文一言
隨著海灣戰(zhàn)爭、北約空襲南聯(lián)盟戰(zhàn)爭硝煙的散去,人們對高技術(shù)戰(zhàn)爭進(jìn)行了深入思考。西方一些媒體把這些戰(zhàn)爭稱為鍵盤上的戰(zhàn)爭,當(dāng)深入地研究有關(guān)西方國家采用的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)時(shí),會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn),他們的這些戰(zhàn)術(shù)在作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室都曾進(jìn)行過演練。
一場不見硝煙的戰(zhàn)爭
落日的余輝映紅了西邊彩霞,和平勞作了一天的人們紛紛踏上回家的路程。此時(shí),在A國C市東郊的一幢神秘的大樓里,一群敲鍵盤的職業(yè)軍人開始了他們的一項(xiàng)軍事演練。與此同時(shí),分布在A國境內(nèi)的陸、海、空三軍的仿真器紛紛啟動(dòng),通過專用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),也與他們一道開始了帶有作戰(zhàn)背景的試驗(yàn)演練。
參加演練的軍人分成兩組,一組代表己方的紅軍,一組代表假想敵的藍(lán)軍。藍(lán)軍以攻為守,企圖偷襲紅軍戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地。他們先派出4架轟炸機(jī)、6架殲擊機(jī)、2架電子戰(zhàn)飛機(jī)朝紅軍的海軍基地飛來,以給紅軍錯(cuò)覺形成要偷襲的態(tài)勢。然后,由兩架空中預(yù)警機(jī)擔(dān)負(fù)空中指揮,指揮12架殲擊機(jī)、4架電子戰(zhàn)飛機(jī)、16架轟炸機(jī)、8架加油機(jī)朝紅軍的戰(zhàn)略基地遠(yuǎn)程奔襲而來。紅軍的警戒雷達(dá)網(wǎng)探測到了藍(lán)軍多次起飛的異??涨楹螅皶r(shí)向指揮部作了報(bào)告。與此同時(shí),紅軍海軍基地發(fā)現(xiàn)了前來襲擊的敵機(jī),防空部隊(duì)隨即進(jìn)入一級戰(zhàn)備狀態(tài),基地8架殲擊機(jī)緊急升空。
紅軍在太空的偵察衛(wèi)星及時(shí)偵察到了藍(lán)軍的兩個(gè)飛行編隊(duì),經(jīng)指揮部分析,藍(lán)軍是聲東擊西,真實(shí)的突擊目標(biāo)是戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地。因此,指揮員立即命令戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地進(jìn)入一級戰(zhàn)備狀態(tài),并命令沿海一線機(jī)場的16架殲擊機(jī)緊急升空,以在戰(zhàn)略基地的外圍待機(jī)攔截?cái)硻C(jī)。此外,又特別命令在藍(lán)軍大編隊(duì)機(jī)群必經(jīng)海域的紅軍海軍的4艘潛艇也進(jìn)入一級戰(zhàn)備狀態(tài),作好防空作戰(zhàn)準(zhǔn)備。
當(dāng)藍(lán)軍突擊編隊(duì)飛過紅軍的第一道警戒線時(shí),偷襲紅軍海軍基地的飛行編隊(duì)突然改變航向,也朝紅軍戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地飛來。面對幾十架突擊戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地的飛機(jī),紅軍指揮員趕緊命令二線機(jī)場的24架殲擊機(jī)緊急升空,并命令第一波次起飛的紅軍殲擊機(jī)攔截?cái)侈Z炸機(jī)。藍(lán)軍轟炸機(jī)受到攔截,護(hù)航殲擊機(jī)一馬當(dāng)先,準(zhǔn)備迎戰(zhàn)。紅軍指揮員立即命令攔截?cái)硽灀魴C(jī)并將其引開。紅軍飛行員且戰(zhàn)且退。藍(lán)軍飛行編隊(duì)失去了護(hù)航殲擊機(jī)的保護(hù),又正好處于紅軍海軍潛艇的上空,紅軍指揮員當(dāng)即命令潛艇攻擊敵編隊(duì)中的預(yù)警機(jī)與加油機(jī)。潛艇啟動(dòng)防空武器系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)、跟蹤目標(biāo),并向預(yù)警機(jī)發(fā)射了防空導(dǎo)彈。藍(lán)軍飛行編隊(duì)發(fā)現(xiàn)受到攻擊,電子戰(zhàn)飛機(jī)緊急施放干擾,但為時(shí)已晚,1架預(yù)警機(jī)、2架加油機(jī)被擊落,1架預(yù)警機(jī)、2架加油機(jī)、3架轟炸機(jī)被擊傷。
藍(lán)軍的預(yù)警機(jī)被擊落擊傷后,一時(shí)間失去了空中指揮,飛行編隊(duì)一下亂了套。此時(shí),假如繼續(xù)突擊紅軍的戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地,非但不能完成任務(wù),還會(huì)造成更大的損失,藍(lán)軍指揮員,決定中止突擊返航。為使編隊(duì)順利返航,他命令藍(lán)軍大編隊(duì)原路返回,原偷襲紅軍海軍基地的飛行編隊(duì)再次改變航向,殺個(gè)回馬槍,又朝紅軍海軍基地襲來。
