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美国国防部使 JADC2 (联合全域指挥控制)成为现实需要的是实时、虚拟和构造(LVC)

 星星啊月亮呀 2023-04-19 发布于北京

像全域作战一样,CONOPS (作战概念)需要精湛的技术,LVC (实时、虚拟、构造)模拟也是如此,这样海军、空军和陆军就可以作为一个整体进行训练和作战。

海军是国防部现场、虚拟和建设性培训的领先实践者,HII 在开发 LVC 解决方案以支持海军方面有着悠久的历史。 (图片由 HII 提供)。

海军是国防部现场、虚拟和建设性培训的领先实践者,HII 在开发 LVC 解决方案以支持海军方面有着悠久的历史。图片由 HII 提供。

自从有常备军以来,勇士们一直在进行现场训练。自 1930 年代驾驶舱模拟器问世以来,他们就一直在进行虚拟训练。自从微型船只和坦克首次在桌面地图上移动以来,他们一直在进行建设性训练。

很明显,培训并不是什么新鲜事。然而,新的是实时、虚拟、构造 (LVC) 技术的集成,以创建一个混合环境,提供广泛的培训功能,这是任何离散 LVC 模拟技术都无法提供的。

L、V 和 C 的融合创造了有史以来最真实、最有效、最实惠的培训环境。它还可以帮助国防部执行其最雄心勃勃的战略来对抗实力相近的同行,由于从技术和成本角度来看这一挑战的艰巨性,这也引起了国会的注意。

该战略是联合全域指挥与控制(JADC2),旨在将传感器与射手连接起来,并提供来自所有作战域的数据:空中、陆地、海洋、太空和网络。然而,这些军种的主要 JADC2 项目——海军的 Project Overmatch(超越计划)、陆军的 Project Convergence (融合计划)和空军的先进作战管理系统 (ABMS)——是单独资助的,并且在最小的联合下独立运作。 

当美国军方进行三人训练时,如何才能真正训练其在遥远的距离和太空中以分布式方式进行战斗?它如何提高战备状态,让战士们掌握更好的技能,同时保持成本可承受,并减少船舶、飞机和设备的磨损? 

尽管实现 JADC2 愿景需要精湛的技术,但其实施需要不同梯队的普遍理解和熟悉,”兰德在 2022 年题为“什么是JADC2,以及它与培训有何关系?”的报告中指出。“LVC 功能可以帮助支持 JADC2 旨在解决的作战的规模和复杂性。LVC 的每个方面——以及整体集成结构——都可以以不同的方式支持 JADC2。”

●先进的网络化武器和传感器需要更好的培训

DoD (美国国防部)建模和仿真术语表对 L、V 和 C 的定义如下。

现场模拟涉及真实的、现场的人员操作具体的平台和系统。这是真正的水手、士兵和飞行员在训练场、驾驶飞机、在海上部署船只、驾驶坦克和使用真实武器。现场训练以及虚拟和建设性训练被认为是模拟,因为没有敌军参与。 

虚拟模拟涉及真人控制模拟系统,以便诺福克的一艘船和梅波特的另一艘船可以一起练习,就好像它们在海上联合部署一样。虚拟模拟通过让人类锻炼运动控制、决策和沟通技能,通常涉及逼真的 2D 或 3D 可视化,将人类置于循环中并发挥核心作用。飞机飞行模拟器是一个常见的例子;对于海军驱逐舰上的船员来说,它可能是宙斯盾弹道导弹防御系统模拟器。 

建设性模拟包括控制模拟系统的模拟服务人员。飞行员等实际人员直接输入模拟,但不参与确定结果。建设性模拟采用称为半自动部队 (SAF) 或计算机生成部队 (CGF) 的计算机程序来构建具有多个实体的战术模拟,例如圣地亚哥训练僚机战术的航空母舰模拟器中的飞行员化身与诺福克的一艘航母上的另一个飞行员化身。  

通过以混合方式使用这三者,国防部现在可以磨练其大国竞争的战术、技术和程序,还可以对难以在现场或虚拟中进行的欠发达能力进行测试和实验。 

“我们的武器和传感器现在更加先进和联网,我们正在通过将这些传感器和火力系统联网在一起来开发 JADC2 下的能力,” HII Mission Technologies 内 LVC 集团的技术总监约翰贝尔说。“我们充分运用传感器和打击链的能力需要在现场环境中付出努力和系统。在 LVC 环境中,我们可以更好地了解我们需要使用的 TTP(战术技术程序),以利用更新的传感器和武器系统。”

同时,在培训活动以及测试和实验期间需要收集大量数据。LVC 培训使测试人员能够访问比在现场和模拟培训中收集的数据更多的数据。分析这些数据可以让培训师真实地了解培训的有效性。 

