范晉祥 陳晶華
摘要:? ? ? 近年來(lái)美國(guó)空軍等提出了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、 作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)、 融合戰(zhàn)等未來(lái)空戰(zhàn)新概念, 期望以新的、 更加靈捷和一體化的作戰(zhàn)體系框架來(lái)協(xié)同運(yùn)用軍事力量, 通過(guò)跨域協(xié)同運(yùn)用多域作戰(zhàn)能力, 提高作戰(zhàn)效能, 在未來(lái)激烈對(duì)抗的信息化、 網(wǎng)絡(luò)化、 體系化作戰(zhàn)條件下獲得作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。 美國(guó)DARPA也提出了馬賽克戰(zhàn)概念, 試圖通過(guò)將探測(cè)感知、 火力控制和殺傷兵器等功能能力分解到小的模塊化單元中, 并將分解的多個(gè)功能單元進(jìn)行馬賽克式的組裝, 形成能同時(shí)應(yīng)對(duì)各種目標(biāo)集的多個(gè)殺傷網(wǎng), 確保在高烈度的作戰(zhàn)博弈環(huán)境中跨多作戰(zhàn)域有效作戰(zhàn)。 本文概述了從網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念的提出, 到美國(guó)空軍的融合網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、 作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)、 融合戰(zhàn)的未來(lái)空戰(zhàn)新概念及馬賽克戰(zhàn)概念演進(jìn)的過(guò)程, 重點(diǎn)介紹了美國(guó)空軍的未來(lái)空戰(zhàn)概念及其實(shí)現(xiàn)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn), 并介紹了DARPA為應(yīng)對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)所提出的馬賽克戰(zhàn)概念。
關(guān)鍵詞:? ? ?空戰(zhàn); 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn); 分布式作戰(zhàn); 作戰(zhàn)云; 多域戰(zhàn); 融合戰(zhàn); 未來(lái)空戰(zhàn); 馬賽克戰(zhàn)
中圖分類號(hào):? ? ? TJ760文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:? ? A文章編號(hào):? ? ?1673-5048(2020)02-0015-10
0引言
自20世紀(jì)90年代信息技術(shù)革命以來(lái), 美國(guó)等軍事強(qiáng)國(guó)針對(duì)超視距作戰(zhàn)、 協(xié)同作戰(zhàn)等需求, 提出了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念, 并提出“形成增強(qiáng)的作戰(zhàn)力量的主要機(jī)制將是傳感器、 指揮控制與射擊者網(wǎng)絡(luò)”的觀點(diǎn)[1]。 此后, 美國(guó)通過(guò)發(fā)展CEC(協(xié)同交戰(zhàn)能力系統(tǒng)), 構(gòu)建瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò), 融合和共享傳感器數(shù)據(jù), 形成單一的綜合空情圖像, 將網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念具體應(yīng)用到艦艇防御問(wèn)題[2]。其后, 以CEC為支柱, 構(gòu)建了海軍一體化防空火力控制(NIFC-CA)系統(tǒng)族, 實(shí)現(xiàn)了由傳感器、 數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)和武器控制系統(tǒng)及主動(dòng)型導(dǎo)彈組成的空中、 海上和陸地殺傷鏈[2-4]。 隨著通過(guò)CEC、 NIFC-CA和殺傷網(wǎng)進(jìn)行的作戰(zhàn)領(lǐng)域的信息革命, 又進(jìn)一步提出了新的分布式作戰(zhàn)概念, 單個(gè)艦艇不再作為獨(dú)立的作戰(zhàn)單元, 而是通過(guò)跨數(shù)字網(wǎng)絡(luò)共享高精度的雷達(dá)跟蹤數(shù)據(jù), 融合多傳感器輸入形成綜合態(tài)勢(shì)圖像, 并使用這一綜合態(tài)勢(shì)圖像對(duì)敵方目標(biāo)交戰(zhàn)(即使艦艇本身不直接由其自身的雷達(dá)獲得目標(biāo)數(shù)據(jù)), 這樣, 參與一個(gè)任務(wù)群的數(shù)艘艦艇實(shí)際上作為一個(gè)整體作戰(zhàn)[2]。
美國(guó)國(guó)防部一直期望實(shí)現(xiàn)海上戰(zhàn)艦、 作戰(zhàn)飛機(jī)和空間衛(wèi)星的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享。 為此, 美國(guó)海軍和空軍正在進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)概念演進(jìn)到戰(zhàn)術(shù)云和作戰(zhàn)云的概念。 美國(guó)海軍期望逐漸將各種殺傷鏈融合到一個(gè)在跨域的作戰(zhàn)者之間實(shí)時(shí)共享高置信度的瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)的跨域殺傷網(wǎng)中, 提出發(fā)展“戰(zhàn)術(shù)云”[2], 以將來(lái)自多個(gè)跨域的傳感器(包括天基傳感器)的武器-瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù), 分發(fā)到組網(wǎng)的空中、 水面和水下平臺(tái)。 美國(guó)空軍為解決F-22與F-15、 F-16、 F-35等平臺(tái)之間難以實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)共享的問(wèn)題, 提高四代機(jī)、 五代機(jī)之間的協(xié)同作戰(zhàn)能力, 提出了幾種態(tài)勢(shì)共享解決方案, 并進(jìn)一步擴(kuò)展為新的作戰(zhàn)云概念, 其核心是整合陸、 海、 空、 天、 網(wǎng)電空間等多維作戰(zhàn)兵力, 將各作戰(zhàn)平臺(tái)、 傳感器、 武器系統(tǒng)組成虛擬存在的“云”, 在體系層面實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)資源的動(dòng)態(tài)高效管控及海量信息高速、 實(shí)時(shí)、 分布式處理與共享, 構(gòu)建跨域、 跨軍種、 分布式、 網(wǎng)絡(luò)化的“云殺傷”協(xié)同作戰(zhàn)能力[5-8]。
近年來(lái), 美國(guó)空軍又在前期發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)、 作戰(zhàn)云、 分布式作戰(zhàn)、 多域/跨域協(xié)同作戰(zhàn)等概念的基礎(chǔ)上, 進(jìn)一步將網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)思維、 作戰(zhàn)云作戰(zhàn)體系、 多域協(xié)同作戰(zhàn)方式和融合戰(zhàn)架構(gòu)等進(jìn)行組合、 融合, 以期實(shí)現(xiàn)更好的空戰(zhàn)效果[9-12]。
綜上所述, 未來(lái)的跨域、 跨軍種協(xié)同作戰(zhàn)要求采用更加靈捷和一體化的新作戰(zhàn)框架, 并從集結(jié)性的陸、 海、 空戰(zhàn)結(jié)構(gòu), 轉(zhuǎn)向分布式的結(jié)構(gòu), 通過(guò)共享信息和協(xié)同運(yùn)用聯(lián)合兵力, 實(shí)現(xiàn)跨域/多域體系化作戰(zhàn), 顯著改進(jìn)作戰(zhàn)效果。