此時(shí),紅軍海軍基地緊急升空的8架殲擊機(jī)正返回機(jī)場加油,而擔(dān)負(fù)保衛(wèi)紅軍戰(zhàn)略導(dǎo)彈基地的殲擊機(jī)在海軍基地外圍,遠(yuǎn)水救不了近火,這是一個(gè)對藍(lán)軍非常有利的空檔。藍(lán)軍飛行編隊(duì)一靠近海軍基地,指揮員首先就命令兩架電子戰(zhàn)飛機(jī)實(shí)施主動(dòng)電子干擾。為此,兩機(jī)同時(shí)把所攜帶的干擾箔條全部投放出去,在紅軍的地空導(dǎo)彈上空形成了一個(gè)巨大的箔條干擾“云”。紅軍的地空導(dǎo)彈由于受到強(qiáng)烈的電磁干擾,警戒雷達(dá)、制導(dǎo)雷達(dá)一時(shí)處于癱瘓狀態(tài),致使發(fā)射的防空導(dǎo)彈無一命中目標(biāo)。藍(lán)軍轟炸機(jī)則輕而易舉地用精確制導(dǎo)的激光制導(dǎo)炸彈將紅軍海軍基地的三艘驅(qū)逐艦,一艘潛艇擊沉,然后揚(yáng)長而去。挨了這致命的一擊,紅軍指揮員氣得把指揮用的麥克風(fēng)狠狠地摔到了地板上。
這是作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室里演練的一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭,雖然見不到刀光劍影,血雨腥風(fēng),但卻與戰(zhàn)爭緊密相關(guān),而演練的這些戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù),將來就可能用于戰(zhàn)爭。利用作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室在虛擬戰(zhàn)場上進(jìn)行作戰(zhàn)演練,是軍隊(duì)訓(xùn)練現(xiàn)代化的一種有效手段。
作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室里的虛擬戰(zhàn)場
長期以來,對作戰(zhàn)樣式、戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)法的研究除一般理論探討外,主要通過實(shí)兵對抗演練來進(jìn)行研究。受安全、經(jīng)費(fèi)等條件限制,尤其是難以建立以主要作戰(zhàn)對象的真實(shí)裝備組成的“藍(lán)軍”,使“實(shí)兵對抗演練”的真實(shí)性、結(jié)果的可信性受到削弱,也難以體現(xiàn)現(xiàn)代戰(zhàn)爭系統(tǒng)對抗的特點(diǎn)。針對這種情況,利用現(xiàn)代仿真技術(shù)建立虛擬戰(zhàn)場的方法應(yīng)運(yùn)而生。虛擬戰(zhàn)場模擬作戰(zhàn)雙方的對抗行為和戰(zhàn)場環(huán)境,如敵方飛機(jī)的種類、技術(shù)性能、戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作,以及電子對抗、地面防空火力等作戰(zhàn)環(huán)境等,增加了演練的逼真度,能達(dá)到真實(shí)操練部隊(duì)的目的,而這些正是在以往常規(guī)飛行演練中難以實(shí)現(xiàn)的。
虛擬戰(zhàn)場是利用仿真技術(shù)把已知的因素、敵我雙方的主要關(guān)系等進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真,以體現(xiàn)戰(zhàn)爭的對抗性與交戰(zhàn)的隨機(jī)性,可為戰(zhàn)爭的研究者提供一個(gè)作戰(zhàn)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。為使作戰(zhàn)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境適合高技術(shù)條件下的特點(diǎn),需要建立各種作戰(zhàn)和訓(xùn)練模型,這些仿真模型也是構(gòu)成虛擬戰(zhàn)場的基礎(chǔ)。在虛擬戰(zhàn)場里,不同年代的技術(shù),不同年代的武器和不同地點(diǎn)的軍兵種作戰(zhàn)仿真平臺都能被集中在一起。為使虛擬戰(zhàn)場逼真可信,各仿真平臺采用相同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議與信息接口,能形成統(tǒng)一的綜合仿真環(huán)境。當(dāng)仿真試驗(yàn)開始時(shí),在虛擬戰(zhàn)場里的各種仿真器能作到空間同步,時(shí)間同步,好象在一個(gè)環(huán)境中,從而達(dá)到逼真可信的目的。
