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美国“空中优势2030”的自主性、生存力以及优势实现方法

发布日期:2017-01-19  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论

这是美国2030空中优势实现方法系列分析的第四部分。在该部分,亚历克斯·格林科维奇准将对美国“空中优势2030”的家族系统平台的自主性、生存力实现构想进行了解析,并对2030空中优势实现方法进行了综合分析。第二部分请参见本站1月14日的《“空中优势2030”解构思路及问题分析》,第三部分请参见本站1月18日的《美国“空中优势2030”的A2/AD对抗与“数据决策”

2017年1月18日,亚历克斯·格林科维奇(Alex Grynkewich)在美国战争困境网刊发文章《THE FUTURE OF AIR SUPERIORITY, PART IV: AUTONOMY, SURVIVABILITY, AND GETTING TO 2030》,对美国“空中优势2030”的家族系统平台的自主性、生存力实现构想进行了解析,并对2030空中优势实现方法进行了综合分析,主要内容及观点如下:

(1)新的思维和作战概念

要获得未来的制空权,需要新的思维。2030空中优势的获得与保持则需要新的作战概念。也就是说,这需要摆脱基于平台的思维,而实现新科技方案。这要求飞行员和联合指挥官能够实施跨领域作战。尽管这种思路是2030优势成功获取的最关键因素,但如果这种作战概念过度依赖过时的技术,它也必将失败。任何解决2030问题的家族能力最终都必将由跨所有领域和全部军种的平台组成。如果2030时代的飞行员和联合指挥官缺乏关键能力,那么即便他们的战斗技能再好也于事无补。当今最耀眼的指挥官如果只配备了“昨天”的技术,那么他注定要在战斗中失败。鉴于此,本系列的最后一部分对之前三部分中所讨论的2030空中优势家族能力的关键属性再次进行了扩展,并对研究团队针对未来部队发展以及采办方法的一些建议进行阐述。

(2)“空中优势2030”的“自主性”解析

本部分所要讨论的关键能力属性之一是自主性。ECCT发现了几种可用于数据及网络管理的自主系统应用。之前的几个部分并没有过多的涉及自主性问题,也没有对未来优势部队的平台究竟是有人机还是无人机给予解释。其原因很简单,即无论是有人还是无人,都不是能力提供的关键所在。因为,有时有人方式是有意义的,但有时无人方式可能更适合。总之,这个问题是不可预知的。解决它的方法就是,如果有人方式能使得平台发挥更大的效力,则应该采用有人方式,但如果人类的存在限制了平台的能力,那么则应该采用无人的方式。空中优势家族中的每项能力在开发期间,都应该对有人及无人优选方案进行详细分析。

在未来的战争环境中,对手可能会对空军的通信网络实施破坏或攻击,无论是信息传递网络,还是指挥控制网络。空军的未来空中优势平台,其使用的网络类型及弹性会在有人、远程有人操作(类似于MQ-1或MQ-9的地面站引导)或自主系统之间显著变化。这其中,远程有人操作系统是最大的挑战,因为它们需要安全可靠的高带宽全球通信。这在高度对抗空间环境下的战斗中可能是一个不可取的选项,因为即便是敏捷、智能以及可自修复的网络也不能在短距离的严重干扰功率面前保持所需的带宽及吞吐量。

自主系统和有人平台对带宽的要求实际上是相似的。如果从网络角度来看,有人平台也可以认为是自主的。一旦指挥官下达任务命令后,无论是自主系统还是有人平台都需要把任务完成,而不管是否拥有复杂或强大的可返回地面站的通信网络。这样说的意思是,无论自主系统在哪,它都应该高效的模仿人类的自主行为去执行任务,那么它能做到吗?

实际上,武器系统自主性的调整几十年来一直在进行,如从枪支向空空导弹的发展,以及从短程导弹向远程导弹的演变。当今的远程导弹已经远远超出了人类的视距范围。但是在复杂武器系统规划与开发的详细设计中,面对自主性的考虑,应该是:自主系统能不能填补差距和提供能力?它的成本如何?技术成熟度如何?

(3)“空中优势2030”的“生存性”解析

本部分讨论的优势能力第二个关键属性是生存性。近三十年来,从早期F117在伊拉克的配置到近期F-22在叙利亚的部署,隐身性能为美国空军提供了特有的作战优势。因此,很多人不自觉的将生存力视同为“隐身”的代名词。而也有些人则认为,隐身技术对空军已经过时。但是研究团队认为,这两种观点都不正确,而真相则应该介于这两者之间。

隐身性并不过时,但它也不是空中武器平台生存力的唯一属性。研究团队认为,生存性是应该分析和讨论的真正重点。这个问题非常复杂,例如飞机的信号、机载系统的冗余度、速度、机动性以及电子攻击能力的相互作用,都对平台的生存性有影响。应该考虑一种特定的设计和优化方案,来综合考虑与所有这些特性相关的因素。以F117为例,虽然美国在隐形战斗机技术方面取得了关键性突破,但该技术的状态却与超声速或高机动性不相容。而后来的F-22在这些性能之间进行了权衡优化,以最大化其生存力,F-22既具有隐身性能,又具有快速、高机动性,它可以在F-117所达不到的地方作战和生存。

