轉(zhuǎn)自:軍事文摘微信號(mildig) 本文刊載于《軍事文摘》雜志 作者:雷子欣、李元平 隨著科技發(fā)展和商業(yè)化,,美軍固有的高科技武器形成的不對稱優(yōu)勢正逐步減少,,為了在競爭對手中保持領先優(yōu)勢,美國國防高級研究計劃局提出了贏得未來沖突的新概念——“馬賽克戰(zhàn)”,期望通過先進的技術手段實現(xiàn)多種系統(tǒng),、武器平臺的實時靈活組合,,并進行網(wǎng)絡化作戰(zhàn),產(chǎn)生一系列非線性作戰(zhàn)效果,,最終形成“效果網(wǎng)”,。 DARPA下屬的戰(zhàn)略技術辦公室(STO)在2017年舉行的“與STO同步日”活動期間,公布了獲取非對稱戰(zhàn)爭優(yōu)勢的新概念——“馬賽克戰(zhàn)”,。相比于傳統(tǒng)戰(zhàn)爭,,“馬賽克戰(zhàn)”根據(jù)可用資源,適應于動態(tài)威脅進行快速定制,,即將低成本傳感器,、多域指揮與控制節(jié)點以及相互協(xié)作的有人,、無人系統(tǒng)等低成本,、低復雜系統(tǒng)靈活組合,創(chuàng)建適用于任何場景的交織效果,,即使對手可以中和組合中的許多部分,,但其集體可以根據(jù)需要立即做出反應,達到理想的整體效果,,形成不對稱優(yōu)勢,。 隨著科技的快速發(fā)展,美國逐漸意識到其國家安全正面臨前所未有的挑戰(zhàn),,基于以下現(xiàn)實原因,,STO提出了“馬賽克戰(zhàn)”概念。 美國“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念解析一是高科技武器裝備競爭優(yōu)勢降低,。隨著高科技在全球范圍內(nèi)的傳播和商業(yè)化,,美國傳統(tǒng)的不對稱技術如先進衛(wèi)星、隱身飛機及精確彈藥的優(yōu)勢大不如前,,這些高精尖武器裝備的戰(zhàn)略價值和威懾能力不斷減小,。 二是武器裝備開發(fā)時間長。從第8頁的圖片中可以看到,,武器裝備的開發(fā)時間直線上升,,而科技日新月異的變更可能導致許多裝備在投入使用時,其中的電子器件等零部件采用的技術已不適應新發(fā)展,,使新的軍事裝備或系統(tǒng)在交付之前就過時,。 三是原有軍事系統(tǒng)單一,依賴性強,。美軍的軍事力量主要依靠不同作戰(zhàn)環(huán)境下的整體軍事系統(tǒng)中的某一類殺手锏武器,,如果該類武器被損壞或擊落,則整體作戰(zhàn)效能顯著下降。且目前軍事系統(tǒng)只針對單一的作戰(zhàn)環(huán)境,,當想定發(fā)生變化時,,需要重新構建和定制系統(tǒng)。 作戰(zhàn)概念 綜合目前面臨的現(xiàn)實約束和挑戰(zhàn),,STO提出的“馬賽克戰(zhàn)”基于一種技術愿景,,利用動態(tài)、協(xié)調(diào)和高度自治的可組合系統(tǒng)的力量,。各類系統(tǒng)就如同簡單靈活的積木,,相關人員在建設一個“馬賽克”系統(tǒng)時,就如同藝術家創(chuàng)建馬賽克藝術品,,將低成本,、低復雜度的系統(tǒng)以多種方式連接在一起。并且,,即使“馬賽克”系統(tǒng)中部分組合被敵方摧毀或中和,,仍能作出快速響應,創(chuàng)造適應于任何場景的,、實時響應需求的理想期望,。 為說明“馬賽克戰(zhàn)”的靈活性和實時性,以戰(zhàn)斗機隊為例,。假設戰(zhàn)斗機隊初始任務為摧毀敵方雷達,,但在執(zhí)行任務過程中,陸地部隊發(fā)現(xiàn)此時有更具價值的目標彈出,,需要戰(zhàn)斗機配合摧毀,。目前的軍事系統(tǒng)需要陸地部隊聯(lián)系指控中心,指控中心手動驗證可支持該任務的戰(zhàn)斗機并重新規(guī)劃戰(zhàn)斗機隊任務,,戰(zhàn)斗機收到指控中心任務協(xié)調(diào)指令后,,使用自身攜帶的傳感器和武器來摧毀目標完成任務。整個過程復雜,,并且由于人為驗證和干預,,會影響最終任務規(guī)劃。相反,,在“馬賽克”組合中,,計算機系統(tǒng)分布在整個戰(zhàn)斗空間,彼此之間可以相互通信和協(xié)調(diào),。