以无人系统为基本单元的马赛克战

2022-01-26 21:41李大鹏刘巍
军事文摘 2022年1期
关键词:僚机马赛克红方

李大鹏 刘巍

马赛克战着眼大国竞争,目标是与势均力敌对手的军事冲突中占据优势。2017年以来,特朗普政府相继推出《国家安全战略》《国防战略》《国家军事战略》,视中国、俄罗斯为首要战略威胁。马赛克战等新作战概念均以此对标,具有极强的针对性。

“马赛克战”概念最早于2017年8月由美国防高级研究计划局(DARPA)下属的战略技术办公室(STO)提出。根据STO的构想,利用相对较低成本、较低复杂度的传感器、多域指挥与控制节点、有人/无人系统等,根据威胁情况、战场情况和作战需求,以自协调、自适应的方式,快速构建作战体系;若该体系的部分被摧毁,可自动响应,动态重组,仍能满足作战需求。

2019年年9月,DARPA发布了其委托米切尔航空航天研究所撰写的研究报告《恢复美国的军事竞争力:马赛克战》。报告认为,为贯彻美国《国防战略》从反恐回归大国竞争,应以马赛克战作战概念为牵引和指导,重建力量体系和创新作战方式。

马赛克战采用小型、无人、分散的兵力编组,可根据任务动态重组。上图:对分散的部队实施集中指挥和控制;下图:在通信降级或失效情况下,基于智能化指挥控制进行作战筹划,实施任务式指挥。

马赛克战概念的出发点,首先是应对中国的军事挑战。美军认为,中国不断推进新军事变革,奉行体系作战理念,构建反进入/区域拒止(A2/AD)体系,将美军信息系统作为首要打击目标,通过干扰信息流、瘫痪指挥与控制网络、摧毁信息节点,达成致盲、致瘫、致毁美军作战体系的目的。

马赛克战的提出是基于美军对其当前作战体系存在问题的审视。美军认为,由于长期处在反恐战争的宽松作战环境,进行高端战争的能力已严重下降。全球化和信息化加速军事科技扩散,商业化又使其更易获取、成本更低,导致美国长期以来占据的不对称军事优势,如卫星、隐身飞机、精确制导武器、信息电子系统等,作战能力和威慑价值都在大幅下降。以高性能、多用途作战平台为核心构建的作战体系难以满足对关键作战能力的需求。这些平台,如航母、预警机、轰炸机、加油机等,数量少、造价高、战损承受力差、生产周期长、战时补充慢、战场生存力差。武器装备的研发周期快速增长与作战节奏的迅速加快之间的矛盾日益突出。新型主战武器系统的研发周期长,部署速度慢,且作战体系架构相对固化,适应性差。

马赛克战概念的核心思想可概括为:无人、低成本、快速、致命、灵活、可重组。根据马赛克战构想,小型无人系统通过创造性和持续演变的组合,根据变化的战场条件,利用临机出现的漏洞,快速组建人机协同团队,在对敌实施全位、多向进攻时,能够制造出一系列困境,使得敌方防御系统饱和、决策系统崩溃。

相比传统的以作战任务为牵引构建的作战体系,马赛克战作战体系在灵活性、适应性、低成本、鲁棒性等方面,具有不对称优势。马赛克战概念借鉴搭积木、构拼图的理念,将作战平台的功能分解到更多数量、单一功能的节点,大量功能节点构建作战体系。若干个节点失效或缺失,作战体系可自适应重组。

以“杀伤网”取代“杀伤链”。相互协作的功能节点组建杀伤网,部分节点失能失效不会影响杀伤网的整体运转。与线性结构的杀伤链相比,杀伤链的任一个环节被毁或失效,都可导致整个作战链条失效,而网状结构的杀伤网具有更高的弹性、冗余度和生存力,更适合强对抗的战场环境。

以分布式作战管理取代集中式指挥控制。正是由于无人系统成为主战力量,马赛克战得以采用适应性更强的兵力编组和指挥控制方式。马赛克战基于分布式态势感知,借助智能化辅助决策工具,自适应制定任务规划,动态重组作战兵力。这种分布式作战管理,感知更细,响应更快,决策更准,更适合快节奏的作战条件。比較而言,现行的集中式指挥控制体制,指挥链条过长,层级多,主要依靠人工决策,响应速度慢,OODA循环运转速度难以提高,且误差大,易犯错,少数关键重要的指挥控制节点失效,即可造成指挥体系失灵。