未來(lái)空戰(zhàn)新概念的發(fā)展仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。 實(shí)現(xiàn)這些新的作戰(zhàn)概念, 將其轉(zhuǎn)變成作戰(zhàn)能力, 形成未來(lái)的空戰(zhàn)兵力, 將涉及到比采辦某些新的作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)更為巨大的、 長(zhǎng)期的技術(shù)和智力投入。 近年來(lái), 美國(guó)DARPA也提出了馬賽克戰(zhàn)概念[13-15], 馬賽克戰(zhàn)是針對(duì)體系化作戰(zhàn)策略提出的一個(gè)兵力設(shè)計(jì)概念, 其核心是利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的跨作戰(zhàn)域無(wú)縫共享信息的能力和最近在處理、 計(jì)算與組網(wǎng)方面的進(jìn)展, 將原來(lái)裝載在諸如先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)那樣的單個(gè)平臺(tái)上的探測(cè)感知、 火力控制和兵器等功能能力, 分解到較小的單元上, 形成高度強(qiáng)韌的網(wǎng)絡(luò)化殺傷網(wǎng)中的協(xié)同“節(jié)點(diǎn)”, 從而能利用具有冗余節(jié)點(diǎn)和多條殺傷路徑的高度強(qiáng)韌的網(wǎng)絡(luò), 確保在高烈度的作戰(zhàn)博弈環(huán)境中有效作戰(zhàn), 并通過(guò)分解的功能能力使馬賽克兵力適應(yīng)于跨多種作戰(zhàn)域的作戰(zhàn)。
美國(guó)空軍的空戰(zhàn)新概念主要包括作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)、 作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)場(chǎng)和融合戰(zhàn)等幾個(gè)方面。
1.1采用網(wǎng)絡(luò)中心思想構(gòu)建作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò), 為實(shí)現(xiàn)體系化、 網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)
為了實(shí)現(xiàn)體系化、 網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn), 美軍正在采用網(wǎng)絡(luò)中心思想, 構(gòu)建覆蓋作戰(zhàn)戰(zhàn)區(qū)的信息柵格、 敏感柵格、 效應(yīng)柵格和指揮柵格, 這四個(gè)虛擬柵格相互聯(lián)接且相互依存。 各個(gè)兵力單元(從單兵個(gè)體到單個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái), 再到作戰(zhàn)群)與柵格上的節(jié)點(diǎn)互動(dòng), 每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收各柵格提供的數(shù)據(jù), 并根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)做出行動(dòng), 或者向前傳遞數(shù)據(jù)[9-12]。
(1) 信息柵格
未來(lái)空戰(zhàn)必須有一個(gè)高性能的信息柵格, 為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)提供用于接收、 處理、 傳輸、 存儲(chǔ)和防護(hù)信息的基礎(chǔ)設(shè)施。 信息柵格是一個(gè)包括通信路徑、 計(jì)算節(jié)點(diǎn)、 操作系統(tǒng)和信息管理應(yīng)用的“網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)”, 能夠?qū)崿F(xiàn)跨戰(zhàn)場(chǎng)空間的計(jì)算和通信。 它可能包括軍用和商用通信能力, 并能以多個(gè)數(shù)據(jù)率、 多種模式, 發(fā)送多種類型的信息。
(2) 敏感柵格
敏感柵格由覆蓋整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)空間, 用于探測(cè)、 跟蹤和識(shí)別目標(biāo)的敏感節(jié)點(diǎn)組成。 構(gòu)成敏感柵格的單元可以包括專門(mén)的傳感器(如預(yù)警衛(wèi)星、 預(yù)警機(jī)的探測(cè)傳感器)、 基于武器平臺(tái)的傳感器(如戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載雷達(dá)、 紅外搜索跟蹤系統(tǒng);艦載雷達(dá))、 由個(gè)體使用的傳感器(如導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭), 以及嵌入的保障支持傳感器。
(3) 效應(yīng)(打擊)柵格
效應(yīng)(打擊)柵格由“射擊者”(武器)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成, 基于跨通信柵格分發(fā)的敏感柵格的信息, 對(duì)目標(biāo)進(jìn)行交戰(zhàn), 實(shí)現(xiàn)希望的打擊效應(yīng)。 對(duì)不同類型的系統(tǒng), 例如有人和無(wú)人飛機(jī)、 面空導(dǎo)彈系統(tǒng)、 電子干擾機(jī)和網(wǎng)電空間系統(tǒng), 希望的打擊效應(yīng)也有所不同。
(4) 指揮柵格
指揮柵格主要實(shí)現(xiàn)指揮控制功能, 包括涉及到感知、 問(wèn)題解決技能和認(rèn)知(思維過(guò)程)的決策制定人員, 可以包括能夠推薦作戰(zhàn)行動(dòng)路線及用于輔助決策的基于知識(shí)的人工智能算法、 軟件。 在該柵格結(jié)構(gòu)中, 控制功能與從指揮官到下屬單元的指令傳送相關(guān)。
從概念上講, 信息、 敏感、 效應(yīng)和指揮虛擬柵格覆蓋整個(gè)作戰(zhàn)戰(zhàn)區(qū), 各兵力單元(從個(gè)體和單個(gè)的平臺(tái)到戰(zhàn)斗群)與柵格上的節(jié)點(diǎn)相互作用;每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以接收、 處理或傳遞由各個(gè)柵格提供的數(shù)據(jù)。 對(duì)應(yīng)著名的Boyd觀察、 判斷、 決策、 行動(dòng)(OODA)環(huán), 敏感柵格觀察目標(biāo)、 信息柵格通過(guò)敏感柵格分發(fā)信息判斷目標(biāo)、 指揮柵格作出決策、 效應(yīng)柵格實(shí)施打擊行動(dòng)。 為了實(shí)現(xiàn)任務(wù)使命, 四個(gè)柵格必須互動(dòng), 并交換信息。
1.2作戰(zhàn)云概念
上述柵格結(jié)構(gòu)只是一個(gè)抽象的概念, 為了將其轉(zhuǎn)變成有意義的作戰(zhàn)概念, 提出了作戰(zhàn)云的概念, 目的是依托跨領(lǐng)域、 跨任務(wù)的信息鏈, 將單個(gè)作戰(zhàn)平臺(tái)組網(wǎng), 整合為一個(gè)范圍更廣的作戰(zhàn)體系。 作戰(zhàn)云這一術(shù)語(yǔ)源于商用領(lǐng)域所發(fā)展的云計(jì)算, 在云計(jì)算中, 用戶采用虛擬云來(lái)交換信息、 在必要時(shí)下拉數(shù)據(jù)和應(yīng)用, 并推送對(duì)其他用戶可能有用的信息。 在作戰(zhàn)云中, 海上、 空中、 空間各平臺(tái)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn), 可向云端提供信息, 或從云端下載所需信息, 從而實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享和跨域協(xié)同[8, 16-19]。
通過(guò)采用先進(jìn)信息技術(shù), 構(gòu)建作戰(zhàn)云, 可實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)四個(gè)柵格的協(xié)同合作, 各個(gè)節(jié)點(diǎn)在必要時(shí)下拉和推送數(shù)據(jù)。 這可以帶來(lái)幾個(gè)戰(zhàn)術(shù)收益, 包括: 顯著改進(jìn)態(tài)勢(shì)感知, 使遠(yuǎn)程交戰(zhàn)更加實(shí)際; 提高冗余度, 確保單個(gè)節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題不會(huì)影響任務(wù)成功, 實(shí)現(xiàn)多樣化協(xié)同空戰(zhàn)樣式; 最佳運(yùn)用每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供的各種不同的能力[8, 16-19]。
(1) 作戰(zhàn)云將顯著改進(jìn)態(tài)勢(shì)感知
通過(guò)將大量的、 各種各樣的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有決策質(zhì)量的知識(shí), 將為處在作戰(zhàn)的每一級(jí)作戰(zhàn)者提供質(zhì)量顯著提高的態(tài)勢(shì)感知。
