|
作战概念 拒止环境协同作战既是美军提出的新概念，也是新技术，美国防高级研究计划局按照先提概念，尔后进行虚拟实验、技术验证和实装演示等步骤，逐步推进。这其中我们不仅要借鉴其概念本身的内容，更需要注意其概念从生成到实现的过程。作战概念绝不仅仅是文字游戏，仅关在办公室里想出来的，而是需要大量技术验证推导出来的，是要通过大量概念片、实验、推演和实装试验逐步得出的。 美国防高级研究计划局（DARPA）正在推进拒止环境协同作战（CollaborativeOperations in Denied Environments, 缩写CODE）项目，以研发先进的自主化算法和监督控制技术，希望增强无人机或尖端导弹在拒止环境的作战能力。  研发工作以四个技术领域为重点：协同作战自主化、航空器层面自主化、监控界面，以及适用于分布式系统的开放式结构。关键的技术发展注重传感、打击、通信和导航等方面的自主化协同作战，以减少所需的通信带宽和人工系统界面。目前正在通过模拟和软件开发试图实现这些目标，最终将使用实体和虚拟资产在GPS 和通信拒止环境中进行大规模飞行演示。 自主化协同作战的含义比较模糊，但是用几个具体的例子也许可说明问题。 想 定 假定我方有12枚巡航导弹射入敌方纵深，寻找一个移动式地对空导弹（SAM）发射阵地。我们可以给每一枚巡航导弹单独指派一个搜索/击杀区，期望它找到和摧毁那个SAM 发射阵地。如果采用协同作战方式，这个巡航导弹组合可以设置一个经协调的搜索矩阵，相互传递有关兴趣目标的信息，调用多个传感器和方位角，提高准确识别目标的概率。此外，假定无法使用GPS，即失去了外界导航真实信息源，使准确定位和目标选定比较困难。但利用协同作战网络，则有可能确定相对位置。这个巡航导弹组合可以利用已知的地标或单一导航信标更新它们的位置。  实际上，在这个例子中，绝对位置不是那么重要。只要知道与目标的相对位置，就足以形成击杀链。一旦识别了目标，这些巡航导弹可以包围目标，在同一时间实施打击，使得对方的任何导弹防御系统招架不住。协同作战可极大地提高作战效能和效率，并可减少群射的导弹数量。这种基于效应的思路既可节省资源，又可优化任务成功。  协同作战的另一个重要方面是相干射频效应。具有高精度时钟的多个平台可以传送能够有益组合的波形。这样组合的波形其功率按平台数目的平方值增长，而不仅仅是各平台波形功率相加。因此，四个协同作战平台的相干组合信号可以提供高达16 倍的广播功率。如果相干组合数目更多的信号，则可产生极大的功率，显著扩大探测、通信和电子攻击范围，或者有助于通信信号突破敌方干扰。  在严峻的射频环境中进行协同作战时，有效地使用可用的带宽非常重要。其目的是使整个团队的所有成员都看到共同的态势感知画面。具体的做法是，通过行为和健康建模技术，减少每架航空器为了知道其他航空器的状况而需要获得的信息。 例如，每架航空器都能够根据内置模型计算团队内其他航空器上应该还有多少燃油，从而不需要连续不断地发送每架航空器上还有多少燃油的更新信息。因此，燃油状态更新信息只是偶尔发送，或者只需要在实际燃油存量偏离模型预期值时才发送。必须传递的信息有一个指派值，并且根据其对特定任务交战的重要程度予以压缩。早期研究显示，这么做可以逐渐取得极好的效果，把带宽需求减少二十倍之多。  大量的半自主化航空器置于一名任务指挥官的控制之下，必然需要对人与系统交互界面（HSI）有一个新的观念，其中的核心挑战在于如何在通信间歇受阻的拒止环境中与数十架无人机互动。即使在很大的工作压力下，人工操作员也必须能够保持态势感知。高功能自主化作战必须在了解形势的情况下才能采用，不可放弃合适的人工监视和控制。  与此同时，自主化航空器必须反应可靠，让人工操作员不断地增强信心。在各种人工操作与航空器遥控匹配模式中，MQ-1 无人机是一个极端例子，它由一名飞行员直接用人工控制所有的飞行功能。今后一个比较可行的模式是，无人飞行器自主应用指挥官的意图。就是说，无人机群带着明确界定的目标出发，即使与任务指挥官的通信中断，也能自主执行任务。根据交战规则，在执行武器投放或飞越地理界线等预定行动之前，必须通知指挥官，以获得其授权。与此同时，相关数据必须递交给任务指挥官，以便他能够做出明智的决定。但把来自众多传感器的原始数据全部传送给任务指挥官，其数量将大到难以承受。因而，可利用显示长期行为和任务相关趋势的特定信息作为行动参照依据，形成最优态势感知。在使用分布式人工操作团队方面有非常丰富的指挥与控制经验，可用于指导研发人机协作团队，但是研究工作应该充分发挥人工操作和机器的各自内在优势，不可仅仅因为我们熟悉固有的行为模式而盲目地因循守旧。  CODE 项目正在探索一整套任务规划工具和界面，以期克服这些挑战，向人工操作员提供适度的信息，使他们能对机器行使适度的控制。