如何开展杀伤链的研究工作?

科技   2024-12-13 13:26   北京  
导读:近期数字孪生战场实验室正在编写《杀伤链研究报告》,该报告是美军现代联合作战体系最新研究成果,分析了JWC 3.0和杀伤链之间的关系。本文是《杀伤链研究报告》的引言部分。
克里米亚是一个位于欧洲东部,黑海北部的半岛,面积约2.47万平方公里。1991年苏联解体后,克里米亚虽然归属乌克兰,但当地存在严重的分离倾向。2014年2月底,俄罗斯调集一支军队登陆克里米亚,快速占领了克里米亚的机场、港口等军事要地,仅仅不到一个月时间,俄罗斯兵不血刃控制了克里米亚。
这件事情给北约和美军带来了巨大的冲击,直接的影响是促使美国联合参谋部审视把联合作战重点放到反恐领域的策略,美军部分领导开始认为应“警惕”俄罗斯和中国这样的大国崛起。
在这样的背景下,美国国防部于2014年提出了“第三次抵消战略”(Third Offset Strategy),希望通过引入无人系统和人工智能等先进技术形成非对称优势。在时任国防副部长罗伯特·沃克(Robert Work)带领下,联合参谋部、DARPA、兰德公司、战略与预算评估中心(CSBA)等单位参与相关研讨会,各个单位根据自己对先进技术和未来战争的设想,提出了五花八门的作战概念。
其中,DARPA提出的“马赛克战”吸引了行业人士的关注,该作战概念较好引入了数字孪生体、AI/ML和数据科学等颠覆性技术,设计了围绕现有的武器装备系统,加入无人系统,建立一支敏捷的有人-无人混合部队,即马赛克部队(Mosaic Force),通过改造已有的武器装备,先实现分布式杀伤链,然后进一步不断改进升级,最终达到完全自主化的杀伤网(Kill Webs)作战样式的目的。
这种跟马赛克类比的新型作战样式,具有通俗易懂的特点,很适合国防部高级领导“望文生义”,毕竟要打赢同样拥有大量先进武器平台的大国对手,仅仅依靠增加投入肯定不行。DARPA提出少花钱多办事的思路,“暗示”美军可以借助类似互联网发展的思路,采取低成本大规模网络化的方式,建立一套分布式作战样式。
随后美国国防部确定了联合全域指挥控制(JADC2)战略,把马赛克战所展示的分布式作战样式融入该战略,要求改变传统的“发现、定位、跟踪、瞄准、交战和评估”(F2T2EA)这种长链条杀伤模式,采取“感知-理解-行动”(SMA,Sense-Make Sense-Act)的短链条杀伤方式。
图 1 联合全域指挥控制(JADC2)战略
跟新的杀伤链只有三个步骤相比,传统杀伤链需要六个步骤才可以完成全流程,直接缩减了一半的过程,这样做的目的很清楚,但凭什么可以实现这样短的杀伤链过程呢?
