當美國空軍(USAF)宣布重振信息戰(IW)時,全球都認識到,在大國競爭中,在肉體暴力開始之前,戰爭是在信息環境中進行的。它還解決了 2018 年美國《國防戰略》中指出的一個關鍵不足: "美國軍隊在戰場上沒有預設的勝利權利"。這包括信息環境。如今的美國空軍,力求圍繞美國空軍的信息環境進行組織。在此過程中,空軍對信息戰采取了一種較窄的方法,強調網絡空間作戰、電子戰、信息作戰以及情報、監視和偵察(ISR)的整合。這種狹義的信息戰定義針對的是信息在戰爭戰術層面的作用,不應與戰略或作戰層面相混淆,在現代大國競爭中,這兩個層面都擁有重要的信息組成部分。
在美國空軍圍繞戰術性 IW 進行組織時,必須考慮空域控制系統的電磁頻譜(EMS)和網絡空間防御的全球影響,以及信息環境中目標的獨特性質。針對這些論點,本文將(1) 劃分各級戰爭中的 IW,(2) 描述 IW 的進攻和防御考慮因素,(3) 描述戰術級 IW 與支持聯合部隊空軍指揮官 (JFACC) 之間的關系,并就美國空軍的重組工作提出初步建議。
信息戰存在于戰略、作戰和戰術層面。在戰略層面,信息與其他國家權力工具(外交、軍事、經濟)相結合,形成實現國家政策目標的綜合設計。戰略層面的信息戰可能包括利用社交媒體和廣播向外國民眾傳遞有針對性的信息。例如,俄羅斯通過互聯網研究機構利用社交媒體影響美國大選。在行動層面,國際水域戰略整合了有形力量和信息力量,以實現軍事目標。在戰術層面,信息和通信技術(IW)采用了空軍使用的狹義定義。在這里,網絡空間、EMS、信息和情報、監視和偵察(ISR)行動被用來影響對手的決策過程,同時確保友軍的決策過程。雖然綜合預警的戰略和作戰應用對國家政策目標至關重要,但本文的重點仍然是如何在戰術層面運用綜合預警來支持聯合戰區司令部。
戰術性 IW 的目標是獲得并保持信息優勢。信息優勢的定義見蘭德研究與發展公司(RAND)2004 年的研究報告: "根據需要收集、處理和傳播信息的能力;預測敵方信息需求變化的能力;以及不讓敵方擁有同樣能力的能力"。蘭德公司側重于 ISR 對信息優勢的貢獻。然而,通過理解蘭德公司對 C4ISR 流程的解釋,IW 規劃人員可以找出決策流程中的漏洞,加以利用或防御,以實現信息優勢。蘭德公司將指揮、控制、通信、計算機、情報、監視和偵察(C4ISR)流程細分為六個步驟(見圖 1)。
圖 1. 作者對蘭德公司 C4ISR 流程的直觀描述
信息環境是從屬于整個作戰環境的一個組成部分。對蘭德公司來說,這是步驟 0 。對于蘭德公司來說,這是步驟0。它只是存在而已。步驟 1 啟動觀察,并立即開始影響觀察者的感知。傳感器獲取信息后,"將數據傳輸到融合設施"。在第 2 步(融合)中,首先要對單個情報學科進行處理,然后在中央處理設施中進行融合。融合完成后,信息會被分發(步驟 3)給幾位分析師,由他們進行 "個體評估"(步驟 4)。最后,分析人員合作進行小組評估(步驟 5),并將評估結果提交給決策者。
從 "地面實況 "到 "小組評估 "的每一個后續步驟中,都有一些過濾器可能會降低決策信息的質量,從而降低決策者的效率。通過防御或利用每個過濾器的漏洞,指揮官可以獲得或保持信息優勢。例如,"傳感器質量 "會限制最終用戶對環境的直接觀察,從而影響對地面實況的感知。兩個融合階段的算法都可能存在缺陷。分布式信息的終端用戶可能會面臨 "服務損失、錯誤和延遲"。最后,偏見和團隊動態可能會影響個人和團隊的評估。這些退化過濾器可分為四類:保密性、可用性、完整性和信任。前三類源自美國國家標準與電信研究院(NIST)的《信息安全導論》: 最后一類是作者對個人和團體偏見的概括,存在于認知層面而非邏輯層面。
根據 NIST,保密性"[維護]對信息訪問和披露的授權限制",以防止未經授權的用戶發現關鍵信息。可用性"[確保]及時和可靠的訪問",并在 EMS 或進攻性網絡空間行動 (OCO) 中受到電子攻擊 (EA)。建立具有多種連接方式(高頻、衛星通信、光纜)的網狀網絡可提高網絡可靠性。完整性"[防止]對信息的不當修改或破壞,并確保信息......的真實性",包括數據和系統。改進友好通信的加密算法可以保護數據的機密性,而錯誤檢測協議則可以確保數據的完整性。相反,修改敵方信息系統的程序以欺騙或削弱其運行,則會降低目標決策過程的有效性。
在 NIST 的定義之外,信任還包括兩個子類別:個人信任和群體信任。個人信任是指個人對其信息感知的信心。群體信任是指每個人的評估在群體動態和組織整體凝聚力(相互信任)中所占的比重。為了獲得并保持信息優勢,指揮官在確保自身安全的同時,還要確保對手信息系統(圖 2)和信息的機密性、完整性、可用性和信任度。
圖 2. 作者將退化過濾器類別與蘭德公司的 C4ISR 模型進行疊加
在戰術層面,指揮官綜合運用網絡空間、緊急醫療服務、信息和 ISR 行動來獲取和保持信息優勢。網絡空間、EMS 和 ISR 行動對于防御和攻擊信息系統的機器組件至關重要。信息作戰對于影響傳感器如何觀察地面實況(即偽裝、隱蔽和欺騙(CC&D))以及個人或群體如何因偏見而感知信息環境至關重要。當網絡空間、緊急醫療服務、信息和 ISR 行動整合在一起時,"通過靈活應用移動和火力使敵人處于劣勢",從而實現機動。信息戰利用信息系統各階段的聯合信息火力(圖 2),為決策者增加或減少迷霧和摩擦。信息火力將數據、經調制的 EMS 粒子或波、網絡協議、系統流程和認知偏差武器化,以塑造信息環境。
通過影響每個階段,綜合信息火力會產生復合效應。當傳感器的完整性在第 1 階段受到影響時,就會連帶影響到決策者。只有通過增加傳感器才能克服這一問題。通過個人評估,系統可以保持完美的地面實況。但是,個人的評估可能會被受先決條件影響的決策者破壞。為了提高誤讀的可能性,影響信息系統的操作不應是單獨的,而應是綜合的。
圖 3. 作者的進攻性聯合信息火力概念
進攻性聯合信息火力(圖 3)旨在消除迷霧和摩擦,同時驗證其行動的有效性。削弱傳感器可為目標制造初始迷霧。與此同時,欺騙融合算法的網絡空間行動加劇了信息退化。對在途數據(分發)的多源監視和偵察使指揮官能夠驗證先前行動的成功,并建立對手如何接收信息的基線,以便進行未來評估。通過 ISR 行動來確定群體環境的特征,從而識別關鍵人物,便于進行調節。ISR 行動的另一個作用是對整個行動進行評估,以確定傳感器降級、算法操縱和調節是否達到了預期效果。
圖 4. 作者的防御性聯合信息火力概念
防御性聯合信息火力(圖 4)通過剝奪對手影響友軍決策的能力來增強信息優勢。多學科 ISR 收集戰略增加了信息冗余。執行 "使能-EMS "行動來塑造環境,從而實現收集戰略。在融合方面,對融合算法采用開發運營(DevOps)方法,并輔以數據審計,可降低對手操縱的可能性。網絡防御和先進的加密技術是確保在途數據安全的有力補充。多源分析提高了單項評估的可信度。最后,領導力和持續的正規訓練對于減少信息斗爭中的偏差摩擦至關重要。
進攻型和防御型信息戰都采用 ISR、EMS、網絡空間和信息作戰來獲取和保持信息優勢。進攻性信息戰的主要目的是降低對手信息系統和信息的保密性、完整性、可用性和/或信任度。另一方面,防御性信息戰通過團結一致和統一行動,確保友方信息系統和信息的保密性、完整性、可用性和/或可信度。
美空軍參謀長戈德費恩將軍(CSAF)認為,美國空軍必須比對手能夠觀察到更多的 "認知戰爭"。空軍隨后以 CSAF 的意見為基礎,闡述了空軍 IW 的基本概念。美國空軍必須準備好支持兩大支柱。首先,必須在沖突前組織、訓練和裝備好部隊,為聯合部隊指揮官(JFC)提供支持。其次,如果美國進入主要作戰行動(MCO),美國空軍必須組織、訓練和裝備好,以執行專門支持聯合部隊司令部優先任務的 IW。在簡要介紹沖突前空中力量為聯合司令部提供支持的情況后,本節將重點討論在 MCO 期間美國空軍 IW 為聯合空軍司令部提供支持的后一項要求。
沖突前,空中力量的性質為支持國家政策目標提供了獨特的能力。"通過有效利用三維空間、電磁頻譜和時間,空中力量可以奪取主動權,設定戰斗條件,確立主導性的行動節奏,[并]通過卓越的觀察力更好地預測敵人"。這些因素使美國空軍能夠通過快速力量投送的全球準入以及前沿部署的絆網部隊或彈道導彈威脅的后續威懾效果,"隨時隨地表達國家意志"。在有爭議的地區,展示武力或存在與海軍海峽過境協調促進航行自由,以支持國家政策目標。具體地說,這些行動會影響實際地面情況,通過影響戰略決策者的風險計算,向其發出明確信息。指揮官的意圖是通過非暴力的實際力量實現的,不需要額外的聯合信息火力來影響傳感器、信息融合或信息分發。可能需要 ISR 行動來驗證信息是否按預期接收。
如果國家政策目標要求塑造民眾的觀念和態度,美國空軍的制高點可與目標受眾進行視線接觸,為基于 EMS 的媒體傳輸提供了最佳角度。在空中優勢環境下,美國空軍可通過空投投放傳單。如今,這些行動可輔以社交媒體,擴大所傳遞信息的影響力。雖然空中力量不太可能成為此類行動的主導力量,但如果不發展信息軍團或信息部隊,空軍人員很可能會發現自己正在制定社交媒體戰略,以發現(公開可用信息)或傳遞信息,尤其是對抗外國的積極措施。鑒于歷史上有許多此類行動的實例,這些類型的行動都不足為奇。然而,在美國空軍重新振興 IW 的同時,必須評估其執行這些任務的準備情況。最佳的組織模式是將用于執行這些任務的資產集中在一名聯隊指揮官的領導下。
為做好 MCO 的準備,美國空軍必須組織、訓練和裝備進攻型和防御型 IW,以實現信息優勢,支持 JFACC 發揮關鍵作用。聯合條令(JP 3-30)列出了幾個需要考慮的角色:空域控制權(ACA)、區域防空指揮官(AADC)和空間協調權(SCA)。