作戰(zhàn)云的本質(zhì)是融合。 其基于云技術(shù)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)資源整合管控, 實(shí)現(xiàn)分散在不同地域、 空域、 時(shí)間域的各有源、 無(wú)源傳感器的協(xié)同探測(cè), 完成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)實(shí)時(shí)共享和決策支持, 提升單元要素間的協(xié)同能力與整體態(tài)勢(shì)感知能力。? 例如, 由于所有的飛機(jī)和面基系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈聯(lián)接, 能夠交換所涉及的所有實(shí)時(shí)信息, 不僅交換雷達(dá)航跡數(shù)據(jù), 而且也交換電子戰(zhàn)情報(bào)數(shù)據(jù), 將能得到一個(gè)“綜合空情圖像”, 能夠高置信度地探測(cè)和識(shí)別目標(biāo)。 在柵格上的所有機(jī)載或地基系統(tǒng), 可以從寬范圍的、 綜合的地面和空中態(tài)勢(shì)圖像中獲得很大的收益。
(2) 作戰(zhàn)云將能使遠(yuǎn)程交戰(zhàn)更加實(shí)際
分布式云殺傷鏈、 作戰(zhàn)云打破了作戰(zhàn)平臺(tái)、 傳感器、 武器系統(tǒng)之間的硬鏈接, 以松耦合方式構(gòu)建“探測(cè)-跟蹤-決策-打擊-評(píng)估”的完整云殺傷鏈。 通過(guò)戰(zhàn)場(chǎng)資源的高效管控、 目標(biāo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理分發(fā)共享, 在云端完成目標(biāo)探測(cè)跟蹤、 數(shù)據(jù)融合、 目標(biāo)指派、 火力分配、 火控制導(dǎo)、 毀傷評(píng)估等作戰(zhàn)流, 各平臺(tái)無(wú)需本平臺(tái)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)引導(dǎo)跟蹤, 也無(wú)需發(fā)射本平臺(tái)武器, 即可完成目標(biāo)攻擊, 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)超視距目標(biāo)的先敵發(fā)現(xiàn)、 先敵攻擊、 先敵摧毀。
作戰(zhàn)云概念中隱含著將多傳感器“大圖”傳送到所有的友方飛機(jī), 這將能準(zhǔn)確識(shí)別視距外的遠(yuǎn)距離飛機(jī)。 采用從作戰(zhàn)云推送的數(shù)據(jù), 友方飛機(jī)能在遠(yuǎn)距離處對(duì)敵方飛機(jī)交戰(zhàn), 提高了飛機(jī)的生存能力。 由于有更強(qiáng)的態(tài)勢(shì)感知能力, 也能從出乎預(yù)料的方向, 對(duì)敵方飛機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離突襲交戰(zhàn), 使友方部隊(duì)能獲得顯著的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。
(3) 作戰(zhàn)云將提高體系冗余度、 任務(wù)成功率
云空戰(zhàn)體系各域作戰(zhàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通, 每個(gè)平臺(tái)作為一個(gè)云節(jié)點(diǎn), 既向云端提供信息, 也從云端獲取信息;通過(guò)在云端實(shí)時(shí)共享目標(biāo)探測(cè)跟蹤數(shù)據(jù), 融合成火控級(jí)的目標(biāo)航跡, 云端各平臺(tái)可采用高質(zhì)量的分布式空情圖像, 向戰(zhàn)機(jī)發(fā)送指令, 目標(biāo)照射和導(dǎo)彈制導(dǎo)也可由第三方完成, 提高了冗余能力, 單獨(dú)某一戰(zhàn)機(jī)或地基系統(tǒng)對(duì)于任務(wù)的成功不再是至關(guān)重要的。 由于多個(gè)飛機(jī)和地面系統(tǒng)的多個(gè)傳感器都能為交戰(zhàn)提供信息, 損失一個(gè)傳感器的輸入不再是災(zāi)難性的。 例如, 在敵方防御能力良好的空域進(jìn)行縱深空戰(zhàn)時(shí), 機(jī)載預(yù)警和指揮系統(tǒng)的作戰(zhàn)使用將受到限制, 但如果幾架高速作戰(zhàn)飛機(jī)可以共享、 交換數(shù)據(jù), 就可以形成有用的、 詳盡的寬范圍空情圖像, 這些作戰(zhàn)飛機(jī)就能夠在縱深空域進(jìn)行有效作戰(zhàn)。 能得到更詳盡、 全面和寬范圍空情圖像的飛機(jī)的數(shù)目越多, 總的冗余度就越高。
(4) 作戰(zhàn)云可實(shí)現(xiàn)多樣化協(xié)同空戰(zhàn)樣式
借助云協(xié)同技術(shù), 可實(shí)現(xiàn)多樣化協(xié)同空戰(zhàn)樣式, 實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)平臺(tái)、 傳感器、 武器系統(tǒng)等空戰(zhàn)資源的聚合優(yōu)化與作戰(zhàn)效能的最大化。 可實(shí)現(xiàn)的典型空戰(zhàn)樣式, 包括: 精確引導(dǎo)、 遠(yuǎn)程發(fā)射、 遠(yuǎn)程交戰(zhàn)、 制導(dǎo)交接、 云作戰(zhàn)等。 例如, 采用云作戰(zhàn)樣式, 云中任意一架或多架飛機(jī)完成目標(biāo)探測(cè)跟蹤, 將數(shù)據(jù)上傳至云端, 融合為火控級(jí)目標(biāo)航跡, 由云端選擇最適合發(fā)射的平臺(tái)完成導(dǎo)彈發(fā)射, 然后云端分配一架戰(zhàn)機(jī)全程制導(dǎo)或多架飛機(jī)接力制導(dǎo)。 采用這種方式, 一架自身雷達(dá)不發(fā)射信號(hào)的電子靜默飛機(jī), 可采用其機(jī)載雷達(dá)精確跟蹤目標(biāo)的其他友方飛機(jī)提供的數(shù)據(jù), 對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離交戰(zhàn)。 其戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)是電子靜默飛機(jī)可避免被敵方飛機(jī)探測(cè)到, 可從意想不到的方向進(jìn)行出乎預(yù)料的攻擊。
由于采用內(nèi)埋式武器的隱身飛機(jī), 僅能攜載相對(duì)少的導(dǎo)彈, 未來(lái)的某些空戰(zhàn)可能混合使用強(qiáng)隱身飛機(jī)和弱隱身飛機(jī)。 在這種戰(zhàn)術(shù)結(jié)構(gòu)中, 強(qiáng)隱身飛機(jī)將盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保留其武器, 更多地使用弱隱身飛機(jī)攜載的武器。 采用云作戰(zhàn)樣式, 具有較強(qiáng)生存能力的強(qiáng)隱身飛機(jī)將深入敵方空域的縱深, 并使用信息柵格, 通過(guò)作戰(zhàn)云將瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)送給其他飛機(jī)。 弱隱身飛機(jī)將作為遠(yuǎn)距離導(dǎo)彈發(fā)射平臺(tái), 按照強(qiáng)隱身飛機(jī)的指示, 發(fā)射各種空空和空面武器。
(5) 使用由體系中各種平臺(tái)提供的多種能力
作戰(zhàn)云不應(yīng)看作是由相對(duì)簡(jiǎn)單的相同的異構(gòu)單元組成的, 而應(yīng)看作是由非常多的各種各樣的單元組成的。 例如, 與更通用的飛機(jī)相比, 特種飛機(jī)能構(gòu)建詳細(xì)的電子戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)信息, 通過(guò)將其形成的電子戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)信息分發(fā)并融合到大圖中, 體系中所有能接入這些信息的系統(tǒng)都將受益。 在某些方面, 信息柵格將使所接入的所有系統(tǒng)獲得體系中所有參與單元的能力, 而不是僅具有該系統(tǒng)本身?yè)碛械膯为?dú)平臺(tái)的能力。
1.3多域戰(zhàn)
通過(guò)采用網(wǎng)絡(luò)中心思想, 可使多個(gè)艦艇、 飛機(jī)、 平臺(tái)和系統(tǒng)成為信息、 敏感、 效應(yīng)和指揮柵格上的組成節(jié)點(diǎn)。 作戰(zhàn)云概念使網(wǎng)絡(luò)中心思想演進(jìn)為跨越動(dòng)態(tài)變化的作戰(zhàn)區(qū)域的分布式空戰(zhàn)概念。 網(wǎng)絡(luò)中心化思想和作戰(zhàn)云結(jié)構(gòu), 可以進(jìn)一步擴(kuò)展到超越空中作戰(zhàn)域, 擴(kuò)展到陸地、 海面、 空間和網(wǎng)電空間等多個(gè)作戰(zhàn)域, 這一擴(kuò)展稱為多域戰(zhàn)[9-12, 20]。
多域戰(zhàn)概念是由作戰(zhàn)需求驅(qū)動(dòng)的。 與高端對(duì)手較量時(shí), 作戰(zhàn)行動(dòng)不能僅限于某一作戰(zhàn)域, 而是要涵蓋多個(gè)作戰(zhàn)域, 實(shí)現(xiàn)一體化的聯(lián)合作戰(zhàn)效果。 多域戰(zhàn)將由統(tǒng)一的指揮機(jī)構(gòu)密切協(xié)同三個(gè)單獨(dú)的軍兵種作戰(zhàn)的聯(lián)合部隊(duì)結(jié)構(gòu), 轉(zhuǎn)化為將這三個(gè)軍兵種組合成一個(gè)虛擬的單一實(shí)體結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)代作戰(zhàn)不僅涉及到傳統(tǒng)的陸、 海、 空軍種, 而且他們之間有某些功能交疊, 多域戰(zhàn)概念將作戰(zhàn)空間分解成陸、 海、 空、 空間和網(wǎng)電空間域, 而不是簡(jiǎn)單地分解成陸、 海、 空軍等兵種組分[9-12, 20]。