仔细分析美军这样做的过程,实际很容易理解背后的逻辑,那就是传统杀伤链的“发现、定位和跟踪”本质上就是“情报、监视与侦察”(ISR,Intelligence, Surveillance and Reconnaissance)的应用,进一步抽象其功能,其核心就是“通用作战图”(COP,Common Operational Picture)
只要拥有动态变化的通用作战图,那么发现、定位和跟踪不就是手到擒来的事情吗?过去无法实现这样的效果,是因为既没有无所不在的云服务,也没有好用的AI助手帮助作战人员理解通用作战图中呈现的目标,难以实现快速瞄准,更别说完成时敏目标的交战了,自然就影响了杀伤链的有效闭合和杀伤力释放。
在以上过程中,AI/ML成为一种新变量,在美国国防部JADC2体系中,新型人工智能利用数据编织(Data Fabric),实现预测性分析,能够搞清楚(Make Sense)战场的情况,达到发现、识别、跟踪和瞄准目标的目的,这为杀伤链的“交战”提供了充足的条件。
传统杀伤链的“发现、定位、跟踪和瞄准”这四个过程,在JADC2体系的杀伤链中,只用两个环节就可以表示,即“感知”和“理解”。
熟悉精确打击的读者,对这种变化不会感到不陌生,因为传统的战场态势感知通常由JSTARS或AWACS等平台来完成,由于这些平台的能力有限,难以对大范围的战场和敌人大量目标进行实时监控,生成的通用作战图不足以支持实时的精确打击。在这样的情况下,把杀伤链过程做精细化划分是合理的,也符合实际的作战情况。
随着卫星技术的发展,除了传统的地球同步卫星或高轨卫星提供地面图片,最近新出现的低轨卫星互联网成为太空力量中异军突起的变化,利用高中低轨卫星组成的太空互联网,美军能够实现更加精确、更加实时和更大范围的对地和对空监测,这大大扩展了通用作战图的能力,改变了传统杀伤链的运行方式。
近期美军利用Link 16广泛应用的优势,基于大规模发展的卫星网络,建设了天基Link 16体系,能够提供真正全球范围的通用作战图。为了加强理解这些数据的能力,美军还专门推出“算法战”(Algorithmic Warfare),分析来自全球各地的大量情报数据,让这些数据可以理解(Make Sense)。这样做的好处不言而喻,AI/ML的加持,使得 “动态通用作战图”逐步变成现实。
接着,传统杀伤链六大环节需要完成的是“交战”和“评估”。一般情况下,交战的主要参与者是火力,简单讲就是精确制导武器对目标的摧毁,这个环节被简化为“行动”。
正如DARPA在介绍马赛克战的时候提到的NIFC-CA案例(第6章第3节有详细分析),它是美军探索分布式杀伤链的成果。所谓分布式,不过是把传统的武器平台完成的F2T2EA整个过程分散到不同的武器平台上,同时让整个过程自动完成,不用等待作战人员的参与(人在环)确定,这样能把原来的动辄数小时的过程缩短到几十分钟内完成,从而大大改善了杀伤链的运行效率。
以上提到的“感知-理解-行动”是一个不断动态发展的闭环。不仅通用作战图不断接收同步来自天基、空基、地基和海基的各种情报数据,保持持续更新的状态,而且,由云服务和边缘计算提供的数据编织和AI/ML工具,会不断挖掘数据的重点目标,实时分析和给出决策建议,经确认后的行动将转变为任务下发,联合火力网根据具体指令进行执行,发挥杀伤链的火力打击效果。
表 1 美军的军事战略和作战样式
计划或概念
提出单位
分析评价
第三次抵消战略
美国国防部
针对大国军事实力不断逼近,美军希望建立基于先进技术的新作战优势
马赛克战
DARPA
针对传统杀伤链过长、过慢和固化的问题,设计一套灵活的杀伤链或杀伤网
JADC2
联合参谋部
重点解决通用作战图(COP)的问题,让指挥控制实现分布式模式
战斗网络(原为ABMS)
美国空军
为实现杀伤网的闭合提供战斗网络(Battle Network),支撑感知、理解和行动的正常运行
超越项目
美国海军
建立中程和远程的火力网,实现超视距的精确打击能力
融合项目
美国陆军
加强战场态势和敌对方行动的感知,提升杀伤盒(Kill Box)的效果,达到远程精确打击的效果
联合作战概念
联合参谋部
通过开发JWC 1.0/2.0/3.0,进一步把火力纳入联合作战体系中,改善杀伤链最终的杀伤效果
针对美国联合参谋部提出的JADC2战略,各个军种分别延伸出战斗网络(即ABMS)、超越项目(Project Overmatch)和融合项目(Project Convergence)项目,它们都是为了解决精确打击的远程运用问题,只是各自实施方法和路径不同。