在 ACA 角色中,JFACC "全面負責空域控制系統(ACS)的運行",并利用該系統 "降低友軍誤擊事件的風險,加強防空作戰,使作戰更加靈活"。由于空域控制系統是一個信息系統,因此它隱含地需要 IW 的支持。在戰區內,飛行員必須通過數字數據鏈路和通信系統的其他要素(EMS 和網絡空間)來操作、保護和防御 ACS。此外,飛行員還必須評估雷達和其他傳感器獲取的信息,以實現 "全面的防空識別程序和交戰規則"。根據 NIST 的 "網絡安全框架",部隊必須檢測和應對對 ACS 的威脅。雖然派往戰區的部隊可以也應該履行識別和保護職能,但全球探測和響應必須集中協調。
需要建立一個全球網絡安全運行中心(NSOC),以便在全球范圍內檢測和應對 EMS 和網絡空間中對 ACS 的威脅。NSOC 必須由 "安全分析人員組成,負責檢測、分析、響應、報告和預防[EMS 和/或網絡安全]事件"。NSOC 應執行 "實時警報分流,以及接聽用戶電話和其他日常任務"。如果有必要,NSOC 可以責成下屬單元進行事件分析,以解決問題。因此,為了有效地組織起來,國家網絡安全中心的下屬單位必須是一個信息戰聯隊(IWW),重點負責防御性網絡空間作戰、國防部信息網絡(DODIN)作戰和 EMS 的電子保護(EP)。防御型信息戰聯隊可在整個 EMS 和網絡空間履行關鍵職能,以建立和擴展 ACS,保護或應對威脅(惡意軟件分析、紅隊、電子戰綜合重編程等)。最后,那些被分配到戰術單元執行本地網絡空間和 EMS 防御的空軍人員應在 NSOC 的作戰控制下(戰術指揮官保留戰術控制權)報告異常或可疑活動,以建立 ACS 架構的全面全球防御。
雖然對 JFACC 的 ACS 作用的 IW 支持顯然更具防御性,但對 AADC 和 SCA 作用的 IW 支持顯然更具進攻性。AADC 的作用是保護聯合司令部的防御資產清單 (DAL)。然而,由于防空反導(DCA)任務依賴于空中優勢,在有爭議的環境中,JFACC 在其 AADC 角色中還必須 "提出[進攻性防空反導(OCA)]......建議,以幫助應對空中和導彈威脅"。SCA僅明確授權JFACC通過 "請求和整合戰區特定的空間行動和能力 "來協調 "特定的空間職能和活動"。然而,AADC 與 SCA 之間存在隱含的關系,特別是在應對空間威脅方面。因此,根據 AADC 和 SCA 的職責,JFACC 關注對手的三個方面: 空中和防空、太空和反太空以及彈道導彈發射和防御。根據蘭德公司的信息系統細分,上述每個系統都有自己固有的信息系統。(圖 5)
圖 5. 作者對 JFACC 目標信息系統的概述
Bednar、Davitch 和 Treadwell 對綜合防御系統進行了出色的細分,供分析時參考。"綜合防空系統(IADS)的核心是指揮和控制組織,而不是雷達、控制中心和武器的松散組合"。圖 5 將蘭德公司的 C4ISR 模型應用于 JFACC 的目標信息系統。IADS 的傳感器[1]和融合與個體評估[2]部分構成了空中監視系統。"空中監視可以使用各種傳感器,從揮舞雙筒望遠鏡和無線電的目視觀察員,到能夠確定目標三維精確位置的精密雷達。在太空方面,空中監視被太空物體監視和識別(SOSI)所取代。空中和太空包括作戰管理,"由信息融合中心[4]組成,負責攝取、處理和分析[5]監視數據,以便向決策者[6]建議交戰行動方案"。"一旦選定行動方案,決策就會下達[7]給負責武器控制的另一人[8]。根據決策者的指示,"他或她可以使用戰斗機、地對空導彈、防空火炮和/或電磁效應[9]進行反擊"。
這些系統(防空/防空、太空/反太空和彈道導彈發射/防御)的有效性核心在于它們之間的集成。"如今,冗余、可靠的指揮和控制網絡使整合成為可能。支持 JFACC 的 AADC 和 SCA 作用的 IW 應通過聯合信息火力瞄準指揮和控制網絡。貝德納、戴維奇和特雷德韋爾說得最好: "任何將防空組成部分推向獨立狀態的行動都是有益的,因為這限制了它們的整合。因此,可以將對手的防御視為一個系統的一部分,并找出其中的漏洞。使用同步的非動能和動能效應來分割和隔離......系統組件代表了......行動的未來"。
在 JFACC 看來,美國空軍必須進行任務重組,以培養既能理解所有 IW 能力又能保留目標專業知識的飛行員。這需要從根本上重塑美國空軍的信息、網絡空間、ISR 和 EMS 組織方法。從歷史上看,美國空軍是在職業生涯中培養職能專長的。EMS 專業人員是從機組人員中培養出來的,成為其平臺的專業專家。網絡空間專業人員的主要任務是建立網絡,使指揮與控制(C2)和 ISR 數據能夠通過網絡流向戰術邊緣。自美國網絡空間司令部(USCYBERCOM)啟動以來,對培養進攻型網絡空間作戰(OCO)專家的重視程度有所提高。信息作戰幾乎是一個死氣沉沉的職業領域,直到最近 50 年才重新崛起。
如今,美國空軍在行為科學方面的技能嚴重不足。要防御或利用決策過程中的人為因素,就必須掌握這些關鍵技能。此外,ISR 專業人員在各自的領域內發展;如今強調在情報學科內發展或支持特定職能: 網絡空間、空間、空中或特種作戰部隊(SOF)。這些發展戰略得到了與職能相一致的組織的補充,以實現體驗式的職業發展道路,這些道路得到了以上述職能為重點的訓練和教育的支持。明確地說,這并不是對這種方法的指責。相反,美國空軍必須改進其方法。在軍種層面,美國空軍通過新的組織機構和一個 IW 職業領域類別,接受了 IW 重組和職業發展。美國空軍應考慮發展其相關的聯隊結構。
為了發展聯合空軍司令部目標信息系統所需的專業知識,美國空軍應在其聯隊及以下組織中采取以目標為中心的方法。例如,可以建立一個與美國歐洲司令部(USEUCOM)結盟的 IWW 單元。與 USEUCOM 結盟的 IWW 將擁有:(1) 向 USCYBERCOM 指派的 OCO 部隊,以支持 USEUCOM;(2) EMS、網絡空間和信息部隊,負責開發波形、定制信息或網絡工具,以支持 USEUCOM 的優先事項;(3) ISR 專業人員,負責進行環境情報準備(IPOE)和目標系統分析(TSA)。聯隊指揮官將與 AOC 協調以獲得后援支持,與情報界協調以發展與關鍵部門的組織關系,并與 USCYBERCOM 協調以在其指揮范圍內提供準備就緒的 OCO 部隊。在沖突爆發前,聯隊指揮官可重點發展 IPOE、TSA 以及必要的工具和能力,以便在潛在的 "登陸日 "發揮有效作用。為補充現役聯隊,空軍應將空軍國民警衛隊和空軍后備役單元編入聯隊。通過全面部隊整合(TFI),該聯隊將擁有啟動所需的部隊,必要時,如果競爭過渡到沖突,還可部署到 AOC 或 JOC。
通過建立一個功能多樣、以目標為中心的組織,美國空軍可以有意識地培養飛行員了解目標信息系統。傳統的空中作戰使用通用能力來打擊不同的目標,而國際戰爭預警則需要量身定制的能力來打擊獨特的目標。訓練和教育可使飛行員達到熟悉或精通某項 IW 功能能力(行為科學、緊急醫療服務、情報、網絡空間)的水平,但只有長期的經驗才能提供領導 IW 行動所需的目標專業知識。因此,以目標為中心的任務組織能夠滿足 CSAF 重點領域 2 和 3 的要求,即通過聯合信息武器加強聯合領導和團隊,并通過將所有 IW 行動聯系在一起來加強多領域行動。
總之,世界秩序再次處于大國競爭之中。美國空軍正在采取重要措施,重振信息戰以應對挑戰。新信息戰組織的啟動為其提供了一個機會。通過聯合信息火力將網絡空間、EMS、ISR 和信息作戰整合在一起,以攻擊對手的信息系統或保衛自己的信息系統,這就是信息戰。信息戰的目標是獲取并保持信息優勢。為此,美國空軍必須將信息系統理解為由數據、系統和人員組成的目標。這些系統的弱點可分為四大類:保密性、完整性、可用性和信任。無論是在沖突前還是在 MCO 期間為聯合司令部提供支持,美國空軍都必須做好準備,派遣部隊實施進攻性和防御性信息戰,以支持聯合空軍司令部發揮關鍵作用: 空域協調機構、地區防空指揮官和太空協調機構。
首先,美國空軍應在負責訓練和裝備相關飛行員的聯隊指揮官領導下,組織運用空中力量投送或探測波形的資產。其次,美國空軍應圍繞防御性信息戰進行組織,建立一個全球 NSOC,負責下屬的防御性信息戰聯隊,訓練和裝備飛行員開展防御性網絡空間行動、電子保護和國防部信息網絡行動,以建立、擴展、保護和應對全球 ACS 架構面臨的威脅。最后,為支持 JFACC 作為地區防空指揮官和太空協調機構的作用,美國空軍應設計以目標為中心的信息戰聯隊,由進攻型網絡空間作戰、信息、EMS 和 ISR 部隊組成。采取這些行動將提高美國空軍 "贏得認知戰爭 "的準備狀態。
自古以來的戰爭史都強調比敵人看得更多,了解更多的能力。戰爭的成功在很大程度上取決于這種能力。打敗拿破侖的威靈頓勛爵曾經說過:“我總是夢想著如何能看到山那邊的情況,以便部署我的部隊。”這正是機載預警和控制系統(AWACS)的意義所在:遠眺和俯瞰的能力。當前的斗爭就是要搶占高地,掌握對作戰地形的最佳視野。在 21 世紀的戰爭中,機載預警(AEW)已成為任何現代作戰部隊不可或缺的工具。“西方把戰爭技術的這些變化稱為軍事革命,而其他人則稱之為戰爭轉型"。
機載雷達系統通常被稱為 AEW 系統。這些系統可以安裝在系留氣球、飛艇以及不同類型和大小的飛機上。這些飛機包括直升機和運輸機。預警機的數據總是與防空網絡下聯,以便有效地執行指揮和控制功能。AEW 平臺上的指揮和控制能力使 AEW 從機載預警和控制 (AEW&C) 飛機發展成為全面的機載預警和控制系統 (AWACS)。預警飛機的目的是在時間和空間上同時協調復雜、多樣的空中行動。換句話說,與 AEW 不同,AWACS 是一種具有多種能力的飛機,設計用于戰略和戰術監視,在幾種不同的作戰條件下,完全自主或通過地面鏈路指揮和控制自己的攔截機、地對空導彈(SAM)和防空炮。