该项目的一个主要研究方向是找到符合童话故事中“金发姑娘适度原则”（Goldilocks zone）的适度范围。开放式系统结构对于CODE 通信干线的发展极为重要。现有的系统和尚未构建的新设计必须能够在允许连续改进的环境中共同运行。若要实现这个目标，必须向所有的相关方提供明确界定的界面，这些界面由政府拥有，适合快速整合、自主适调和灵活测试。开放式结构是一个设计承诺，必须融入系统研发的每一步。鉴于系统目标是促进许多不同资产的协同作战，开放式结构是实现CODE愿景不可或缺的条件。  目前有许多研发项目支持基于网络的载荷散布能力。能够提高整体作战能力，但是对CODE 愿景无关键作用的项目，仍应获得持续的资助。技术研发要求按部就班演进，从而具备可预测性，这是系统设计、原型制作和测试有效推进的关键。资金的骤然增加和减少会导致研发进程紊乱变化，从而增加成本。最重要的是，这种不可预测性会造成人才管理困难。只有延揽人才，尽其所能，给予他们探索新思路的自由，才能有创新。创造发明需要时间，科技突破不可预测。因此，只有持续提供稳定的资金流，长期留住人才，整体系统成熟才会有最佳成功机会。 潜在A2/AD 挑战最大的那些战区，都是地理广袤的区域，具体而言，是太平洋地区、南中国海、台湾海峡、俄罗斯及其以前的卫星国，我们在这些地区设置前进基地的机会极为有限。因此，远程平台对于未来的力量投送极为重要。例如，我们必须大量购置B-21远程打击轰炸机，用于支援作战灵活性。我们必须解决战术战斗机的航程局限性问题，还必须仔细考虑后勤支援。未来的战斗情景往往是几十架第五代战斗机和攻击机整装待发，准备突防进入A2/AD 环境的最纵深部分。  大型飞机的武器探测和交战区显著扩大，通常无法就近获得空中加油机的支援，因而战术战斗机或传统型无人机不能发挥作用。我们应该投资提高加油机的生存能力，使它们能够接近作战前缘。用传统型远程机动平台发射的小精灵无人飞机等非传统型无人机可提供另一个可行的选择方案。应该尽一切努力保障在关注区域的前进基地安全无虞。即使采取了这些措施，仍必须优先考虑拥有适当航程和突防能力的平台。对于使用大量战术航程战斗机或传统型无人机的作战情景，必须持怀疑态度。现在是面对现实提出质疑的时候： 这些飞机怎么抵达关注区域? 如果答案是空中加油和飞行员在战术型单座驾驶舱里每天坚持值勤20 个小时，显然不可取，会给飞行员的表现和疲劳恢复时间造成严重影响。要想拥有抗衡环境的制空权，需要有远程载人母机平台与不受疲劳影响的可消耗战术无人机协同作战，形成人机团队组合。甚至“战斗机”这个术语本身也可能有些过时，令人想起高度机动的小型格斗飞机。在未来的作战空间，把这些平台视为载人节点或传感平台/ 发射平台也许更加贴切。应该对远程载人控制平台的研发进行重点投资。  DARPA 的战略技术处始终致力于系统体系方法的研究，既是出于必需，也是为了把握内在的机会。部署一支能够按美国民众可以承受的成本击败未来敌方的军队，是该项研究的驱动因素。系统体系方法采用网络化结构，将无人驾驶的低成本、低功能平台与可选用的有人驾驶高成本、高功能平台联网作战。低成本平台能够增强高成本平台的军事效能和生存能力，并能保护系统结构中的人工操作员。不同类型平台的集成有助于整个系统减少薄弱环节。可以购买足够数量的低成本平台，借助它们导致敌方的防御能力达到饱和状态，于是一定的数量优势自行转化成质量优势。这样即可取得作战主动权，迫使敌方面对复杂形势和付出一定的代价。开放式结构和较低的投资风险可促进低成本平台的快速创新研发。新型航空器、传感器和指挥与控制核心的周边系统能够快速适调，对整体系统几乎不会带来任何风险。 未来的A2/AD 作战空间包含多个防御层次，非常复杂。现有的基于平台的战略很可能无法在这种环境中取得制空权，而且在财力方面也是不可持续的。大幅度转向到基于网络的系统体系方法，可以克服这些挑战。  DARPA 对小精灵无人机项目、协作环境等项目的投资正在开辟通向未来可行解决方案的道路。作为一个研究机构，DARPA 只能在实现这个愿景的道路上走到这一步。要想使愿景成为现实，各军种必须接过火炬，制订支持这些努力的务实计划。空军的高层领导已经反复承诺要实现这个愿景。但是，在较低层级，出于可以理解的原因，对变革仍有很大的阻力。 思考 作战协同环境的搭建技术非常复杂，需要通过系统工程、通信技术、人工智能、信息信号、决策软件、导航定位和交战规则的一体化技术解决路径才能真正实现。DARPA的真正可怕之处在于其概念设计和技术整合能力，可将不同企业的技术力量，按照既定的概念组合起来，而克服体制障碍、门户之见。我们不缺空想家，而缺设计师和技术架构师。空谈误国，实干兴邦！ |
|
|
