摘要:2019年3月,美國國防高級研究計劃局戰略技術辦公室發布名為“戰略技術”跨部門公告,其內容全面圍繞馬賽克戰。美國馬賽克戰概念現已成為DARPA系統之系統(SoS)作戰體系研究的核心頂層概念,旨在發展動態、協同、高度自主的作戰體系,逐步并徹底變革整個裝備體系和作戰模式。首先,從三個維度對馬賽克戰概念內涵進行解析,接著,對馬賽克戰概念下牽引的項目動向進行介紹分析,然后對馬賽克的實質威脅進行分析,最后給出了應對馬賽克戰的策略。 關鍵詞:馬賽克戰;殺傷網;系統之系統;空戰演進;海洋交戰即時信息;通信組網 2019年3月,美國國防高級研究計劃局(DARPA)戰略技術辦公室(STO)發布名為“戰略技術”跨部門公告(BAA),其內容圍繞馬賽克戰,旨在發展四個方面的技術,包括馬賽克技術、馬賽克效果網服務、馬賽克試驗、基礎戰略技術。這是自2018年9月DARPA在60周年研討會全面推進馬賽克作戰概念以來,對該概念的全面落實。 “馬賽克戰”概念最初由DARPA STO在2017年8月公布,現已成為DARPA系統之系統(SoS)作戰體系研究的核心頂層概念。其旨在發展動態、協同、高度自主的作戰體系,逐步并徹底變革整個裝備體系和作戰模式。目前,該作戰概念已牽引了一系列技術項目的發展,在DARPA的2020財年預算中,相關項目占到總項目數的21%,經費占比高達35%。 據2019年3月名為戰略技術的BAA顯示,馬賽克戰的策略是形成快速、可擴展、自適應聯合多域的殺傷力。它將效果鏈功能(例如:查找、修復、鎖定、跟蹤、交戰、評估或F2T2EA)分布在所有域中的有人/無人平臺上,同時可快速構建或重構效果鏈。該策略將使對手面臨壓倒性的、大量各種動能非動能裝備效應,使其難以決策,也無法用傳統方式應對。 但是,馬賽克作戰,也是一個在迭代中的概念。在過去的兩年里,DARPA對其的認識也在發展變化中,具體可以從以下3個維度理解馬賽克作戰的概念內涵。 馬賽克拼圖通過多個“馬賽克碎片”拼裝形成,與傳統的“拼圖”相比,具有碎片單元(及其接口)“簡單”一致,功能(性能、效果)多樣,可以快速拼裝,整體規模靈活可增減等特點,如圖1所示。 圖1 馬賽克拼圖發展的示意圖 馬賽克戰為可快速拼裝出復雜的殺傷網體系。馬賽克作戰概念類比了“馬賽克拼圖”的特點及思路,從功能角度將各種傳感器、通信網絡、指揮控制系統、武器系統或平臺等視為“馬賽克碎片”,通過網絡信息系統將這些“碎片”單元鏈接起來。“碎片”單元之間動態協同組合,增強“碎片”的自主性,形成一個極具彈性、靈活機動的作戰效果網,如圖2所示。這種作戰體系,天然地具有在空間和時間上分布廣、動態變化性更強的優勢,可以使得戰場態勢更加復雜,加重了敵方的認知負擔,從而實現不對稱優勢,如圖3所示。 圖2 馬賽克戰示意圖 圖3 馬賽克戰與自適應殺傷網的區別 馬賽克戰主要針對解決傳統核心裝備研發周期長、費用高的問題。當前的美國核心武器裝備(如F35、F22等主力戰斗機)開發周期長、費用高、升級維護也比較復雜,全體系的運行完全依靠核心裝備的正常運轉。因此,一旦在實戰中核心裝備被敵方破解,就面臨全體系崩潰的可能性。在馬賽克戰中,更多的依靠更“簡單”的碎片單元協同完成作戰任務,這些碎片單元開發周期更短,促進了全體系的快速迭代升級能力。同時,“去中心化”的設計,也增加了體系的魯棒性,這體現了未來裝備和裝備體系發展的一種新的范式。 馬賽克戰的核心優勢為分布、動態與可更好地認知戰場的復雜度,如圖4所示。 圖4 馬賽克戰優勢 (1)分布:主要體現在馬賽克戰體系中殺傷鏈的很多功能分布在大量、小型、廉價、多樣的武器裝備平臺上。由于這些平臺分散部署,處于不同的地理方位,給作戰帶來了很多新的變化。在進攻性作戰中,類似巡航導彈/小型無人機集群的作戰形式,憑借數量上的絕對優勢和功能/性能/價格上的相對優勢,可以針對防御方遂行防區內作戰(精確打擊和電子戰),完全打破了傳統的防御體系運作模式;在防御性作戰中,馬賽克防御體系比較分散,可有效地擴大防御面積。 (2)動態:一方面,面對不同程度、不同范圍的沖突威脅,從傳統對抗到“灰色地帶”沖突,馬賽克戰體系可根據戰場上的實際態勢,統籌調度各種資源,實時地進行“動態”分配,形成最優自適應殺傷網。另一方面,由于“小、廉價”的武器裝備平臺替代了“大、昂貴”的系統,當需要對體系中裝備升級迭代時,不再是大周期式的,而是小周期模式升級迭代。從而整個作戰的裝備體系將一直處于高度動態發展的狀態。 (3)認知:傳統的作戰任務中各種武器裝備的使命任務是“既定”的,魯棒性和冗余也是事先計算好的。而在馬賽克作戰模式中,在整個作戰體系層面,將利用認知技術(含計算、感知等)進行輔助決策,使整體的指揮控制更順暢。未來巡航導彈(小型無人機)集群將有望可以根據實際情況真正“認知”地遂行任務,使得“戰爭迷霧”降低幾個數量級,作戰效率和靈活性獲得了革命性的增強。 DARPA以“馬賽克戰”目標為核心,牽引各個項目不斷發展,以期形成馬賽克作戰能力。據不完全統計,與馬賽克戰相關項目共32個,如圖5所示。其中,之前開展的項目中明確與馬賽克相關的有11項(實線框)、推測與之相關的有7項(虛線框);馬賽克戰提出后明確開展的項目有9項(點劃線框),推測與之相關的有5項(藍色)。為實現馬賽克戰的能力,需要發展五個方面的技術,包括:體系架構、指揮控制、通信組網、平臺/武器及基礎技術。 圖5 馬賽克項目分布概況 馬賽克戰的體系架構中,殺傷鏈動態分配,保持了體系的多樣性。馬賽克戰的研究是基于原有項目的成果,如體系綜合技術與試驗(SoSITE)、拒止環境下協同作戰(CODE)、復雜適應性系統組合與設計環境(CASCADE)、跨域海上監視與瞄準(CDMaST)、遠征城市環境適應性作戰測試平臺原型(PROTEUS)等。在馬賽克戰概念提出后,又啟動了新的項目如戰略技術、自適應殺傷網(ACK)、以及分解/重構(Decomp/Recomp)項目等。 在2018年7月發布的自適應殺傷網(ACK)項目,關注戰術決策支持,幫助用戶在不同作戰域(空、天、陸、地面、地下和網絡)中選擇傳感器、效應器和支撐元件,以形成自適應殺傷鏈。自適應跨域殺傷網項目旨在發展支撐馬賽克戰的工具,該工具可支持將資源實時分配到具體殺傷鏈,并在戰斗情況發生變化時調整這種分配。 2019年3月,DARPA發布的戰略技術的BAA中,以實現馬賽克戰能力為核心,重點尋求四個領域的創新理念和顛覆性技術,包括馬賽克技術、馬賽克效果網服務、馬賽克試驗、基礎戰略技術。 (1)馬賽克技術方面重點強調解決三個方面的能力,包括組合規劃性、互操作性、可執行性。組合規劃性方面重點為馬賽克戰指揮人員開發自動輔助決策工具,以確定基礎的作戰力量的組成。互操作性方面重點開發系統與系統之間的互操作性技術,以實現馬賽克戰作戰架構。可執行性方面為解決資源管理和任務的規劃。 (2)馬賽克效果網服務,重點發展感知以及非動能效果方面的能力。 (3)馬賽克試驗方面,尋求集成技術和方法來實現各種模擬與仿真和試驗環境的互操作。 (4)基礎戰略技術重點解決,包括能夠大幅減少系統的尺寸、重量、功率或成本的技術;允許適應性和/或快速更新的技術;提供能夠提高系統級性能潛力的技術。 在2020財年的DARPA預算文件中顯示,將發展分解/重構(Decomp/Recomp)項目。Decomp/Recomp項目將開發技術實現戰場空間中資源調整的有效修改,以實現電子軍事系統的集成或調整,從而快速創建新的能力。該項目2020財年的預算為1134.5萬美元。 指控/作戰管理方面聚焦控制算法、決策輔助以及人機交互技術,形成綜合的分布式指控管理能力。前期成果包括分布式作戰管理(DBM)、對抗環境中的彈性同步規劃與評估(RSPACE)、駕駛艙機組成員自動化系統(ALIAS)、進攻型使能集群戰術(OFFSET)。馬賽克戰概念提出后,開展了空戰演進項目(ACE)。 