早期預警(EW)不足以啟動迅速的防空(AD)反應是防空(AD)的一個主要限制因素。隨著現代雷達、山地雷達、航空浮空器和預警機/AEW&C 飛機的引入,預警問題已經得到解決。現在需要對這些平臺提供的信息進行實時處理,以啟動迅速、正確的反導響應。現代飛機的機載航空電子設備能夠近乎實時地接收這些信息。預警機就是這樣一個平臺,它不僅能加強空中預警,還能發揮從空中作戰到電子情報等多種作用。隨著 AWACS 進入世界各國空軍,整個空中作戰概念發生了翻天覆地的變化。在現代戰爭中使用空中預警系統表明,技術發展非常迅速,由此產生的空中行動范圍也非常廣泛。
第二次世界大戰后,AEW 系統僅用于海軍部隊監視敵艦。朝鮮戰爭期間,AEW 系統被用于打擊支援、預警和攔截控制。此外,在 1982 年的貝卡谷地行動中,作為一種綜合電子支援措施(ESM),電子戰和空中攔截控制作用也得到了發揮。E3A Sentry 是 1977 年美國空軍(USAF)引進的第一種預警機,從那時起,在各種軍事沖突中使用預警機所獲得的經驗和技術革命使其發展成為一種戰場和空域管理平臺。從那時起,預警機不僅促成了許多行動,而且還成為這些行動的關鍵策劃者,如海灣戰爭、利比亞危機,以及最引人關注的擊斃本-拉登的 “海王星之矛 ”行動。現代預警機是全面規劃和執行國防的戰略平臺。因此,作為戰斗空間的實際協調者,它已獲得了巨大的意義。因此,預警機作為 “使能者 ”的作用已變得越來越重要,并承擔起了 “戰斗空間協調者 ”的重任。
野戰手冊(FM)3-0《作戰》的出版將信息作為最新的任務變量,與任務、敵人、時間、地形、可用部隊和民事因素并列。不過,FM 3-0 明確指出,信息不是一個獨立的任務變量,而是一個必須納入其他任務變量分析的變量。信息優勢是一個新詞,但其定義與聯合兵種機動非常吻合。信息優勢是指 "一支部隊在態勢了解、決策和相關行動者行為方面掌握主動權"。旅戰斗隊中的電子戰排、軍事情報連、騎兵中隊和營偵察排通過保護或實現對態勢的了解來為指揮官提供信息優勢。破壞或轉向等防御性戰術任務是通過攻擊敵方對態勢的了解和干擾敵方決策來影響敵方,迫使敵方過早做出不利反應。煙幕彈和電子戰干擾只是在戰術層面攻擊敵方指揮和控制能力的兩個例子。戰術層面的領導者在整個大規模作戰行動(LSCO)中都要開展信息作戰;然而,戰術層面的條令目前還很難有意識地將信息作為任務變量納入整個計劃過程。
本文認為,陸軍應更新陸軍技術出版物(ATP)3-21.10《步兵步槍連》和ATP 3-90.1《裝甲和機械化步兵連隊》中的附錄 B,以便更好地將信息作為任務變量納入部隊領導程序。新的 FM 5-0《計劃和命令制作》強調,在整個行動過程中,所有指揮官和參謀人員都必須不斷分析信息。瓦列里-扎盧日尼將軍將電子戰列為烏克蘭取得勝利的第二大要務,烏克蘭戰場上的實際情況也證明了這一點。首先,必須在整個任務分析過程中刻意強調信息。其次,信息優勢原則應補充戰術領導人制定行動方案(COA)的方法。最后,對信息的考慮應貫穿于領導者如何理解戰術風險的過程中。按照目前的條令,作戰功能是重點,但包括信息在內的作戰功能最終會改變對單元戰斗力的強調。
圖:2023 年 3 月 8 日,在加利福尼亞州歐文堡國家訓練中心舉行的實彈演習中,一名隸屬于第三步兵師第二裝甲旅戰斗隊的士兵準備移動。(攝影:SPC Duke Edwards)
ATP 3-21.10 和 3-90.1 的附錄 B "計劃和準備 "應予以更新,以強調信息,這可以通過增加 "射擊、移動和通信 "中通信部分的權重來實現。ATP 3-90.1 規定:"為幫助了解 OE(作戰環境),連隊領導使用兩種工具,即作戰變量和任務變量。然而,同樣的條令并沒有強調計劃過程中的信息。信息將射擊、移動和通信等不同行動聯系在一起。在 ATP 3-21.10 和 3-90.1 中,地形和天氣分析目前側重于移動和武器效果分析,但這兩份出版物同樣應包括通信分析。正如這些 ATP 所解釋的那樣,戰場上的情報準備工作強調的是敵人將如何開火和機動。盡管如此,俄羅斯軍隊仍將信息戰放在優先地位,并刻意在戰術層面上加以影響。ATP 3-90.1 和 3-21.10 均列出了敵方上級指揮部為支持其地面機動而可能使用的合理資產,其中均不包括電子戰資產。現行條令未能在部隊領導程序中適當強調信息,這損害了戰術級領導者的利益,應予以改變。
在戰術層面的條令中,地形分析目前的重點是對友軍和敵軍的移動和武器效果進行推斷,但應加以擴展,刻意考慮信息這一任務變量。FM 5-0 附錄 A 中的表 A-3 提供了一份以信息為中心的問題清單,以增加其他任務變量的深度,其中地形和天氣下的問題側重于發射控制和通信(見圖 1)。陸軍條令出版物(ADP)3-13《信息》將信息定義為 "接收者(人類或自動系統)賦予意義的上下文數據"。地形會影響數據與接收者之間的聯系,可能會削弱藍軍和紅軍的通信保障,同時也提供了保護通信的機會。連級領導應分析地形對障礙物下和觀察/火場內通信的影響。ATP 3-21.10 和 ATP 3-90.1 均未在這兩個類別下列出有關地形如何影響通信的單一問題。地形可以阻礙視線范圍內的無線電通信,如果考慮和利用得當,還可以保護部隊不被發現。領導者可以估計敵方可能的指揮和控制節點的位置,然后利用這些推斷預先計劃火力任務,將敵方的指揮和控制作為目標。目前,這些條令出版物中的地形分析主要強調移動和武器分析。它應包括通信分析,因為射擊和移動只是等式的一部分,沒有適當計劃的通信是不夠的。
圖 1 - 任務變量信息問題示例(FM 5-0)
天氣會影響視線以外的通信,如高頻(HF)無線電,而偵察單元可能將其作為與上級總部的主要通信手段。高頻無線電受地形影響較小,但容易受到某些天氣條件的影響。領導者應通過閱讀天氣數據來判斷敵我雙方的通信能力,因為這直接影響到指揮和控制。現代戰場上到處都是無人機系統,這會阻礙單元集結必要兵力取得勝利的能力。10 不過,無人機的擴散受到天氣的限制,尤其是較小和較便宜的變體。建立在眾多能向上級總部提供實時共同行動圖像的無人機基礎上的敵方防御,很容易被有能力利用天氣機會奪取優勢的單元所攻破。天氣可能會掩蓋友軍單元,就像低垂的霧氣會掩蓋小隊下馬通過原本可觀察到的地形的行動一樣。ATP 3-21 附錄 B 未提及天氣如何影響通信,而 ATP 3-90.1 提到了高速風和降水如何影響通信。它們沒有提到天氣對情報、監視和偵察(ISR)平臺的影響。信息優勢取決于哪一方對態勢有更好的了解。地形和天氣對友軍和敵軍都有影響,領導者有責任在制定敵方態勢模板和友軍行動方案之前了解并分析這些影響。
俄羅斯等大國強調信息戰對所有三個層次的戰爭都有影響。然而,針對連級機動領導的現行條令通常將這些資產歸類為能力范圍內的 "其他"。ADP 3-13 指出:"反射性控制是一個從戰略層面針對地緣政治對手到戰術層面針對戰場上的敵人的概念。這一點可以通過俄羅斯在包括戰術在內的每個戰爭層面廣泛使用電子戰資產在戰場上看到,電子戰單元通過非動能手段將無人機擊落。萊斯特-格勞(Lester Grau)博士和查爾斯-巴特爾斯(Charles Bartles)在《俄羅斯的戰爭方式》一書中描述了俄羅斯的電子戰連隊如何協同保護、火力和情報等不同的作戰功能,以實現共同目標。大國同樣強調電子戰是現代戰場的一個重要趨勢,并在各級戰爭中進行相應的資源配置。俄羅斯等大國將電子戰納入地面演習,以在態勢了解、決策和相關行為方面提供優勢。ATP 3-21.10 和 3-90.1 正確地指出,領導者需要從條令上分析敵方希望如何作戰,以及在特定環境下敵方將如何作戰,但這兩份文件均未提及電子戰能力,盡管它們對俄羅斯人希望如何作戰具有重要意義。
隨著重點向 LSCO 轉移,領導人經常強調,地面部隊不能假定友軍將始終擁有空中優勢。這是正確的,但這只是 LSCO 如何改變動態的一個方面,因為領導者將無法確保信息優勢。美國空軍或陸軍攻擊航空兵可能無法參加連級戰斗。而且,連長可能并不完全了解敵人的行動,也可能無法通過調頻(FM)無線電呼叫預備隊來反擊敵人的攻擊。將信息納入對其他任務變量的分析,目的是讓領導者思考自己所依賴的技術如何受到攻擊和操縱,從而影響決策或限制選擇,而且這種攻擊和操縱可能以多種不同的形式出現。戰術層面的條令未能充分說明戰場是如何 "信息化 "的,以及敵人將如何利用地形和天氣來發揮自己的優勢、保護自己的弱點、利用美軍的優勢和削弱美軍的優勢。ATP 3-21.10 和 3-90.1 應在任務分析中考慮到這些因素。更好地理解信息如何影響行動的領導者更適合將 FM 3-0 中的行動要領納入其中,并為如何利用信息幫助制定友軍的作戰行動方案奠定基礎。
信息優勢原則應作為戰術領導者制定 COA 方法的補充。ATP 3-21.10 和 3-90.1 指出:"COA 描述了單元如何在決定性地點以最少的友軍傷亡對敵人產生壓倒性戰斗力的效果。這兩份ATP都只提到了制定COA過程中的信息。然而,正如 FM 3-0 中關于信息的論述,"信息也是戰斗力的關鍵組成部分,是奪取、保持和利用主動權以及鞏固成果所必需的"。
有兩種方法可以將信息納入作戰行動評估。首先,可以從戰斗力的角度分析相對戰斗力,而不是僅僅從作戰職能的角度分析相對戰斗力。另一種方案是從領導力和信息的角度對作戰職能進行推導。第一種方案與 FM 5-0 更為一致,后者列出了需要與對手能力進行比較的信息。第二種方案更符合信息與任務分析相結合的方式;信息往往作為連接組織出現在每個作戰職能中,而不是作為一個獨立的類別。這就為 ATP 3-21.10 和 3-90.1 提供了引入信息優勢原則的機會:以進攻為導向、聯合武器、指揮官驅動和士兵賦能。通過不同的視角分析相對戰斗力的推論框架,為指揮官提供了一個比目前條令中提供的更好的工具來制定主要作戰行動。
圖 2 - 信息優勢框架(ADP 3-13)
