马赛克战争侧重于大国竞争,目的是在与势均力敌的对手的军事冲突中获得优势。 2017年以来,特朗普政府先后推出国家安全战略、国防战略、国家军事战略,将中俄视为首要战略威胁。马赛克战等新的战斗概念基于此基准,并且具有很强的针对性。
以无人系统为基本单元的马赛克战争
马赛克战的概念于 2017 年 8 月由美国国防高级研究计划局 (DARPA) 战略技术办公室 (STO) 首次提出。根据STO的概念,利用相对低成本、低复杂度的传感器、多域指挥控制节点、有人/无人系统等,根据威胁形势、战场形势,以自协调和自适应的方式并根据作战需要,快速构建作战体系;如果系统的一部分被破坏,它可以自动响应并动态重组,仍然可以满足战斗需要。
马赛克战使用小型、无人、分散的部队编队,可以根据任务动态重组。上图:分散部队的集中指挥和控制。下图:在通信退化或故障的情况下,基于智能指挥控制进行作战规划,实施任务指挥
2019 年 9 月,DARPA 发布了一项由米切尔航空航天研究所委托进行的研究,《恢复美国的军事竞争力:马赛克战》。报告认为,为落实美国国防战略,从反恐回归大国竞争,应以马赛克战概念为牵引和指导,重建电力体系,创新作战方式。
马赛克战概念的出发点,首先是应对中国的军事挑战。美军认为,中国持续推进新的军事改革欧洲驱逐舰作战指挥室,奉行系统化作战理念,构建反介入/区域拒止(A2/AD)系统,并将美军信息系统作为首要目标。通过干扰信息流,瘫痪指挥控制网络,破坏信息节点,达到致盲、瘫痪、摧毁美军作战系统的目的。
马赛克战是基于美军对其当前战斗系统问题的检查。美军认为,由于反恐战争长期宽松的作战环境,进行高端战争的能力已严重降低。全球化和信息化加速了军事科技的扩散,商业化使获取更容易、成本更低,导致美国长期占据的非对称军事优势,如卫星、隐身飞机、精密-制导武器、信息电子系统等,作战能力和威慑值大幅下降。以高性能、多用途作战平台为核心构建的作战系统难以满足关键作战能力的需求。这些平台,如航母、预警机、轰炸机、加油机等欧洲驱逐舰作战指挥室,数量少、成本高、战损承受能力差、生产周期长、战时补给慢、战场生存能力差。武器装备研发周期的快速增长与作战节奏的快速加快之间的矛盾日益突出。新型主战武器系统研发周期长,部署速度慢,作战系统架构比较死板,适应性较差。
马赛克战争通过人类指挥和智能控制加速决策
概念的核心是建立一个基于无人系统的杀戮网络
马赛克战概念的核心思想可以概括为:无人化、低成本、快速、致命、灵活和可重构。根据马赛克战的概念,小型无人系统,通过创造性和不断进化相结合,根据不断变化的战场情况,利用临时飞行器的漏洞,快速组建人机协同团队,并能打造对敌人进行全方位、多方位的攻击。一系列困境导致敌方防御系统饱和,决策系统崩溃。
与基于作战任务的传统作战系统相比,马赛克作战作战系统在灵活性、适应性、低成本、鲁棒性等方面具有不对称优势。马赛克战的概念借鉴了积木和拼图的概念,将作战平台的功能分解为功能单一的大量节点,大量功能节点构建作战系统。当多个节点失效或丢失时,战斗系统可以自适应重组。
将“杀戮链”替换为“杀戮网络”。相互配合的功能节点组成一个杀戮网络,部分节点的故障不会影响杀戮网络的整体运行。与线性结构的杀伤链相比,杀伤链任一环节的破坏或失效都会导致整个战斗链的失效,而网状结构的杀伤网具有更高的弹性、冗余度和生存能力,更适合适合强对抗的战场环境。
用分布式战斗管理代替集中指挥和控制。正是因为无人系统成为主力战力,马赛克战才能采用适应性更强的兵力编队和指挥控制方式。马赛克战基于分布式态势感知,借助智能辅助决策工具,自适应制定任务计划,动态重组作战力量。这种分布式作战管理,感知更细致,反应更快,决策更准确,更适合快节奏的作战条件。相对而言,目前的集中指挥控制系统指挥链太长,层次多,主要依靠人工决策,响应速度慢,OODA循环运行速度难以提高,误差大,容易出错,以及几个关键和重要的指挥和控制节点。否则可能会导致指挥系统出现故障。
