现代军队依靠电磁频谱来运作。因此,通过干扰和定向能量攻击电子和信息系统会降低现代对手的作战系统。冷战结束后,美国的对手在电子攻击能力方面进行了投资,而美国陆军则基本上放弃了自己的能力。意识到这一点,陆军现在正投资于新旧电子武器以缩小差距,在陆军试验多域作战概念时重新获得电子攻击能力。本专著的目的是回答这样一个问题:"美国陆军如何在MDO空间中利用电子攻击?" 本专著提出,陆军作战部队应将新兴的干扰和定向能武器整合到一个作战系统中,将物理、控制论和道德效应融合到对敌人的深度攻击中。这一建议对条令、组织和领导者的发展有重大影响。作者的意图是鼓励陆军领导人将环卫系统中的进攻行动视为当前和未来战场上联合武器作战的关键。

一 新兴电子攻击技术

1 无人机和反无人机干扰

无人机系统和传统的干扰技术已经融合在一起,形成一种新的能力。正如前面的案例研究中提到的,俄罗斯已经在无人机上安装了干扰器,作为其Leer3 EW系统的一部分。在美国,陆军和空军希望更深入地测试空中发射的多功能无人机群,这些无人机可以快速穿越战场进入对手的支持区,以识别、破坏甚至摧毁高回报目标。陆军作战能力发展司令部的合同提案要求这些无人机配备ES传感器和EA武器,能够同时探测敌人的作战秩序,进行干扰,并观察火力任务。陆军的建议表明,网络化的EW无人机在近距离、纵深和支援领域都有作用。除了在更大的收集-火力架构中的整合,EW无人机群可以通过欺骗性的信号和特征支持作战机动。虽然这一系统尚未投入实战,但该提案表明,陆军正在考虑将EA能力与不断扩大的无人机群整合到一个更广泛的作战系统中。

反无人机干扰系统有效地发挥了机动短程防空(SHORAD)武器的作用,保护单位和关键节点免受观察和攻击。许多反无人机武器干扰或欺骗测向和通信系统,导致无人机坠毁或返航。理想情况下,反无人机EA系统可以与战区的IADS相连接,能够迅速解除空域的冲突,辨别敌我双方。然而,在有争议的EMS环境中与低空飞行的无人机交战的被动性质将使蓄意的空域和EMS解冲突变得不可能,特别是对于装备有便携式变体的部队。

2 高能激光器

定向能源武器的破坏潜力来自于随着时间推移转移到目标的能量。高能(HE)激光器的能量通常在千瓦到兆瓦之间。在低端,这些武器可以使传感器失明。随着能量的增加,它们可以降低敏感的电子元件,加热设备和人员,使其不能再发挥其功能,并导致燃料或弹药爆炸。 美国海军在实施高能激光器方面处于领先地位,2014年在一艘水面舰艇上安装了第一台。它现在在许多舰艇上都有一系列的激光器,从光学 "炫目 "到150千瓦的光束。光学、发电和传播方法的进步使得在海上、空中和太空以及陆地移动系统中使用高能激光成为现实。

陆基高爆激光系统可以发挥许多功能。在战术层面上,高爆激光器可以抵御来袭的弹药,使无人机失效,并压制敌人的主动防护系统,作为动能射击的补充。空军安装在卡车上的 "恢复基地拒绝的弹药"(RADBO)系统使用高爆激光器在舒适的距离内引爆地雷。陆军目前正在开发一种300千瓦的车载激光器,以防止火箭弹、火炮和迫击炮的攻击。在战区和战略层面,高爆激光器可能是对抗高超音速导弹的唯一有效手段。根据大气条件和可用功率,地面高爆激光器可以瞄准敌方轨道上的卫星。

高爆激光器可以有效地作为动能武器的弹药替代物。这也是有代价的:功率要求、交战时在EMS中的信号增加,以及由于远距离和跨域的影响而可能造成自相残杀。高爆激光器还可能受到大气条件的限制,尽管该领域的进展正在努力克服这一挑战。