通過分析相對戰斗力得出的推論是連級領導在制定作戰行動方案時的關鍵決策。這是領導者利用現有資源成功打擊對手的基礎,條令中概述了這些推論應盡可能提供信息優勢。FM 3-0 承認,機動和消耗都是應對局勢的有效選擇。無論是進行機動戰還是消耗戰,信息優勢都能起到決定性作用。了解如何利用持久性 ISR 實現目標定位和地面機動,可以為擊敗敵人提供機會。盡管如此,我們的戰術條令并沒有明確指出除了應尋求優勢之外的其他推論。在分析相對戰斗力時,信息優勢并不是領導者應該尋求的唯一目標,但卻是他們應該考慮的一個方面。這一點應在條令中明確闡述。這將有助于確定領導者如何分析相對戰斗力,以及如何利用這些推論來生成選擇方案、排列部隊和制定選擇方案概念。
目前,條令在制定 COA 時并未包含太多深入信息,這同樣不利于連級領導者。利用作戰功能實現信息優勢是一種聯合軍備方法。條令應向試圖了解如何制定計劃的領導人闡明這一點。歸根結底,指揮官必須根據對局勢的了解,通過計劃和執行做出決策。ADP 6-0《任務指揮》明確指出了信息與指揮官活動的關系: "在決策方面,信息是經過組織和處理的數據,以便為進一步分析提供背景資料"。
全新的排長應首先掌握火力和機動,然后隨著經驗的積累,了解其他作戰職能如何對成功同樣重要。隨著領導者在單元中的成長,他們會提出火力和機動以外的問題。這是一個積極的發展,因為利用所有可用資產來實現決策優勢將對單元大有裨益。同樣,信息優勢并不是領導者在分析相對戰斗力時應尋找的唯一方法。但它仍應是一個關鍵因素,并在條令中予以考慮。了解信息如何提供成功機會的領導者也會更好地理解他們對戰術風險的定位。
如果能更好地理解 ATP 3-21.10 和 3-90.1 中的信息,就能更好地了解戰術風險以及指揮官如何降低戰術風險。戰術風險一般分為兩類: 指揮官在友軍行動或允許敵方行動中做出的有意選擇,而這種理解是以任務分析為依據的。改進機動連級領導將信息納入任務分析的方式,可以更好地了解戰術風險。對手會適當地將信息納入任務規劃,而機動部隊的領導者必須了解這一點并加以考慮。
指揮官選擇承擔信息風險的行動可能會帶來暫時的優勢,但必須降低風險。指揮官可利用信息環境中的行動來降低風險。一個單元可利用電子戰提示將部隊從防御中的一條途徑重新部署到另一條途徑。指揮官可以使用欺騙手段將敵人引誘到交戰區域。EW 干擾機可增援較小的部隊,與直接和間接火力同步,在交戰區造成混亂。指揮官有多種選擇,但他或她必須了解信息環境中存在的行動,并在部隊領導程序中加以考慮。
信息與連級機動領導人息息相關,我們的條令應將信息作為任務變量加以反映。信息不僅僅屬于公共事務團隊;它不僅與民事因素相關,也不僅限于信息傳遞。信息是所有作戰功能之間的連接組織,使領導和決策成為可能。地形、天氣和對手都會對可靠的通信提出挑戰,從而產生支持目標的效果。友軍也能做到這一點。網絡和空間能力為信息環境中的行動帶來了許多影響,其中許多影響超出了步兵連指揮官的能力范圍,但它們并不是唯一的影響領域。偽裝、欺騙行動、EW 和煙幕都是屬于信息范疇的旅戰斗隊內部能力。ADP 3-13 將信息定義為 "接收者(人類或自動系統)賦予意義的上下文數據"。機動連指揮官可以操縱數據,對接收方式提出質疑,甚至利用上下文。
陸軍必須更新 ATP 3-21.10 和 3-90.1,以便更好地將信息作為任務變量納入其中。FM 5-0 提供了一個很好的起點,但不能照搬照抄。當前的沖突表明,信息環境是有爭議的,處于風口浪尖的人們需要能反映這一現實的條令,并提供在這一有爭議的環境中成功作戰的必要工具。
圖:2024 年 2 月 6 日,第 10 山地師第 1 旅戰斗隊第 22 步兵團第 2 營的士兵在紐約州德倫堡進行聯合武器實彈演習。(攝影:SPC Kaylan T. Joseph)
無人機系統(UAS)的發展及其在作戰行動中的應用代表著戰爭模式的轉變。自 20 世紀末以來,無人機系統一直被用于情報搜集和精確打擊,但傳統武裝部隊一直認為無人機系統不適合大規模作戰行動(LSCO),而且過于脆弱。最近的沖突證明情況恰恰相反。這些沖突還表明,無視戰場上無人機系統威脅的部隊將無可挽回地面臨失敗。通過三個案例研究(納戈爾諾-卡拉巴赫、中東和利比亞),本專著將強調無人機系統威脅對聯合作戰模式的嚴峻挑戰。然而,如果部隊具有凝聚力、訓練有素、組織有序,能夠保護自己免受這種威脅,并采取積極主動的方法應對這種威脅,那么這種作戰方式在無人機環境下仍然適用。此外,最近發生的涉及使用無人機的沖突重新喚起并強調了不同部門之間,甚至部隊不同領域組成部分之間必要的合作精神,并強調了這種方法的重要性。最后,無人機并沒有改變戰爭的性質。相反,無人機加強了戰爭的政治性,因為無人機的使用直接影響到面對無人機的交戰方的決策。
隨著同級和近級對手競相獲取軍事、政治和經濟優勢,美國正面臨著信息環境中迅速增長和演變的威脅。為了高效、有效地參與競爭,并確保在未來任何軍事沖突中取得勝利,美國空軍(USAF)需要能夠整合非動能能力并實施信息作戰(IW)。
2019 年,美空軍進行了重組--成立了第 16 空軍作為該軍種的信息作戰聯隊,并在空軍總部一級合并了 AF/A2 和 AF/A6,以便更好地為信息作戰制定戰略、進行組織、訓練和裝備。這些組織變革為空軍提供了一個配置和精簡信息戰能力的機會,以便在信息領域與具有挑戰性的對手作戰并取得勝利。然而,需要系統地識別和解決 DOTMLPF-P 各方面的差距,空軍才能充分利用這些全新配置的組織所帶來的機遇。與美國空軍和聯合社區的其他工作并行,本研究旨在提供建議,以更好地滿足在信息領域對抗競爭性對手的作戰需求。
為了解美國空軍在實現信息作戰方面所面臨的挑戰,蘭德公司團隊查閱了國防部(DoD)和美國空軍的戰略和條令等現有文件(包括已出版和起草的文件),以及政府和學術界先前和正在進行的信息作戰研究。團隊還采訪了美國空軍和國防部的專題專家,調查了私營企業與信息作戰相關的方法,并分析了美國空軍內部信息作戰人員的發展趨勢。在此基礎上,該小組制定了一個信息框架,并創建了使用案例,以說明未來潛在的部隊結構,從而實現信息作戰。本報告總結了訪談和文獻綜述分析的結果和建議,重點關注空軍在信息作戰成熟過程中面臨的主要挑戰。
圖 3.1. 蘭德信息框架
問題其實不在于 "是否",而在于 "何時何地 "在實時作戰中使用無人機群,這是機器人戰爭的下一個發展階段。
圖:無人機群表現出維持凝聚力和自我修復能力的生物行為
2018 年 1 月初,在俄羅斯位于敘利亞西部的 Khmeimim 空軍基地操控龐大防空網絡的俄羅斯操作人員發現了 13 架低空飛來的無人機。當俄羅斯防空作戰人員使用 EW 和 SHORAD 系統與這些無人機交戰時,俄羅斯人清楚地意識到,他們正在目睹一種新類型的無人機協同攻擊。
俄軍在千鈞一發之際擊落了 7 架無人機,并干擾了其余 6 架。雖然 "伊斯蘭國 "和阿富汗塔利班都曾使用無人機投放臨時爆炸物,但當晚對赫梅米姆的襲擊失敗令無人機戰爭的密切觀察者感到不安,因為這是首次記錄在案的非國家行為體在作戰行動中發動大規模無人機襲擊的事例。在整個 2018 年、2019 年和 2020 年,俄羅斯在敘利亞的設施遭到了更多無人機襲擊,迄今為止,俄羅斯反導人員在敘利亞使 150 多架無人機失效。
2019 年 9 月 14 日,25 架集群無人機分兩波襲擊了沙特阿美石油公司位于 Abqaiq 和 Khurais 的國有石油加工設施。對襲擊前后阿布蓋克設施的衛星圖像分析顯示,共發生了 19 次單獨襲擊。值得注意的是,沙特的防空力量,包括強大的 MIM-104 "愛國者 "和 Crotale NG,都未能阻止這些無人機和巡航導彈的襲擊。這表明,從多個方向飛來的無人機和巡航導彈群如何能長時間不被發現,并壓垮常規防空系統。
多年來,美國和以色列在各種作戰行動中廣泛使用了無人機,而土耳其在敘利亞和利比亞以及阿塞拜疆在 2020 年納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭中對亞美尼亞的使用,則真實地展示了未來戰爭將如何隨著無人駕駛飛行器的使用而演變。通過電子網絡對坦克和防空系統協調使用武裝無人機和閑散彈藥非常有效。
這一點在阿塞拜疆擊落亞美尼亞 S-300 和 SHORAD 網絡以及戰術戰區(TBA)200 多輛軍車的行動中得到了特別的體現。與俄羅斯從 2014 年起在烏克蘭使用無人機(UAV)相比,這次行動的規模要大得多,在烏克蘭,網絡化無人機與俄羅斯地面進攻武器系統合作,摧毀了烏克蘭軍隊的主要縱隊和補給站。
隨著世界注意到這些小國展示先進作戰能力的里程碑事件,軍用無人機的使用將迅速擴大,主要是在全球范圍內大量引進偵察和攻擊型無人機。在這方面,以色列、土耳其、俄羅斯和中國正在提供一個有效的替代工業基地,以挑戰西方在先進無人機和相關技術擴散方面的主導地位。
圖:斯捷潘納克特附近的亞美尼亞 S-300 薩姆炮兵連(插圖),顯示阿塞拜疆以色列制造的 Harop 游蕩彈藥無人機的大規模無人機襲擊造成的破壞
然而,對赫梅米姆空軍基地和沙特石油設施的無人機襲擊,以及在烏克蘭、敘利亞、利比亞和納戈爾諾-卡拉巴赫協調使用無人機,顯示了未來空戰向所謂 "無人機群 "概念演變的早期跡象。尤其是對敘利亞境內俄羅斯兵力的大規模無人機襲擊,凸顯了無人機群日益構成的猖獗危險,即使在非國家行為者手中也是如此。這種小型無人機團隊相互協作,不僅為美國、俄羅斯、中國等大國提供了改變游戲規則的能力,也為小國和非國家行為者提供了改變游戲規則的能力,他們將利用無人機群發揮高度不對稱的作用。非常重要的是,低成本、不復雜的無人機協同作戰,通過數量達到目標飽和,會給防空部隊帶來高昂的代價。
雖然防空部隊也許能抵御少數幾架臨時拼湊的無人機實施的松散協調攻擊,但近鄰國家的競爭者卻能派出更先進、更密集、更靈活、適應性更強和網絡化的兵力。