马赛克兵棋中使用的组织过程
以无人系统为主力的概念兵棋验证
2017年以来,STO与美国智囊团——战略预算与评估中心(CSBA)、美国海军陆战队大学、美国陆军预备役第75创新司令部合作,开展了一系列兵棋推演,一系列关于马赛克战概念的兵棋推演。已验证。下面介绍三种典型场景的兵棋推演,包括海上作战、联合作战和城市作战。这些游戏的主要特点是综合利用低成本的无人机群、电子战和网络战来实现多域作战。
美国联合特遣部队是蓝军对抗红军,具有强大的精确打击和 A2/AD 能力。蓝军马赛克作战部队大量使用无人系统,采用人机协同作战。蓝军基层作战部队使用四旋翼无人机进行编组,与支援火力融合,构建杀伤网。蓝军使用智能指挥控制和任务规划系统来管理其杀伤网络,以及后勤、人员配备、情报分析、作战规划、决策支持、火力分配、空域管理等。推演表明,蓝方可以更高效、更及时地抓住战斗机,找到突破口,打破红方的防御,进行更大规模、更频繁的攻击,从而产生更多的战斗效果。
蓝方是美国海军陆战队的营级登陆部队,其中50%是无人系统,包括无人车、无人机群等。红方是机动步兵旅,有侦察、炮兵、空中力量。红蓝兵力比例超过5比1。蓝方利用无人机集群进行武装侦察,利用侦察、电子战、打击无人机组成小群对红方目标进行周期性攻击,削弱了红方的作战能力,打乱了红方的作战节奏。博弈结果表明,红队失去了关键的战斗系统,红队的编队被分解成更小、更孤立的单位,最终被蓝队通过机动和火力打击消灭。
基于马赛克战任务规划工具,推演模拟未来城市在强电磁对抗环境下的作战行动。目的是研究如何利用无人系统在城市等多域作战环境中实施马赛克战。推论表明,使用大量无人系统的获胜方能够更好地适应电磁信号强的城市作战,战斗节奏更快,可以将敌人投入混乱。获胜方通常沿多个轴进行机动,同时捕获多个次要目标。与传统部队相比,马赛克作战部队的作战能力大大增强和扩展。例如,使用各种伪装成关键部队和高价值战斗资产的无人系统也可用于执行通信中继、干扰或打击任务。
大力部署无人系统项目研发,推动概念落地
自2017年提出马赛克战概念以来,DARPA在不断完善概念的同时,也围绕该概念进行有针对性的项目安排,加快项目落地。在DARPA 2020财年预算中,马赛克战相关项目32个,占DARPA研究项目总数的21%,资助比例高达35%。
DARPA 开展的马赛克战相关项目
一方面,马赛克战架构可以基于 DARPA 现有的成果,如系统集成技术和实验(SoSITE)、拒绝环境中的协同作战(CODE)等。另一方面,为了在推进概念开发的同时,DARPA 还启动了新项目,包括 Adaptive Kill Net (ACK) 和 Decomp/Recomp 项目。 ACK 项目于 2018 年 7 月发布,旨在为马赛克战开发决策支持工具,实现杀伤网的动态和自适应构建和重组。 Decomp/Recomp 计划于 2020 财年启动,旨在通过战斗系统的动态构建和调整,快速打造新的战斗能力。
在指挥控制/战斗管理方面,无人系统是主要对象。该方面侧重于控制算法、决策辅助和人机交互技术,形成综合分布式指挥管理能力。早期成果包括:分布式作战管理(DBM)、进攻性集群战术(OFFSET)等项目。此外,空战演进(ACE)项目于2019年5月启动,旨在通过发展空中视线(WVR)内的自主机动能力,提高人机协作的自主水平和指挥交互信任。
通信网络是马赛克战的关键支撑。 DARPA现有的通信网络项目包括:Dynamic Adaptive Networking for Mission Optimization (DyNAMO)、Communication in Adversarial Environments (C2E)等。新启动的项目包括Protecting Frontline Communications (PFC)、Information-Based Multi-Mosaic (IBM2)@ > 等。2020 财年预算中的 IBM2 项目,基于 Dynamically Adaptive Networking for Mission Optimization (DyNAMO) 项目的成果,旨在开发用于自动建立跨域网络和管理的网络和数据管理工具支持动态自适应网络的信息流。
