出來。提出了一種尋找搜索模式的方法,該模式試圖在貝葉斯框架內利用馬爾可夫特性使探測概率最大化。具體來說,研究了三種不同的運行窗口方法:一種簡單的網絡優化模型、一種在規劃整個路線的每個時間段后執行更新的網絡優化模型,以及一種只提前兩個時間段的動態程序。
圖 3:在場景 I-V 中,我們改變了 “紅方”的起始位置和 “紅方”的起始格數。請注意,場景 I 的起始位置是 SR 的右下方單元格。SR 的北端位于網格的頂部。左上角的單元格是(1,1),右下角的單元格是(20,20)。
過去幾年中,大西洋上的潛艇活動不斷加強,多艘紅色潛艇部署到大西洋。此外,美國的對手正在研制與美國海軍(USN)潛艇級別相當的高能隱形潛艇。正因為如此,美國高級領導人評估認為,大西洋不再是一個沒有爭議的戰場,這迫使美國海軍調整工作重點,以挑戰此類海底威脅。例如,2018 年,美國海軍重新組建了美國第二艦隊,以應對大西洋上的敵對潛艇活動 [LaGrone, 2018]。此外,海軍最近宣布成立一支新的驅逐艦特混艦隊,專門負責在短時間內做好部署準備,以應對大西洋上的獵潛艇[Shelbourne,2021]。在作戰方面,艇員在部署前都要接受額外的訓練和認證,以確保隨時準備應對敵對潛艇的海底威脅。
美國海軍正在采取的行動清楚地表明,大西洋上敵方潛艇存在的增加對國家安全構成了重大威脅。當 “紅方”潛艇部署到大西洋時,能夠快速定位和跟蹤它們對國家安全至關重要。俄亥俄級彈道導彈潛艇(SSBNs)的設計目標是成為核三巨頭中可生存的部分。SSBN 上的潛艇艇員在處于戒備狀態時,必須保持不被發現的狀態,這樣才能保持可靠的第二次核打擊能力,為總統決策提供更多的靈活性,并對戰略對手的核與非核侵略形成威懾。在 SSBN 附近水域活動的敵對潛艇,如果被前潛艇發現并跟蹤,可能會降低 SSBN 的生存能力。快速定位敵對潛艇的能力將使指揮官能夠調整 SSBNs 的位置,以最大限度地保證其生存能力,并將幫助海軍跟蹤紅色潛艇,以減輕其武器對本土的威脅。
從歷史角度看,反潛戰(ASW)真正開始于第一次世界大戰期間,目的是對抗德國帝國海軍的無限制潛艇戰戰略[Cares,2021]。從那時起,反潛戰演變為兩類:進攻性反潛戰和防御性反潛戰[Cares, 2021]。在進攻性反潛戰中,目標是獵殺敵方潛艇[Cares, 2021]。但需要注意的是,在和平時期的行動中,其目標會有所改變,即確定敵方潛艇的位置并與之保持聯系[Cares, 2021]。另一方面,防御性反潛戰的目標是保護資產免受敵方潛艇的攻擊[Cares, 2021]。這兩項工作的共同點是需要有效地發現敵方潛艇。潛艇指揮官會得到可在其中行動的水域空間、敵方潛艇的位置信息以及可能有關敵方潛艇任務的情報。有了這些信息,指揮官就需要制定搜索敵方潛艇的計劃,通常是在計劃范圍內(如 12 小時)進行搜索。
印太地區的大國競爭對美國來說并不陌生。西太平洋對后勤工作提出了獨特的挑戰,尤其是在海上領域。即使按照今天的標準,當前的海上后勤平臺也屬于傳統設備;它們缺乏能力和容量,是美國在對抗性海上環境中維持聯合部隊的關鍵弱點。然而,新興技術可以在短期內彌補這些差距。
人工智能可以協助人類制定航線和裝載計劃,提供船只控制,并以競爭激烈的戰場節奏實現快速數據匯總和決策。通過在各后傾節點之間自動進行兵力分配和供應動態分配,人工智能將使關鍵物資在正確的時間和地點到達。INDOPACOM 地區的地理距離自上一次大國競爭以來一直未變;增強指揮和決策速度對于實現和保持競爭節奏至關重要。