那么,究竟什么是無人機蜂群呢?蜂群機器人技術是一種將多個自主機器人協調為一個系統的方法,該系統由大量實體機器人組成,只需極少的人工干預即可控制。這些機器人通過機器人之間的互動和凝聚力,以及機器人與環境的互動,表現出集體自組織(SO)行為。
對昆蟲、魚類、鳥類和動物的蜂群行為進行的生物學研究為蜂群算法提供了支持。全球的蜂群研發工作主要集中在開發分布式人工蜂群智能能力、技術商品化以降低成本影響,以及提高蜂群中各代理之間的自主性。
在壯觀的燈光秀中,大規模無人機都是由中央控制的,而在真正的蜂群中,每架無人機都會根據機載人工智能自行飛行,以模擬自然的算法保持編隊和避免碰撞--沒有真正的領導者和追隨者,蜂群中的所有代理都有自己的 "頭腦",能夠進行集體決策、自適應編隊飛行和自我修復。這種蜂群的好處是,如果有一架無人機掉隊,或者有幾架無人機墜毀,蜂群可以重新安排,繼續執行任務,直到最后一架無人機升空。
隨著時間的推移,軍隊的通信、訓練和組織能力不斷增強,他們能夠以越來越復雜的方式作戰,利用更先進的條令形式,每一次演變都優于前一次。如今,軍隊主要進行機動作戰。在這里,蜂群將是戰爭的下一個演變--蜂群表現出近戰的分散性和機動戰的機動性。它們具有不同程度的自主性和人工智能。自主性可將軍事影響力擴展到防御嚴密的作戰空間,與載人系統相比,其作戰范圍更大,持續時間更長;而人工智能則可確保執行危險的自殺式任務,從而實現更大膽的作戰概念(CONOPs)。面對日益嚴重的威脅和對有爭議空域的快速滲透,兩者都能取得更大的成功。
這種向無人機的轉變正在全世界發生。而投送動能和非動能有效載荷的首選途徑是空運。傳統上,在美國這樣的空中力量密集型軍隊,幾十年來,空中作戰一直依靠能力日益增強的多功能有人駕駛飛機來執行關鍵的作戰和非作戰任務。然而,對手從更遠距離探測和攻擊這些飛機的能力不斷提高,導致飛行器的設計、運行和替換成本上升。因此,如果能派出大量具有協調和分布能力的小型無人機系統(UAS),就能以更低的成本為全球各國軍隊提供更好的作戰范圍。這些無人機系統與有人機系統結合在一起,將作為一個 "系統之系統 "有效地打擊敵方目標。在這種情況下,有人與無人協同作戰(MUM-T)將發揮兵力倍增器的作用,實現自主與協作,作戰人員的角色也將轉變為指揮,而不是控制蜂群。配備分布式人工智能的全自動武裝無人機群(AFADS)一旦投入使用,將在無需人工干預的情況下定位、識別和攻擊目標。
圖:AFADS將被證明是下一代戰場的游戲規則改變者
雖然新技術,特別是人工智能和邊緣計算,將推動無人機群的發展,但關鍵因素仍然是群軟件。為此,所有集體行為最好都能歸入 "蜂群 "一詞。然而,協作自主有 "三個 "變革性的行為梯隊--成群結隊,即數量可觀的無人機自主執行抽象指令,但還達不到真正的蜂群行為。攻擊敘利亞俄羅斯空軍基地和沙特油田的無人機就是利用了這一梯隊。蜂群(Swarming),即大量無人機完全通過蜂群算法實時聚集在一起,是協作自主的最高境界。“忠誠僚機”(Loyal Wingman) 通過緊急成群或核心成群行為實現協作自主。這些平臺將以 MUM-T 模式運行,與戰斗機一起高速飛行,并攜帶導彈、ISR 和 EW 有效載荷。預計 "忠誠僚機 "將以地面設施為目標,擊落敵機,并在有爭議的空域抵御防空導彈和電子攻擊。
美國在蜂群技術方面處于世界領先地位,并開展了一系列蜂群無人機和彈藥計劃。它在 2017 年展示了 Perdix 蜂群。三架F/A-18 "超級大黃蜂 "戰斗機在空中釋放了共計103架Perdix無人機。
無人機在預選點編隊,然后出動執行四項不同任務。其中三個任務是在目標上空盤旋,第四個任務是在空中形成一個 100 米寬的圓圈。演示展示了 Perdix 的集體分布式智能、自適應編隊飛行和自我修復能力。
這種無人機群有很多用途。戰斗機可以釋放無人機,為地面部隊提供偵察,獵殺敵軍并報告其位置。它們還可以干擾敵方通信,形成大范圍飛行通信網絡,或對特定區域進行持續監視。它們可以裝載小型炸藥,攻擊敵方單個士兵。在空對空作戰中,它們可以偽裝成更大的目標,欺騙敵方飛機、地面車輛和導彈上的雷達。
圖:2017年的Perdix Swarm無人機演示是一次重要的能力演示
美國國防部高級研究計劃局(DARPA)也展示了 X-61A Gremlin 空射無人機。DARPA Gremlins 計劃背后的理念是將 C-130 等貨機變成能夠發射和回收成群小型無人機的母機。這將為軍方開辟一個充滿可能性的世界,允許部署成群的小型、廉價、可重復使用的無人機,這些無人機裝有不同于傳統飛機的傳感器和有效載荷。
美國海軍和海軍陸戰隊的低成本無人機群技術(LOCUST)項目是另一項正在進行中的無人機群開發項目,該項目從一個管狀發射器發射小型無人機,以執行各種類型的任務。
美國陸軍也在研究無人機群和基于強化學習(RL)的人工智能算法,以用于多領域戰斗場景中的戰術戰場,在這種場景中,無人機群將與異構移動平臺動態耦合和協調,以超越敵方能力。
圖:采用基于強化學習的架構將提高集群的效率
美國還在試驗使用集群無人機系統的導彈部署智能彈藥進行協作智能彈藥投放,有效載荷可從 GMLRS 或 ATACMS 平臺發射和部署。有效載荷由多個可部署的智能無人機組成,能夠向指定目標投送小型爆炸穿甲彈(EFP)。美國空軍的 "金帳汗"(Golden Horde)是開發下一代進攻性技術的 "先鋒"(Vanguard)計劃的一部分,它將把小直徑炸彈(SDB)等彈藥聯網,在按照一套預先確定的規則發射后協同作戰,從而提高有效性。
此外,美國空軍的 "天堡 "計劃旨在設計和部署一支由忠誠的僚機無人戰斗機(UCAV)組成的人工智能機隊。作為 "天堡 "計劃的一部分,Kratos XQ-58A、Sierra 5GAT 和波音公司的 ATS 正在進行開發試驗。
另一方面,英國可能會在 2021 年中期擁有世界上第一支投入使用的蜂群無人機部隊,以執行包括深入敵后執行自殺式任務和壓倒對手防空部隊在內的任務。英國皇家空軍的№216中隊已被賦予測試和部署未來無人機群能力的任務。英國還宣布了 "蚊子 "項目,該項目是英國皇家空軍 "輕型廉價新型戰斗機(LANCA)"無人機 "忠誠僚機 "計劃的一部分。該項目旨在到 2023 年實現無人僚機聯網飛行。
英國還測試了由無人機組成的自主蜂群,每架無人機都攜帶萊昂納多公司的 "光云"(BriteCloud)可消耗主動誘餌變體,作為電子戰有效載荷。利用含有電子戰干擾器的 "光輝云",無人機能夠對假想敵綜合防空網絡的雷達發動模擬非動能攻擊。
法國空中客車公司為未來戰斗航空系統(FCAS)/未來戰斗機系統(SCAF)項目首次展示了協作遠程載機群(RC)和僚機技術。
俄羅斯人在烏克蘭和敘利亞擁有操作協作無人機和反擊無人機的豐富經驗。過去十年來,俄羅斯加大了無人機的研發力度,其目標是到 2025 年在軍隊中部署大量機器人飛行器。俄羅斯提出了一項名為 "Flock 93 "的計劃,目的是在協調飽和打擊任務中使用高密度的無人機。這一概念最初由茹科夫斯基空軍學院和私營企業提出,包括同時發射 100 多架無人機,每架配備 5.5 磅重的彈頭。
俄羅斯還測試了 S-70 Okhotnik UCAV,該無人機與俄羅斯戰斗機編隊一起扮演 "忠誠僚機 "角色,穿透對手領空。俄羅斯還在 2020 年公布了一個更輕型的 "忠誠僚機 "項目,代號為 "Grom"。俄羅斯人意識到美國和中國在蜂群自主領域的領先地位,并正在開展研發和產品開發活動,以便在未來十年縮小在這些細分領域的差距。
圖:俄羅斯的S-70“鄂霍特尼克”忠誠僚機與蘇-57戰斗機
中國是最接近美國高密度無人機群能力的國家,正在開發人工智能賦能的自主無人機群。最近,中國電子信息產業研究院(CAEIT)測試了由 CH-901 無人機組成的 48 x 管發射無人機群。中國電子信息產業研究院過去曾在 2017 年演示過 200 架無人機的軍用蜂群。中國公司還展示了令人印象深刻的 1000 多架無人機群,使用四旋翼無人機進行大型公開展示,但這些無人機是地面控制的,不具備分布式智能。中國正在整合現有的無人機群,與軍方一起發揮強大的協作自主作用。中國還在研制一款忠實的僚機--中航工業 601-S "暗劍",它將與第四代和第五代戰斗機平臺協同作戰。
其他開發無人機群技術的國家還有以色列,但以色列對此類計劃的細節保密。不過,考慮到以色列多年來使用無人機作戰的性質,我們有理由相信,該技術已經成熟,并已部署到其無人機機隊和巡航彈藥上,其中一些已通過癱瘓敘利亞反導網絡得到驗證。
有趣的是,IAI 提供了基于智能手機的蜂群指揮和控制應用程序,并在全球銷售。土耳其已通過 TB-2 等國產平臺在敘利亞和利比亞證明了成熟的 MALE 無人機能力,該國也有各種蜂群無人機計劃。其中最主要的是 "卡古"(Kargu)四旋翼無人機,它可以在戰術戰場上發揮動能攻擊作用。土耳其正力爭在未來成為全球無人機大國。然而,最近美國對其國防工業的制裁很可能會限制從西方引進高科技。
圖:土耳其軍隊已經部署了500多架卡爾古蜂群無人機系統進行動能攻擊
伊朗是另一個在團體作戰中使用無人機的中東國家。伊朗已將無人機作為其軍事戰略的主要支柱。伊朗當局使用無人機主要有兩個目的--偵察和攻擊,伊朗有能力在地平線上空和大多數天氣條件下執行任務。其中包括能夠投擲炸彈或發射導彈并返回基地的無人機,以及尋找機會目標的 "神風特攻隊 "無人機。
伊朗當局在后者上取得了更大的成功,這在 2019 年沙特油田襲擊事件中就可見一斑,當時使用了伊朗制造的無人機和巡航導彈。雖然在飛行器集群方面可以實現基線協作自主,但伊朗和土耳其尚未在其無人機群中展示出真正的分布式情報能力。但他們的努力清楚地表明了該技術的成熟和擴散。
在印度,印度空軍自 2019 年以來一直在通過其 "美赫巴巴"(Meher Baba)計劃開拓蜂群無人機的研發工作。該計劃旨在深入開展人道主義援助和救災(HADR)行動。
