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【好文推荐】美军战斗管理概念辨析与系统发展情况

 wwyysxtg 2023-12-31 发布于陕西

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本文发表于《指挥信息系统与技术》2023年第5期
者:周海瑞,李晓文,孙路明,陈志新
引用格式:周海瑞,李晓文,孙路明,等. 美军战斗管理概念辨析与系统发展情况[J]. 指挥信息系统与技术,2023,14(5):8-13.

摘要

首先,明晰了战斗管理概念,通过理论定义和发展历程分析,辨析其与指挥控制间的关系,明确其在作战活动中的重要意义;然后,研究了美国海军“宙斯盾”战斗系统、国防部导弹防御局指挥控制战斗管理和通信(C2BMC)系统、陆军综合防空反导战斗指挥系统(IBCS)和空军先进战斗管理系统(ABMS)等的发展情况和关键技术特点;最后,给出了几点建议。

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战斗管理相关概念

1.1  战斗管理定义

美军联合出版物JP 3-01《反制空中与导弹威胁》将战斗管理(battle management)定义为:基于适当职权赋予的指挥、指示与指导,对作战环境中作战活动进行的管理。这种管理包括在何地何时哪个部队运用其作战能力对付何具体的空中与导弹威胁,并将其可视化。成功的战斗管理可保障主动和被动防空反导作战,以及与其他空中作战行动的同步和一体化,确保一致行动,同时减少资源消耗和误伤风险。JP 1-02《国防部军事与相关术语词典》中对战斗管理的定义直接引用了JP 3-01中的定义。JP 3-01定义的战斗管理还涉及“同步、消除冲突和控制交战”等。此外,目前还没有其他联合条令/军种条令对战斗管理进行定义。

美国空军条令文件AFDD 2-1《空中作战》认为战斗管理是E-3机载预警与控制系统(AWACS)、E-8联合监视目标攻击雷达系统(JSTARS)和控制与报知中心(CRC)共同承担的职责,并指出有效指挥控制的核心是战斗管理职能。担任第552空中控制联队指挥官的Robinson准将认为战斗管理本质是空中任务指令的执行,并指出E-3、E-8和CRC是主要的战斗管理资产。

根据空中战斗管理员(ABM)核心能力的描述,其核心工作是发现、锁定、跟踪、瞄准、交战和评估(F2T2EA),并指出ABM是战役计划和战术执行间的纽带(涉及空中、太空和赛博3个作战域)。

此外,根据企业级太空战斗管理指挥控制(ESBMC2)信息征求(RFI)文件,ESBMC2系统由5个重点领域组成:1) 支持与基础设施;2) 分布式工作流;3) 计划与任务分配;4) 战斗空间特征描述;5) 战斗管理。ESBMC2聚焦的5大领域如图 1所示。该图同时描述了4个业务场景:1) 周密计划(平时预案);2) 危机行动计划(临战计划);3) 太空任务指令(类似72小时空中任务指令);4) 太空任务指令执行过程中的战斗管理。其中,战斗管理主要位于任务指令执行环节,包括F2T2EA等活动。

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图 1  ESBMC2聚焦的5大领域

1.2  战斗管理发展

战斗管理一词最早出现在美国空军,20世纪50年代末期,机载雷达探测范围较小,需要空军地面战斗管理员根据地基雷达探测情况,向战斗机进行远程目标指示和话音引导,确保战斗机处于有利战术位置、先敌发现和准确射击。这类系统要素较少、功能比较单一,主要围绕航空武器射击进行管控。

20世纪60年代,美军航母战斗群受到反舰导弹(具有飞行速度快、飞行高度低、雷达反射截面小以及交战反应时间短等特点)巨大威胁,为满足抵御饱和攻击的舰载防空迫切需求,1969年美国国防部批准研究和开发“宙斯盾”战斗系统(combat system),实现了舰载相控阵雷达、指挥决策和武器控制等一体化集成,可对多方向同时来袭的大量导弹组织有效防御,实现了对全平台各种作战要素和作战资源的综合管控。