由于虛擬戰(zhàn)場對檢驗(yàn)、研究未來作戰(zhàn)理論,確定軍隊(duì)編制,發(fā)展武器裝備等,提供了一個(gè)非常理想的試驗(yàn)環(huán)境所以美空軍1992年組建了6個(gè)作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室來進(jìn)行仿真演練研究。例如,在海灣戰(zhàn)爭時(shí)期,美國利用防空作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室曾對最初18小時(shí)的完整戰(zhàn)斗過程進(jìn)行仿真,以便通過對交戰(zhàn)雙方作戰(zhàn)體系、系統(tǒng)及裝備的仿真,來修改作戰(zhàn)計(jì)劃和進(jìn)行“作戰(zhàn)任務(wù)預(yù)演”。飛行員在作戰(zhàn)前,能先在虛擬戰(zhàn)場中經(jīng)歷作戰(zhàn)任務(wù)的仿真飛行,熟悉通過多種情報(bào)偵察手段獲得的目標(biāo)情況、航線地形,以及可能遇到的敵方火力及電磁威脅。虛擬戰(zhàn)場通過模擬可能出現(xiàn)的戰(zhàn)場對抗條件,可對飛行員所采取的對策措施進(jìn)行評估,檢驗(yàn)其作戰(zhàn)能力。在此基礎(chǔ)上,就能保障更順利地執(zhí)行任務(wù)。
作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室的核心技術(shù)
作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室,是在軍事作戰(zhàn)理論、戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)原則指導(dǎo)下,按照典型的軍事對抗背景,利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)仿真技術(shù),構(gòu)造的動(dòng)態(tài)戰(zhàn)場對抗環(huán)境。分布式交互仿真、仿真的“可視化”、先進(jìn)的建模方法是作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室的核心技術(shù),其中,分布式交互仿真(簡稱DIS)、仿真可視化在作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室中運(yùn)用最為廣泛。
分布式交互仿真是80年代末興起的一項(xiàng)新的仿真技術(shù),它主要用于大規(guī)模仿真、作戰(zhàn)開發(fā)和訓(xùn)練,使地域分散作戰(zhàn)仿真單位,能同時(shí)在一個(gè)綜合仿真環(huán)境下進(jìn)行作戰(zhàn)仿真。早期的仿真技術(shù)是以單一武器平臺為研究對象,系集中式仿真技術(shù),具有可控性、安全性、可重復(fù)性和經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。隨著大規(guī)模并行處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展,特別是多武器平臺仿真任務(wù)的提出,單臺仿真器的獨(dú)立運(yùn)行無法滿足軍事研究與訓(xùn)練的現(xiàn)實(shí)需求。應(yīng)用分布交互式仿真技術(shù),可以將分布在不同地點(diǎn)的訓(xùn)練設(shè)備(仿真器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等)、虛擬設(shè)備(計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的兵力等)和訓(xùn)練人員連接起來,形成一個(gè)虛擬的戰(zhàn)場環(huán)境。為此,美國國防部高級研究計(jì)劃局(DARPA)和美國陸軍自1983年至1990年實(shí)施了模擬器聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃,到80年代后期,該項(xiàng)計(jì)劃可發(fā)展成能將200多個(gè)地面戰(zhàn)車仿真器、飛機(jī)飛行仿真器、通信網(wǎng)絡(luò)、指揮所和數(shù)據(jù)處理設(shè)備互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。
作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室廣泛運(yùn)用的另一項(xiàng)技術(shù)是仿真過程的可視化。人們接受信息,大部分是依靠視覺,所以利用圖形、圖像表示信息,可以迅速給人一個(gè)具體、直觀的概貌。用它來反映錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系,信息直觀而又豐富?!翱梢暬保╒isualization)是近期發(fā)展較為迅速的一項(xiàng)技術(shù),它可利用圖形來表現(xiàn)數(shù)據(jù)。仿真的廣泛應(yīng)用,會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù),甚至形成“數(shù)據(jù)的海洋”。仿真的目的在于獲得見解,而見解需要到數(shù)據(jù)中去總結(jié),去尋找。而“數(shù)據(jù)的海洋”會(huì)限制人們認(rèn)識的深入,用圖形來表現(xiàn)數(shù)據(jù),就可最大限度地分析與使用數(shù)據(jù),從而獲得見解?!翱梢暬狈抡婺軐?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成幾何圖形,使研究者能直觀地觀察仿真過程與仿真結(jié)果。