海上和陸地/海洋的自動化貨物運輸既能降低風險,又能提高效率。通過用自動化系統取代人類操作員來執行常規的、高強度的實際操作,指揮官可以控制部隊的風險。無人駕駛船只可以在沒有外部支持的情況下在海上運行數周。自動起重機和車輛可以不知疲倦地高效裝卸貨物。
實戰化的彈性系統意味著作戰人員可以信賴它們的持續性。推進器和貨物裝卸設備等關鍵系統的冗余可確保長途航行不會白費。零部件的通用性、自動維護操作和現成的商用解決方案避免了交付流程中的瓶頸,并實現了有利的齒尾比。以可承受的價格生產后勤平臺,意味著可以在行動開始時安裝更多的系統,并在需要時增加更多的能力。最后,擁有足夠多的成本效益高、易于保養、維修和相對容易更換的船只,有助于提高系統的彈性。
當前的技術可以彌補海事后勤的不足,而更全面的解決方案則可以解決體制上的缺陷。采用人工智能、自動化設備和彈性系統可以有效地使聯合部隊指揮官控制作戰區域內的后勤工作。
圖:人工智能支持的在途可視化
威脅改變形式和特征的速度與陸軍改造能力的適應速度之間的差距,清楚地凸顯了陸軍轉型過程中所面臨的困難。
為了應對陸軍面臨的作戰挑戰,需要持續不斷地進行現代化改造。技術發展的極快速度和不斷變化的全球戰略環境加劇了這種狀況。
因此,陸軍必須有效采用能夠盡可能預測未來需求的組織流程,并提供能夠在戰略層面提高對實施適當轉型過程必要性認識的有效解決方案。陸軍迫切的轉型需求可以用圖 1 中的模型來表示。該模型結合了國家經濟增長(Y 軸)、陸軍與其他武裝力量的一體化水平(Z 軸)和國防愿景水平(X 軸)。當形狀規則時,模型顯示的是一個處于平衡狀態的系統,而當形狀不規則時,模型則突出了關鍵領域。
本研究旨在指導陸軍轉型的長期進程。它將成為以下方面的主要概念參考
本文件是陸軍開展的概念性工作的一部分,其目的是界定和確定主要行動者以及陸軍可能需要在其中行動的未來環境的性質。
因此,本文件的目的是描述假設情景和陸軍將面臨的主要挑戰。目的是找到可能的解決方案,以推動支持國防的能力發展進程。
本文件介紹了未來指揮官為更好地應對 "陸軍指揮官面臨的新挑戰 "而必須面對的各種論題及其影響。
本文件將使用北約 "全球戰略趨勢分析 "文件和 "戰略前瞻分析 "文件中已確定的要素,同時還將引入復雜環境中的遠見方法要素,特別是規劃情景。
這項研究(也考慮到了作為遠見方法一部分的尋路方法)不僅考慮了分配給陸軍的主要任務,還考慮了戰略趨勢(地緣政治、人口、技術、經濟和環境)的演變。它希望勾勒出未來陸軍必須保持實質性優勢的領域。
本文將介紹在美國海軍水面艦隊中使用自主無人水面艦艇的戰術建議。將評估目前由私人和美國防部項目開發的幾種現有技術,以分析在已制定的作戰概念方案中設定的參數范圍內使用這些技術的可行性。這項研究的目標是通過將自主和無人水面技術應用于近期海軍作戰的戰術中,最大限度地提高水面部隊的戰備狀態。這一作戰概念針對的是決策者、作戰規劃人員以及負責制造、采購、交付和使用艦隊自主無人水面系統的人員。海軍在很大程度上依賴有人水面平臺的戰備狀態來執行各種復雜任務。由于海軍繼續在部隊的維護、訓練和戰備之間平衡部隊需求,自主無人系統提供了額外的能力,有助于維持健康和物質戰備狀態。這項研究旨在通過自主和無人系統的任務性能以及在不久的將來可以整合的能力進行比較分析。這將最終為海軍部隊的持續戰備狀態可能出現的下降提供一個權宜之計。