自2017年以来,STO与美国智库——战略预算与评估中心(CSBA)、美国海军陆战队大学、美国陆军预备役第75创新司令部合作,进行了系列兵棋推演,对马赛克战概念进行了验证。下面介绍其中的海上作战、联合作战、城市作战等三个典型场景的兵棋推演。这些推演的主要特征是综合使用低成本的无人机蜂群、电子战和网络战,实现多域作战。

美军联合特遣部队为蓝军,对抗具备强大精确打击和A2/AD能力的红军。蓝军马赛克战部队大量使用无人系统,采用人机协同作战。蓝军基层作战单元使用四旋翼无人机编组,与支援火力集成,构建杀伤网。蓝军使用智能指挥控制和任务规划系统来管理其杀伤网,以及后勤保障、人员调配、情报分析、作战规划、决策支持、火力分配、空域管理等。推演表明,蓝方可更高效、及时地抓住战机,找到突破口,打破红方防御,可实施更大规模和次数的攻击,产生更多的作战效果。

马赛克战兵棋推演采用的组织流程

蓝方为美国海军陆战队的一个营级登陆部队,50%兵力为无人系统,包括无人车辆、无人机群等。红方为具备侦察、火炮和空中力量的一个摩托化步兵旅。红蓝双方兵力数量比超过5比1。蓝方使用无人机群实施武装侦察,并利用侦察型、电子战型和打击型无人机组成小型集群,对红方目标实施周期性攻击,削弱红方作战能力,破坏其作战节奏。推演结果表明,红方损失了其关键作战系统,红方编队被瓦解成更小规模且相互隔离的部队,最终被蓝方通过兵力机动和火力打击予以消灭。

推演基于马赛克战任务规划工具,模拟强电磁对抗环境下的未来城市作战,目的是研究在城市这类多域作战环境下如何使用无人系统实施马赛克战。推演表明,大量使用无人系统的获胜一方,更能适应强电磁信号的城市作战,作战节奏更快,并能使敌方陷入混乱。获胜一方往往是沿多个轴线进行机动,可同时夺取多个次要目标。相比传统部队,马赛克战部队的作战能力极大增强并可扩展。例如,使用多种无人系统伪装成重要部队和高价值作战资产,也可用于执行通信中继、干扰或打击任务。

自2017年马赛克战概念提出,DARPA在不断完善概念的同时,也有针对性地围绕概念进行了项目安排,以推进项目加速落地。在2020财年的DARPA预算中,马赛克战相关项目共32个,占DARPA在研项目总数的21%,经费占比更高达35%。

一方面,马赛克战体系架构可基于DARPA已有成果,如“体系综合技术与试验”(SoSITE)、“拒止环境下协同作战”(CODE)等。另一方面,为推进概念研发,DARPA还启动了新项目,包括“自适应杀伤网”(ACK)、“分解/重构”(Decomp/Recomp)项目等。2018年7月发布的ACK项目,旨在发展马赛克战的决策支持工具,实现动态、自适应地构建和重组杀伤网。2020财年开展的Decomp/Recomp项目,旨在通过作战体系的动态构建和调整,从而快速创建新的作战能力。

该方面聚焦控制算法、决策辅助以及人机交互技术,形成综合的分布式指控管理能力。前期成果包括:“分布式作战管理”(DBM)、“进攻型使能集群战术”(OFFSET)等项目。此外,2019年5月启动“空战演进”(ACE)项目,旨在通过研发空中视距内(WVR)自主机动能力,提高人机协同中的自主能力和指控交互信任水平。

通信网络是马赛克战的关键支撑

通信网络是马赛克战的关键支撑。DARPA已有通信组网项目包括:“满足任务最优化的动态适应网络”(DyNAMO)、“对抗环境下的通信”(C2E)等。新启动项目包括“保护前线通信”(PFC)、“基于信息的多元马赛克”(IBM2)等。2020财年预算中的IBM2项目,基于“满足任务最优化的动态适应网络”(DyNAMO)项目成果,旨在发展网络和数据管理工具,用于自动建立跨域网络和管理信息流,以支持动态自适应组网。