擁有陸地部隊單元的計算機可以通過與其他計算機互聯(lián)互通,,確定戰(zhàn)斗機隊在不破壞其原本任務的基礎上是否有剩余容量提供感知能力,并將感知任務分配至相關戰(zhàn)斗機,。然后雷達根據(jù)戰(zhàn)斗機提供的感知信息,,自動向最優(yōu)武器提供數(shù)據(jù)目標,,以便對目標發(fā)起攻擊。整個過程由“馬賽克”組合內(nèi)的多個系統(tǒng)同時工作,,進行規(guī)劃和調(diào)整,,沒有人為干預。 對作戰(zhàn)效能的提升 在“馬賽克戰(zhàn)”方法下,,美軍整體的空中,、網(wǎng)絡、陸地,、海洋和太空領域?qū)⒕劢乖诟泳C合的框架內(nèi)運行,。“馬賽克戰(zhàn)”的目標是按照具體沖突需求,,促成各種系統(tǒng)的快速,、智能、戰(zhàn)略性組合和分解,,生成成本較低廉的具有多樣性和適應性的多域殺傷鏈的彈性組合,,實現(xiàn)網(wǎng)絡化作戰(zhàn)并生成一系列的效果鏈。這些效果鏈是非線性的,,可以在戰(zhàn)術,、作戰(zhàn)及戰(zhàn)役層面組合生成“效果網(wǎng)”,。 根據(jù)STO的設想,,“馬賽克戰(zhàn)”貫穿整個作戰(zhàn)周期,通過分解和分配可組合和適應性強的有人或無人系統(tǒng)實現(xiàn)作戰(zhàn)目標,。 武器裝備從研制到投入的使用時間圖 根據(jù)上述分析可看出,,若解決相應的技術問題,“馬賽克戰(zhàn)”的作戰(zhàn)效能將產(chǎn)生質(zhì)的提升,。首先在耗時上,,作戰(zhàn)周期的每個階段耗時都降低了一個時間單位。其次是作戰(zhàn)靈活性,,從常規(guī)的武力交戰(zhàn)到模糊的“灰色地帶”沖突,,“馬賽克戰(zhàn)”形成的“效果網(wǎng)”可實現(xiàn)各種靈活應用——從偏遠沙漠的動能交戰(zhàn),到復雜城市環(huán)境的小規(guī)模打擊,,或者對抗快速傳播不實信息,、威脅友軍及戰(zhàn)略目標的信息戰(zhàn)。 與“系統(tǒng)之系統(tǒng)”的對比 “馬賽克戰(zhàn)”作為全新的作戰(zhàn)概念,,是對既有技術和概念,,特別是當前廣泛使用的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”的傳承與創(chuàng)新。 “馬賽克戰(zhàn)”與“系統(tǒng)之系統(tǒng)”都使用了許多傳統(tǒng)技術,,例如將彈性通信,、指揮與控制等作為基本組成部分,且都不需要全新的材料或裝備來實現(xiàn)。兩類作戰(zhàn)概念都基于將系統(tǒng)分解為各類子系統(tǒng),,再進行分布式集成,。 雖然“馬賽克戰(zhàn)”概念與目前應用廣泛的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”有許多共同點,但“馬賽克戰(zhàn)”相較于“系統(tǒng)之系統(tǒng)”更為先進,。 “系統(tǒng)之系統(tǒng)”是從概念設計到最終作為一個整體運作都類似于拼圖的概念,。拼圖的每個部分都經(jīng)過獨特設計和集成以填補特定角色,由于其由單一系統(tǒng)集成設計,,配置一成不變,,因此系統(tǒng)的構造需要遵守特定的標準,設計標準達成后,,若要進行修改就必須要重新設計,,并且需要很長的工程開發(fā)周期來評估分析每個模塊的變化對整個系統(tǒng)的影響。因此,,這限制了“系統(tǒng)之系統(tǒng)”的適應性,、可擴展性和互操作性。 “馬賽克戰(zhàn)”是將工程設計方法轉(zhuǎn)變?yōu)樾孪到y(tǒng),。其設想了一種自下而上的組合能力,,其中單個元素(或現(xiàn)有新系統(tǒng)),如馬賽克中的單個瓷磚,,組合起來動態(tài)地產(chǎn)生先前未預期的效果,,徹底改變軍事能力的時間周期和適應性。因此,,“馬賽克戰(zhàn)”的關鍵技術從平臺和關鍵子系統(tǒng)的集成轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)斗網(wǎng)絡的連接,、命令和控制。用于拼接組合的新技術支持按需組合,、集成和互操作性,。