1991年后,战斗管理在美军反导系统中得到发展。反导防御的重大决策由指挥员做出后,在交战阶段,多源信息实时融合、目标识别、威胁评估、拦截性分析、拦截目标确定、武器发射和交战时机以及拦截效果评估等由系统自动进行控制,指挥员与操作员则在控制环路之外,处于监视位置,只在发生意外时进行干预。这类系统的管控对象超出了单一平台,且基于网络分布式部署,作战活动的实时性和动态性极强。

2012年以来,美国战略重心向印太地区转移,战争准备基点也从长期的反恐反叛作战向未来可能发生的大国高端战争转变,极力发展联合全域作战(JADO)和联合全域指挥控制(JADC2)能力。其中,空军正在开发的先进战斗管理系统(ABMS)能够将情报监视侦察、战斗管理、指挥控制和打击平台铰链起来,利用多平台构建分布式指挥控制网络,为美军的F2T2EA杀伤链提供支撑。

1.3  与指挥控制的关系

1) 从时间上看,指挥控制起源早于战斗管理。根据米切尔研究所报告,现代指挥控制出现在第一次世界大战中,并且使用有线电话等基本指挥控制手段。战斗管理最早起源于空军,时间约为20世纪50年代晚期及60年代早期,用于解决航空兵目标指示和话音引导问题。

2) 从作战域和指挥层级上看,指挥控制运用更广泛。根据美军联合出版物JP 3-0《联合作战》,指挥控制是美军7个联合职能之一,适用于陆军、海军、空军、天军、海军陆战队和海岸警卫队6个军种,以及11个联合作战司令部(7个战区司令部和4个职能司令部),并且指挥控制适用于战略、战役和战术各层级。从公开资料看,战斗管理主要运用于空军控制与报知中心(CRC)、E-3C和E-8A等战斗管理资产和防空反导(含进攻性制空和防御性制空)作战场景,聚焦于战术级和交战级。

3) 从业务上看,指挥控制内容更加丰富复杂。根据JP 3-0《联合作战》,指挥控制任务包括:a) 建立、组织、运行一个联合司令部;b) 指挥下属部队;c) 准备、修订、发布计划、命令和指示(周密计划、危机计划和任务指令);d) 在下属部队指挥官间建立指挥关系;e) 分配任务,规定任务完成标准,指定作战区域;f) 分配资源;g) 管理风险;h) 建立通信系统,确保联合部队联络畅通;i) 评估任务进展情况和目标实现情况;j) 协调和控制联合能力的运用,实现致命和非致命的杀伤效应;k) 协调、同步和整合与其他合作伙伴的行动;l) 向上级报告。战斗管理侧重于任务指令的执行,聚焦F2T2EA杀伤链活动。战斗管理与指挥控制最显著的区别是:战斗管理不涉及平时的周密计划、临战的危机计划和任务指令的生成环节。

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美军系统发展情况

从20世纪50年代末期开始,美军提出战斗管理概念,围绕航空兵指挥、反舰巡航导弹防御和弹道导弹防御等作战需求发展了一系列战斗管理系统,典型系统包括海军“宙斯盾”战斗系统、国防部导弹防御局指挥控制战斗管理和通信(C2BMC)系统、陆军综合防空反导战斗指挥系统(IBCS) 和ABMS。

2.1  海军“宙斯盾”战斗系统

20世纪60年代,苏联海军提出水面舰艇、潜艇和远程航空兵以多路、多批次、全方位密集导弹突击美航母战斗群的作战原则。美航母战斗群20世纪50年代发展的防空系统无法应付大量反舰导弹在以秒计的极短时间内进行的饱和攻击。