空戰演進項目重點提高人機協同中的自主能力和指控交互信任水平。2019年5月,DARPA發布空戰演進項目,該項目旨在發展空中視距內(WVR)機動(俗稱近距離格斗或狗斗)自主化能力(利用逐漸真實的平臺,先是數值仿真,然后是小型商用飛行器,最后是使用實戰中有代表性的飛行器),提高作戰人員對自主化作戰的信任。該項目通過阿法空戰格斗競賽和4個技術領域,擬在5年內分3個階段推進,技術領域2、3、4的總經費6360萬美元。4技術領域具體包括:①研發用于局部行為(個體和編隊戰術行為)的自主作戰系統(構建近距離空戰算法);②設計實驗方法,用于模擬和測量飛行員對空戰格斗中的自主作戰系統的信任(測量信任度);③在全局行為中使用并信任自主化系統(擴大至馬賽克戰應用范圍);④建設具有作戰代表性的全尺寸飛行器實驗基礎設施(提供全尺寸飛行器演示)。 通信網絡技術能夠連接所有的分布式系統,對整個馬賽克作戰體系至關重要。馬賽克戰將基于原有通信組網項目的成果,包括滿足任務最優化的動態適應網絡(DyNAMO)項目、對抗環境下的通信(C2E)、九頭蛇(Hydra)。新啟動的通信組網項目包括保護前線通信(PFC)、海洋交戰即時信息(TIMEly)、基于信息的多元馬賽克(IBM2)項目。 2019年6月,DARPA發布海洋交戰即時信息項目,旨在開發異構海上通信架構,并在海上完成演示驗證。重點關注網絡協議、服務質量和信息交換等技術,同時掌握水下環境對網絡鏈接距離、容量、延遲和安全的限制。該項目設想采用動態可重構的響應式架構,將同步采用水下通信和海上無人系統前沿技術。TIMEly項目將投入4500萬美元經費,分三個階段實施。 2020財年預算中還有基于信息的多元馬賽克(IBM2)項目,該項目將基于滿足任務最優化的動態適應網絡(DyNAMO)項目成果,旨在發展網絡和數據管理工具,用于自動建立跨域網絡和管理信息流,以支持動態自適應效果網。IBM2將結合網絡管理與信息開發和融合技術,根據信息需求和價值傳輸信息。IBM2還致力于解決會增加延遲并限制互操作性的多級安全配置問題。 小型平臺/武器方面的自主協同技術及回收技術的發展,為馬賽克作戰提供靈活自主平臺,增加了分布式作戰模式自適應性,降低了成本。此方面的研究將基于已有成果,如小精靈(Gremlins)、深海有效載荷(UFP)等,也將發展新的項目如垂釣者(Angler)等項目。 基礎技術將從很多方面支撐馬賽克作戰的發展。目標識別將借助競爭環境目標識別與適應(TRACE)、導引頭低成本轉化(SECTR)、自動目標識別(ATR)等項目成果,同時為減小平臺尺寸,將借助射頻任務運行的融合式協作組件(CONCERTO)項目成果。此外,一些其他的成果也將支撐馬賽克作戰發展,如DARPA啟動的戰略技術項目(ST,2017年啟動)、敏捷團隊項目(A-team)等。 馬賽克提出后又發展了地理空間云分析(GCA)、指南針(COMPASS)、跨域多模態感知與瞄準(Cross-Domain Multi-Modality Sensing & Targeting,CDMST)、Logx等項目。 Logx項目從后勤保障的角度完成馬賽克戰中的資源調配。2019年5月,DARPA發布Logx項目跨部門公告,旨在以空前的規模和速度開發并演示驗證用于實時后勤和供應鏈系統態勢感知(診斷)、未來狀態預測及彈性評估的軟件,同時開發可與現有后勤信息系統協同工作的能力。 美軍馬賽克作戰概念涉及作戰體系多方面的變革,雖然難度大,但概念一旦實現,將會帶來完全顛覆性的效果。此外,馬賽克戰的作戰理念,并不完全受限于尚待開發的前沿技術,基于現有體系,進行“馬賽克化”改造,也可能實現部分效果。 2014年,DARPA提出的體系集成技術與試驗(SoSITE)項目,明確提出以復雜替代簡單,以分布式替代集中式的發展思路。