其中,无人系统的自主协调与回收技术可以为实施马赛克战提供所需的低成本平台,实现分布式作战和集群作战,增强任务适应性,同时降低作战成本。已开展的项目包括:Gremlins、Deep Sea Payload (UFP)等,新项目包括Angler等。
使用无人机群实施马赛克战的典型作战场景
以海上打击目标为例,设计马赛克战斗场景,加深对概念的理解。
作战目的:蓝方打击红方海上防空反导系统的关键节点,使其失效并撤出战场。力量对比:兰方拥有低轨侦察卫星星座1个、E-2D舰载预警机1架、F-35C舰载预警机2架(每架配备8名无人僚机)、C-130运输机1架(与小型 40 精灵无人机)。有ISR、电子战、打击、军械库、诱饵等多种类型的无人僚机和精灵无人机,并采用“云-网-端”架构构建马赛克作战系统。红方,2艘防空导弹驱逐舰,装备综合作战系统,中短程防空导弹(射程分别为120公里和30公里),舰载激光1艘,高能微波1艘武器系统,100mm主炮1门,近反炮4门,电子干扰设备1套。作业区域:远离大陆的公海。
参与过程分为 5 个阶段。
蓝方低轨卫星通过电子侦察和SAR侦察,发现两艘红方导弹驱逐舰,并通过中继卫星向作战指挥中心报告。蓝色航母起飞一架E-2D预警机进行侦察确认。蓝方起飞2架F-35C战机,共搭载16名各类无人僚机进行近距离侦察。 E-2D舰载预警机充当战场指挥和控制中心。 F-35C 执行与/无人驾驶的协同作战。在F-35C的指挥下,无人联队组网出动侦察。无人僚机通过机载数据链向 F-35C 发送 SAR 和光电侦察信息,从 F-35C 到 E-2D,再到作战指挥中心。作战指挥中心下达作战命令,命令一架C-130运输机起飞,连同40架精灵无人机前去支援。红方尚未发现蓝方的兵力动向和作战意图。
第一阶段:全域感知,发现红方海上目标
E-2D 维持战场调度和指挥。 2架F-35C指挥16名无人僚机,保持编队飞行,飞越薄弱对抗区,跟踪监视红色导弹驱逐舰。 C-130释放40架精灵无人机组成无人蜂群,飞越薄弱对抗区。 C-130 待命,准备回收精灵无人机。红色空中侦察预警雷达探测到无人僚机。
第二阶段:占领阵地,有无人系统部署
构建马赛克战术网络,各类精灵无人机和无人僚机作为主战力量参与作战网络,构建动态、可重构、自适应的马赛克作战系统。红蓝双方进行了侦察和反侦察,以厘清对方的意图。红蓝边境无人机进行电子对抗。
第三阶段:无人主战,构建马赛克战系统
蓝队协调部署各类无人机发动攻击。红方的两艘导弹驱逐舰在没有相互协调的情况下独自对抗空袭。蓝方打击型精灵无人机和军械库型无人僚机根据红方防御情况动态编队重组编队,对两艘红方驱逐舰造成轻微伤害。红方使用中远程导弹、近距离防御系统、电子对抗和其他组织防御。蓝方分散的编队和集群作战,使红方的侦察火力通道饱和,难以应对红方的攻击。</p>
第四阶段:动态重组,运行马赛克杀网
共有 8 架神奇宝贝无人机和无人僚机被击落。马赛克战体系迅速重组,整体作战能力不减,红方进攻的气势不减。红方两艘导弹驱逐舰的防空雷达、导弹发射器、激光和高能微波武器系统被摧毁。由于基本丧失防御能力,红方的两艘导弹驱逐舰退出了战场。蓝牙无人僚机撤离,精灵无人机被回收。
第五阶段:协同作战,依靠决策优势取胜
作战场景分析表明,马赛克战的实施会将原本单一一、多用途平台所具备的作战能力分配给大量成本相对较低、功能相对单一的无人系统一、,自主协同和集群作战可以大大增加敌人的感知和决策难度,显着提高突防概率和打击效能。
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