分布式海上作战的概念旨在通过整合有人和无人系统、执行欺骗性战术以及增强单元实施进攻性打击的能力,使部队能够在舰队对舰队的交战中获胜。本报告通过开发一种作战模拟,研究多领域舰队资产的各种组合在海战环境中执行战术行动的能力,为 2030-2035 年 DMO 概念做出贡献。该项目研究友军对敌军使用欺骗和战术的影响,以及由此对对手在杀伤链各阶段进展能力的影响。通过开发和分析离散事件模拟,该研究调查了海军部队在空中、水面和电磁战领域通过执行战术进攻行动和使用欺骗战术对 DMO 做出贡献的能力。分析得出两个主要结论。在部队构成方面,导弹运载资产数量的增加对作战效能和生存能力的影响最大。在战术上,电子干扰的使用加上无人欺骗群的使用,极大地提高了友军资产的生存能力以及敌军部队的损耗。
图1所示。基于事件的DMO模型的功能
在一个主要军事力量之间经常发生挑战的动态和不确定的全球环境中,不能期望海域主要由美国的海上力量控制。海上势力范围的竞争环境要求对当前和预计未来的武器系统和网络能力进行持续创新。海、空、水下、电磁和网络领域的挑战促使美国继续发展创新的作战概念和条令,努力保持世界海军强国的领先地位。分布式海上作战(DMO)概念的提出是为了通过建立一个跨所有作战领域的分布式协作集成平台网络来增强美国海军的进攻能力。
根据 OPNAV 项目发起人的要求,系统工程分析第 27 组顶点小组的目标是开发一个由有人和无人系统组成的体系,用于在 2030-2035 年期间构建分布式海上作战体系。该团队将分析和评估不同平台的各种组合在有争议的环境中执行战术进攻行动的能力。该小组的工作重点不是设计和采购新平台,而是执行欺骗性战术、整合有人和无人资产,以及应用战术进攻能力对付有能力的对手部队,努力发展一支更具杀伤力和生存能力的海军部队。
为了让团队开发出一个有助于执行分布式海上作战能力的系统体系,DMO 的构建需要进一步详细界定和定义。在本 "顶点 "项目的范围内,DMO 被视为一种运用概念,在这种概念中,多领域平台和技术被整合和利用,目的是提高总体杀伤力,同时降低遭受对手攻击的可能性。执行 DMO 的系统体系能够投射进攻性火力,并由跨所有作战领域的统一海军部队在大面积地理区域内实施集体防御。DMO 作为一种创新概念与当前海军部队行动的主要区别在于,其主要原则是赋予操作人员和指挥官权力,使其能够利用现有技术,在有能力的情况下在交战中采取进攻行动,先发制人,努力在与有能力的对手作战中取胜。
DMO 概念不仅将进攻性打击视为在战斗中获胜的主要战术,还将欺骗和迷惑敌人的能力确定为在有争议的环境中取得成功的关键任务。在本研究中,DMO 的运用被分解为三个主要功能;反措施、反目标和反介入。对于敌对双方部队之间的交战,每种功能都有不同的目的,并产生不同的预期结果。反措施属于防御性质,目的是在敌方威胁的武器交战发生后转移敌方资源。采用反措施的目的是分散或削弱敌方系统,以防止敌方已经采取的行动。相反,反瞄准则是在敌我力量交战时采取更具进攻性的姿态。反瞄准被认为是友军先发制人采取的行动,目的是防止敌方武器发射指向实际的蓝军资产。这种反瞄准目标可通过采用欺骗性战术和行动演习来实现,从而转移或阻止敌方以友军的独立单元或群体为目标。研究报告中 DMO 的最后一个要素是反介入,它描述了友军为解除威胁以排除敌方平台任何潜在武器发射而采取的行动。本项目将上述 DMO 的每项原则都视为必要功能,以提高在充满挑战的海洋环境中开展分布式行动的能力。
正如 DMO 概念中的反介入、反瞄准和反措施部分所述,"顶点 "项目的主要重点是采用各种欺骗方法和战术,努力影响友军在战斗中取得成功。SEA-27 小组将这些欺骗战术分为四大类:无人资产群、机械和物理反制措施、电子干扰和限制电磁辐射或发射控制 (EMCON)。对每一种战术都进行了研究,以确定这些反目标行动和防御性反措施对友军在整个交战期间保持行动和作战能力的影响。