1963年11月,美国海军提出先进水面导弹系统项目。1969年12月将该系统更名为空基早期预警-地面综合系统(AEGIS),简称为“宙斯盾”战斗系统。1983年该系统正式装舰服役。

“宙斯盾”战斗系统是世界上第一个将舰上所有作战系统(包括雷达、声呐、电子战和武器系统等)集成在一起的数字化舰载战斗系统,具有搜索、跟踪、武器分配和发射、交战和评估等功能,实现了防空反导自动交战。该系统能够通过数据链、卫星通信系统获得上级或者友邻的战术信息,形成统一的战场态势图,以提高指挥员决策能力及协同交战能力。

未来,美国海军将着力拓展“宙斯盾”战斗系统网络协同交战能力(CEC),即海军综合火控-制空(NIFC-CA)杀伤链,提高弹道导弹防御能力,增强对无人机和高速反舰导弹的防御能力。NIFC-CA杀伤链如表1所示。NIFC-CA目前主要包括:E-2D预警机、CEC、“宙斯盾”战斗系统和SM-6舰空导弹。NIFC-CA将这些传感器、决策器和效应器等要素联合起来,使得美国海军的网络化作战能力扩展到SM-6舰空导弹的最大射程,能够超视距抗击敌方巡航导弹和飞机。当前,NIFC-CA已经列装,F-35飞机与“宙斯盾”战斗系统的集成试验已经完成,与陆军联合对地攻击巡航导弹防御用网络传感器系统(JLENS)、与空军飞机的集成工作也在进行,未来将成为美国海军支撑JADC2的关键系统。

表 1  NIFC-CA杀伤链

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2.2  国防部导弹防御局C2BMC系统

美国从20世纪50年代就开始了导弹防御系统建设;1975年10月建成第一个弹道导弹拦截系统——卫兵系统。1983年宣布星球大战计划,由于技术难度太大,逐步落地为国家导弹防御系统(NMD)。1991年冷战结束,美国转而重点发展战区导弹防御系统(TMD)。2002年,美国成立导弹防御局,开始实施统一的导弹防御体系建设,集成之前独立发展的NMD和TMD,分阶段构建一体化的、分层次的导弹防御系统(MDS)。其中,C2BMC系统是MDS的关键要素。

C2BMC系统包括弹道导弹防御计划器、指挥控制、战斗管理器和弹道导弹防御网络等功能。

弹道导弹防御计划器主要功能:1) 支持作战人员合作制定计划,协调、优化导弹防御资源;2)支持周密计划、危机计划和动态计划(类似空军72小时计划)。

指挥控制主要功能:1) 将多源传感器数据转换成有决策质量的信息,为作战指挥官提供态势感知;2)为导弹防御指挥链上的所有指挥官(从作战部队到总统),生成一个共同的、单一的、综合的导弹防御态势图。

战斗管理器主要功能:1) 支持多层交战协调,提供导弹防御战斗管理能力;2) 提供增强的传感器资源管理和交战协调。在早期文件中,战斗管理器(battle manager)称为global engagement manager。

2.3  陆军IBCS

20世纪初期,美国陆军的防空反导系统无法互操作,“爱国者”系统无法使用其他同类型系统的传感器数据,“萨德”系统发射连无法使用“爱国者”系统的传感器数据。2006年8月,美国陆军成立了一体化防空反导项目办公室,启动IBCS建设。

IBCS旨在为美国陆军构建一个集传感器、发射装置和BMC3I(战斗管理、指挥控制、通信和情报)于一体的网络中心化防空反导作战体系。目前,IBCS依托新研的一体化火力控制网络(IFCN)等基础通信设施,完成了“爱国者”导弹和“哨兵”雷达等型装备的能力集成工作,并通过多阶段实弹拦截试验初步展示了其新质交战方式与作战能力。