多域戰(zhàn)的中心思想是跨域協(xié)同, 即跨兩個(gè)或更多的域運(yùn)用作戰(zhàn)兵力以實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。 目標(biāo)是以互補(bǔ)增效而非簡(jiǎn)單的能力疊加方式, 綜合運(yùn)用不同作戰(zhàn)域的作戰(zhàn)能力, 使每種作戰(zhàn)能力都能彌補(bǔ)其他作戰(zhàn)域的短板, 從而提升整體作戰(zhàn)效果。 例如, 通過(guò)在陸域采用火箭系統(tǒng)攻擊敵方的面空導(dǎo)彈陣地, 并在網(wǎng)電空間域攻擊敵方的指揮控制通信網(wǎng)絡(luò), 則空中作戰(zhàn)兵力能突防一個(gè)防御良好的作戰(zhàn)區(qū)域, 并進(jìn)行有效的攻擊[9-12, 20]。
多域戰(zhàn)概念意味著, 為了贏得一場(chǎng)戰(zhàn)役, 友方兵力不需要在所有的作戰(zhàn)域(陸地、 海面、 空中、 空間或網(wǎng)電空間)都具有優(yōu)勢(shì), 可通過(guò)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間、 適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)進(jìn)行跨域協(xié)同, 獲得局部的、 暫時(shí)的優(yōu)勢(shì)。 能夠跨物理和虛擬域的兵力, 可以對(duì)敵方較大規(guī)模的兵力獲得作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。
1.4融合戰(zhàn)
在組合網(wǎng)絡(luò)中心思維時(shí), 作戰(zhàn)云作戰(zhàn)概念和多域戰(zhàn)將成為一個(gè)復(fù)雜的混合體, 導(dǎo)致作戰(zhàn)方式非常復(fù)雜, 也意味著增加了作戰(zhàn)者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。 隨著來(lái)自不同作戰(zhàn)域的新平臺(tái)和系統(tǒng)加入網(wǎng)絡(luò), 認(rèn)知負(fù)擔(dān)將進(jìn)一步增大。 即便在現(xiàn)在, 在戰(zhàn)場(chǎng)上獲取的大量的信息, 已經(jīng)超出了可以分析的容量[9-12, 20]。
融合戰(zhàn)使指揮和控制系統(tǒng)能更有效地管控?cái)?shù)量劇增的信息。? “融合”涉及到采用改進(jìn)的分析手段, 將來(lái)自數(shù)個(gè)不同傳感器的數(shù)據(jù), 融合成用于戰(zhàn)術(shù)和作戰(zhàn)級(jí)決策的單一的公共圖像。 數(shù)據(jù)不僅要疊加, 而且要以非常高的標(biāo)準(zhǔn)精心組合, 從而為武器提供高質(zhì)量的跟蹤信息和作戰(zhàn)識(shí)別, 這對(duì)于作戰(zhàn)云結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵的[9-12, 20]。
“戰(zhàn)”涉及到融合是為了實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)目的, 是一個(gè)博弈的過(guò)程。 由于未來(lái)的對(duì)手也會(huì)采用復(fù)雜的多域網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)方式, 融合戰(zhàn)的思路是使友方部隊(duì)的決策更快、 更好, 使其超前于敵方的OODA環(huán)。 在OODA環(huán)中, 時(shí)間是決定成敗的關(guān)鍵變量。 融合戰(zhàn)尋求縮短分析連續(xù)獲取的海量數(shù)據(jù)所需的時(shí)間, 這樣, 友方部隊(duì)決策更快, 獲得非對(duì)稱優(yōu)勢(shì)。 當(dāng)然, 成功可能不一定站在具有最快的OODA環(huán)的一側(cè), 而可能是最好地利用跨多個(gè)域運(yùn)行的多個(gè)OODA環(huán)能力的一側(cè)。 任何時(shí)刻, 在陸、 海、 空、 天和網(wǎng)電空間域運(yùn)行著許多不同的OODA環(huán), 如何最好地利用這些并行的或串行的OODA環(huán)是一個(gè)困難的挑戰(zhàn), 可能需要復(fù)雜的融合軟件, 包括機(jī)器-機(jī)器學(xué)習(xí)和機(jī)器-人協(xié)作。
美國(guó)空軍空中作戰(zhàn)司令部Carlisle H指出: “為了保持未來(lái)的優(yōu)勢(shì)地位, 空軍必須將指揮控制與融合系統(tǒng)相結(jié)合, 融合系統(tǒng)將多個(gè)域的信息, 傳輸?shù)揭粋€(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中, 從而使信息能夠在觀察、 判斷、 決策和行動(dòng)環(huán)中更快地流動(dòng)。 ” “如果你想要得到作戰(zhàn)識(shí)別, 如果你想要得到武器控制級(jí)質(zhì)量的航跡, 你必須走向融合戰(zhàn)。” “我們?cè)诰取?隱身、 彈藥投放能力和指揮控制能力方面領(lǐng)先于世界。 我相信, 未來(lái)要保持領(lǐng)先, 我們要做的是指揮控制系統(tǒng)的融合戰(zhàn)能力?!?/p>
除了要更有效地管控?cái)?shù)量劇增的信息外, 現(xiàn)在更要關(guān)注敵方可能對(duì)集中式的指揮中心進(jìn)行的攻擊, 或者采用網(wǎng)電空間和電子戰(zhàn)的手段進(jìn)行的戰(zhàn)場(chǎng)隔離。 集中式的指揮中心已經(jīng)變成了令人憂慮的單點(diǎn)故障。 對(duì)此, 融合戰(zhàn)提供了部分解決方案, 使其能改變長(zhǎng)期以來(lái)指導(dǎo)空戰(zhàn)的集中式控制和分散式執(zhí)行的原則。 現(xiàn)在的新技術(shù)可以采用“集中式指揮、 分布式控制和分散式執(zhí)行”的結(jié)構(gòu)。 對(duì)空中裝備的控制, 可以移交到較低級(jí)的指揮官, 實(shí)現(xiàn)更敏捷靈活和生存能力強(qiáng)的指揮與控制系統(tǒng)。
通過(guò)分布式控制, 使指揮官和作戰(zhàn)單元之間能進(jìn)行近實(shí)時(shí)的協(xié)同, 從而更多地聚焦在解決戰(zhàn)術(shù)問(wèn)題而不是平臺(tái)調(diào)度上。 由于在分布式控制結(jié)構(gòu)中縮短了控制跨度, 可以實(shí)現(xiàn)更短的決策周期, 使指揮官能隨時(shí)掌握快速演變的戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)。 此外, 分布式控制將允許在執(zhí)行任務(wù)時(shí), 戰(zhàn)機(jī)盡可能少地發(fā)射信息, 而是借助于數(shù)據(jù)鏈, 及時(shí)更新有關(guān)目標(biāo)、 作戰(zhàn)支持設(shè)施和恢復(fù)的基地的信息。 這種形式的控制, 將允許在集中式的指揮中心離線時(shí), 繼續(xù)進(jìn)行自主作戰(zhàn)。 采用“集中式的指揮、 分散式控制、 分布式執(zhí)行”結(jié)構(gòu), 將使集中式的指揮中心, 更加聚焦在問(wèn)題優(yōu)先級(jí)排序和資源分配, 而不是深入到解決戰(zhàn)術(shù)級(jí)問(wèn)題。
2實(shí)現(xiàn)未來(lái)空戰(zhàn)新概念所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)
未來(lái)空戰(zhàn)新概念涉及到組合網(wǎng)絡(luò)中心化思想、 作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn), 這將導(dǎo)致未來(lái)空戰(zhàn)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)與作戰(zhàn)云的依賴性和復(fù)雜性增大, 因此倍受關(guān)注。 對(duì)于一個(gè)由多個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜大系統(tǒng), 即便沒(méi)有敵對(duì)的干擾, 數(shù)據(jù)獲取和分發(fā)也是困難的問(wèn)題。 因此, 使未來(lái)空戰(zhàn)新概念從構(gòu)想轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)不是一個(gè)容易的任務(wù), 需要長(zhǎng)期的努力[9-12]。
為實(shí)現(xiàn)未來(lái)空戰(zhàn)新概念, 需要四大核心能力:
(1) 數(shù)據(jù)獲取
數(shù)據(jù)獲取能力即多領(lǐng)域的情報(bào)收集能力和持續(xù)的情報(bào)-監(jiān)視-偵察能力,? 以在正確的時(shí)間、 正確的地點(diǎn), 由適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳙@得所需的數(shù)據(jù)。 除了專用的情報(bào)監(jiān)視偵察平臺(tái)外, 正在發(fā)展的新一代隱身轟炸機(jī)B-21及新一代戰(zhàn)斗機(jī)F-X或FA-XX, 將不僅是轟炸機(jī)或戰(zhàn)斗機(jī), 而是傳感器+射擊者飛機(jī), 通過(guò)把現(xiàn)代情報(bào)監(jiān)視和偵察傳感器與處理器裝在新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)、 轟炸機(jī)上, 并與陸、 海、 空、 天等作戰(zhàn)域的其他系統(tǒng)“節(jié)點(diǎn)”綜合, 為形成“作戰(zhàn)云”能力提供數(shù)據(jù)支撐。
(2) 數(shù)據(jù)的決策轉(zhuǎn)化能力
通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、 傳感器之間的信息共享和全源信息整合, 把“云基傳感器-效應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)”獲取的數(shù)據(jù), 轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)役和戰(zhàn)術(shù)層級(jí)的決策信息。
(3) 高生存力的突防能力
針對(duì)“反介入/區(qū)域拒止”威脅, 在航程、 載荷、 生存力、 殺傷力、 承載力和保障力之間做出最佳的權(quán)衡, 重點(diǎn)是履行傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功能, 為防區(qū)外或防區(qū)內(nèi)有效運(yùn)用兵力創(chuàng)造有利條件。
(4) 敏捷的通信能力
重點(diǎn)是提升所有作戰(zhàn)平臺(tái)、 武器裝備、 傳感器、 指揮控制系統(tǒng)在高對(duì)抗環(huán)境下的反應(yīng)能力和適應(yīng)能力, 有效提高作戰(zhàn)體系的強(qiáng)韌性。
未來(lái)空戰(zhàn)需要使數(shù)據(jù)在“由多個(gè)系統(tǒng)組成的復(fù)雜大系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng), 有兩個(gè)關(guān)鍵要素: 數(shù)據(jù)和連通性。 在數(shù)據(jù)方面, 必須有質(zhì)量足夠高的數(shù)據(jù), 以支持做出采取行動(dòng)所需的決策。 在連通性方面, 必須聯(lián)接數(shù)量巨大的各種各樣的節(jié)點(diǎn), 而且在高烈度的軍事作戰(zhàn)中要足夠穩(wěn)健。 無(wú)論是產(chǎn)生能進(jìn)行決策制定的高質(zhì)量數(shù)據(jù), 還是維持跨多個(gè)異類節(jié)點(diǎn)的寬范圍連通性, 都將面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
2.1數(shù)據(jù)方面面臨的挑戰(zhàn)
未來(lái)空戰(zhàn)新概念需要海量數(shù)據(jù)的支持。 考慮到多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)概念, 指揮中心顯然渴望多個(gè)作戰(zhàn)域的有用數(shù)據(jù)。
另外, 在未來(lái)空戰(zhàn)新概念中, 單個(gè)平臺(tái)也是高度依賴數(shù)據(jù)的。 美國(guó)空軍F-35綜合辦公室的Harrigian指出: 像F-22和F-35這樣的現(xiàn)代隱身飛機(jī), 是美國(guó)武庫(kù)中最依賴于數(shù)據(jù)的機(jī)器, 需要大量的信息, 以便最好地作戰(zhàn)。 例如, 新一代隱身戰(zhàn)斗機(jī)、 轟炸機(jī)需要目標(biāo)的雷達(dá)特征、 紅外特征及電子戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)數(shù)據(jù)(包括在作戰(zhàn)中可能遭遇的系統(tǒng)的特性和電子特征), 用于任務(wù)規(guī)劃, 以使飛機(jī)生存能力最高, 并使飛機(jī)系統(tǒng)能夠識(shí)別敵、 我和中立目標(biāo)。 沒(méi)有這樣的數(shù)據(jù), 為機(jī)組人員提供的戰(zhàn)場(chǎng)空間“大圖”, 可能是不準(zhǔn)確的、 不完全的, 甚至?xí)斐晌kU(xiǎn)的誤導(dǎo)。
(1) 任務(wù)數(shù)據(jù)文件準(zhǔn)備和更新的復(fù)雜性
這一過(guò)程涉及到許多因素, 包括: 獲取必要電子戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)信息的先進(jìn)戰(zhàn)區(qū)情報(bào)、 監(jiān)視和偵察系統(tǒng); 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾分析的分析師團(tuán)隊(duì); 將信息傳輸?shù)矫绹?guó)的通信鏈路; 能夠快速將演進(jìn)的戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)換成任務(wù)數(shù)據(jù)文件, 并重新發(fā)送到遙遠(yuǎn)的位置, 以在每個(gè)架次前重新加載到每架隱身飛機(jī)上的隨時(shí)待命的軟件團(tuán)隊(duì)。 所有這些, 將導(dǎo)致任務(wù)數(shù)據(jù)文件更新過(guò)程的復(fù)雜化。
(2) 分析軍事活動(dòng)模式需要大數(shù)據(jù)
軍事指揮和控制系統(tǒng)需要得到有關(guān)友方、 中立和敵方的民事和軍事實(shí)體在背景環(huán)境中進(jìn)行行動(dòng)的及時(shí)信息。 正如在多域戰(zhàn)中所注明的那樣, 需要這一信息是跨陸、 海、 空、 天和網(wǎng)電空間域的。 與對(duì)單一裝備級(jí)可能重要的參數(shù)化數(shù)據(jù)不同, 在戰(zhàn)斗群級(jí), 軍事活動(dòng)信息更加重要。 相應(yīng)地, 對(duì)于指揮和控制系統(tǒng), 所希望的信息是“行動(dòng)模式”數(shù)據(jù)。 這樣的活動(dòng)信息可以被稱為前景數(shù)據(jù), 這種“大數(shù)據(jù)”正變得越來(lái)越重要。 大數(shù)據(jù)被定義為包括可以通過(guò)計(jì)算分析來(lái)揭示模式、 趨勢(shì)和關(guān)聯(lián)性的非常巨大的數(shù)據(jù)集。
盡管現(xiàn)在軍事情報(bào)組織有巨量的數(shù)據(jù), 目前尚不能對(duì)如此巨量的數(shù)據(jù)進(jìn)行足夠快速的分析, 以支持作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)概念。 因此, 所采用的分析方法, 必須從觀察敵方的具體類型的軍事行動(dòng), 轉(zhuǎn)向發(fā)現(xiàn)正?;顒?dòng)模式中的變化。
大數(shù)據(jù)分析方法可以劃分為四個(gè)階段:
第一階段, 即初始化大數(shù)據(jù)階段。 由多個(gè)不同類型的信息源, 跨時(shí)間和空間獲取各種各樣巨量的數(shù)據(jù), 進(jìn)行元標(biāo)引, 并放置在信息云中, 關(guān)鍵是以特定的方式對(duì)輸入的數(shù)據(jù)和已經(jīng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化, 這需要有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的工具。
第二階段, 涉及到確定特定模式的分析。 分析師充分利用不同數(shù)據(jù)單元之間的關(guān)系, 采用應(yīng)用軟件來(lái)處理、 可視化和綜合云中的數(shù)據(jù)。
第三階段, 涉及到構(gòu)建態(tài)勢(shì), 要采用專門(mén)的軟件工具對(duì)模式數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理, 以確定正在進(jìn)行的行動(dòng)類型, 并確定這一行動(dòng)對(duì)敵方未來(lái)行動(dòng)的意義。 該階段的行動(dòng)預(yù)測(cè)致力于形成能進(jìn)行決策的高質(zhì)量信息。
第四階段, 涉及到數(shù)據(jù)分析師、 信息獲取系統(tǒng)和作戰(zhàn)使用者的交互協(xié)同, 目的是使可能接觸數(shù)據(jù)分析的所有人員將注意力聚焦在要獲取、 分析和理解的關(guān)鍵單元。 作戰(zhàn)使用人員不再僅僅是情報(bào)信息的消費(fèi)者, 而是協(xié)作者。 為此, 分析人員和作戰(zhàn)使用人員在云上協(xié)同工作。