美軍對無人平臺的使用已大幅改善。在過去 10 年中,無人平臺在航空領域的戰時和穩態使用極大地改善了軍事行動。無人機(UAV)為海外作戰部隊的作戰能力做出了重大貢獻。它們大大提高了關鍵信息流的及時性,同時降低了軍事人員在情報監視和偵察(ISR)領域的風險。無人機還通過增加駐扎時間、增加打擊行動次數來提高航空部隊的進攻打擊能力,并降低了現有載人航空平臺的總體成本、生命周期維護和多功能性。近代以來,自主無人技術的應用和作戰使用在水面艦艇部隊中受到的關注較少,投資也有限。最近,美國國防部對開發和使用無人水面系統執行 ISR 和獵雷任務產生了濃厚的興趣。自主模式技術的應用和使用主要是在學術和科學領域進行研究。隨著海軍繼續將目標無人水面飛行器(無人機)用于水面炮擊和導彈系統目標評估和模擬,技術應用和更復雜的作戰能力變得可行。
開發自主無人水面系統所需的技術已經成熟并可用。然而,對自主無人系統技術的信任仍然是海軍領導人之間最具爭議的話題。自主無人系統可用于執行有人駕駛平臺認為過于危險和平凡,人類無法有效或高效執行的任務。隨著自動無人系統能力的提高,它可以比有人系統更有效地執行這些常規任務,如情報監視偵察、海域感知和導航。
自21世紀初以來,美國一直積極追求超音速武器-飛行速度至少5馬赫的機動武器的發展,作為其常規快速全球打擊計劃的一部分。近年來,美國把這方面的努力集中在研發高超聲速滑翔飛行器和高超聲速巡航導彈上。高超聲速滑翔飛行器是從火箭發射出來的,然后滑翔到目標,高超聲速巡航導彈在飛行過程中由高速的吸氣式發動機提供動力。正如前參謀長聯席會議副主席和前美國戰略司令部司令John Hyten將軍所說,當其他部隊無法進入、被拒絕進入或不受歡迎時,這些武器可以“對遙遠的、防御的和/或時間關鍵的威脅(如公路機動導彈)進行響應性的、遠程的打擊選擇。”另一方面,批評人士認為,高超聲速武器缺乏明確的任務要求,對美國軍事能力貢獻不大,在威懾方面沒有必要。
在過去,高超音速武器的資金一直相對有限;然而,五角大樓和國會都對發展和近期部署高超聲速系統表現出越來越大的興趣。這在一定程度上是由于俄羅斯和中國在這些技術上的進步,這兩個國家都有許多高超聲速武器項目,并可能部署了可操作的高超聲速滑翔飛行器——可能裝備有核彈頭。與俄羅斯和中國的超音速武器相比,美國的大多數高超音速武器在設計上都不是為了與核彈頭一起使用。因此,與擁有核武器的中國和俄羅斯系統相比,美國高超音速武器可能需要更高的精度,在技術上也更具挑戰性。五角大樓2023財年的高超聲速研究預算申請為47億美元,高于2022財年的38億美元。導彈防御局還申請了2.255億美元用于高超聲速防御。目前,美國國防部(DOD)還沒有建立任何高超聲速武器的項目記錄,這表明它可能沒有批準系統的任務要求或長期資金計劃。事實上,正如高超聲速(國防部研究與工程副部長辦公室)首席主任Mike White所說,國防部尚未做出購買高超聲速武器的決定,而是正在開發原型,以協助評估潛在的武器系統概念和任務集。
在國會審議五角大樓的美國高超聲速武器計劃時,它可能會考慮有關高超聲速武器的基本原理、預期成本以及對戰略穩定和軍備控制的影響等問題。潛在的問題包括:
高超音速武器將用于什么任務?高超音速武器是執行這些潛在任務的最具成本效益的手段嗎?如何將它們納入聯合作戰原則和概念?
鑒于對高超聲速武器缺乏明確的任務要求,國會應該如何評估高超聲速武器計劃的資金申請,或者評估高超聲速武器計劃、使能技術和支持測試基礎設施的資金申請的平衡?加速高超音速武器、使能技術或高超音速導彈防御方案的研究是必要的,也是技術上可行的嗎?
高超聲速武器的部署將如何影響戰略穩定?
是否需要采取緩解風險的措施,例如擴大新的《削減戰略武器條約》,談判新的多邊軍控協定,或開展透明度和建立信任活動?