《電子技術(shù)應(yīng)用》
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美國空軍的武器功能分解和殺傷鏈

2021-06-10
來源: 網(wǎng)電空間戰(zhàn)
關(guān)鍵詞: 美國空軍 殺傷鏈

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美國太平洋艦隊(duì)無人系統(tǒng)集成戰(zhàn)斗(UxS IBP) 21 的照片,此模式集成了有人和無人能力以產(chǎn)生作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)。

  在我之前的文章中,我可能給你留下的印象是,以我們今天擁有的技術(shù),將所有 ISR(情報(bào)、監(jiān)視和偵察)和武器系統(tǒng)連接到一個(gè)無縫、多軍種、多域的戰(zhàn)斗網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該很簡(jiǎn)單。 從技術(shù)上講,這是可以實(shí)現(xiàn)的。但在操作上,存在嚴(yán)重的復(fù)雜權(quán)衡,使決策變得困難。讓我們?cè)谶@里看看其中的一些問題,以便您更好地了解為什么構(gòu)建 Kill Web 需要一些時(shí)間、大量測(cè)試和持續(xù)更新才能使其正常運(yùn)行。

  我們以空軍為例。就在第二次世界大戰(zhàn)(WWII)之前,英國首相斯坦利·鮑德溫說:“轟炸機(jī)總能達(dá)到目標(biāo)。” 他的意思是“……如果你派出足夠多的轟炸機(jī)來壓制敵人的防空系統(tǒng)”,但這個(gè)條件是隱含的。二戰(zhàn)期間,根據(jù)泊松概率分布,108架空軍轟炸機(jī),使用Norden投彈瞄準(zhǔn)器投下近千枚炸彈,摧毀德國軍用物資工廠的概率可以達(dá)到99.9%。要讓 108 架轟炸機(jī)飛越目標(biāo),預(yù)計(jì)飛機(jī)的損失率為 15%,您需要派出 127 架轟炸機(jī),并預(yù)測(cè)在飛機(jī)投下彈藥之前就會(huì)損失 19 架。鮑德溫提倡的是數(shù)量學(xué)說——許多低技術(shù)平臺(tái)攜帶大量低技術(shù)炸彈。

  1991 年 1 月 17 日,伊拉克海灣戰(zhàn)爭(zhēng)開始時(shí),有十架 F-117 夜鷹隱形轟炸機(jī)飛越巴格達(dá),僅用幾枚精確制導(dǎo)炸彈就在幾分鐘內(nèi)摧毀了多個(gè)軍事目標(biāo)。由于炸彈的準(zhǔn)確性,沒有飛機(jī)損失并且它們不受泊松概率分布的影響。在這個(gè)案例中使用的原則是武器的質(zhì)量:一些攜帶一些高科技炸彈的高科技平臺(tái)。很明顯,在二戰(zhàn)和冷戰(zhàn)結(jié)束、中東戰(zhàn)爭(zhēng)開始后,美國的軍事學(xué)說從數(shù)量轉(zhuǎn)向質(zhì)量。

  今天,我們軍隊(duì)的使命正在從打擊恐怖主義轉(zhuǎn)向大國沖突,主要是與俄羅斯或中國的沖突。這將需要更多包含一定質(zhì)量水平(先進(jìn)技術(shù))的平臺(tái)。美國空軍正試圖找出這種數(shù)量與質(zhì)量如何權(quán)衡的答案。

  作為更深入的說明,美國空軍如何使用他們的 AWACS(機(jī)載預(yù)警和控制系統(tǒng))和 JSTARS(聯(lián)合監(jiān)視和攻擊雷達(dá)系統(tǒng))平臺(tái)??jī)烧叨际褂门f的波音 707 機(jī)身,RCS(雷達(dá)橫截面)約為 50 平方米 (m2)。兩者都無法在 A2/AD 區(qū)域(反介入/區(qū)域拒止)對(duì)抗中國或俄羅斯的先進(jìn)防空雷達(dá)和導(dǎo)彈。如果 RCS 約為 100 平方米,如B-52 轟炸機(jī)的情況可能會(huì)更糟。