影响生存性的另一个属性是“致命性”,即确保自己生存的最好方法就是确保对手无法生存。弹匣的深度、可更精确瞄准的传感器质量以及武器效力(包括动力或非动力武器)都会影响生存力。但是,所有这些性能不可能同时拥有。如果弹匣太多,则平台会变得太大而机动性不好。如果增加太多的传感器,则飞机的信号会受到损害。在空中优势家族能力的整体优化中需要对这些属性进行详细分析。

为此,研究团队向空军高级领导人提出建议,放弃“第六代”战斗机概念,转而重点关注渗透性对抗平台(PCA)的能力属性。研究团队认为,采取这种方法的原因有以下几个方面:

首先,在进行定义时需要明确的弄清楚这些问题:它是超声速的吗?它如何隐身?它可携带定向能武器吗?它可以飞多高?有人驾驶吗?但是这些问题似乎又不是在对六代机进行定义。正如空军的第五代战斗机在开始开发时,并没有意识到它们就属于第五代,而是在真正看到了所谓的五代机所具有的与F-15以及F-16不同的能力后,再经过重新划分,而形成了所谓的战斗机代的划分。

研究团队提出的PCA平台概念所回避的另一个词是“战斗机”。在大多数情况下,战斗机给人的印象是,它是一种拥有短程、高机动、超声速特性和有人驾驶的心理暗示模型,并且通常会装备有限数量的导弹和机炮。但是,未来的PCA可能并非是这样的平台,在本系列分析的第三部分已经强调了PCA平台改进航程的重要性。同时,有效载荷、机动性和速度的改进也很重要。尽管如此,最终研究团队还是给PCA平台冠以了F-的称呼,并称之为战斗机。

(4)指挥人员的转变及优势能力的实现--任职及采办改革

PCA平台概念在“空中优势2030飞行计划”发布后,获得了很大关注,但它只是2030空中优势问题解决方案的一个部分。其他一些空中、太空和网络空间能力对空中控制能力也是至关重要的。如前所述,在杀伤链前端的发现、锁定、跟踪能力是最难实现的部分。在没有空域保护的情况下,太空及网络空间不能自我实现对杀伤链前端的支持,反过来也是如此。

未来的指挥官,需要了解每个域以及它所能带来的能力,以便他们进行力量部署决策。那么空军未来指挥官应该如何发展?未来指挥官在2030年的作战环境中需要什么样的教育和经验才能取得成功?空军如何提供这些条件?要实现这些,可能需要对职业军事教育、职业发展道路以及领导人任用进行创新。而且必须要从现在开始发展这样的飞行员。只有这样,才能保证到2030年之前能够拥有可有效利用多域能力知识和经验的领导人员。

 

那么如何保证在2030年前能够获得这样的优势能力呢?现在还仅有13年的时间,研究团队认为,国防部的采办改革必须要进行。为此,研究团队也给出了提升能力发展速度的四条原则:

第一,需求规则,即要熟知所需要的基础能力,并坚持改进这些能力。不要因为需求的复杂和变化而延迟周期和扩大成本,更好的一种方法是坚持一种基本需求,同时保留足够的设计余地,以便随时修改和增添能力。

第二,空军应该恢复并行开发的概念。这个建议所考虑的是各种技术的开发周期可能并不同步。并行开发背后的理念是,使正在开发的航天器、飞机或网络空间工具可以在每一个单独的开发线和正式程序之外成熟化,一旦技术达到适当的成熟水平,它就可以从并行的开发中移出,并集成到一个综合程序中,同时,该技术可以进行下一阶段能力开发,以备将来使用。通过实现资金使用和重点的一致性,并行开发可以显着减少任何计划中发现的技术风险。

第三,空军应该管理综合风险。例如,原型设计和试验是一种很好的解决方案,但是像YF-22和YF-23原型,实际上它们并不是真正的原型,它们并没有把飞机最终版本所需的所有系统和子系统包含进去。为了使原型真正起作用,必须要超越原型的技术演示目的,而进行所有子系统集成验证的真实能力验证。一旦原型评估完成,应该决定是否宣布计划并进行生产投资。在生产决策做出后,项目管理者必须快速保持需求的稳定。技术开发的并行线将会推动运营者和开发者进行需求调整。但是不要受限于这种因素的影响。

第四,能力开发要采取渐进方法。技术的并行开发成熟化过程,应该有几个不同的原型设计阶段,这可能会导致单个程序中的多个块或能力的增量。随着新的能力进入,旧的能力必须重新利用或退出。

最后,研究团队认为,建立2030空中优势部队需要时间、精力和持续的承诺。尽管技术和平台开发不是灵丹妙药,但是关注能力开发的基本原理,维持需求规则,以及利用实验和原型的采办游戏规则,是优势成功的先决条件。将这些采购和开发技能同新的作战概念及具备跨领域作战和指挥能力的飞行员和联合指挥官发展的新概念相结合,2030空中优势部队的建立必将实现

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201701/19/22355.html
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