其中,无人系统自主协同及回收技术,可为实施马赛克战提供所需的低成本平台,以实施分布式作战和集群作战,增强任务适应性,同时降低作战成本。已开展项目包括:小精灵(Gremlins)、“深海有效载荷”(UFP)等,新项目包括垂钓者(Angler)等。

以打击海上目标为例,设计一个马赛克战场景,帮助加深对概念的理解。

DARPA开展的马赛克战相关项目

作战目的:蓝方打击红方海上防空反导体系的关键节点,使其失能失效,退出战场。兵力对比:蓝方,有低轨侦察卫星星座,1架E-2D艦载预警机,2架F-35C舰载预警机(每架配置无人僚机8架),1架C-130运输机(携小精灵无人机40架)。无人僚机和小精灵无人机有ISR、电子战、打击、武库机、诱饵等多种型号,采用“云—网—端”架构构建马赛克作战体系。红方,2艘防空型导弹驱逐舰,装备有综合作战系统,中近程防空导弹(射程分别为120千米和30千米),舰载激光和高能微波武器系统各1座,100毫米主炮1座,近防炮4座,电子干扰设备1套。作战区域:远离大陆的开阔海域。交战过程分5个阶段。

全域感知,发现红方海上目标。蓝方低轨卫星,通过电子侦察和SAR侦察,发现红方2艘导弹驱逐舰,经中继卫星,通报作战指挥中心。蓝方航母起飞1架E-2D预警机侦察确认。蓝方起飞2架F-35C战斗机,携各型无人僚机共16架,实施抵近侦察。E-2D舰载预警机充当战场指挥控制枢纽。F-35C实施有/无人协同作战。在F-35C指挥下,无人僚机组网,前出侦察。无人僚机将SAR、光电侦察信息通过机载数据链发至F-35C,由F-35C发至E-2D,进一步至作战指挥中心。作战指挥中心发布作战命令,并令起飞1架C-130运输机,携小精灵无人机共40架,前往支援。红方尚未发现蓝方兵力动向和作战企图。

第一阶段:全域感知,发现红方海上目标

占据阵位,有/无人系统展开。低轨卫星保持对红方导弹驱逐舰的跟踪监视。E-2D保持战场调度和指挥。2架F-35C指挥16架无人僚机,保持编队飞行,飞越弱对抗区,对红方导弹驱逐舰跟踪监视。C-130释放小精灵无人机40架,组成无人蜂群,飞越弱对抗区。C-130待机,准备回收小精灵无人机。红方对空侦察预警雷达发现无人僚机。

第二阶段:占据阵位,有无人系统展开

无人主战,构建马赛克战体系。构建马赛克战术网络,各型小精灵无人机和无人僚机为主战力量介入作战网络,构建动态、可重组、自适应的马赛克战体系。红蓝双方均已明确对方意图,实施侦察与反侦察。红方与蓝方前沿无人机开展电子对抗。

第三阶段:无人主战,构建马赛克战体系

动态重组,运行马赛克杀伤网。双方开始交战,蓝方协同调配各型无人机,发起攻击。红方2艘导弹驱逐舰自行抗击空中来袭,相互之间没有协同。蓝方打击型小精灵无人机和武库机型无人僚机,根据红方防御态势,动态编组和重组队形,并造成红方两艘驱逐舰轻微受损。红方使用中远程导弹、近防系统、电子对抗等组织防御。蓝方的分散编组、集群作战,使得红方的侦察和火力通道饱和,難以应对红方进攻。

协同交战,依靠决策优势制胜。蓝方各型小精灵无人机和无人僚机被击落共计8架。马赛克战体系迅速重组,整体作战能力未减,对红方攻击势头不减。红方2艘导弹驱逐舰的对空雷达、导弹发射装置、激光和高能微波武器系统等舰面防御系统被毁。因防御能力基本丧失,红方2艘导弹驱逐舰撤离战场。蓝方无人僚机撤离,小精灵无人机回收。

第五阶段:协同交战,依靠决策优势制胜

作战场景分析表明,实施马赛克战,将原由单一、多用途平台具备的作战能力,分配到造价相对较低、功能相对单一、大量的无人系统上,自主协同,集群作战,可大幅增加敌方感知和决策难度,显著提升突防概率和打击效能。

责任编辑:陈晓芳

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