  AWACS 是一種高度集成的飛機(jī),包含雷達(dá)、紅外 (IR) 和光電 (EO) 傳感器、射頻信號(hào)接收器(用于在戰(zhàn)區(qū)尋找和跟蹤敵機(jī))以及指揮與控制 (C2) 通信鏈路空域指揮。JSTARS 是一種高度集成的飛機(jī),包含雷達(dá)、紅外和光電傳感器以及射頻信號(hào)接收器,用于在地面上尋找和跟蹤敵方作戰(zhàn)單元。它們還包含與戰(zhàn)場(chǎng)指揮官的 C2 通信鏈接。2019 年,JSTARS 升級(jí)的資金被終止。AWACS平臺(tái)的計(jì)劃是在該平臺(tái)報(bào)廢之前一直飛行到 2030 年。

  美國空軍是否應(yīng)該設(shè)計(jì)一些大型隱身(低 RCS)高度集成的飛機(jī)來取代 AWACS 和 JSTARS?不,這只是中東反恐行動(dòng)中使用的基于質(zhì)量的理論的延續(xù)。在美國空軍 ABMS 計(jì)劃(高級(jí)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng))下,他們將把這些子系統(tǒng)(雷達(dá)、IR/EO、RF 攔截和 C2 通信)轉(zhuǎn)移到多架有人和無人駕駛飛機(jī)上,這一過程稱為“分解”。然后,他們將通過射頻通信網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將這些多架飛機(jī)連接在一起。

  現(xiàn)在考慮美國空軍將如何使用 EC-130羅盤呼叫(Compass Call)和 EC-37 電子戰(zhàn)飛機(jī) (EW)。EC-130 是基于 C-130 貨機(jī)平臺(tái),RCS 為 80 平方米,EC-37 是灣流 G550 公務(wù)機(jī),其 RCS 可能至少為 15 或 20 平方米。我們目前的戰(zhàn)斗機(jī)的 RCS 為 5 平方米(F-16),如今已降至 0.0001 平方米(F-22),而且中國和俄羅斯的防空雷達(dá)系統(tǒng)會(huì)對(duì)其產(chǎn)生威脅。EC-130 現(xiàn)已退役,下一個(gè)平臺(tái)是 EC-37。這些飛機(jī)上的電子戰(zhàn)系統(tǒng)必須分解到多個(gè)有人和無人平臺(tái)上。

  攜帶這些 ISR 和 EW 元素的飛機(jī)會(huì)是什么樣子?其中一些子系統(tǒng)已被裝備到 F-35 隱形戰(zhàn)斗機(jī)中,其 RCS 為 0.005 平方米。這是一個(gè)很好的臨時(shí)解決方案。最終,我們可以看到在 Kratos XQ-58 Valkyrie 和波音 ATS(空中力量組合系統(tǒng),或“忠誠僚機(jī)”)上飛行的電子戰(zhàn)、雷達(dá)、IR/EO、RF 攔截和 C2 通信元件。這兩個(gè)平臺(tái)都是 UCAV(無人作戰(zhàn)飛行器),比舊的 AWACS 和 JSTARS 707 機(jī)身更小、更隱蔽。也許他們會(huì)在像隱身的 RQ-180 無人機(jī)或其他尚未設(shè)計(jì)的機(jī)身上飛行。XQ-58、ATS 和 RQ-180 的 RCS 數(shù)值由于顯而易見的原因尚未發(fā)布。

  波音公司似乎在 ATS 上找到了這種分解概念。這架自主飛機(jī)的機(jī)頭長(zhǎng) 8.5 英尺。而且,該機(jī)頭部分(9,000 立方英寸的空間)旨在在幾分鐘內(nèi)拆除和更換。因此,他們只需構(gòu)建配置有電子戰(zhàn)、雷達(dá)、IR/EO、RF 攔截或 C2 通信設(shè)備的不同機(jī)頭部分,將它們安裝到任何 ATS 機(jī)身上,您就可以在幾分鐘內(nèi)準(zhǔn)備好飛行。波音似乎明白形式服從功能的道理。