“更重要的是,”贝尔说,“它可以很好地衡量受训部队的实际准备情况。”

现场、虚拟和建设性培训的融合创造了有史以来最真实、最有效、最实惠的培训环境。 (图片由 HII 提供)。

●海军开始 LVC 训练

今天,LVC 的主要倡导者和实践者是美国海军。HII在开发支持海军的 LVC 解决方案方面有着悠久的历史,获得了海军空战中心飞机师指挥官的团队绩效奖和海军航空系统司令部指挥官的模拟和训练奖。 

该军种与总承包商 HII 合作,将海军联合战术训练靶场和南加州近海靶场纳入海军持续训练环境 (NCTE),其中包括遍布美国和伙伴国家的 1,200 多个安全互连节点。对于 NCTE,HII 已经在大约 140 艘船上集成了 LVC 训练系统,其中有 40 多个 C5ISR 系统在多个飞地和分类级别上运行。2022 年,海军在 NCTE 上进行了 367 次主要训练活动,这还不包括用于小规模训练的单元级日常活动。 

HII 也是海军综合训练环境 (NITE) 的基础,这是一项将现场训练场的操作与虚拟和建设性环境相结合的复杂工作。根据海军海上系统司令部 (NAVSEA) 的 8.96 亿美元任务订单,HII 开发了一个集成程序,可在整个海军训练企业的多个物理位置实现连续的、多域、LVC 训练平台。

“海军在 LVC 方面真正领先于国防部,尤其是在将实况带入虚拟的建设性环境中,”HII LVC 集团总裁兼总经理格伦古德曼说,该集团拥有 1,500 名员工,另有 1,500 家分包商。“根据 NITE 合同,我们将把海军的 14 个战术训练场带入 NCTE。就将 L 带入 VC 而言,这确实改变了海军的游戏规则。”

从 2021 年大规模演习开始,海军在 LVC 的使用方面取得了长足进步,该演习汇集了美国舰队司令部、美国太平洋舰队和美国欧洲海军部队,针对欧洲和印太地区同时发生的冲突进行训练剧院。LSE 2021 的结果正在帮助海军完善作战概念,以包括分布式海上作战、远征先进基地作战和竞争环境中的沿海作战。 

LVC 在最近两次先进海军技术演习 (ANTX) 中也占据了中心位置。2021 年,四架实时飞机首次连接到 NCTE,使这些飞机能够接收到 NCTE 产生的建设性雷达告警接收机威胁。与现场飞机一起参加的有美国海军空战中心飞机部的载人飞行模拟器模拟虚拟 F/A-18E/F 和美国海军班布里奇 (DDG 96),阿利伯克级导弹驱逐舰。 

“在活动期间,现场和虚拟飞机进行了模拟的空对地和空对空武器使用,同时接收合成雷达警告指示和成功武器交战的实时杀伤通知,”海军表示。 

在 2022 ANTX 中,海军将美国大西洋舰队攻击战斗机联队、位于弗吉尼亚州弗吉尼亚海滩的海军航空站 Oceana 与位于加利福尼亚州马古角的机载指挥与控制和后勤联队的“注入到现场”舰队模拟器连接起来;来自海军航空分布式训练中心的建设性威胁;以及两架现场飞机。

●LVC 的真正承诺

虽然海军在采用全频谱、集成 LVC 方面处于领先地位,部分原因是因为他们是一支以分布式方式运作的前沿部署部队,但空军和陆军也在投资 LVC。 

例如,美国空军在 2022 年年中根据训练系统采购 III 合同向 HII 授予了价值 7900 万美元的机动性空军分布式任务操作 (MAF DMO) 任务订单。HII 将运营和维护分布式培训中心和网络,以支持全球机组人员培训系统。 

就其本身而言,陆军正在推进用于 VR/AR 训练的集成视觉增强系统,并计划以超过 10 亿美元的价格从微软购买多达 120,000 个 HoloLens 战斗护目镜。  

此外,所有军种都在购买第五代能力并投资第六代能力,如 F-35、DDG-125 Flight III 阿利伯克级导弹驱逐舰和未来远程攻击机,以取代陆军黑鹰。在大多数情况下,LVC 模拟是训练这些平台拥有的先进武器系统能力的唯一方法。

古德曼说:“一旦 LVC 在真正的联合训练行动中被更广泛地采用,LVC 的真正承诺以及它在面对近乎同行的竞争时对国防部准备的潜在意义将会到来。” “仅现场和虚拟的训练经过了时间的考验,但不足以应对近乎同行的竞争对手未来可能向美国和盟军发起的训练。”

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