就在几年前，美国空军在竞争激烈的空域中使用人工智能（AI）操作无人驾驶飞行器（UAV）的想法在许多人看来还像是科幻小说。 美国军队在伊拉克和阿富汗的无竞争空域巧妙地使用无人机，彻底改变了高价值目标定位、近距离空中支援和其他任务，很少有人担心对手会反击。现在快进到2022年，空军再次期待无人机来提高其战斗力。中国，一个正在接近，或在某些情况下超过美国常规战斗力水平的同行挑战者。空军领导人正在对下一代无人机技术——他们统称为自主协作平台（ACP）——下大赌注，以帮助恢复其对中国的常规作战能力。
中国构成的战略威胁、快速的技术进步以及越来越多的证据表明，ACP可以改善作战结果，这些因素的结合使得美空军、国防部（DoD）和工业界纷纷支持将ACP迅速推向战斗空间。自冷战结束以来，预算压力迫使美空军和其他军种削减能力和战备，以至于他们现在必须主要依靠数量较少的先进系统和不断缩小的海外态势。与此同时，中国正在接近与美国军队的常规力量对等，建立了一系列现代军事技术和一支低成本导弹部队，明确旨在让美国和盟军保持在可触及的范围。为了扭转对中国的局面，美国空军正在寻找低成本的方法来弥补其重大能力差距。空军领导人打赌，他们可以利用快速的技术进步，特别是在人工智能和飞机设计与制造方面，计划部署大量ACP作为解决其兵力结构缺陷的一部分。
本报告研究了ACP可能提供的角色、任务和能力，以提高空军的战斗力，以及其快速发展和部署使用所固有的机遇和挑战。本报告重点关注ACP在穿透性打击任务中的作用，因为它们对于满足2022年国防战略（2022 NDS）的要求至关重要，该战略要求美国军队不给俄罗斯等快速夺取领土的机会。穿透性打击涉及在对手空域深处使用先进的轰炸机，因此，在冲突的早期，在削弱和阻止对手的机动入侵部队方面可以发挥关键作用。但这些任务需要一系列复杂的打击、电子战、制空和其他能力，所有这些都可能在大国冲突中给空军带来巨大压力。通过与先进轰炸机协作来提供其中的一些能力，大量低成本ACP将会提高任务的有效性并降低作战风险。
美空军领导人认识到这一潜力，并将ACP与包括战斗机、轰炸机、甚至机动部队在内的有人驾驶飞机配对作为首要任务。当他们准备向国会申请大量资源以在2024财年开始采购ACP时，这些领导人必须向立法者、其他国防部（DoD）领导人、工业界和美国公众准确传达ACP将如何为美国的威慑和作战能力做出贡献，同时对未来的机遇和挑战进行现实描述。米切尔研究所与来自空军和国防工业的作战员、科学家和工程师举行了一次非保密的研讨会，以研究这些问题。为了给分析打下基础，要求研讨会的专家确定ACP作战概念和技术如何在阻止中国对台的战役中减轻先进轰炸机的风险并提高穿透性打击任务的有效性，这是美国防部部队规划的节奏场景。
专家见解
在这个项目中形成的一个核心观点是：大量低成本的ACP可以帮助弥补严重的部队结构缺陷，这些缺陷现在威胁着空军在大国竞争时代满足作战指挥官需求的能力。在研讨会上，专家们提出了使用不同类型的ACP概念，以使对手的目标决策复杂化，迫使对手花费大量时间和资源来减少这种不确定性。专家们不认为ACP可以替代有人驾驶的隐形轰炸机和战斗机的威慑和作战能力。然而，他们得出的结论是，如果快速、低成本和大量部署ACP，可以帮助缩小空军进行远程穿透打击以阻止大规模侵略的显著能力差距。
美空军和工业界专家对使用ACP来减少制空能力差距特别感兴趣。制空是在高度竞争的环境中成功实施穿透性打击任务的一个重要任务组合。他们还优先考虑将ACP用于情报、监视和侦察（ISR）。在这个角色中，他们可以腾出先进的轰炸机和攻击战斗机来专注于他们的主要任务——向目标投送武器。ACP在ISR角色中还可以减少隐形轰炸机传感器的发射信号的需求；这一点很重要，因为轰炸机机组人员试图避免在有竞争激烈的环境中发射信号，以减少被发现的概率。
与成本较低、能力适中的ACP相关的其他好处包括：在战时产量激增潜力，以及对作战损失的更高容忍度。为此，专家们倾向于ACP是可损耗的或可消耗的；空军对其损失的容忍度相对较高，因为其实际成本相对较低，而且任务指挥官会认为其损失是值得的。最后，研讨会的专家们倾向于选择具有高度自主性的ACP。他们认为，自主性在以下方面具有优势：在高度竞争的环境中尽量减少通信；创造机会部署更多的ACP，同时最大限度减少人类控制员的负担；以及提高相对于对手的决策速度。
专家们对ACP能力和概念的偏好反映了2022年国家发展战略（NDS）中概述的关键威慑方法，该战略呼吁美国军队不仅要建设部队以拒绝大规模侵略，而且要提高复原力并让手付出代价。大量低成本的ACP可以为这三种方法做出贡献，这表明ACP可以成为空军支持2022年NDS目标的核心贡献。