3 非致命、反人员定向能

激光与物理环境中的元素的相互作用使DE有了非致命的用途。美国军方在伊拉克和阿富汗的反叛乱行动的高峰期试验了 "疼痛射线",作为其主动拒绝系统(ADS)的一部分。该系统是为控制人群而设计的,它将电转化为毫米级的无线电波,加热皮肤中的水,在几秒钟内产生难以忍受的热感。对ADS的1.1万次测试只导致了两次受伤。另一种应用是用激光在人员附近产生等离子体球,然后用其他激光诱发物理效应,如幽灵般的声音或周围空气中难以忍受的噪音。联合非致命武器局正处于将激光诱导的等离子体效应武器用于加热目标的皮肤,产生极其响亮或混乱的声音,以及投射口头命令的边缘。

非致命的DE武器可用于固定地点的安全,可在安全和巩固行动中使用,并可通过使人群远离道路来提高流动性。然而,这些武器的新颖性可能会在信息环境中产生负面效应。斯坦利-麦克里斯特尔将军在ADS部署后的几周内就下令将其从阿富汗撤走,因为塔利班让人们相信美国在对平民进行 "微波",使其患上癌症和不孕症。

4 高功率微波武器

高功率微波(HPM)武器旨在通过用电磁能量压倒目标的电子装置来拒绝、干扰、损害或摧毁它们。HPM是可扩展的,根据HPM投射的能量的多少来呈现所需的效果。在较低的范围内,HPM激增的能量足以 "锁定 "一个系统,拒绝其使用。在较高的功率范围内,HPM会破坏集成电路。与干扰器不同,HPM可以在目标系统不工作的情况下实现其效果。反击HPM需要对整个电子系统进行加固,因为激增的能量会通过暴露的电线、端口、天线和光学器件渗透进去。与高爆激光器不同,HPM是区域性武器。破坏性效果通常是在较近的范围内产生的,而破坏性效果可以在较远的距离上实现更大的面积。作为区域性武器,HPM在对付无人机群时特别有用,空军已经部署了至少一种HPM武器来保护其地面设施免受无人机攻击。2017年,波音公司和空军成功测试了 "反电子高功率微波高级导弹项目"(CHAMP),这是一种巡航导弹,旨在用机载HPM摧毁计算机和电子设备。将这种技术应用于无人机系统或基于直升机的运载系统,为远程HPM攻击提供了另一个载体。

具有最大战略潜力的HPM武器是非核电磁脉冲(EMP)。一旦美国研究人员认识到核爆炸伴随着电磁能量的大规模激增,美国和苏联就开始研究用非核弹药复制这种效果。虽然CHAMP使用机载电池来发射其HPM以达到局部效果,但EMP炸弹将爆炸能量转移到磁场中,在整个作战区域产生HPM效果。组件技术已经成熟到EMP炸弹或导弹是可行的地步。虽然国防部没有公开其EMP研究,但在2017年,国防部向工业界征集一种 "弹药投送的非动能效应",该效应能够 "在不破坏与这些系统相关的硬件的情况下使对手的基本工业、民用和通信基础设施失效"。该提案要求用标准的陆军155毫米射弹来实现这一效果。96F 97 该提案所要求的能力指向某种火炮发射的EMP武器。由于C2系统和光电传感器依赖于敏感和脆弱的电子器件,成功的EMP攻击对对手的影响可能是决定性的。

二 新兴电子攻击技术的影响

博伊德断言,战斗人员必须有道德-心理-身体的和谐才能进行抵抗。要破坏这种和谐,需要将致命的、机动的和道德的努力结合起来。施耐德断言,战斗有三个领域:道德、控制论[心理]和身体。各个领域都会受到能力的影响,包括EA。结合这些观点,我们得出了一种方法来理解新的电子攻击能力如何在多领域作战中被利用(见图3)。考虑到案例研究,现在的任务是考虑我们如何将新兴的EA系统与现有的能力相结合,在物理、控制论和道德领域产生影响,以支持致命的、机动的和道德的努力。

图 3.“在作战中应用电子攻击的模型”。

1 物理领域的现代EA

电子武器特性的最重大变化是开发了能够直接摧毁敌人系统和平台的电子武器。HPM和HE激光系统有能力摧毁无人机和飞机。陆军的高爆激光器目前集中在防空和反无人机任务上,但这些激光器瞄准地面上的敌方平台只是时间问题。战斗车辆上的主动保护系统,如以色列的 "战利品 "系统的扩散,可能需要在用直接或间接火力攻击这些平台之前,通过干扰或DE武器对其进行抑制。为工兵部队配备RADBO或类似的高爆激光系统,将使他们能够迅速减少雷区,在行动中能够更快地进行地面机动。