美国空军一般不会独立行动,通常会跟陆军或海军联合行动,这需要它们之间共享情报数据,便于及时进行精确轰炸或打击。简单的说,美国空军需要获得更好的战场态势和目标信息,这需要无所不在的战斗网络来支撑,于是美国空军提出了“先进战斗管理系统”(ABMS,Advanced Battle Management Systems),希望实现先敌行动的优势。
更进一步,美国空军希望缩短传统的“观察-判断-决策-行动”(OODA,Observe-Orient-Decide-Act)环,虽然这个过程已经少于传统杀伤链F2T2EA的六个步骤,但如果还可以缩减,就意味着美军可以在交战的过程中占据先机。于是,美国空军大胆引入颠覆性技术,不断改善感知、理解和行动能力,逼近其对未来战争的想定:如果大国对手做不到更快速度和更高灵活性,美国空军就会继续拥有空中优势。
美国海军关心可能发生在印太地区的战争,毕竟跟大国对手交战的时候,避免近距离比拼是上上策。通过推出海军版JADC2的超越项目,美国海军希望实现超视距的精确打击和防御能力,例如,对于大国对手的中远程弹道导弹,如果能够实现更远的预警和防御,就是超越项目的基本目标。
对于美国陆军来讲,它一直面临复杂的战场环境感知的挑战,同时,对于敌对方杀伤己方的作战人员,是美军极力想避免的。通过把来自天基、空基和地基的各种信息情报及时进行汇总,为作战人员提供动态变化的通用作战图,那么美国陆军就可以实现防区外精确打击。由此,美国陆军既能实现己方杀伤链的远程运用,又能有效截断敌人的杀伤链,避免遭受对方的有效打击和攻击。
结合到美军海陆空天等军种对JADC2的探索实践,美国联合参谋部认为指挥控制的问题已经解决得差不多了,开始把工作重心放到联合火力网的建设上。
在2021年3月,美国联合参谋部提出了第一个版本的联合作战概念(JWC 1.0),客观的讲,JWC 1.0已经把多年研究俄乌冲突的成果纳入其中,大大提升了联合作战的原有水平,但由于当时太空部队(2019年)刚刚成立不久,还未形成包含太空和网络力量的联合作战概念。
于是,美国联合参谋部开始研发第二个版本的联合作战概念,没有想到2022年初,俄罗斯对乌克兰采取了特种作战行动,这大大刺激其尽快推出JWC 2.0。在支援乌克兰部队的时候,美军动用了太空力量,同时还提供了网络作战支援,这为JWC 2.0的出台提供了更多可用手段,丰富了各级军官对联合作战概念的理解。
美国联合参谋部和大部分智库预料,俄乌冲突会呈现类似2014年一样的结果,但实际进展让所有人大跌眼镜。
由于北约和美军提供了太空和网络力量支援,在一定程度上为其提供了通用作战图,导致俄军的信息优势被大幅削弱,使得其杀伤链难以发挥精确打击的作用。同时,美军把还处于试验阶段的无人作战方法和算法战平台服务放到俄乌战场,扰乱了俄军的作战节奏,不少联合作战计划难以落地实施,这让美军看到了新战法的价值。
据媒体报道,在俄乌战争发生之后,美国国防部下属AI部门CDAO安排人员到欧洲提供支援,美国智库兰德公司也安排专人到现场研究。通过边打边改进的方式,美军的联合作战概念得以不断优化成熟,能够回答未来大国战争应该如何开展的问题了。
从联合作战概念的角度,美军在JWC 1.0的指引下,为俄乌战争提供支援活动,检验了其在大国对抗中的各种优势,当然,通过实际应用,美军也发现了不少问题,于是在2.0和3.0版本中进行修订优化,最终形成了3.0版本。按照美军的设想,如果在2027年发生大国战争,那么JWC 3.0就能得到全面应用。
美军联合作战概念包含指挥控制、联合火力、对抗后勤和信息优势四个方面,《杀伤链研究报告》在梳理分析杀伤链战略的时候,沿着联合作战概念这条主线,细致入微的剖析美军如何把数字孪生体、AI/ML和数据科学等颠覆性技术引入,不断推动杀伤链创新演进,逐步形成超越自身的现代杀伤链,最终逼近无所不在的杀伤网。
细心的读者会发现,跟2023年编写的《联合作战白皮书》一样,这本《杀伤链研究报告》以美军的技术驱动哲学为指引,秉承不断演进变化的思路,为行业人士揭开其杀伤链建设和发展的秘密。

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参考阅读:

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