专家们还指出了将ACP引入空军作战单元有关的几个挑战。最关键的是，他们不确定支持ACP自主行动所需人工智能技术的成熟度，而且他们不确定“低成本”对ACP意味着什么。ACP的成本必须有多低才能提高战士对战斗损失的容忍度？鉴于空军计划在制造、飞机操作和维护方面采用创新方法以降低成本，传统的飞机成本评估模式是否仍然适用？最后，专家们不确定美国防部是否有能力在危机中迅速扩大和多样化ACP的生产基地，尽管他们认为这对于空军在长期冲突中带来足够持久的战斗力至关重要。
针对美空军的建议
尽管确定了作战、技术和预算方面的挑战，但专家们普遍认为，迫切需要迅速部署ACP，以便向作战指挥官提供一支有战斗力的部队。他们评估说，通过将ACP与先进的轰炸机组合在一起，可以大大降低穿透性打击任务的风险，而且ACP特征，如低可观察性和低成本传感器也完全可以实现。然而，迅速投入使用这些飞机将需要立法者、国防部领导层和工业界的协调和形成一致的支持，因为将其纳入作战单元所需的变化规模很大。发起一场全面的ACP作战实验活动将为它们的实战化奠定基础，并向关键的利益者表明，空军致力于这项工作。为此，米切尔研究所向空军提出以下七项建议：
1.发布空军飞行计划，将ACP的发展与2022年国家发展战略联系起来，特别是与拒绝对手实现其战役目标、提高兵力复原力和施加成本的目标联系起来。空军应公布一个ACP飞行计划，以支持2024财年的预算请求，该计划应：1）解释为什么ACP是一个紧急优先事项；以及2）提供保持动态发展的基础，可以根据技术和威胁环境的变化来调整ACP整合计划。
2.发起一场全面的作战试验活动，以建立将原型机推向作战单元所需的组织、流程、行业关系和文化。作战试验活动的直接目标应该是迅速加强美国的作战能力和应对同行冲突的能力。换句话说，通过启动一个新的项目，让ACP尽快“上路”；然后继续试验，收集急需的数据，使技术适应作战人员的需要。更长远的目标应该是创造条件，使空军组织、训练和装备部队的方式发展到快速、持续和频繁地将一代又一代的ACP投入作战部队的地步，这种努力需要跨越几十年。
3.优先考虑模块化，以实现学习、开发和生产的连续循环。空军不应该“扔掉”那些没有针对作战需求进行优化的ACP，而是寻求通过人工智能软件的更新来不断提高其性能。这就需要模块化：在机体上有一个标准的容器，可以随着人工智能软件的发展不断接受新的人工智能系统和处理器。ACP的开发周期也应该利用在新的无人机等级中操作主导飞机所获得的信息和经验来改善后续机型。而且，随着老式ACP的老化，可能会将它们用于不同的任务，如对手的空域，而不是将它们归入废品收购站。
4.用非保密的研讨会和兵棋推演来补充正在进行的内部分析，以完善和展示ACP概念和技术。空军应将兵棋推演和研讨会作为更广泛的美国防部社区、立法者及其工作人员和国防工业的场所，以提高他们对下一代无人机潜力的理解，以提高国防部在同行冲突中的作战效率。
5.优先考虑大量部署具有适度能力的ACP；最初的机队应包括具有制空能力的飞机。从米切尔研究所的研讨会上收集到的信息表明，空军应强调使用大量低成本ACP的作战概念，特别是在进攻性和防御性制空任务中，以提高远程穿透性打击的杀伤力和生存能力。
6.确定适当的ACP成本评估方法。美国防部、空军和工业界专家对如何评估ACP的成本并不一致。一些人认为，可以用传统飞机的历史成本数据来估计ACP的成本。其他人则认为，飞机设计和制造的新方法使这些数据变得不那么有用。空军应该利用ACP的运行试验工作来收集新的数据，以告知ACP成本评估的基本假设。
7.多样化远程穿透性打击弹药。空军应在更广泛的兵力设计背景下开发ACP，考虑新一代弹药如何提高生存能力，增强有人和无人飞机的攻击力。研讨会的专家们指出，迫切需要可由隐身轰炸机内部大量携带的较小中程（40纳米至150纳米）弹药，以及可增强对高度移动目标进行穿透性打击的游荡弹药。
8.增加空军的预算，以创建一个结合ACP和下一代有人驾驶作战飞机的兵力设计，进行决定性的协作行动。几十年来的预算不足造成了一支高风险的空军，缺乏与中国发生重大冲突和其他国防战略优先事项所需的兵力能力、现代化能力和战备状态。要扭转这种下降趋势，需要在十年或更长时间内将预算增加3-5%，以获得足够数量的下一代有人驾驶作战飞机，如B-21、NGAD和F-35，并为有望为美国作战人员带来重大优势的新的、附加的ACP项目提供资金。
总之，米切尔研究所的研究表明，空军的ACP计划可以为执行穿透性打击的美军提供重要的作战优势。发展一支ACP兵力将要求空军利用各种机会并应对新的挑战，以大规模地设计、生产、操作和维持这些飞机。这种兵力设计方法的风险很高：研讨会的结果表明，ACP可以抵消兵力结构的不足，以确保空军能够提供决定性的战斗力，使ACP成为空军支持2022年NDS战略的核心，即拒止、复原力和施加成本。
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