另一方面,印度陸軍在 2021 年 1 月新德里的印度建軍節閱兵式上展示了成熟的進攻能力,75 架自主無人機組成的蜂群采用分布式智能和邊緣計算,以神風特攻的方式摧毀了各種模擬目標。在演示中,偵察無人機對目標進行調查,然后由攻擊無人機和母機釋放有效載荷和裝有爆炸物的神風特攻隊無人機實施攻擊。西方評論家注意到印度陸軍演示的幾個重要特點,并將其與美國圍繞無人機所做的努力進行了比較,后者通常強調大型同質蜂群。他們指出,印度的原創性工作在世界上首次公開展示了異質蜂群,這可能是該領域的未來發展方向。印度的一家新創公司 "新空間研究與技術公司"(NewSpace Research & Technologies)與印度陸軍合作開展了蜂群開發項目。
圖:2021年建軍節,印度陸軍在新德里展示了一架75架無人機
印度的印度斯坦航空有限公司(HAL)推出了空中發射靈活資產(ALFA -S)空中發射蜂群無人機系統,作為其下一代空中作戰編隊系統(CATS)的一部分。這是一項獨特的計劃,利用空中發射的遠程載具和蜂群單元網絡來滲透有爭議的空域。美國空軍的空軍研究實驗室正在就 ALFA-S 的各個方面與印度進行合作。NewSpace Research & Technologies Pvt Ltd 也是 HAL ALFA 計劃的合作伙伴。
HAL CATS 計劃的另一個組成部分是 "勇士 "忠誠僚機資產。該僚機用于執行防空和進攻性打擊任務,將與印度的 Tejas LCA 和即將問世的 AMCA 第五代戰斗機一起發揮 MUM-T 的作用。值得注意的是,印度的本土研究力量和政府的 "印度制造 "推動了印度對顛覆性技術的接受,在某些領域與世界各國的類似努力不相上下。HAL 在班加羅爾舉行的 "2021 印度航空展 "上首次展示了 "勇士 "的 1:1 模型。
值得注意的是,雖然無人機群可能還不能成為最終的 "產品",但在未來十年內,基本的無人機群技術在全球范圍內的擴散是不可避免的。無人機蜂群技術是機器人戰爭的下一個發展方向,雖然各國政府在過去幾年中已經透露了無人機蜂群技術的進展情況,但這些進展大多是保密的。問題不在于是否使用無人機群,而在于何時何地使用無人機群作為成熟的作戰概念(ConOps)的一部分。
圖:HAL的CATS Warrior無人僚機在2021年印度航空展上亮相
對大多數國家來說,"蜂群作戰概念 "是一個 "障眼法",只有通過利用數百個異質蜂群單位進行臨床和強有力的實地試驗,才能使其成熟起來。最終用戶承擔的這種 "規模和相關成本 "將決定動態采用、有意義的作戰方式和可接受的將蜂群作為真正戰劑加以利用的上崗時間表。正是在這一點上,美國和中國等國家比世界其他國家具有明顯的優勢,可以在各種任務中部署蜂群無人機能力,其規模將使其在未來數字化競爭的空域中處于有利地位。
Sameer Joshi 是印度空軍退役戰斗機飛行員,擁有駕駛米格-21 和幻影-2000 噴氣式戰斗機的經驗。除了是一名創業企業家,他還對航空航天、國防和軍事歷史有著濃厚的興趣。
城市戰爭是今天和明天的戰爭。過去三年中最重要的戰爭都是在城市地區進行的,這也是未來戰爭的先兆。
2020 年 9 月 27 日至 11 月 10 日,阿塞拜疆在第二次納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭中與亞美尼亞兵力交戰,阿塞拜疆特種部隊和輕步兵在大炮和無人機的支援下成功實施滲透攻擊,奪取了納戈爾諾-卡拉巴赫的決定性地形舒沙市,取得了軍事勝利。2021 年 5 月 11 日至 21 日的以色列-哈馬斯戰爭是現代城市作戰的典范,因為這場戰爭是在加沙城和城下的隧道中進行的。
加沙估計有 75 萬人口,世界人口評論網站將其評為地球上人口最稠密的城市之一。俄羅斯于 2022 年 2 月 24 日對烏行動,揭開了俄烏戰爭的序幕。圍攻馬里烏波爾等戰役只是現代戰爭中城市戰斗的一個例子,人數和武器均處于劣勢的烏克蘭士兵從 2 月 24 日開始守衛這座城市,直到 2022 年 5 月 20 日他們在亞速爾工廠的最后據點投降。在軍事領導人和系統設計人員調查這些沖突時,研究、訓練、裝備和準備城市戰的迫切需要是顯而易見的,也是迫在眉睫的。
圖:無人機正成為戰爭中必不可少的武器,在城市作戰中更是如此。在這張圖片中,一名以色列士兵展示了一種專為城市作戰設計的游蕩彈藥。 圖片來源:埃爾比特系統公司
對俄烏戰爭中的城市行動進行深入研究后會發現,圍攻大城市(如馬里烏波爾,俄軍用了 86 天時間,在炮兵和空軍的配合下,用 14 000 名兵力擊敗了大約 4 500 名烏克蘭人組成的守城部隊)是很困難的。另一種選擇是攻擊守城,這是一種混亂而血腥的行動,就像我們 2022 年 2 月在基輔看到的那樣,而且會以兇猛的速度消耗軍事力量。在 21 世紀打贏城市戰斗需要新思維,但最重要的是需要有效的情報監視和偵察(ISR),用于確定傳感器、射手和干擾器的目標位置。
ISR 傳感器在開闊的地形中效果最佳。建筑物和鋼筋混凝土結構阻礙了城市環境中的視線傳感器。一些新技術將提高傳感器系統在城市環境中克服這一問題的能力。傳統的殺傷鏈使用單獨的傳感器和射手系統,存在時間差,使目標無法躲避打擊。在前面提到的三場戰爭中,殺傷鏈的時滯都降低了動能打擊的效果。為了減少這種時間差,人們開發了 "從傳感器到射手 "系統,使用戶能夠迅速確定目標的合法性,然后使用一系列可能的武器對其實施打擊。這些系統可將殺傷鏈縮短到幾秒鐘。為縮短殺傷鏈所作的進一步努力導致傳感器和效應器合二為一。
以色列的技術公司在開發機器人系統和隱蔽彈藥方面已顯示出領先地位。例如,以色列制造的 Harop 和 Orbiter 空對空彈藥在阿塞拜疆第二次納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭的 44 天決定性勝利中發揮了關鍵作用。總部位于以色列的防務公司埃爾比特系統公司(Elbit Systems)在此經驗的基礎上,正在開發網絡化自主機器人,以主宰戰場。
埃爾比特公司的 Legion-X 系統將各種類型的多領域機器人傳感器連接成一個網絡蜂群。根據埃爾比特公司的說法,"Legion-X 是一種基于機器人平臺和異構蜂群的自主網絡化作戰解決方案......Legion-X 在同級/近似同級對手作戰場景中具有優勢,能夠協調部署由連接的異構自主平臺和有效載荷組成的蜂群"。
Legion-X 網絡實現了對空中和陸地機器人武器的'一對多'控制(一名操作員控制數十個系統)。無線局域網(Wi-Fi)用于交換語音、數據和流媒體視頻。在沒有 Wi-Fi 的地區,Elbit 的寬帶戰術數據通信網絡可通過陸地或空中系統提供軟件定義無線電 (SDR) 網絡。為了增強彈性,該網絡覆蓋北約所有移動頻段,不依賴全球定位系統(GPS)。
Legion-X概念的一個關鍵要素是專為城市作戰設計的LANIUS隱蔽彈藥。LANIUS 是一種超視距 (BLOS) 游蕩彈藥,具有自主感知和攻擊能力。該系統通過 Wi-Fi 或 SDR 網絡與網絡中的其他連接系統進行通信。機載計算和人工智能(AI)可幫助 LANIUS 避免與其他物體碰撞,并同時進行定位和繪制環境地圖。LANIUS 是一種短程武器,飛行時間為 7 分鐘,可攜帶致命或非致命有效載荷,飛行速度可達 20 米/秒,或在一個地方懸停。微型無人機還可以從一個更大、射程更遠的無人機母艦上發射。在清理建筑物時,十幾架裝有高爆彈頭的 LANIUS 迷你無人機可以從母艦上自主發射,搜索并摧毀目標。在未來的城市戰斗中,士兵們很可能會使用 LANIUS 這樣的無人機,就像二戰中清理房間時使用手榴彈一樣,只不過這些智能無人機在提供爆炸效果的同時,還能提供建筑物內情況的實時視頻。
每次作戰行動都需要找到敵人,然后對其實施打擊。無論武器多么先進,在城市戰斗中將人類作戰人員置于危險境地都會造成人員傷亡。烏克蘭城市地區的戰斗表明,城市是一個復雜的戰斗空間,難以駕馭,難以征服。城市地形為防御兵力提供了隱蔽、堅固的陣地,以及在每棟建筑和每條道路上埋伏的機會。在正在進行的俄烏戰爭中,俄軍在出兵之前就用各種形式的火炮摧毀了大片城鎮。要避免出現這種情況,需要新的思維,而美國國防部高級研究計劃局(DARPA)正在努力提供一種解決方案。
DARPA 決心開發并利用人工智能來增強用于城市 ISR 和作戰行動的軍用機器人系統。2021 年 3 月,DARPA 信息創新辦公室副主任 Matt Turek 博士在國防戰備研討會上宣布,人工智能對 DARPA 120 多個最重要的項目至關重要。圖雷克補充說,DARPA正在開發一項 "可解釋人工智能 "計劃XAI,以實現 "第三波人工智能系統,在這一系統中,機器理解其運行的背景和環境,并隨著時間的推移建立底層解釋模型,使其能夠描述真實世界的現象"。"這將創建人工智能系統,使其能夠學習環境以執行各種任務。第三波人工智能讓計算機成為人類作戰人員的得力伙伴,而不僅僅是工具。2023 年 2 月,DARPA 的 "空戰進化 "計劃展示了人機合作的一個實例,該計劃使 F-16 "獵鷹 "戰斗機能夠在人工智能的幫助下獨立運行。該飛機更名為 X-62A 或 VISTA(可變飛行模擬器測試飛機),在人工智能的控制下進行了多次飛行。這種人工智能將使無人駕駛飛機成為有人駕駛飛機的 "忠實僚機"。當與閑逛彈藥一起使用時,人工智能將增強無人機群的自主和協作能力。這些測試使網絡化自主無人機成為美國空軍資助和開發的重中之重。
2021 年 11 月 16 日,在 "進攻性蜂群戰術"(OFFSET)項目的最后一次實地實驗中,一群無人機掃描了坎貝爾堡的卡西迪靶場綜合體。DARPA 的研究人員設計的 OFFSET 允許步兵部隊使用多達 250 架以上的無人機群來完成城市環境中的各種任務目標。圖片來源:美國陸軍/Jerry Woller
