美军海上无人系统框架(值得收藏)

2024-08-05 08:39   湖南  

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【红山导读】

当超大型无人水下飞行器穿过海面时,它接到舰队指挥官的卫星传送任务命令:“摧毁目标阿尔法,使主力部队能够突破敌人的防御。”在潜入水下后,在数十个地下、水面和空中无人驾驶系统配合下,虎鲸开始演习,以便占据攻击位置。这些平台从各自的会合点进入,协同使用致命和非致命火力,包括电磁干扰和网络攻击,以使敌人失明和迷失方向。最终,集结的火焰为舰队指挥官提供了一个短暂的窗口,以便用载人飞机、导弹和炸弹穿透敌人的防空/区域阻挡(A2/AD)防御。完成任务后,无人驾驶的系统迅速分散,利用其隐蔽性和速度躲避敌人的反击。  

这一情景说明了在与几乎同类敌人群体的冲突中在海上使用无人系统的一个可能优势。事实上,无人驾驶系统可在整个竞赛连续体中开展分布式海上行动时为舰队和联合特遣部队指挥官提供不对称优势。为此,美国海军成立了第 59 特遣部队( TF ),其目的是将无人系统和人工智能( AI )与海上行动相结合,特别是在第五舰队行动区。

三军种海上战略“海上优势 ”所要求的现代化要求高级领导人考虑如何利用新兴技术,通过进攻性行动和防御性对抗对手。美国海军第59特遣部队(TF) 在开发无数无人系统方面取得了令人印象深刻的进展。然而,美国海军需要一个框架来帮助其在分布式海上作战 (DMO) 期间使用这些系统,以及指导未来三到五年的战略、行动、战术和采购。

MQ-8C火力侦察机在地雷对抗原型演示中收集性能数据。消防警卫队等无人驾驶系统可以为各种活动提供早期预警,并扩展船舶的传感器范围 美国海军。

关键词:海上无人系统,作战理念


一、使用方法

俄乌冲突表明,无人系统的重要性与日俱增,尤其是在海洋领域。鉴于这一趋势,需要一个端对端的框架,以指导在军事行动期间,包括在信息环境中的行动期间使用无人系统。四种兵力使用方法——单兵、分布式、大规模和综合——与整个竞争过程相关,可适用于不同的行动、作战结果、海军持久能力和新联合作战概念的宗旨(见表 1)。能力摘自海军理论出版物 1《海战》,联合作战概念摘自前参谋长联席会议主席、已退休的马克-米利将军最近在《联合部队季刊》上发表的文章《战略拐点:战争特征中最具历史意义的根本性变化正在发生——而未来却笼罩在迷雾和不确定性之中》。

纠察队。固定式无人系统部署在友好关键能力的传感器范围内,包括港口和船舶以及关键海域,如海上通信线,以增强态势感知、促进通信并实现部队保护。以这种方式使用,无人警戒哨可以执行与巡洋舰或舰上的直升机类似的功能。首先,它们可以提供敌人活动的早期预警。其次,哨兵由于在不同海况下的适应能力,可以作为通信中继器,扩大通信范围并提供冗余。最后,无人驾驶警车可通过提供致命和非致命能力,帮助指挥官的战术火力,尽管这些能力有限。这些优势合在一起,可以提供海上安全和部队保护。纠察法还具有信息优势和一体化、灵活的指挥控制。

例如,哨卡对海上拦截行动很有用,因为它们可以扩大船舶的探测范围,以确定运载非法货物的船只的位置,使指挥官能够监测船只登船情况,然后观察正在进行的搜查和扣押行动。与此同时,无人护卫队可以为船只提供一条保护带,抵御潜在威胁,如敌方的海上无人驾驶飞机或小型攻击艇,并提供有限的反击能力。

分布式。无人驾驶系统在地理上分散,并且在飞机、船舶和港口的传感器范围之外使用,提供了超越地平线的能力。与哨兵类似,分布式无人系统可以在整个竞赛过程中发挥作用,提供态势感知和部队保护。他们还提供两个额外的好处。首先,它们可以实现力量投射,允许美国海军通过航行自由行动来执行《联合国海洋法公约》。第二,分布式无人系统可以实现威慑,这本来就是心理层面的。大规模部署后,它们可以在多个不同时间和地点迅速发动攻击,这种威胁会使对手陷入两难境地,并可能造成更多的漏洞。这些能力共同使信息优势和全球火力成为联合作战概念的两个原则。

在冲突期间,分布式无人机部队可能会削弱敌方在广阔区域的能力,从而增加敌方决策者对美军可能在何时何地以及如何发动攻击的模糊性。事实上,敌人不可能杀死每一艘船,所以它必须等待时机来攻击它认为是主力的船只。因此,指挥官可以使用分布式模型欺骗对手,使友好的进攻和防御行动成为可能。首先,分布式无人系统可以提供间歇性的电磁信号,使对手决策者迷失方向,并导致他们暂停行动或重新分配资源。虽然敌人会弄清楚哪个目标是舰艇,哪个是廉价的无人系统,但分布式无人系统可以对单个关键脆弱点进行大规模火力。其次,分布式无人系统可以进行伪随机脉冲操作,使对手的传感器感到眩晕,并混淆海上的关键动作。这种欺骗使重要的维持行动得以进行,例如海上补给船只或向海军沿海团提供补给。