2017年,在SoSITE的基礎上,提出的馬賽克戰(Mosaic Warfare)概念,在分布式發展思路的基礎上,更加強調動態地協同,進一步推進分布式作戰概念。這兩個發展思路分別代表了SoS概念的兩個發展階段。 馬賽克戰與前期發展的系統之系統(System of System, SoS)體系相比,在概念、能力和挑戰三個方面都有著變革和進步,如圖6所示。 圖6 馬賽克戰與前期SOS體系區別聯系 “馬賽克戰”概念比“SoSITE”時代的概念更加先進。SoSITE因其配置相對復雜,接口相對固定,不夠靈活。而“馬賽克戰”超越了任何一個機構、軍種或工業企業的系統設計中必要的互操作性標準(這些設計和標準本質上具有約束性和不可擴展性),專注于開發已知系統之間能可靠連接的程序和工具,實現向前向后兼容并及時創建所需的任何連接,以實現不同系統的快速、智能、重要的聚集與分散。馬賽克戰的體系架構為在戰術、作戰、戰役所有層面中創建不同效果網方面,開啟了無限可能性。 雖然馬賽克戰具有一定的現實威脅,當前的很多作戰任務行動,可以部分地采用馬賽克方式。但是更多的是未來的威脅,該作戰概念對重塑未來作戰體系,重塑作戰模式,完全顛覆原有的作戰方式具有重要意義。 在以F-22或F-55有人機為主的現有作戰模式中,每架有人機具有電子攻擊、雷達探測和成像能力,并同時掛載具有殺傷性的武器。它們與空中指揮系統通信,并受控于空中指揮系統。而馬賽克戰將所有殺傷鏈功能分布到不同域的各種平臺上,組成自適應能力強的動態殺傷網體系。面對威脅時,可根據威脅程度不斷的調整變化。 馬賽克戰通過先進技術手段實現多種系統、武器平臺的實時靈活組合,并進行網絡化作戰,產生了一系列非線性作戰效果,最終形成殺傷網。即使對手可以抵消組合中的許多部分,但其集體可以根據需要立即做出反應,作戰時能夠將速度、能量、成本等因素集成,達到理想整體效果。同時,馬賽克戰擴大己方認知域的優勢,并壓垮敵方認知域。 “馬賽克”這一類“全新”的作戰概念,既是美軍落實其戰略意圖的需要,更是技術發展推動的結果,其發展的“客觀”性大于“主觀”意愿。因此,需要“客觀”地看待該作戰概念,而非一味的從“對抗性”的角度進行審視。 開展“正向”的軍事理論、技術研究,推動相關推演、型號試驗、實戰演習,把握馬賽克戰的本質特征,掌握其核心制勝機理。 針對馬賽克作戰在快速動態迭代發展的特點,進行研究時需要針對具體的任務場景,基于對未來裝備平臺需求,通過推演的手段,探索馬賽克戰的機理。 雖然,馬賽克戰或許過幾年后“夭折”,或者轉向更窄的領域,但其具有的現實威脅需要及時并盡早研究清楚。 4.2. 積極開展相關技術的研究 2017年,美國提出馬賽克概念,2018年,重點研討馬賽克作戰,2018年、2019年在馬賽克概念的牽引下發布開展空戰演進項目(ACE)、海洋交戰即時信息(TIMEly)、LogX項目等。美國在發展作戰概念的同時,在積極開展相關技術的研究部署。開展相關技術的研究的同時,馬賽克戰的研究思路是可以借鑒的。 通過系統梳理馬賽克作戰概念內涵以及正全部部署發展支撐馬賽克戰的各項技術,總結了馬賽克作戰的特點及優勢,分析了馬賽克戰的威脅以及應對策略。馬賽克戰借助馬賽克拼圖的思路,靈活、快速的“拼成”各種戰斗力,來應對不同程度威脅。隨著馬賽克作戰概念的不斷深入研究,將牽引各項技術不斷的發展成熟,將逐步變革和顛覆現有的裝備體系及作戰模式,帶來新的戰場形態。馬賽克戰已成為美國重點發展裝備體系的愿景和方向,未來將隨機技術的發展,不斷在裝備體系和作戰模式中得到部署和應用。 [引用格式]李磊,蔣琪,王彤.美國馬賽克戰分析[J/OL].戰術導彈技術:1-16[2019-11-05].https:///10.16358/j.issn.1009-1300.2019.9.801. 本文將刊載于《戰術導彈技術》2019年第6期 作者:李磊,蔣琪,王彤 |
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