  美國空軍需要多少架 XQ-58 或 ATS 飛機(jī)?一架 AWACS 飛機(jī)耗資約 2.7 億美元,一架 JSTARS 飛機(jī)耗資 2.44 億美元。假設(shè)它們平均每架飛機(jī)的成本約為 2.5 億美元。XQ-58 和波音 ATS 各耗資約 200 萬美元。一旦你把先進(jìn)的電子產(chǎn)品裝備到它們,假設(shè)它們每個(gè)售價(jià) 300 萬美元。因此,粗略地說,您可以為每架 AWACS 或 JSTARS 飛機(jī)購買大約 83 架 XQ-58 或 ATS。83:1 的比例是放棄大型高度集成飛機(jī)的一個(gè)非常令人信服的理由。根據(jù) ABMS 的計(jì)劃,我們將看到數(shù)百架這樣的 UCAV 在未來的戰(zhàn)場(chǎng)上空飛行。

  AWACS 和 JSTARS 的功能需要分解到多個(gè)平臺(tái)上還有另一個(gè)原因:梅特卡夫定律。他說網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值(可以完成的工作量)與連接到網(wǎng)絡(luò)的平臺(tái)數(shù)量的平方成正比。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是,在 ISR 和 EW 系統(tǒng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中,如果多個(gè)平臺(tái)被敵方防空系統(tǒng)擊落,該網(wǎng)絡(luò)將繼續(xù)與其余平臺(tái)一起運(yùn)行。這就是冗余的好處。分解所有攜帶武器的飛機(jī)也有類似的優(yōu)勢(shì),但那是另一回事了。如果您認(rèn)為“分解”一詞是“數(shù)量”的軍事術(shù)語,那么您是對(duì)的。

  我們將如何發(fā)展成具有成百上千個(gè) ISR 和武器平臺(tái)連接在一起的全功能 RF 網(wǎng)狀殺傷網(wǎng)絡(luò)?美國海軍少將韋恩邁耶說得最好:“建造一點(diǎn),測(cè)試一點(diǎn),學(xué)到很多?!?正如我們?cè)诿绹戃姷捻?xiàng)目融合(Project Convergence)和美國海軍最近的 UxS IBP 21演習(xí)中看到的那樣,某些部分將迅速整合在一起(參見上面的美國海軍照片)。其他元素將需要更多的時(shí)間、軟件和工程。

  以另一種方式看待分解:平臺(tái)思維純粹是戰(zhàn)術(shù)性的(系統(tǒng)做什么)。殺傷鏈思維(Kill Web-thinking)是可操作的(如何使用系統(tǒng))。Kill Web 將瞄準(zhǔn) (ISR) 和爆炸性武器交付視為對(duì)作戰(zhàn)指揮官的支持,而不是特定平臺(tái)。瞄準(zhǔn)和爆炸性武器來自哪里并不重要,只要它們?cè)跈z測(cè)后幾分鐘擊中目標(biāo)即可。這將我們拖入另一個(gè)討論:基于效果的作戰(zhàn) (EBO) 的指揮與控制學(xué)說。這就是五角大樓的 JADC2 項(xiàng)目(聯(lián)合全域指揮和控制)試圖定義的內(nèi)容。該戰(zhàn)略文件SECDEF(國防部長(zhǎng))已經(jīng)簽署。

  關(guān)于數(shù)量與質(zhì)量的權(quán)衡,我在這里幾乎沒有觸及,但現(xiàn)在您對(duì)美國空軍在空中領(lǐng)域面臨的問題有了一個(gè)大致的了解。美國陸軍在陸地領(lǐng)域也有類似的權(quán)衡。美國海軍面臨更大的問題,因?yàn)樗麄冊(cè)诳罩?、海面和海底以及與海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和海豹突擊隊(duì)一起在陸地領(lǐng)域作戰(zhàn)。我們將在未來檢查這些。如果你想更深入地挖掘這個(gè)話題,我建議你閱讀克里斯蒂安·布羅斯的新書《殺傷鏈》(2020)。




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