DARPA 的 "進攻性蜂群戰術"(OFFSET)計劃利用無人機群解決城市作戰中的 ISR 和打擊問題。DARPA 網站稱,OFFSET 計劃 "設想未來小股步兵部隊使用多達 250 架以上的無人機系統和/或無人地面系統組成的蜂群,在復雜的城市環境中完成各種任務。通過利用和結合蜂群自主和人類-蜂群團隊合作方面的新興技術,該計劃旨在實現突破性能力的快速開發和部署"。
這一概念將協作、聯網的無人機群和 UGS 與士兵結合起來,為城市作戰提供無與倫比的感知和打擊能力。無人機群將同時充當傳感器和射手,隔離城市戰斗空間中的建筑物或區域,并實施城市突襲。未來的城市戰斗將由飛行和滾動的機器人系統取代士兵蜂擁進入城市并接受由此帶來的重大人員傷亡。總之,使用網絡化的自主無人系統,以蜂群的方式進行作戰,將改變戰爭的方式。
實時態勢感知是城市戰斗中的戰斗力倍增器,而 ISR 無人機是當今每支現代兵力的基本工具。只要有幾千美元,任何人都能買到價格低廉的一次性小型無人機(sUAV)。幾乎每個國家都在制造無人機,其中最昂貴、能力最強的系統由中國、美國、歐洲、以色列、土耳其和伊朗制造。無人機在俄烏戰爭中發揮了巨大作用,烏克蘭 Aerorozvidka(烏克蘭語:Аеророзв?дка,"空中偵察")使用的大部分無人機都是DJI無人機改型。Aerorozvidka 是一支由烏克蘭軍隊無人機操作員組成的部隊,他們在戰前是無人機愛好者,但現在已成為無人機駕駛專家。
烏克蘭正在使用無人機執行情報、監視、偵察(ISR)和打擊任務,以擊敗俄羅斯入侵者。圖為 2020 年,一架 R18 無人機在 "Shyrokyi Lan "靶場進行轟炸測試。圖片來源:Aerorozvidka 無人機部隊
無人機以低成本提供軍事能力。成本從幾百美元到幾千美元不等的小型四旋翼無人機可以用來觀察城市街區,并能在建筑物內機動,但從中高音觀察城市作戰空間也是城市作戰所必需的。從高空作業的系統提供了一種手段,可以揭露不在建筑物內或隱藏在地下的敵方兵力。有人駕駛飛機可以提供中高空 ISR,但在高威脅環境中,這一任務由高空長航時(HALE)和中空長航時(MALE)無人機完成。然而,當考慮在大城市或特大城市進行城市作戰時,中高空 ISR 是不夠的。需要持久的 ISR。為了提供持久的 ISR,需要采取多層次戰略,包括利用衛星的空間層、平流層層和中高大氣層。
在地球靜止軌道或低地軌道(LEO)上環繞地球運行的衛星可從太空提供 ISR。有人駕駛飛機以及 MALE 和 HALE 無人機提供大氣層覆蓋。缺口似乎在第二層,即平流層,從海平面以上 7-20 千米(取決于緯度)延伸到大約 50 千米。
為了突破這一缺口,美國陸軍一直在試驗無人平流層 ISR 系統。從平流層運行的飛行器可以拍攝高分辨率圖像,以相對較低的延遲傳輸和中繼通信,加速視頻饋送和數據處理,提供敵方威脅的早期預警,并能干擾敵方的雷達和通信系統,其效果優于太空中的衛星。這些能力對于大城市的作戰行動至關重要。2021 年,美國中央司令部(CENTCOM)和美國海軍水面作戰中心(NSWC)發布了一份使用平流層氣球和太陽能滑翔機無人機的解決方案請求(RFS),美國軍方強調了他們對平流層的興趣。過去五年中進行的測試主要集中在平流層的操作上,以便在不允許的環境中進行持久作戰。
在平流層站穩腳跟的一項努力是開發一種名為 "Zephyr "的平流層高空無人機,該無人機由歐洲空中客車公司制造,英國奇奈蒂克公司(QinetiQ)設計。空中客車公司稱 Zephyr 為 "太陽能高空偽衛星"(SHAP-S),幾乎可以從任何地方按需發射。Zephyr-8 是美國陸軍正在測試的這種超輕型碳纖維無人駕駛飛機的最新型號之一。它的重量不到 75 千克,翼展可達 25 米。機翼和尾翼表面裝有大型太陽能電池板,白天為飛機供電,夜間為鋰硫電池充電。由于 "澤法 "非常輕巧,6 到 8 個人就可以將其抬起來發射,由兩個螺旋槳驅動的發動機將其升入空中。
美國陸軍的 "澤法爾"-8 原型機于 2022 年夏天在 18288 米(60000 英尺)的高空飛越了美國南部、墨西哥灣和南美洲,飛行了 64 天,直到 2022 年 8 月 8 日在亞利桑那州沙漠墜毀。美國陸軍沒有透露墜毀的確切原因,只是說 "澤法 "號經歷了 "導致其意外終止的事件"。澳大利亞也購買了一架 "澤法",它于 2019 年 9 月 28 日墜毀,當時它上升到 2438 米(8000 英尺),執行了一系列不受控制的轉彎,但因空氣湍流而失效,螺旋式下降,并在下降過程中解體。官方確定墜機原因是大氣條件不穩定。未來的城市行動不僅包括以傳統的空中優勢主宰空中,還包括主宰平流層。
美國軍方多年來一直使用航空浮空器提供實時、持久的情報監視和偵察 (ISR) 信息。在這張照片中,第 84 雷達評估中隊(RADES)于 2019 年 11 月 13 日在亞利桑那州瓦丘卡堡對系留航空浮空器雷達系統(TARS)進行了分析和優化,以支持國土安全部(DHS)和海關與邊境保護局(CBP)。 圖片來源:USAF/GS-11 Deb Henley
在平流層放置傳感器和干擾器是一項日益增長的軍事需求。在大多數軍事行動中,"Hi-Lo "組合(將昂貴的高端系統與價格較低但功能強大的低端系統結合起來)提供了一種制勝的平衡。氣球可作為城市行動 "Hi-Lo "解決方案的一部分,可配置為支持具有 Wi-Fi 連接的無人飛行器群,在城市峽谷等死角將無人機聯網。這種 "Hi-Lo "組合可提供冗余和彈性,成本也低于有人駕駛或 HALE 和 MALE 無人系統。最新的 "輕于空氣"(LTA)系統可攜帶大型復雜的 ISR 和通信包,為城市上空提供持續監視、網絡連接和電子戰(EW)支持。軍用 LTA 飛行器被稱為 "平流層飛行器",可在平流層運行,為反無人駕駛飛行器(C-UAV)防御提供 ISR。
航空氣球既可以系留,也可以自由飛行。這些高空氣球的飛行高度高于飛機,但低于衛星,距離地面 18 288 米(60 000 英尺)至 30 480 米(100 000 英尺)。美國洛克希德-馬丁公司(Lockheed Martin)是參與軍用航空氣墊的主要國防公司之一。洛克希德-馬丁公司在二戰前就與美國海軍合作研制軍用氣球。美國曾在低空使用系留戰術航空浮空器,用于監視美國南部邊境,打擊販毒活動。自2013年以來,洛克希德-馬丁公司的420K航空氣球系統一直是美國日常使用的唯一ISR和通信氣球,直到拜登政府切斷資金并決定在2023年底將其停飛。洛克希德-馬丁公司的另一種戰術氣球型號是洛克希德-馬丁 74K 氣球,專門用于低空軍事持續監視和通信。該飛行器長 35 米,系有光纖傳輸電纜。它可以攜帶 500 公斤的有效載荷。
飛行高度較高的飛行器可為城市作戰行動提供顯著的廣域監視和通信優勢。洛克希德-馬丁公司的高空飛艇(HAA)可在平流層中運行,為城市上空的無人持久和持續地球靜止 ISR、EW 和通信提供了能力。由于它在典型的高度上運行,大多數短程防空(SHORAD)系統都無法將其擊落。由于 HAA 可以在地面站或衛星中繼站的指揮下在空域內機動,因此不需要系繩。氣球通常的有效載荷包括監視雷達、慣性導航系統、熱成像和日間照相機以及電子情報和通信情報包。雖然美國沒有武裝氣球,也無意這樣做,但其他國家可能不會這么猶豫。在平流層運行的武裝氣球可以成為進行精確轟炸的武器平臺。
由于 Block 40 "全球鷹 "機隊在現代防空面前已無法生存,美國空軍預計將在 2027 年用更現代化、能力更強的系統替換 "全球鷹 "機隊。圖為2020年10月23日,一架RQ-4 "全球鷹 "被拖過北達科他州大福克斯空軍基地的飛行線。 圖片來源:美國空軍/高級飛行員 Elora J. McCutcheon
世界正變得越來越危險。爆發大國戰爭的可能性似乎正在上升,而且有可能同時爆發多場大規模戰爭。在當前的俄烏戰爭中,城鎮中的戰斗是主要的作戰環境,從這場戰斗中得到的主要教訓是,城市戰斗是無法避免的。盡管希望避免在城市作戰,但這是不可能的,必須為此做好準備、進行訓練和裝備。技術無法單獨應對城市作戰的挑戰,但它為烏克蘭的血腥戰斗提供了另一種選擇。
未來城市作戰空間中的 ISR 將以蜂群式感知和打擊系統以及控制城市上空和平流層的手段為特征。在安全范圍內提供高精度多域 ISR 的平臺將改善網絡,提供干擾敵方系統的手段,并使無人機行動贏得城市戰斗。人工智能、微型化和自主無人系統正在推動戰爭發生這些變化。
未來十年,兵力將從現在的獨立能力網絡作戰轉變為系統群作戰。保羅-沙雷(Paul Scharre)在 2014 年發表的題為 "戰場上的機器人技術第二部分:即將到來的蜂群"(Robotics on the Battlefield Part II the Coming Swarms)的研究報告中預言 "新興的機器人技術將使明天的兵力以蜂群的形式作戰,比今天的網絡化兵力具有更大的質量、協調性、智能和速度。低成本的無人系統可以大量建造,'淹沒區域',以其數量壓倒敵人的防御。網絡化的合作式自主系統將能夠實現真正的蜂擁--分布式元素之間的合作行為,從而形成一個協調一致的智能整體。
在城市作戰中,這些無人系統將提供大規模的偵察和打擊能力,這是在沒有過多人員傷亡的情況下贏得城市戰斗的必要條件。隨著兵力部署成群的聯網無人機,這些無人機將提供無處不在的 ISR 和打擊能力。戰爭的主導權很快將屬于成群的聯網機器人平臺,它們可以自主感知、打擊和干擾敵方兵力。這些武器的成本不會很低,但在下一場戰爭中,它們將引發一場變革,其意義不亞于機槍和坦克在 20 世紀所引發的變革。為了適應這些不斷變化的戰爭方式,我們必須換位思考,及時行動。
隨著美國海軍陸戰隊的重點轉向大國對手,它必須解決訓練和裝備方面的不足,以保持電磁頻譜(EMS)中的彈性通信,否則就有可能在未來的沖突中無法通信。