作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)的概念, 都在推動(dòng)著比敵方更快做出決策, 以處在敵方的跨多個(gè)域的OODA環(huán)內(nèi)。
重要的是, 這一框架實(shí)際上是動(dòng)態(tài)的, 而且能夠后向流動(dòng): 作戰(zhàn)環(huán)境將決定所需的專門(mén)態(tài)勢(shì)軟件工具, 以及怎樣對(duì)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化來(lái)支持他們。? 在組織、 過(guò)程, 以及能夠參與涉及到作戰(zhàn)云概念、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)的新型作戰(zhàn)概念的高技能人員方面, 還有巨大的問(wèn)題。 這些概念的一個(gè)關(guān)鍵的、 對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)至關(guān)重要的特征是對(duì)速度的要求。 要求能夠足夠快速提供相關(guān)信息, 以支持未來(lái)空戰(zhàn)新概念對(duì)敵方的行動(dòng)和快速變化的環(huán)境作出及時(shí)響應(yīng)。
2.2連通性方面面臨的挑戰(zhàn)
如果在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間沒(méi)有足夠的連通性, 未來(lái)空戰(zhàn)新概念就會(huì)失敗。 融合的傳感器信息需要跨各平臺(tái)和指揮控制節(jié)點(diǎn)(包括語(yǔ)音、 視頻、 數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)耐ㄐ沤Y(jié)構(gòu))快速地流動(dòng)。 關(guān)鍵的問(wèn)題是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)健性[9-12,21]。
(1) 采用不同數(shù)據(jù)鏈平臺(tái)的互聯(lián)互通問(wèn)題
未來(lái)空戰(zhàn)新概念需要所有參與節(jié)點(diǎn)借助不同容量和能力的數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行聯(lián)接。 如用于機(jī)載應(yīng)用的典型數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)荓ink16, 但Link16有一些缺點(diǎn)(包括僅能提供視線鏈接), 因此必須與其他幾種類型的數(shù)據(jù)鏈結(jié)合使用。
現(xiàn)代隱身飛機(jī)的開(kāi)發(fā)方式也產(chǎn)生了數(shù)據(jù)鏈連通性問(wèn)題。 飛機(jī)有Link16數(shù)據(jù)鏈, 但當(dāng)運(yùn)用這一系統(tǒng)傳輸信息時(shí), 敵方的電子偵測(cè)系統(tǒng)也可能偵測(cè)得到。 為此, 隱身飛機(jī)采用專門(mén)的、 在傳輸信息時(shí)很難被探測(cè)到的低被截獲概率(LPI)數(shù)據(jù)鏈。 由于這些LPI數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍S邢到y(tǒng), 不能與其他大部分類型的飛機(jī), 包括其他不同類型的隱身飛機(jī)所使用的系統(tǒng)聯(lián)接。 為克服這一問(wèn)題, 美國(guó)空軍發(fā)展了可以將LPI數(shù)據(jù)鏈與Link16數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的專門(mén)網(wǎng)關(guān)。
但即便采用網(wǎng)關(guān), 在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接方面也有明顯的缺點(diǎn), 在兩種不同類型的數(shù)據(jù)鏈傳輸數(shù)據(jù)時(shí), 存在敵方部隊(duì)可以利用的單點(diǎn)故障, 降低了數(shù)據(jù)速率和質(zhì)量。 此外, 采用網(wǎng)關(guān)還引入了不希望的復(fù)雜性。
總之, 通過(guò)最優(yōu)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行不同系統(tǒng)的聯(lián)接和數(shù)字信息交換, 將帶來(lái)復(fù)雜性、 脆弱性和低效性。
(2) 數(shù)據(jù)加密與安全問(wèn)題
將網(wǎng)絡(luò)與空軍以外的其他系統(tǒng)聯(lián)接時(shí)會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步的問(wèn)題。 軍用數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)羌用艿模?有時(shí)要為其他國(guó)家提供密碼加密信息, 即便僅在短的時(shí)間周期內(nèi)有效, 當(dāng)發(fā)布加密信息時(shí), 誰(shuí)將接入數(shù)據(jù), 可能存在不確定性, 而且他們可能使用加密的信息, 搜集敏感的友方部隊(duì)作戰(zhàn)數(shù)據(jù), 包括所關(guān)注的隱身飛機(jī)。 考慮到多域和融合戰(zhàn)概念, 當(dāng)不僅交換航跡和識(shí)別數(shù)據(jù), 而且還交換更加詳細(xì)的情報(bào)和指揮控制信息時(shí), 這一問(wèn)題變得更加突出。[9-12, 21]。
(3) 數(shù)據(jù)可信性問(wèn)題
未來(lái)空戰(zhàn)新概念的協(xié)同交戰(zhàn)中共享數(shù)據(jù)鏈信息還有數(shù)據(jù)可信性問(wèn)題。
作戰(zhàn)云構(gòu)造涉及到在網(wǎng)絡(luò)上的對(duì)“大圖”做出貢獻(xiàn)的每一個(gè)貢獻(xiàn)者, 并要基于大圖做出戰(zhàn)術(shù)決策, 這里隱含的假設(shè)是這一大圖是準(zhǔn)確的。 然而, 如果因?yàn)橛善渌麌?guó)家的傳感器提供給作戰(zhàn)云的數(shù)據(jù)是有錯(cuò)誤的, 某國(guó)的部隊(duì)對(duì)一個(gè)民用目標(biāo)交戰(zhàn), 由誰(shuí)負(fù)責(zé)?政府是否輕松地授權(quán)其部隊(duì), 基于具有不確定的起源和準(zhǔn)確性的多域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來(lái)發(fā)射武器?由于有大量的數(shù)據(jù)處理和信息共享, 導(dǎo)致未來(lái)空戰(zhàn)新概念的復(fù)雜性顯著增大, 使人們更加關(guān)注未來(lái)的殺傷鏈?zhǔn)欠袷乔逦摹?不模糊的, 并給適于未來(lái)空戰(zhàn)新概念的交戰(zhàn)規(guī)則的設(shè)計(jì)帶來(lái)實(shí)際的困難。
要應(yīng)對(duì)的更大困難是試圖欺騙網(wǎng)絡(luò)用戶的技術(shù)。 如果用戶傾向于相信呈現(xiàn)在其顯示器上的信息, 進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)中的任何不正確的信息, 將很快分發(fā)到所有用戶, 當(dāng)與其他正確的數(shù)據(jù)組合時(shí), 可能快速地形成一個(gè)不正確的公共圖像。 由于多域網(wǎng)絡(luò)概念具有大量的節(jié)點(diǎn), 它們都為無(wú)線通信柵格貢獻(xiàn)信息。 敵方有可能利用許多物理和虛擬路徑來(lái)向友方部隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)傳遞不正確的數(shù)據(jù)。 解決方案是采用一個(gè)信任但要核實(shí)的方式, 加入多個(gè)可以確認(rèn)所顯示的信息的傳感器。 這使得融合過(guò)程更加復(fù)雜, 但對(duì)于信息安全是重要的。
(4)? 網(wǎng)絡(luò)的脆弱性、 穩(wěn)健性問(wèn)題
對(duì)等的強(qiáng)大對(duì)手之間的作戰(zhàn)涉及到高手之間的博弈, 高明的對(duì)手要連續(xù)尋求競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 友方部隊(duì)使用的復(fù)雜多域網(wǎng)絡(luò)顯然是被攻擊的對(duì)象, 如通過(guò)攻擊各個(gè)節(jié)點(diǎn), 縮小網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍, 或者使用某種類型的寬范圍干擾, 使信息柵格失能[9-12, 21]。