IBCS主要包括新研的IFCN和交战控制中心(EOC)。IFCN是高速率、自组织的一体化火力控制网络,采用企业集成总线架构和发布订阅机制实现EOC与传感器、发射装置等作战资源的耦合铰链。EOC取代了营战术指挥系统(TCS)、连指挥所(BCP)和连交战控制站(ECS)等多达8型的指挥控制装备,实现了营(战术级)、连/排(火力级)陆军防空反导指挥控制装备的统型。

EOC由一系列模块化可重组的方舱、标准化的自动数据处理设备和通信设备组成。软件主要包括防空反导工作站(AMDWS),防空系统综合站(ADSI),以及地图管理、传感器管理、部署管理、航迹管理和网络管理等功能。EOC能够根据任务需要自动收集空中目标和防空反导武器有关数据以及战斗指挥信息,而后进行处理、综合、分类、传递、存储和显示;能够对空中目标的威胁程度进行评估,为防空反导部队和武器指示目标,指挥控制对敌空中目标交战,并评估战斗结果;能够与空军战区战斗管理核心系统(TBMCS)互操作,支持一体化联合防空反导作战。

同时,IBCS能够接收、处理来自Link 16、全球信息栅格(GIG)等外部信息,扩展了全局态势感知能力。通过桥接F-35、CEC等跨域火控级信息至IFCN,直接支持IBCS交战决策与火力控制。该模式下,地面发射器可视为F-35的导弹挂架,扩展了空中攻防的火力容量与灵活性;F-35搭载的主动/被动传感器可视为IBCS的空基高精度信息源,扩展了地面火力对低空等目标的发现与抗击能力。

2.4  空军ABMS

2016年,美国空军在《空中优势2030飞行计划》中指出,敌方隐身飞机和防空导弹等装备不断发展及其杀伤性能的不断增强将极大增加E-3A和E-8C等大型战斗管理与指挥控制平台(BMC2)的作战风险,限制美国空军在对抗环境,特别是强对抗环境下的战场监视、战斗管理与指挥控制能力。该计划提出,在未来获得空中优势的关键是构建弹性的C4ISR网络,研制韧性的ABMS。

2018年7月,美国国防部联合需求监督委员会(JROC)批准了ABMS初始能力文件;国会于2020财年为该项目拨款4 900万美元,进入原型开发阶段。2019年,ABMS被美国国防部指定为JADC2的空军解决方案,并开展了ABMS的首次验证活动;2020—2022年又陆续开展了多次ABMS验证活动。

根据2022财年ABMS研发测试与评估(RDT&E)预算申请文件,美国空军近期将聚焦安全处理、连通性、数据管理、应用、传感器集成和效果集成6种能力。其中,安全处理、连通性和数据管理3种能力是核心数字基础设施和未来投资的重点。

1) 安全处理。提供ABMS架构中的云和边缘云、开发平台、部署配置工具以及数据跨域交换等。包括如下8个产品:a) 云(CloudONE),支持多种安全级别的安全云,支持数据、应用和开发;b) 边缘云(EdgeONE),即边缘战术云,用于本地数据处理和应用,主要为战术人员提供服务;c) 开发平台(PlatformONE),即基于云的互操作软件开发环境;d) 部署配置工具(AssistONE),用于快速部署与配置平台的工具集;e) 跨域交换(CrossDomainONE),在不同安全等级的网络间交换数据;f) 可访问云或边缘云的工作站(BoxONE);g) 可访问云或边缘云的平板电脑(TabletONE);h) 可访问云或边缘云的智能手机(PhoneONE)。

2) 连通性。ABMS着力提升在高对抗环境下的连通性,关注连通的高速率、低延迟,更加强调抗干扰性、低截获率、低探测率以及节点/连接的可扩展性;多采用网关打通连接,而不是大量改造现有装备;注重开发使用自组网技术,支持战术边缘的自主连通能力。包括如下7个产品:a) 网关(GatewayONE),即新型模块化、开放式架构网关;b) 无线电(RadioONE),即软件定义无线电台;c) 自组网(MeshONE),即软件定义自主组网;d) 多功能天线(ApertureONE),即通用化的通信和雷达天线;e) 业务安全(CommercialONE),即提供信息和网关加密;f) 增强型Link 16(Link 16e),即具有韧性的增强型Link 16数据链;g) 边缘情报连通(NationalONE),用于连接情报机构与战术边缘远程用户。

