目前的美国军事平台,其中许多可以追溯到几十年前,不足以对抗对手不断发展的人工智能和机器学习技术创新。美国空军的空战管理系统应对了这一挑战,提供了多领域的数据能力,以数字方式连接所有领域的联合部队。

今天的对手正在发展利用人工智能和机器学习作为力量倍增器的能力,使美国长期存在的军事能力失去效力。 要实现空中优势,首先要实现决策优势。一个完全实现的先进作战管理系统(ABMS)是美国空军联合全域指挥与控制(JADC2)概念的组成部分,它将提供多域安全处理和数据管理、连接和应用,以同步传感器、火力和网络,使联合部队在每个领域都有数字连接。

引言

让人惊讶的是,在21世纪,这个拥有地球上最昂贵和最多产军事力量的国家,仍然依靠PowerPoint幻灯片和电话对国土面临的潜在威胁进行实时分析。但美国发现自己处于这种情况。如果一架俄罗斯轰炸机的潜在威胁出现在预警雷达瞄准镜上,来自北美航空航天防御司令部(NORAD)各部门的人员可能需要12分钟以上的时间来协调信息,只用最相关的数据建立一个幻灯片演示,并将其提交给主管官员,以确定是否真的存在威胁。

由于缺乏在共同环境中协作的工具,参谋人员无法融合必要的数据,以向国家指挥机构提出反应建议,直到最后提交给负责作战层的上校。

自冷战结束后,实现空中优势一直是美国军事战术的基石。但在今天的世界上,对手正在发展利用人工智能和机器学习作为力量倍增器的能力,美国军队是否拥有最强大的力量或最精确和强大的武器已经不再重要。胜过对手的思维(或用网络术语说,胜过对手的程序)的能力成为新的目标;一个国家的军队如果不首先实现决策优势,就无法实现空中优势。

先进作战管理系统(ABMS)

美国空军已经在ABMS项目上开发了数年,该项目将解决这些问题,使指挥官能够迅速接收来自多个来源的融合数据。五角大楼责成空军开发联合部队所需的能力,以便在传统的优势领域之外运作,努力在整个竞争中获得并保持决策优势。 2020年3月,为集中该部门的创新努力而成立的空军作战整合能力指挥官迈克尔-范蒂尼少将将决策优势描述为 "收集、解释和使用所需的信息,以阻止或赢得未来的冲突。" 他强调,成功将 默认属于"在所有领域中联系最紧密的一方:空中、陆地、海上、太空和网络空间。"

ABMS不只是一个设计平台。它有时被描述为网络簇,有时被描述为系统簇;这是一个新的“军事物联网”,空军部的第一位首席架构师称之为“一个可以统治一切的架构”。

ABMS的目标是取代信息到达一个中心枢纽的单一路径,例如在NORAD的例子中,每个系统和操作员使用相同的共享数据的环境。一个完全实现的ABMS将允许提供多领域的安全处理和数据管理、连接和应用,以同步传感器、火力和网络,为联合部队 "将正确的传感器连接到正确的射手",该部队将在每个领域进行数字连接以获得即时态势。这一概念诞生于部队中一个反复出现的问题--更换几十年前的飞机。

新式联合监视和目标攻击雷达系统(JSTARS)

E-8C联合监视和目标攻击雷达系统(JSTARS)飞机是在20世纪80年代设计的,并在1991年首次投入使用,当时正值它最初被设计用来支持的冷战即将结束。该平台提供空中地面监视、战斗管理以及指挥和控制能力,而且美国空军在30年后仍在飞行16架该飞机。因此,在佐治亚州的罗宾斯空军基地,这些部队连续在中东地区部署了18年,是美国空军历史上第二时间长的部署。

2014年,五角大楼资助了JSTARS替代者的研究,国防工业从2015年起开始设计和测试新平台。但空军领导层意识到,由老化的JSTARS和E-3机载预警和控制系统(AWACS)平台提供的单一的空中和空间作战中心,对于未来冲突的速度、复杂性和杀伤力来说,总体上没有得到优化。这些 "几十年前的平台 "不能可靠地利用21世纪的技术,而且 "支持未来C2的结构要么不存在,要么需要成熟 "才能完全有效。

此外,低密度/高需求的E-8C JSTARS和E-3 AWACS飞机是已知的单一故障点。它们是主要目标,无法在同行竞争者的战斗空间中长期运作,因为复杂的反介入/区域封锁能力,如电子战、网络武器、远程导弹和先进的防空系统,正在开发之中。

与此同时,美国军方开始重新思考其联合作战的方法。2016年,美国防部长指示了一个名为 "空陆作战2.0 "的新作战概念,这是对冷战理论的更新,将更加注重空中、陆地、海上、太空和网络空间作战。这种方法很快被称为美国陆军的多域作战和空军的多域C2。