美國海軍陸戰隊的行動依賴電磁頻譜來支持關鍵功能,包括指揮、控制、通信、情報、監視和偵察。在最近的大規模作戰行動中,美國海軍陸戰隊面對的敵人在干擾或爭奪電磁頻譜的技術能力方面相對較低。隨著大國競爭的興起,這種威脅已經發生了變化。同行對手已準備好挑戰美軍在有爭議的電磁環境中作戰的能力。美國海軍陸戰隊在關注同級對手的同時,需要提高對這種有爭議環境中作戰的理解和熟練程度。美國海軍陸戰隊應研究戰爭博弈技術的進步,并投資于抗電磁干擾能力更強的通信系統,以訓練和裝備部隊應對同行競爭。戰爭博弈技術的進步為海軍陸戰隊提供了一個寶貴的學習工具,使未來的領導者做好準備,在這個不明確、不熟悉的環境中開展行動。設備投資將實現一個多樣化、有彈性的通信系統,能夠在與同行國家的沖突中幸存下來。
美國海軍陸戰隊目前缺乏在有爭議的電磁頻譜環境中開展軍事行動的訓練或裝備。重新審視舊的理論,并將電磁頻譜作戰引入戰爭游戲和軍種演習,將提高美國海軍陸戰隊與同級對手競爭的能力。
自Goldwater-Nichols以來,地理作戰司令部執行支持國家戰略的規劃和行動。多年來,作戰司令部的組織結構基本保持不變。對于一些戰爭領域,這已經導致了成功的聯合互操作性。新的和正在出現的技術、威脅和服務能力正促使聯合部隊在信息戰方面的現代化需求。一種方法是啟用一個新的組成部分指揮官,即 "聯合部隊信息戰組成部分指揮官"。通過分析戰略競爭對手的信息戰進展、各軍種和盟國的信息戰工作以及目前的司令部參謀模式,很明顯,要在信息環境中作戰并取得勝利,就必須進行變革。
無人機系統(UAS)和其他相關技術(人工智能或AI、無線數據網絡、擊敗敵方電子戰的電子支援措施)已經發展到一個新的地步,無人機系統被認為原則上能夠執行目前由有人駕駛飛機執行的幾乎任何任務。
因此,許多武裝部隊正在積極試驗有人-無人編隊協作(不同的縮寫為MUM-T或MUMT)。通過將有人和無人資產作為一個單位而不是單獨部署,無人機最大限度地發揮了其作為力量倍增器的價值,提高了在高度競爭性空域的殺傷力和生存能力。無人機系統的直接控制權可由飛行中的有人單位或單獨的空中、地面或海上指揮中心掌握。隨著時間的推移,人工智能的進步將允許無機組人員的編隊元素自主地執行大部分任務。這最終可以將人類干預減少到最低,只保留任務目標的輸入、交戰規則的定義和武器釋放的授權。事實上,這種自主能力對于MUM-T概念來說是至關重要的,以防止人類飛行員被控制無人機的額外任務所淹沒。 無人機系統的主要應用包括:
在“武裝護衛”角色中,無人機系統可以在有人平臺執行任務之前壓制敵人的防空設施(SEAD角色),或者作為一個外部武器庫,使單一的有人駕駛飛機在每次任務中能夠攻擊大量的目標。
在21世紀初,美國軍隊專注于反叛亂行動,而俄羅斯等競爭對手則專注于常規軍事力量的現代化,威脅著美國的軍事主導地位。美國軍事能力差距的縮小,加上新興技術,如網絡空間、太空和電磁波譜,改變了戰爭的特點。美國陸軍的應對措施,即多域作戰(MOO),試圖利用融合的概念,快速而持續地整合所有軍事領域、電磁波譜和信息環境,以賦予軍事優勢。為了實現融合,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間協議,修改人員結構,并修改人事政策。后越南時代空地戰的發展和隨后的 "沙漠風暴行動 "提供了一個歷史案例研究,重點是為實現陸域和空域的融合而進行的組織變革。目前美國軍隊現代化的體制機制主要是在空地戰時期發展起來的,可能需要調整,以確保適應實現MDO融合。
隨著2015年國家安全戰略的發布,標志著美國正式將國家安全重點從過去14年的沖突中轉移。盡管在阿富汗和伊拉克的行動仍在進行,但該文件提到部署的部隊兵力從2009年的約18萬人減少到公布時的不到15000人。雖然仍然承認暴力極端主義組織的威脅,但美國開始將國家安全重點從全球反恐戰爭(GWOT)轉向大國競爭。這種轉變隨著2017年《國家安全戰略》和2021年《臨時國家安全戰略》的發布而加劇,該戰略特別指出俄羅斯等是挑戰美國實力、利益、安全和繁榮的國家。俄羅斯和其他國家競爭者專注于其部隊的現代化,而美國則專注于在伊拉克和阿富汗的反叛亂行動。這增加了競爭者的能力,并對美國的軍事主導地位構成了威脅。美國陸軍的多域作戰(MDO)概念是對美國陸軍領導層提出的安全問題的回應。它是美國陸軍理論、組織、訓練、物資解決方案、領導、人員、設施和政策(DOTMLPFP)現代化的核心重點,以保持對所有對手的競爭優勢。
MDO的一個核心主題給軍隊帶來了新的問題,即技術的出現和普及改變了戰爭的特征。互聯網的發展和全球日常生活的許多方面對這一現象的依賴引起了網絡空間的競爭,其影響可能會影響傳統的戰爭形式。對基于空間的能力的更多依賴和公認的空間軍事化,同樣代表了在以前的沖突或理論中沒有完全實現的戰爭轉變。能夠利用電磁波譜(EMS)的技術,雖然在整個20世紀都在使用,但在21世紀更加普遍,對戰爭的可能影響也更大。所有這些發展都是隨著信息時代的到來而出現的,增加了信息環境在影響戰爭行為和結果方面的重要性。
擺在作戰人員面前的問題是如何將這些新出現的能力與現有的和經過驗證的框架進行最佳整合。美國陸軍的答案是:"......在所有領域、電磁波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,以戰勝敵人......" 為了完成這一任務,美國陸軍必須與其他軍種進行聯合開發,制定軍種間的協議,修改人員結構,并修改人事政策。海灣戰爭時期空地戰的發展代表了美國空軍和美國陸軍的成功整合,以實現其主要領域的融合,并在DOTMLPFP的各個類別中發生變化。對這一時期土地和領域整合的分析可以為未來網絡空間、空間、信息環境和環境管理系統的領域整合提供有益的見解。
MDO結構廣泛地使用了領域一詞,這一概念是理解融合的一個核心概念。MDO中使用的領域一詞符合聯合出版物(JP)3-0《聯合作戰》中描述的該術語的聯合用法。 聯合條令沒有明確定義領域;然而,它確實將領域的概念貫穿于理解作戰環境和如何組織聯合作戰的描述中。該術語并不意味著所有權或排他性,因為單一軍種可以在多個領域內運作。目前公認的聯合行動的物理領域有四個:陸地、空中、海上和太空。信息環境產生了第五個聯合領域,即網絡空間。
聯合條令并不承認信息環境是一個領域。然而,與四個物理領域和環境管理系統一起,聯合條令將其視為作戰環境的一個主要組成部分,并將其視為一種聯合功能。JP 3-0將信息環境定義為"......包括并聚集了眾多的社會、文化、認知、技術和物理屬性,它們作用于并影響知識、理解、信仰、世界觀,并最終影響個人、團體、系統、社區或組織的行動。" 網絡空間作為一個領域存在于信息環境中。電磁環境,即所有頻率的電磁輻射范圍,也是作戰環境的一個重要因素,但聯合條令并不承認它是一個獨立的領域。
將四個物理領域、網絡空間、信息環境和環境管理系統結合起來,就產生了MDO的融合概念。簡單地說,融合是美國陸軍編隊利用作戰環境的所有可能方面,在武裝沖突中創造對敵人的優勢,利用這種優勢,并取得勝利。部隊通過跨領域的協同作用實現融合,這是MDO理念的核心原則。這個術語也起源于聯合條令,被定義為 "在不同領域的能力的互補性,而不僅僅是相加,從而使每一種能力都能增強其他能力的有效性并彌補其他能力的脆弱性"。融合的產生是由于接受了美國將無法在近距離或同行沖突中享有未來領域的優勢,而是需要使用來自多個領域的協調效應來讓出優勢。
支撐這一分析的理論框架是作戰藝術,即 "在......技能、知識、經驗、創造力和判斷力的支持下,制定戰略、戰役和行動,通過整合目的、方式、手段和評估風險來組織和使用軍隊的認知方法"。MDO是一個作戰層面的構造,旨在為指揮官提供一種方法,通過協調使用所有可用資源,在競爭、危機或武裝沖突中取得戰術勝利。然而,除非在政治目標的背景下實現,否則這種勝利是沒有意義的。然而,將戰術結果與政治目標聯系起來,不屬于本研究的范疇,本研究的重點是戰爭的作戰和戰術層面。
MDO融合領域的新興性質和已發表作品的匱乏限制了這項研究。對后越南時代到今天的發展時期的研究限定了本項目的范圍。雖然在整個軍事史上還有其他領域融合的成功案例,但本研究沒有考慮這些案例。這種劃分也排除了海上、空中和陸地融合的成功案例,這些案例可能會產生比只考慮空中和陸地領域更多或相互矛盾的見解。本研究重點關注美國在空中和陸地融合方面的努力以及對美國陸軍MDO的影響,排除了其他國家的MDO概念發展案例和其他領域融合的歷史案例。最后,本研究主要分析了MDO融合的作戰和戰術影響,因為戰略分析不是MDO構建的重點。
這個項目接受了MDO的一般方法,將其作為一個有效的結構來處理后GWOT時代出現的近距離或同行競爭問題,并作為美國軍隊現代化的基礎。這種方法的一個固有的假設是,實現所有領域、信息環境和EMS的MDO融合會產生對對手的明顯優勢。鑒于持續增加總部組織的規模和復雜性的趨勢,如從2001財年到2012年,作戰指揮部人員增長了50%,增加人員的規模和復雜性可能會阻礙決策和組織適應。最后一個假設是,美國陸軍不能以目前現有的框架實現MDO的最佳融合,這意味著美國陸軍需要進行組織變革以充分實現現代作戰環境的好處。
這個項目采用了案例研究的方法,研究了空地戰發展背后的理由和事件,它的持續演變,以及這個過程在目前的服務和聯合DOTMLPFP類別中是如何體現的。這既代表了極端的情況,因為美國陸軍和美國空軍元素在作戰環境中的接近帶來了自相殘殺的危險,也代表了關鍵的情況,因為空陸一體化的發展可能適用于其他領域、信息環境和環境管理系統。這種分析也可能發現案例研究是務實的,揭示了一種有效的方法來實現與新的戰爭領域的銜接。本研究的一般格式是從文獻回顧,到方法概述,案例研究本身,分析和發現,最后是結論。