使用接入到作戰(zhàn)云的數(shù)據(jù)鏈通信將帶來(lái)明顯的脆弱性。 由于存在可探測(cè)、 分辨的輻射源, 這些經(jīng)由無(wú)線數(shù)據(jù)鏈的數(shù)據(jù)傳輸, 可能被敵方探測(cè)到, 進(jìn)行地理定位, 并通過(guò)相關(guān)的平臺(tái)(艦艇或飛機(jī))對(duì)其進(jìn)行攻擊。 先進(jìn)的電子偵測(cè)系統(tǒng), 可以構(gòu)建綜合的從輻射源探測(cè)到地理定位的網(wǎng)絡(luò)圖像。 將來(lái), 隨著電子偵測(cè)系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展, 將有可能探測(cè)和跟蹤LPI數(shù)據(jù)鏈的輻射源, 這將是基于主動(dòng)發(fā)射信息的網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)空戰(zhàn)新概念的薄弱環(huán)節(jié)。
另一個(gè)固有的脆弱性與電子干擾(敵方部隊(duì)的有意的電子干擾和友方單元無(wú)意的電子干擾)相關(guān)。 美國(guó)空軍已經(jīng)擔(dān)心敵方的電子反制可能降低網(wǎng)絡(luò)的性能, 降低數(shù)據(jù)傳輸率, 并有可能阻止在某一位置建立網(wǎng)絡(luò)。 美國(guó)空軍的Deptula D認(rèn)為: 相對(duì)于一種新的戰(zhàn)斗機(jī), 美國(guó)空軍更加需要一個(gè)穩(wěn)健的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)。 如果了解干擾技術(shù), 數(shù)據(jù)鏈可以做得更加穩(wěn)健, 但敵方總有可能引入某些新穎的方法進(jìn)行技術(shù)突襲。
重要的是, 在多域戰(zhàn)時(shí)代, 降低網(wǎng)絡(luò)性能或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拒止的威脅, 不僅來(lái)自敵方的電磁頻譜干擾, 網(wǎng)電空間攻擊也可能是顯著的威脅, 敵方可以通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中插入虛假信息, 或者拒止網(wǎng)絡(luò)的工作。 因此, 具有探測(cè)敵方的網(wǎng)電空間入侵或攻擊, 并快速做出響應(yīng)且重新建立安全的網(wǎng)絡(luò)的能力是關(guān)鍵的。
網(wǎng)絡(luò)化所帶來(lái)固有的脆弱性, 需要在戰(zhàn)術(shù)上和技術(shù)上進(jìn)行補(bǔ)償。 為了應(yīng)對(duì)第一種攻擊方式, 可以采用友方其他的傳感器, 彌補(bǔ)和代替那些失能的傳感器。 為了應(yīng)對(duì)第二種攻擊方式, 則是使友方的信息柵格進(jìn)行電磁頻譜機(jī)動(dòng), 并采取適當(dāng)?shù)碾娮訉?duì)抗措施和電磁頻譜管理措施。 例如, 如果衛(wèi)星通信鏈路受到干擾拒止, 則可以使用高頻鏈路或者陸上鏈路, 并將數(shù)據(jù)通過(guò)這些鏈路分發(fā)給他們。 此外, 具有快速理解敵方致力于網(wǎng)絡(luò)拒止的演進(jìn)的電子對(duì)抗措施, 并能對(duì)抗它們的能力也是非常重要的。
另外, 還要關(guān)注友方的發(fā)射對(duì)己方部隊(duì)的干擾。 電磁頻譜充滿了各種各樣的軍用和民用發(fā)射信號(hào), 這些信號(hào)有時(shí)會(huì)形成無(wú)意的干擾。 2015年, 美國(guó)空軍確定其衛(wèi)星下行鏈路被友方的發(fā)射信號(hào)干擾了大約260次。
理解軍用網(wǎng)絡(luò)在新的作戰(zhàn)使用環(huán)境中的穩(wěn)健性是困難的, 因?yàn)槊糠N情況是獨(dú)特的, 而且涉及到可能來(lái)自許多不同國(guó)家的各種不同輻射源的混合。 從電磁頻譜管理觀點(diǎn)來(lái)看, 現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)大部分是非常復(fù)雜的, 而且難以全面地偵測(cè)。 因此, 不可能在作戰(zhàn)開(kāi)始之前全面地確定各種不同的發(fā)射信號(hào)將會(huì)有怎樣的相互干擾。 所關(guān)注的發(fā)射信號(hào)不僅包括通信發(fā)射機(jī), 而且包括友方部隊(duì)的那些有源電子對(duì)抗系統(tǒng)。 在運(yùn)用作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)的作戰(zhàn)初始階段, 快速開(kāi)始電磁頻譜管理, 以避免“自身的網(wǎng)格”的干擾是非常關(guān)鍵的。
3馬賽克戰(zhàn)概念
DARPA提出的馬賽克戰(zhàn)概念基于在處理、 計(jì)算和組網(wǎng)方面的進(jìn)步, 通過(guò)將作戰(zhàn)所需的探測(cè)感知、 火力控制和殺傷兵器等功能能力分解到小的、 模塊化單元中, 并將分解的多個(gè)功能單元進(jìn)行馬賽克式的組裝, 實(shí)現(xiàn)在需要的時(shí)間和需要的地方跨作戰(zhàn)域無(wú)縫共享信息的能力, 形成能應(yīng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)中目標(biāo)集的多個(gè)同時(shí)的殺傷網(wǎng), 確保在高烈度的作戰(zhàn)博弈環(huán)境中, 更快地、 自適應(yīng)地跨多作戰(zhàn)域聯(lián)合作戰(zhàn)。
在常規(guī)作戰(zhàn)中, 殺傷鏈?zhǔn)怯伞癘ODA”(亦即觀察、 判斷、 決策, 并對(duì)一個(gè)目標(biāo)行動(dòng)所需的步驟)定義的。 例如, 在過(guò)去, 一架實(shí)施空空交戰(zhàn)的F-15戰(zhàn)斗機(jī), 將需要首先觀察在其航線上的空域, 采用其雷達(dá)識(shí)別敵方的飛機(jī), 這是一個(gè)觀察節(jié)點(diǎn)。 當(dāng)雷達(dá)接收到一個(gè)回波時(shí), 由火控計(jì)算機(jī)處理其點(diǎn)跡, 并顯示在顯示屏上, 這些構(gòu)成了判斷節(jié)點(diǎn)。 飛行員接著采用機(jī)上的其他傳感器(另外的觀察節(jié)點(diǎn)), 不斷改進(jìn)他的判斷。 最后, 飛行員可以采取行動(dòng), 將一枚導(dǎo)彈分配給目標(biāo), 并發(fā)射武器(行動(dòng)節(jié)點(diǎn))。
為了提高作戰(zhàn)速度, 在具有先進(jìn)的數(shù)據(jù)鏈之前, 需要將所有這些OODA功能放在一個(gè)單一的武器系統(tǒng)上,? 以便跨傳感器和系統(tǒng)最好地利用信息。 例如, 雷達(dá)、 火控計(jì)算機(jī)和空空導(dǎo)彈必須都裝載在一架單一的戰(zhàn)斗機(jī)上以探測(cè)一個(gè)威脅、 理解點(diǎn)跡信息, 然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為導(dǎo)彈可以用來(lái)跟蹤和制導(dǎo)到目標(biāo)的信息, 以完成一個(gè)殺傷鏈。 第五代戰(zhàn)斗機(jī)也必須通過(guò)使判斷和決策節(jié)點(diǎn)更接近作戰(zhàn)的前沿邊緣的行動(dòng)節(jié)點(diǎn), 來(lái)加快這一過(guò)程。
由于在處理、 計(jì)算和組網(wǎng)方面的進(jìn)步, 通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)鏈和處理能力, 可以將這些功能(即便其是分解的)集成到遠(yuǎn)距離的平臺(tái)上。 這樣, 把這些功能分布到整個(gè)作戰(zhàn)空間, 并通過(guò)數(shù)據(jù)鏈跨越距離集成到多個(gè)平臺(tái)上(而不是集成在一個(gè)單一的平臺(tái)上), 以實(shí)現(xiàn)所希望的打擊效能。
在馬賽克概念中, 平臺(tái)被“分解”到其最小的實(shí)際功能, 以形成協(xié)同的“節(jié)點(diǎn)”。 這些功能和節(jié)點(diǎn)可以歸類為一個(gè)OODA環(huán)中的觀察、 判斷、 決策和行動(dòng)等功能能力。
如圖1所示, 馬賽克戰(zhàn)概念基于OODA環(huán)結(jié)構(gòu)形成分解的單元或節(jié)點(diǎn), 即觀察節(jié)點(diǎn)、 判斷節(jié)點(diǎn)、 決策節(jié)點(diǎn)和行動(dòng)節(jié)點(diǎn)。 通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)鏈賦能跨OODA環(huán)的功能能力, 通過(guò)多個(gè)觀察節(jié)點(diǎn)的協(xié)同, 互相交叉引導(dǎo), 并向判斷節(jié)點(diǎn)提供多傳感器、 多現(xiàn)象學(xué)觀測(cè);由判斷節(jié)點(diǎn)形成作戰(zhàn)區(qū)域的圖像;決策節(jié)點(diǎn)基于判斷節(jié)點(diǎn)判定的目標(biāo), 激活多個(gè)同時(shí)的殺傷路徑, 以對(duì)所指定的目標(biāo)形成所希望的打擊效果;在實(shí)現(xiàn)了打擊效果后, 所指定的行動(dòng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)向其他的目標(biāo)。? 這樣, 所構(gòu)想的馬賽克戰(zhàn)概念, 通過(guò)先進(jìn)數(shù)據(jù)鏈, 將作戰(zhàn)功能分解并分散到多個(gè)協(xié)同作戰(zhàn)的有人和無(wú)人飛機(jī)上, 從而在作戰(zhàn)區(qū)域形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的殺傷網(wǎng)。 因此, 在一個(gè)馬賽克作戰(zhàn)結(jié)構(gòu)中, 殺傷網(wǎng)取代了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的殺傷鏈, 每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都獲取、 處理和共享數(shù)據(jù), 然后融合成一個(gè)連續(xù)更新的公共的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)圖像。 通過(guò)形成具有多個(gè)殺傷器和多個(gè)殺傷路徑的殺傷網(wǎng), 可采用多個(gè)可能的殺傷路徑并發(fā)地作戰(zhàn)。