該技術能夠?qū)崿F(xiàn)向后兼容性,并及時,、定制化創(chuàng)建所需任何連接點,,以新穎的方式連接龐大而有能力的子系統(tǒng)或系統(tǒng)庫存以實現(xiàn)新功能,并最終形成“馬賽克戰(zhàn)”持久,、快速,、開放的未來適應性。 根據(jù)“馬賽克戰(zhàn)”的設想和實現(xiàn)目標,,STO部分借鑒了正在開發(fā)或已成形的使能技術,,來實現(xiàn)創(chuàng)造性的“馬賽克戰(zhàn)”體系結構。 復雜適應性系統(tǒng)組合和設計環(huán)境(CASCADE) 復雜的互聯(lián)系統(tǒng)越來越多地成為軍事和民用環(huán)境中的一部分,。例如軍用領域的體系綜合技術和試驗(SoSITE)項目主導開發(fā)的空中支配大系統(tǒng)概念,,期望實現(xiàn)有人和無人機通過網(wǎng)絡鏈接實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的無縫實時共享,。但是,復雜系統(tǒng)集成并非簡單的疊加,,且系統(tǒng)的功能大于其各部分的綜合,,因此,復雜系統(tǒng)難以建模,,目前尚無合適的工具可以實現(xiàn)對跨時空和空間的不斷變化的復雜任務系統(tǒng)之間的結構和行為進行預測和評估,。為了解決該問題,DARPA于2015年宣布進行復雜適應性系統(tǒng)和設計環(huán)境CASCADE項目,,該項目期望探索和創(chuàng)新可以深入理解系統(tǒng)組件交互行為的數(shù)學方法,,提供獨特的系統(tǒng)行為視角,從根本上改變系統(tǒng)設計,,以實現(xiàn)對動態(tài),、突發(fā)環(huán)境的實時彈性響應。 “馬賽克戰(zhàn)”構想可靈活應用于包括“黑色地帶”沖突在內(nèi)的各種軍事沖突 該項目主要在應用數(shù)學,、運籌學,、建模和應用程序等領域?qū)で髣?chuàng)新和突破,最終目標是提供統(tǒng)一的系統(tǒng)行為視圖,,開發(fā)用于復雜自適應系統(tǒng)組合和設計的形式語言,,以便允許理解和利用復雜交互。通過適當?shù)幕A數(shù)學來實現(xiàn)系統(tǒng)行為的統(tǒng)一視圖,,提供動態(tài)識別和糾正系統(tǒng)缺陷的框架,,使得能夠使用任意系統(tǒng)組件適應動態(tài)環(huán)境。該項目可在“馬賽克戰(zhàn)”中解決現(xiàn)有及新系統(tǒng)的組合問題,。 體系綜合技術和試驗 類似于“馬賽克戰(zhàn)”的提出背景,,高性能武器裝備的非對稱優(yōu)勢不斷減弱,DARPA于2015年3月提出并通過了SoSITE項目,。該項目的初衷為通過新的體系結構發(fā)展,提高裝備使用效率,,完善裝備體系建設,,實現(xiàn)快速且低成本的把新技術和航空系統(tǒng)集成進現(xiàn)有空戰(zhàn)系統(tǒng)中,從而降低研發(fā)成本和周期,,并使美軍運用新技術的能力遠快于競爭對手,。 SoSITE聚焦于發(fā)展“分布式空戰(zhàn)”的概念、架構和技術集成工具,,利用現(xiàn)有航空系統(tǒng)的能力,,使用開放系統(tǒng)架構方法在各種有人和無人平臺上分散關鍵的任務功能,如電子戰(zhàn),、傳感器,、武器,、戰(zhàn)爭管理、定位導航,、授時以及數(shù)據(jù)/通信數(shù)據(jù)鏈等,,并為這些可互換的任務模塊和平臺提供統(tǒng)一標準和工具,如有需要可以進行快速的升級和替換,。該項目主要在體系架構研究與分析,、綜合集成技術研究兩大技術領域內(nèi)尋求創(chuàng)新。 SoSITE研制目標包括開放系統(tǒng)架構,,維持架構持久運行的技術,,具有向后兼容能力的標準以及更快速系統(tǒng)集成和測試的工具,這些技術可保證“馬賽克戰(zhàn)”中的各系統(tǒng)具備實時性,、易用性和適用性,,并支持整合各種系統(tǒng)以實現(xiàn)協(xié)同工作。 “分布式作戰(zhàn)”管理(DBM)和對抗環(huán)境中的彈性同步規(guī)劃和評估(RSPACE) DBM是DARPA基于目前的戰(zhàn)斗管理缺乏幫助理解和適應動態(tài)情況的自動化輔助工具,,于2014年提出的項目,。