美国空军高级将领开始考虑为传统飞机和新飞机(有人和无人)配备新兴技术、通信设备和传感器,以执行以前分配给单一JSTARS平台的地面监视任务。为了使这个系统有效,它需要处理大量的数据,包括来自美国盟友和合作伙伴的信息。因此,在2018年,用于替代JSTARS的资金被完全转用于空军新的多域C2项目,该项目将支持一个被称为JADC2的美国防部工作。

联合全域指挥与控制(JADC2)的问世

2020年9月,空军助理部长(采购、技术和后勤)指出:"令人遗憾的是,人们进入我们的服务,在他们的个人生活中几乎与所有的东西相连,而他们来到军队工作,他们几乎什么都没有连接。"这一意见强调了军队在纳入数字增强措施时如何落后于民用部门。美国防部的巨额合同生产的设备被设计成可以维持数十年,而很少考虑到升级或与其他部门的系统甚至自己内部的系统互联。例如,空军珍贵的第五代飞机平台,F-22和F-35,是用不同的通信网络建造的,不兼容,因此需要第三个平台(如ABMS机载边缘节点)来分享两者之间的数据。

该部领导层意识到技术变化如此之快,未来战斗的成功将归功于拥有一体化、网络化部队的组织,它们可以共享最多的信息。因此,在2021年,美国防部制定了一项战略,使指挥官能够迅速了解战斗空间,比敌人更快地指挥部队,并通过任何必要的领域提供效果。这一概念被命名为联合全域指挥与控制。

JADC2的概念是作为一个美国防部的保护伞。联合参谋部制定政策、理论、要求和数据的共同标准。同时,各军种开发适用的技术,空军部正在通过ABMS进行开发。陆军和海军的JADC2项目分别称为 "融合项目 "和 "超配项目",各军种正处于协调其工作的早期阶段。2021年,参谋长联席会议首席信息官指出,新的JADC2方法将 "为我们在指挥和控制领域的努力带来秩序,以便以相关的速度感知、理解和行动"。

尽管存在挑战,美国防部长劳埃德-奥斯汀宣布他打算将JADC2作为他的首要任务之一,同时认识到将盟国和合作伙伴带入这个新领域对于阻止竞争对手是最重要的。因此,数据的互操作性以及数据的复制和分发是JADC2的关键属性。此外,这些数据的完整性和安全性对于在各部门、盟国和合作伙伴之间建立信任是必要的。

JADC2的挑战

联合全域指挥与控制可能是一个难以把握的概念,因为这个术语并不完全基于硬件或软件解决方案,而是"'虚无缥缈的术语'",如 "冗余、弹性架构和'相关速度'的信息。"建立JADC2是为了着眼于可能的领域,为现在而建设,同时关注新兴技术及其与未来能力的轻松整合。但首先,它必须克服三个主要障碍。

首先,集中式C2架构目前在发生高强度冲突的情况下没有足够的弹性,而C2节点将成为第一个目标。简单地将JSTARS和AWACS飞机与这些节点进行交易,使它们成为美国装甲中最有吸引力和最脆弱的缺口。因此,分布式网络操作将是JADC2的一个关键重心。

第二,为了使系统的处理速度足以对来自各个领域的数据进行 "感知、理解和行动",美国军方必须严重依赖未经证实且尚未完全信任的人工智能和机器学习概念。建立一个系统的用户界面和输入是比较容易的;工业基地几十年来一直在做这个。但现在军队需要一个系统,自动收集这些数据,并为人工智能提供信息,以做出最佳决策。此外,指挥官必须信任推荐的数据和决定(对于那些在数字革命之前出生的人来说,这是一个相当大的范式转变)。

第三,各个军种的规模和库存范围是如此广泛(例如,陆军以其地面部队而闻名,也有船只、机载电子战和情报、监视和侦察资产),以至于每个军种都已经习惯于在其他领域几乎独立运作。在所有这些平台上改装设备以便与其他军种进行通信可能成本过高。与此相反,较小的盟国军队除了联合工作别无选择。例如,法国军队已经创建了技术解决方案,如Scorpion和Connect@ero,以便在各部门之间进行本地通信。

虽然联合参谋部确立了JADC2的整体概念,但空军未来局编写了服务支持概念。空军部的ABMS跨职能团队领导了一个能力发展活动,通过这个活动,作战人员可以发现最新的ABMS工具和概念。此外,每三个月进行一次测试旗帜演习(包括橙旗、绿宝石旗和黑旗),以测试新发布能力的生存能力和杀伤力。这些演习强调了新武器和战术在多域环境中的相关性。

一个可操作的ABMS的最终状态是一个由流程和系统组成的指挥和控制结构,它压缩了决策周期,使各领域的效果趋于一致,并使整个地球的综合行动成为可能。速度是关键。但是,即使空军各单位都在努力实现ABMS,仍然存在一些挑战。