3) 数据管理。基于云架构,打通各域分布数据库的技术连接,为各类用户提供订阅分发服务,提高联合部队的数据发现和信息共享能力。包括如下3个产品:a) 多源数据输入(FeedONE),即基于云收集军事、民用商用等数据;b) 元数据封装(WrapONE),部署于CloudONE,采用人工智能(AI)技术自动进行分类标记与封装,以支持数据分析、算法和数据融合;c) 数据(DataONE),即基于云的可发现数据库及数据管理器。

在安全处理、连通性和数据管理的基础上,美国空军将聚焦战斗管理,形成ABMS的3种核心任务能力:

1) 弹性通信网络:ABMS将为美国空军打造全新的通信系统生态,升级多个通信系统,包括改进的Link 16数据链、增强的卫星通信以及韧性UHF无线电通信,以确保多域优势。美国空军正在研究Mesh网络在ABMS中的应用。Mesh网络是一种自组织和自管理的智能网络,无需主干网即可构筑富有弹性的网络,并可动态扩展。终端设备可自动连成网状结构,网络中的每个节点均具备自动路由功能。Mesh网络允许平台在无人工干预情况下自动协同工作并共享信息,具有组网方式灵活、部署展开快速及抗毁性高等特性。

2) 多源数据融合与强态势认知:融合移动目标指示雷达、图像情报、信号情报、视频以及其他类型的动态数据源,通过分析位置、速度和电磁特征来生成、关联、跟踪和识别责任区内所有敌军和友军单位,以达到减少责任区内分类错误和提高跟踪连续性的效果;实现更复杂的基于规则的战场态势分析,减少作战人员工作量;实现基于学习的战场态势分析并表现出更强的态势认知能力,甚至能够根据有限且可能相互冲突的信息推理出正确的结论。

3) 分布式自适应计划和控制:根据与友军飞机的连通性、作战任务、交战规则(含相关约束条件)以及对友军和敌军情况的预测为飞机分配任务和权限,其中包括允许同一级别的多架飞机协商各自的角色和责任,以有效应对通信中断、飞机损失和系统故障等情况;同时支持情报监视侦察、电子战和敌方防空系统压制等任务类型,通过强化战斗管理程序的决策能力,允许指挥官更多关注任务,而不是管理飞机航线和有效载荷等较低层次的决策;根据指挥官在作战意图、任务优先级、时间、空间、顺序和指挥权限等方面的指示来提高任务的有效性,并优化所有武器系统资源,提高飞机面临先进综合防空系统时的生存能力。

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结束语

纵观战斗管理相关概念、内涵和相关系统演进历程,特别是ABMS的发展,战斗管理在JADC2中将扮演重要角色。主要启示如下:1) 从战斗任务、力量编组、指挥控制、网络通信和后装保障等战斗活动的各方面研究战斗管理基本职能及其功能需求,指导战斗管理系统建设;2) 聚焦航空兵拦截引导、抗击反舰巡航导弹饱和攻击以及弹道导弹/巡航导弹防御等的特定场景需求,通过架构设计、仿真验证和实战等多种手段对具体战斗管理的方法和流程、所需的数据和模型进行建设和检验,最后以任务清单、战斗条令等法规文件的形式正式发布;3) 充分运用人工智能和大数据等新技术,打造开放式体系架构,建立统一的入网接口标准、数据标准和服务标准等,动态集成陆、海、空、天、电、网等相关功能,敏捷构建杀伤链,满足未来高端战争强对抗需求。

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