該項目最初設想是協(xié)助指揮人員和飛行員管理空對空和空對地作戰(zhàn),在日益激烈和復雜的戰(zhàn)斗空間中實現(xiàn)更好的理解和快速決策,。DBM計劃開發(fā)適當?shù)淖詣踊瘺Q策輔助工具,,即將決策輔助工具集成到每架飛機機載系統(tǒng)中,以提供分布式自適應規(guī)劃,、控制以及情景理解,,實現(xiàn)幫助相關人員保持態(tài)勢感知、推薦任務,、指定詳細戰(zhàn)斗計劃,、控制作戰(zhàn)等目標。 DBM包括技術開發(fā)規(guī)劃和集成試驗兩項任務,,目前已進入空對地任務模擬演習階段,。 美軍已經(jīng)發(fā)展了可進行空中作戰(zhàn)的C2級高度集中式架構,但是這高度依賴強大的通信網(wǎng)絡,,當通信受到干擾時,,架構會受到極大的約束。為應對這個問題,,DARPA提出了RSPACE項目,,該項目面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)在通信中斷和高度不確定性下進行協(xié)調(diào)的工具,同時對C2異構節(jié)點提供自動化支持,,以協(xié)助作戰(zhàn)人員控制和管理不確定戰(zhàn)場空間中C2的復雜性,。 DBM和RSPACE都基于“分布式作戰(zhàn)”進行開發(fā),并期望解決不確定戰(zhàn)場環(huán)境的自適應,、彈性等問題,,其設想背景,、目標等都與“馬賽克戰(zhàn)”相似。因此,,這兩個項目可用于解決“馬賽克戰(zhàn)”中戰(zhàn)斗管理的指揮與控制問題,。 對抗環(huán)境下的通信(C2E)和任務優(yōu)化動態(tài)適應網(wǎng)絡(DyNAMO) 隨著無人設備、傳感器和網(wǎng)絡設備的持續(xù)發(fā)展,,對通信系統(tǒng)提出了更強大,、更多樣化的需求。增強通信系統(tǒng)功能,,還需提高其抗干擾性,、低被發(fā)現(xiàn)率和動態(tài)環(huán)境適應性。但是,,目前的軍事通信架構是靜態(tài)的,,不靈活的。DARPA于2014年提出C2E項目,,期望開發(fā)和部署自適應通信系統(tǒng),。該系統(tǒng)具有3個優(yōu)勢:一是在該系統(tǒng)下,靈活的模塊化硬件可以在不進行大量修改系統(tǒng)的前提下,,實現(xiàn)功能刷新并應對來自對手的威脅,;二是系統(tǒng)開發(fā)的模型利用可重復使用的波形處理元素和形式化方法,可實現(xiàn)跨多個硬件平臺的快速開發(fā),;三是C2E網(wǎng)絡強大的包容性,,允許作戰(zhàn)空間中無線電類型的多樣性和重復性,為作戰(zhàn)部隊提供了可靠,、網(wǎng)絡化,、可擴展的信息分發(fā)支持。 與C2E相類似,,DyNAMO是為了解決通信網(wǎng)絡中機載無線電網(wǎng)絡彼此不兼容,,無法實現(xiàn)信息在多種類型的系統(tǒng)中自由無縫地流動等問題。DyNAMO在C2E的基礎上,,基于分布式動態(tài)作戰(zhàn)任務的復雜性而設計,,目標是開發(fā)動態(tài)適應網(wǎng)絡技術,在所有機載系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的即時自由流動,。 這兩項技術可支持“馬賽克戰(zhàn)”的無縫、適應性通信和網(wǎng)絡,。 STO主任和副主任將“馬賽克戰(zhàn)”視為美國傳統(tǒng)體系作戰(zhàn)的替代品,。從其設想和目標來看,若“馬賽克戰(zhàn)”能夠?qū)崿F(xiàn),,必將對未來作戰(zhàn)樣式產(chǎn)生顛覆性的變革,。通過新技術,、新概念對現(xiàn)有裝備、平臺,、系統(tǒng)進行1+1>2的整合,,“馬賽克戰(zhàn)”高適應性、戰(zhàn)法多變的作戰(zhàn)概念,,將對我軍現(xiàn)有的傳統(tǒng)防御能力造成巨大挑戰(zhàn),。 雖然“馬賽克戰(zhàn)”目前只是概念,其技術支持和體系結構的實現(xiàn)還存在困難,,但其作戰(zhàn)樣式演變,、體系構建、關鍵技術發(fā)展等都為我軍下一步作戰(zhàn)發(fā)展提供了參考,,值得關注和學習,。 |
|