馬賽克戰(zhàn)概念的優(yōu)勢(shì)如圖2所示。
馬賽克戰(zhàn)概念可支持裝載許多不同功能能力的多功能平臺(tái), 既可組合高能力的、 高端的系統(tǒng)的特征, 也可支持僅裝有一個(gè)或兩個(gè)功能能力、 但能重新組合成許多不同的結(jié)構(gòu)或編成大量簡(jiǎn)單的功能節(jié)點(diǎn)(或兵力單元);? 既能支持對(duì)高端目標(biāo)進(jìn)行作戰(zhàn)所需的高端能力, 也能支持對(duì)大規(guī)模的低端目標(biāo)作戰(zhàn)所需的規(guī)模與靈捷性。 由于這樣的系統(tǒng)是采用具有冗余節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自適應(yīng)的、 高度強(qiáng)韌的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的, 可以形成多個(gè)殺傷路徑, 并使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何單個(gè)系統(tǒng)的重要性減小, 以確保在高烈度的作戰(zhàn)博弈環(huán)境中有效。 換言之, 通過(guò)分解這些功能能力, 在節(jié)點(diǎn)有所損耗的情況下, 馬賽克兵力仍然能有效作戰(zhàn)。
4結(jié)束語(yǔ)
未來(lái)空戰(zhàn)新概念將帶來(lái)很多收益, 然而, 未來(lái)空戰(zhàn)新概念的實(shí)際實(shí)現(xiàn), 在硬件和軟件方面都面臨著巨大的挑戰(zhàn), 而且這些極為錯(cuò)綜復(fù)雜的作戰(zhàn)方式, 必須在復(fù)雜的環(huán)境中高效地進(jìn)行。 為了形成用于決策的高質(zhì)量數(shù)據(jù), 并建立支持作戰(zhàn)云、 多域戰(zhàn)和融合戰(zhàn)概念所需的穩(wěn)健的聯(lián)通性, 需要付出巨大的努力。
未來(lái)空戰(zhàn)新概念以先進(jìn)信息技術(shù)為基礎(chǔ), 有兩個(gè)固有的脆弱性。 數(shù)字系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)電空間入侵(竊取數(shù)據(jù)、 刪除數(shù)據(jù)、 改變數(shù)據(jù)或者插入虛假數(shù)據(jù), 并跨網(wǎng)絡(luò)快速傳播)具有一定的脆弱性。 盡管網(wǎng)電空間安全技術(shù)正在穩(wěn)步提高, 網(wǎng)電空間入侵技術(shù)也在同步改進(jìn), 像所有的作戰(zhàn)域的作戰(zhàn)一樣, 是一個(gè)攻防博弈。 此外, 未來(lái)空戰(zhàn)新概念具有需要發(fā)射信號(hào)和發(fā)送信息及接收信息能力的數(shù)據(jù)鏈, 輻射源對(duì)于偵測(cè)具有固有的脆弱性, 這意味著網(wǎng)絡(luò)參與者可能被定位和跟蹤, 進(jìn)而被精確制導(dǎo)武器瞄準(zhǔn)。? 網(wǎng)電空間安全和數(shù)據(jù)鏈輻射被偵測(cè)跟蹤, 仍然是考慮未來(lái)空戰(zhàn)新概念是否具有生命力時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問(wèn)題, 是未來(lái)空戰(zhàn)新概念的致命弱點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)未來(lái)空戰(zhàn)新概念, 將其轉(zhuǎn)變成作戰(zhàn)能力, 形成未來(lái)空軍作戰(zhàn)兵力, 將涉及到比采辦某些新的作戰(zhàn)飛機(jī)平臺(tái)遠(yuǎn)為巨大的、 長(zhǎng)期的技術(shù)和智力投入。
針對(duì)美國(guó)空軍未來(lái)空戰(zhàn)新概念所面臨的挑戰(zhàn), DARPA提出了馬賽克戰(zhàn)概念, 試圖通過(guò)將作戰(zhàn)所需的探測(cè)感知、 火力控制和殺傷兵器等功能能力分解到小的、 模塊化單元中, 并將分解的多個(gè)功能單元進(jìn)行馬賽克式的組裝, 形成能同時(shí)應(yīng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)中出現(xiàn)的多個(gè)目標(biāo)集的多個(gè)殺傷網(wǎng), 確保在高烈度的作戰(zhàn)博弈環(huán)境中跨多作戰(zhàn)域進(jìn)行有效作戰(zhàn)。
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Abstract: In order to coordinate the use of military forces in a more agile and integrated combat system framework,? as well as improve operational effectiveness through employing multi domain combat capability through cross domain cooperation, the concepts of the future? air warfare,? which integrates the concepts of network centric warfare,? combat cloud,? multidomain warfare and fusion warfare, are put forward by U.S. Air Force? in recent years to get operational advantages under the conditions of Informatization, network and systematization in the future fierce combat. Moreover,? the concept of mosaic warfare is put forward by DARPA.It is realized by trying to decompose the functional capabilities of detection and perception, fire control and kill weapons into small, modular units, and assemble the decomposed functional units in a mosaic way to form multiple kill nets that can simultaneously respond to various target sets, so as to ensure effective operation across multiple combat areas in a highintensity combat gome environment.In this paper,? the evolution from the concept of network centric warfare to the concept of the future air warfare such as fusion network centric warfare, combat cloud, multidomain warfare and fusion warfare,? is outlined. The concept of the future air warfare and the technical challenges in its implementation are focused on. The concept of mosaic warfare put forward by DARPA? is introduced briefly for dealing? with these technical challenges.
Key words:? air warfare; network centric warfare;? distributed operations; combat cloud;? multidomain warfare; fusion warfare; future air warfare; mosaic warfare