3月10日,美国哈德逊研究所发布报告《隐形战场:美国电磁频谱优势的技术战略》。报告分析了美国当前电磁频谱领域的情况、美国与大国对手在该领域各项评估指标中存在的不对称性,并为美国在该领域应优先寻求的技术提出建议。
一、背景
电磁频谱(EMS)领域是军事作战中独具挑战性的作战域,美国在该领域正受到大国对手的威胁。美国防部当前采用以预测为中心的规划方法,但该方法不适合识别可在财政限制和技术动态环境中解决国防部EMS挑战的能力。为在当今重新获得持久的EMS优势,国防部需要采用以决策为中心的规划方法,该方法侧重于“适应性”,力求在任务或竞争中尽可能长期保留各种选择。作战中,适应性更强的部队所提供的选择性可使指挥官作出更快速、更有效的决定,同时降级对手的决策过程;从战略和工业上看,增强军事系统的适应性可加快对对手创新的响应,或使能力开发人员能够超越对手的进展。
二、不对称性
地理:未来的军事对抗可能将发生在中俄地区。因此,中俄军队可在更大程度上依赖于美国远征军的有线通信,并可使用被动和多静态传感器,这需要多种网络阵列和对当地电磁作战环境的复杂理解。
技术创新:中国可利用强大的商业电子工业基地来发展新能力,以部署全面的、不断变化的一系列EMS系统。俄罗斯缺乏足够的军事预算和与民用工业的融合,因此将逐步调整现有的EMS系统。
美国防部在新EMS技术中追求的能力:①开发旨在支持创新作战概念的新能力,②升级旨在对抗对手新能力的现有系统。由于新概念与现有的主要项目没有关联,美国EMS的多数投资都仅是改进传统系统,而非进行创新从而为对手造成新困境。
应用人工智能:美国和大国对手的军方都在积极追求人工智能能力,将其作为其整体部队发展的一个要素,但各自的优先级不同。美国防部优先将人工智能纳入作战系统,而大国对手将人工智能实施重点放在指挥控制、管理支持系统,和情报监视侦察(ISR)系统上。
EMS能力发展:美国和大国对手在创新、开发和部署EMS能力方面的工作存在不对称性。
EMS能力管理:美国防部与其竞争对手在EMS能力管理的组织方面存在显著不对称性。中俄为EMS的政策和能力要求制定了统一的管理结构。美军的条令和战略由美战略司令部、国防部长办公室和参谋长联席会议副主席制定,但国防部并未授予这些机构直接管理EMS相关支出或采办的权力,从而降低了其执行政策的能力。
电子战能力部署:电子战包括电子攻击、电子支持和电子保护措施。虽然美国和大国对手都通过各军种部署了作战级和战术级电子战能力,但部署的规模和深度存在很大差异。中俄将电子战作为各自军事战略和作战概念的一个重要要素,而美国的电子战能力相比中俄部署在更高级别的作战单位。
电磁频谱作战(EMSO):美军引入EMSO概念为电子战作战建立连贯的框架,以协调电子战、传感和通信等EMS活动。中俄并未公开发布统一EMSO的概念,并且通常将通过电子战控制EMS与通信、传感和频谱管理活动分开处理。
三、技术优先事项
1. 避免而不是克服基本挑战的能力:
大国对手的系统破坏战概念旨在针对美国的关键战斗网络节点和平台,继续与大国对手进行长期的移动-反移动竞争需要消耗较高的经济与时间成本,因此美国EMS能力发展应侧重于可降低美国作战网络可预测性的适应性能力。
2. 削弱对手优势的能力
①被动和多静态电磁传感:美国将需要减少其在射频、红外和视觉光谱上的电磁发射和信号,以避免被敌军反探测和瞄准。
②被动和多静态导弹防御:为降低导弹防御系统的脆弱性,国防部需要部署被动和多静态传感器,以检测和跟踪亚音速、超音速和高超声速武器。
③网络化电子支持:被动接收阵列需要彼此安全通信或与多静态发射机通信,以实现更精确的感知。
④网络化电子攻击:在对抗性地区进行高风险电子作战的系统需要具有消耗性或成本足够低。小型和成本较低的无人电子攻击平台可依靠近距离且连贯的传输来弥补较低的功率,该方法可提高安全网络的优势。
⑤低截获概率/低探测概率主动单点感知:美国远征军可能难以维持多个被动传感器系统来支持导弹防御等行动,因此将需要主动雷达来实现交战所需的精度。然而,雷达将需要具备某些功能以减少暴露防御系统确切位置的可能性。
⑥多功能电子支持与电子攻击能力:通过确保国防部电子战系统能够执行传感或电子攻击操作,可部分降低使用大量分布式电子支持与电子攻击车辆的成本和复杂性。
3. 将挑战转化为机遇的能力
①自适应、宽带的EMS系统:美军可通过部署传感器、通信和电子战系统来显著加速其EMS能力的移动-反移动周期,这些电子战系统可在多个千兆赫兹的频谱上运行,并通过开发和使用新的作战方法,从而对对手的作战行动做出实时响应。
②自动化电子战系统重新编程:加速自动化和人工智能的重新编程将提高尚无法实时响应的系统的适应性。
③决策支持辅助工具和通信管理系统:美国防部可为初级指挥官提供决策支持系统,帮助其在无法与高级领导人和参谋人员联系的情况下制定行动方案,从而将对抗性通信环境的挑战转化为优势。
4. 利用美国现有优势的能力:
①虚拟、构造电子战/EMSO环境:美军可利用其在基于实况、虚拟、构造(LVC)的EMSO试验和训练方面的投资,加快在每个组织层面引入虚拟、构造工具和环境,以支持持续的训练和试验。
②电磁作战管理系统(包括AI):美军可加快部署电磁作战管理系统,从而利用大国对手对EMSO条令的缺乏以及新一代更具适应性的EMS能力。
③开放体系架构硬件标准:美国军事平台和车辆越来越多地采用开放体系架构,因此可使用更模块化的EMS系统,从而更容易地进行交换和修改。
④开放体系架构软件工具:开放体系架构的另一种方法是促进系统之间的互操作性。美国防部应该加速用于“异构电子系统的系统之系统技术集成工具链”(STITCHES)等工具包的开发,这些工具可按需构建软件接口,从而允许不同的网络进行通信。