弥撒无人驾驶系统跨越多个领域来摧毁对手的关键能力。通过集结,这些系统以空间换取时间,在保护友军的同时,给敌人造成高昂的代价。如果能穿透敌人的 A2/AD 而不造成友军伤亡,那么敌人就会重新评估其整个战略。

除了这些进攻性行动外,在与信息行动同步的情况下,使用无人系统进行大规模,可以产生心理效应。克劳塞维茨写道,反抗是手段和意志的产物。舰队指挥官通过使用大量负担得起的易受的无人系统来捕获敌人的关键弱点,不仅降低了敌人的能力,也削弱了敌人的战斗意愿。结合身体和认知的影响提供了一个操作优势。

大规模的无人系统也可能破坏对手的指挥和控制,并导致其因对战场空间的误解而错配资源。与其他权力工具一样,这种雇用可能促使美国的对手重新考虑计划中的攻击,从而通过否认成功威慑。

2024年2月,海军陆战队XQ-58瓦尔基里-高度自主,低成本,战术无人驾驶飞机与两架空军F-35A闪电II飞机进行了第二次测试飞行。XQ-58被设计成一个由母机控制的忠诚僚机。可能的任务包括侦察、防御火力和吸收敌人火力。美国空军(约翰·麦克瑞尔)

二、集成纠察、分布式和大规模无人系统

虽然利用无人系统的这些模型今天可以利用现有技术进行,但自动化提供了额外的选择。使用无人系统的最佳方式是通过基于人机协作的综合方法。人机协作旨在通过利用AI的优势,包括快速合成分布在整个海洋领域的传感器阵列提供的大量信息的能力,来优化人员绩效。有了这种能力,军事领导人可以缩短传感器到射手的时间线,即从获取目标到起诉目标之间的时间间隔。

美国海军陆战队一名步枪手在海军陆战队沿海团训练演习中发射了一架弹簧刀无人机。Switch blade 600已被选为复制者计划的第一部分,并可能用于蜂群对抗美国敌人。美国海军陆战队(斯科特·奥布雄)

人机合作对无人驾驶系统的海上应用有什么影响?研究人员阿维·戈德法布和乔恩·林赛认为,数据要求迫使人们需要更多的人类判断力,这表明未来战争将以持续的人类参与为特征。另一方面,假设军人信任人工智能增强的军事技术,人机合作可能使海军部队能够更好地威慑敌人。

海军可以采用“有人-无人”的人机协作模式。战斗人员可以使用人工智能增强的军事技术在人类监督下进行战术决策——半人半马法。以希腊神话中的上身是人,下半身是马的生物命名,这种作战方法强调人为军事目的对机器的控制,如摧毁敌人的潜水艇。在进攻行动中,马人模式最适合由人类领导决策,例如力量投射、进攻性战斗扫荡和水面行动团的击溃。

美海军还可以使用AI增强的军事技术,如“边缘AI”,其中AI在每个平台的边缘计算环境中完成。(与集中处理相反),用于战术决策与机器监督的米诺陶洛斯模型,以头部为公牛和身体为人类的生物命名。其特点是机器控制人类在战斗和跨域,其中可以包括一组船只。

通过人机协作整合集结、分布式和大规模战略,还利用了乌克兰战争的一个关键教训:无人机作战包括电磁战。因此,任何无人值守系统及其控制器都必须具有电磁保护功能。事后再进行电磁淬火,为时已晚。传输连接的适应性选择也不能是事后才想到的。最后,每一个无人系统都必须能够干扰敌方的通信,并最大程度地调整其签名。利用电磁波谱,这些无人驾驶系统可以使对手盲目和混乱,从而使其作战效能成倍增加。通过这种方式,无人系统舰队可以成为海军在未来冲突中需要的信息战争舰队。

以这些方式使用无人系统提供了许多战术和作战优势。无船员和有船员资产之间的伙伴关系为任务组、罢工小组或单位级别提供了灵活性、生存能力和战术选择。无人驾驶系统可以扫荡、屏蔽和阻挡敌人的火力,使敌人的A2/AD武器交火区能够友好地收敛和渗透。在作战层面,人机联队让战区指挥官能够更好地了解战场,指挥有限的资源。

与电磁频谱工具包相结合,无人驾驶系统可以为舰队实现信息优势。通过实践,人机协作可以利用前三种雇佣模式的好处,实现军事效果,同时防止意外后果,包括附带损害,特别是平民伤亡。可以说,人类最适合做出需要、相称或区分的决定。

三、立即行动

对于美国海军和联合部队如何构思和使用海上无人系统,单兵、分布式、大规模和人机协同提供了通用的词汇。美国海军作战发展中心应编纂这一拟议框架的战术、技术和程序,以及它与海军部和联合作战概念原则之间的联系。武器和战术指导员也应该测试和完善这个概念框架中的方法。


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