无人机群ES/EA干扰器,与间接或精确火炮协同作战,形成了一种观察-压制-打击的能力,有可能远远超出前线部队的作战范围,支持侦察和反侦察任务。装有高爆激光器的航空平台将为陆军提供其最远距离的直接火力武器系统,能够在距离目标数英里的地方升空进行瞄准射击,然后落回地面。作为常规致命打击的一部分,EMP炮弹将摧毁主动防护系统和反火力雷达的电路。

陆军EA系统也将在物理领域支持MDO的其他服务。DE武器的效果上限可以延伸到太空,使其能够与飞机交战以支持空军。消耗性的无人机干扰器可以激活敌方的EA系统,显示其位置以便联合瞄准。装备有小型EMP装置的特种作战部队可以使岸基雷达和导弹系统在沿海和海上行动中无法使用。陆军高能激光器有可能通过从地面瞄准敌方卫星来支持太空部队。

2 网络领域的现代EA

虽然美军传统上将EA集中在网络领域,但现代EA武器为陆军提供了沿着作战区域的长度和宽度攻击网络决定性点的潜力。蜂群无人机可以将陆军各师的干扰范围扩大到远远超过空地作战的30公里。ES系统可以提示高爆激光器来干扰(或炸毁)指挥节点的天线。HPM和EMP弹药将使整个网络无法使用,严重降低了指挥官在分布式部队之间提供目的和方向的能力。成群的EA无人机和固定的诱饵可以模拟平台和指挥节点的电子特征,欺骗敌人并模糊其电子监视工作。同样的能力也可以用噪音淹没EMS,在关键时刻隐藏关键系统的使用或机动。

无人机干扰器和高爆激光器可以压制防空系统以支持空军行动。电磁炮是在MDO中产生机动窗口的完美武器,因为它可以使不发光的防空雷达失效,而不会使载人的空中干扰机处于危险之中。地面干扰器可以破坏卫星和地面站之间的联系,使太空部队的资产腾出来用于其他行动。EA系统可以刺激敌方网络,或创造可能有利于敌方网络内部的网络行动的缺口。针对网络决定性点的EA的累积效应将使敌人无法对加速的致命打击作出反应,也无法对进入脆弱地区的渗透性机动作出反击。

3 道德领域的现代EA

陆军可以在战术、作战和战略层面上将现代EA技术用于对抗敌人的意志。在战略层面上,EMP弹药可以作为一种有效的威慑手段来对抗对手的行动。从多个载体--空中、太空、海上和陆地--发射的EMP提供了核交换之外的升级选择。在作战层面,一个模拟蜂窝网络同时干扰真实网络的系统,如俄罗斯的Leer 3,将帮助指挥官更有效地管理信息环境。对分散的部队使用战术电磁脉冲,从电子上切断他们的总部和相邻的编队,将在纪律性不强的部队中产生恐惧和威胁。激光诱导的等离子体效应可以在塑造行动中使用,作为致命的动能打击或快速穿透机动的前奏,制造恐惧和焦虑。

正如俄罗斯人在乌克兰所展示的那样,操纵性电子攻击是利用联合网络行动中获得的情报的一种机制。我们的网络战士必须与EA和心理行动相结合,以收集情报,制作欺骗或信息,然后以无线方式投射到对手的网络。

成为VIP会员查看完整内容
112

相关内容

人工智能在军事中可用于多项任务,例如目标识别、大数据处理、作战系统、网络安全、后勤运输、战争医疗、威胁和安全监测以及战斗模拟和训练。
【美陆军作战条令】《美国陆军防空与导弹防御行动》156页
《多域压制敌方防空系统》美国陆军47页技术报告
专知会员服务
132+阅读 · 2022年10月24日
《未来之战:作战层面的网络战》美国陆军,67页PDF
专知会员服务
175+阅读 · 2022年8月12日
报告集《多域作战、人工智能和信息优势》120页
专知会员服务
298+阅读 · 2022年8月1日
 《混合战场的新防御措施》美国陆军网络研究所
专知会员服务
48+阅读 · 2022年4月26日
国家自然科学基金
89+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
88+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月3日
Arxiv
14+阅读 · 2022年10月15日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
89+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
88+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2008年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员