为了分析和评估由多领域平台组成的各种部队架构的效用,团队使用名为 ExtendSim 的离散事件模拟程序构建了一个基于事件的模型,以表示舰队与近邻对手的舰队对舰队交战。SEA-27 小组开发的 ExtendSim 交战模拟考虑了友方和敌方的作战指令,包括预计在 2030-2035 年期间投入使用的主要平台、传感器和武器系统。此外,还对之前描述的战术的使用进行了建模,以深入了解在各种生存能力和杀伤力性能指标方面使用欺骗性措施的潜在价值。
为了对友军反措施、反瞄准和反交战战术的有效性进行详细分析,"顶点 "团队建立了一个以执行敌方杀伤链为重点的仿真模型。该模型表示了敌方在水面、空中和导弹领域的威胁,它通过杀伤链的各个阶段,以攻击指定的蓝军平台为目标。如图 1 所示,杀伤链序列包含敌方威胁必须执行的主要功能,包括发现、瞄准和最终攻击指定的友军资产。在确定特定交战结果时,要考虑敌方威胁和友军资产的相对性能参数,包括友军在杀伤链各阶段可能采用的各种战术和反制措施。在敌方威胁通过杀伤链的各个阶段实施欺骗和转移方法,可使友军降低或破坏敌方执行发现、瞄准和交战功能的能力。在模拟中应用各种逻辑语句和设置,有助于检查以 DMO 为中心的前沿友军对总体成功衡量标准的影响。
通过 ExtendSim 模型的数据输出和多元回归分析的应用,可以对基准固定兵力结构和可变兵力结构进行评估。基线部队结构由一组固定的友军舰船和飞机组成,按传统的行动编队排列,包括航母打击群、远征打击群、水面行动群和各种独立的可部署单元。对固定兵力结构进行研究的自变量包括各种战术,如使用干扰、可用物理反制措施的数量、EMCON 分配和蜂群资产的部署。DMO 的可变兵力结构由水面、空中和无人资产的任何潜在组合以及相关的可使用战术和反制措施组成。分析可变兵力结构时考虑的输入变量包括前文所述的战术,以及水面和空中领域的可变平台数量。通过对这两大类兵力结构的分析,研究小组确定了有助于友军成功完成任务的重要统计因素或战术和平台,以及采用各种平台组合及相关战术和欺骗性措施的作战影响。
通过对固定和可变兵力结构的分析,有几个因素被认为对各种兵力组合执行 DMO 的能力具有重要的统计和作战意义。就友军的生存能力而言,使用干扰和欺骗性蜂群对作战效能的影响大于任何机械或物理对抗措施或任何经分析的电磁控制技术。对敌方威胁实施干扰可扰乱杀伤链的发现和瞄准阶段,导致发现和/或攻击指定蓝军资产的时间延迟。敌方威胁在瞄准阶段的时间延迟导致友军有更多机会进行反介入,以便在导弹或武器介入前解除或摧毁威胁。此外,蜂群的存在会造成更多的接触和杂乱,这就要求敌方投入更多的时间和资源来识别蜂群中的每辆车并将其分类为敌方或友方。同样,这种对威胁造成的延迟也有利于友军实施进攻性打击,并对来袭威胁进行分层防御。
主要的导弹携带水面平台,特别是巡洋舰和驱逐舰,在交战场景中采取进攻姿态时,会产生最大的统计和作战影响。友军在生存能力和杀伤力方面能否取得成功,取决于导弹航母在进攻性和防御性武器方面的重大贡献,以及对共同作战和火控网络的贡献能力。导弹航母具有远程攻击能力,是大范围内部队集体防御的主要基础。此外,在整合无人资产方面,导弹航母可作为部署和控制无人资产的母平台。
SEA-27 小组是在分析了对有能力的对手实施 DMO 的因素的统计和作战意义的基础上提出这些建议的。在干扰方面,至关重要的是不仅要研究针对对手使用电磁辐射的方法,还要考虑防御类似攻击的能力。由于严重依赖网络进行通信和共享共同作战画面,必须降低易受干扰的程度,以防止因无法自由使用电磁频谱而丧失能力。无人资产和技术虽然在交战模拟中主要作为杂波建模,但在 ISR 能力和提高杀伤力方面可作为友军作战能力的重要因素。武装无人资产的存在改变了战斗空间的动态,能够有效使用多领域无人飞行器的操作员将获得优势。最后,如果无人资产能够成功地模仿战斗序列中经常成为敌方威胁目标的另一艘舰艇(例如航空母舰),那么所有其他友军平台都会因减少成为敌方威胁的目标和交战而受益。