中国产生大量的数据;事实上,这是他们的权力工具之一。为了竞争,ABMS必须依靠以网络为中心而不是以平台为中心的架构,做到灵活、快速和不可预测。现有的、传统的系统,如JSTARS,将如何处理这些TB级的信息?随着技术的改进,传感器、设备和操作人员会因数据过饱和而导致延迟问题。美国空军80%的飞机是第四代或更老的飞机;用现代指挥和控制系统对它们进行改造可能成本太高。挑战在于使旧平台能够与第五代和第六代飞机通信。人们不能在唱片机上播放iTunes音乐文件,或试图将Commodore 64连接到互联网上。

增强盟友和伙伴能力

当美国在未来的战争中,它将依靠其盟国和合作伙伴。依靠这些国家军队的能力是美国的力量倍增器,也是美国对其竞争对手的决定性优势,但过度分类和其他限制性政策是共享数据的巨大障碍。然而,美国军方决心利用技术提高盟国和合作伙伴之间的可及性和数据共享,以联盟作战中心的通用工作站的形式融合该网络的网络。目标是让软件或人工智能,使用设定的规则,适当地与需要它的联盟伙伴分享信息。

为了将战略意图转化为现实,盟国和伙伴行业必须并肩工作,让组件(如黑盒)相互对话,或让飞机系统解密和使用其他飞机产生的数据。一个更大的挑战是确保ABMS将与北约正在开发的联合任务网络完全兼容,以简化和规范30个成员国之间的通信。

法国和美国空军一直合作者,可以做一些只有少数人才能做到的事情。为下一场战斗连接传感器的能力需要在今天开始,以便下一代战斗机和系统能够在一个新的数字架构中顺利运行。

最近的演习,如2021年5月在Mont-de-Marsan举行的三国大西洋三叉戟演习,表明即使阵风战斗机和F-35可以一起工作,但由于技术和分类问题,它们仍然不能完全合作。空军与 "阵风 "街区F4相关的持续合作表明,法国的资产与F-35之间有更好的整合和密切的未来,F-35被设想为未来ABMS的四分卫:这种参与者可以通过对场上情况的最佳观察来增强队友的能力。

额外的障碍

尽管有这些和其他令人鼓舞的迹象,这个项目仍然存在许多外部挑战。此外,空军部还必须克服许多内部障碍以按时交付ABMS。除了与外国伙伴共享信息的困难之外,美国空军还没有解决与其他军种沟通的问题,每个军种都有自己的本土通信系统。空军在是让现有设备和政策发挥作用,还是从零开始,从头建立一个系统,将实施时间推迟几十年之间,这让空军很纠结。由此产生的两难局面只能通过在两种选择之间取得平衡来解决。

实施将是有代价的。美国军方将如何说服其控制军事资金的文职领导,使其相信这个新的ABMS项目是重要的(在所有其他 "重要 "的事情之上)?国会并没有告诉美国防部要推行JADC2,而是把钱袋子关得紧紧的。众议院关于2021财年国防拨款法案的报告批评了空军的ABMS请求,指出该计划的弱点包括 "没有确定的要求、采购战略或成本估算,以及空军总设计师和其他参与执行ABMS计划的办公室的职责定义不明确"。

2021年,美国空军将ABMS的领导权移交给一个新的、基于五角大楼的跨职能团队,并将项目责任转移到空军部的快速能力办公室。向国会传达该部的结构变化和优先权的转移对于保持该计划的资金是至关重要的。

就服务本身而言,空军如何平衡ABMS与所有其他必须做的要求,如支付下一个战略核轰炸机(B-21)、额外的F-35战斗机、哨兵洲际弹道导弹和第六代飞机?到目前为止,ABMS的支持度最高。尽管所有的项目都在竞争同样的资金(包括高超音速和无人机群),核现代化和ABMS是参谋长的两个最优先事项。此外,空军部长弗兰克-肯德尔将ABMS列为他需要重新监督的七个项目之一,以 "提高空军作为一个机构运作的能力"。

当小查尔斯-布朗将军成为美国空军第21任参谋长时,他的行军命令是 "加速变革或失败"。当该军种与国会争夺它不再需要的旧系统时,它同时正在努力推进ABMS的联合协同。"为了赢得这场有争议的高端战斗......我们需要加快我们今天的关键技术的应用。我们不能减缓我们在ABMS上的势头。我们的作战人员和指挥官必须以互联网的速度作战才能获胜"。

结论

这场数字革命将改变美国及其盟国和合作伙伴的游戏规则。正如早期测试所证明的那样,ABMS将提供必要的决策优势,通过为指挥官提供一个清晰、强大和即时的共同作战图景,来赢得未来的高速交战。"我们所展示的......是作战指挥部首次在相同的数据云架构中,对部队的姿态做出决定......在几秒钟而不是几天内就能看到结果。"

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