可視化仿真已經(jīng)應(yīng)用于飛機(jī)的研制與生產(chǎn),如波音777,它是世界上第一架無圖紙飛機(jī)。在波音777飛機(jī)的研制過程中,就充分利用了計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)來進(jìn)行仿真,通過建立起的十分逼真的飛機(jī)模型,對波音777飛機(jī)的部件,相互關(guān)系都有十分逼真的表現(xiàn)。這種三維的可視模型使設(shè)計(jì)師在飛機(jī)的研制過程中,能把飛行員、飛機(jī)維修工程師等方方面面的人才匯集到飛機(jī)的設(shè)計(jì)中來,集思廣益,使飛機(jī)總體性能最優(yōu)。
虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)是“可視化”仿真的最新進(jìn)展。目前大量使用的計(jì)算機(jī),人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互對話是通過窗口管理系統(tǒng)的二維交互界面進(jìn)行的,而現(xiàn)實(shí)生活是一個(gè)豐富多彩的三維空間,隨著圖形學(xué)、聲學(xué)、光纖與傳感技術(shù)的發(fā)展,使用計(jì)算機(jī)對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行仿真成為可能。虛擬現(xiàn)實(shí)就是在這種技術(shù)背景下發(fā)展起來的一種與現(xiàn)實(shí)世界高度逼真的人機(jī)界面技術(shù)。它借助于一個(gè)特制頭盔中的立體顯示器,可以觀察到三維的仿真立體影像,聽到仿真環(huán)境中各種聲音,同時(shí)人的每一個(gè)動(dòng)作也將引起環(huán)境的變化,能使人與仿真環(huán)境融為一個(gè)有機(jī)整體。
明天的作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室
未來戰(zhàn)爭將是陸、海、空、天、電等多維一體的信息化、數(shù)字化的整體對抗。高技術(shù)武器裝備的使用,使戰(zhàn)場錯(cuò)綜復(fù)雜,傳統(tǒng)的和現(xiàn)代的攻防武器將構(gòu)成一個(gè)龐大的系統(tǒng)。航天器早已飛越了大氣層,電磁環(huán)境是從天到地,跨越了國界的限制,武器裝備具有更為廣大的使用空間與應(yīng)用范圍??哲姷幕顒?dòng)范圍已不是一般意義上的領(lǐng)空,而是更為廣闊的多維空間,并將承擔(dān)“以空制地”、“以空制海”、“以空制空”、甚至“以空制天”的作戰(zhàn)任務(wù)。
不難看出,對未來戰(zhàn)爭的研究,將使作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室有更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?,F(xiàn)代條件下,新技術(shù)、新裝備、新的發(fā)展戰(zhàn)略等,轉(zhuǎn)化為實(shí)際裝備作戰(zhàn)能力的周期已明顯縮短;對抗也超出了傳統(tǒng)的單一武器裝備的范疇,而是由多種武器裝備構(gòu)成的敵對雙方武器系統(tǒng)的對抗;驗(yàn)證單項(xiàng)武器裝備性能的優(yōu)劣,只有將其置身于武器裝備的體系之中才能全面地檢驗(yàn)其性能的優(yōu)劣。這些都離不開作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室。
另一方面,作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室所采用的技術(shù)也將有一個(gè)更大的發(fā)展。高級仿真體系結(jié)構(gòu)(HLA)將從體系結(jié)構(gòu)上對DIS的不足進(jìn)行完善,能將更大泛圍的仿真系統(tǒng)和功能模塊集成到一個(gè)綜合環(huán)境中,提供結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)則,并正式頒布接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議?!翱梢暬狈抡娣矫?,虛擬現(xiàn)實(shí)將提供更為豐富的三維信息。在作戰(zhàn)仿真的建模技術(shù)方面,建立模塊化與結(jié)構(gòu)化、圖形化建模以及專家系統(tǒng)建模,將使仿真更加接近實(shí)際系統(tǒng),從而使作戰(zhàn)仿真更加接近實(shí)戰(zhàn)。
總之,由于未來戰(zhàn)爭將越來越多地首先在作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室里進(jìn)行演練,所以從這個(gè)意義上說,未來的戰(zhàn)爭是由作戰(zhàn)仿真試驗(yàn)室里的鍵盤來控制的。