您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:星彩网 > 分布式控制 >

空中“分布式作战”概念解析

发布时间:2019-05-11 09:10 来源:未知 编辑:admin

  “分布式作战”是美军着眼未来强对抗环境而提出的新型作战概念,是信息化作战的一种高级形式。在“分布式作战”概念下,对战场上分布式部署的各作战单元的信息和火力进行一体化集成,综合使用。各作战单元在分布部署状态下,按预先的规划和作战规则自主实施作战行动。

  近年来,美军积极探索“分布式作战”相关的概念与技术,在海上、空中与空间领域均开展了相关研究与实践。

  对于“分布式作战”概念,美军各军兵种均积极响应,各自提出了适用于本军兵种的“分布式作战”概念,包括:空中“分布式作战”、海上“分布式杀伤”、空间分散体系结构等。

  空中“分布式作战”概念的核心思想是,不再由当前的高价值多用途平立完成作战任务,而是将能力分散部署到多种、多个平台上,由多个平台联合形成作战体系共同完成任务。作战体系将包括少量有人平台和大量无人平台。其中,有人平台的驾驶员作为战斗管理员和决策者,负责任务的分配和实施;无人平台则用于执行相对危险或相对简单的单项任务(如投送武器、进行电子战或侦察等)。

  为实现空中“分布式作战”,DARPA启动了多项技术支撑研究项目,如“‘分布式作战’管理”“拒止环境中的协同作战”“体系综合技术和试验”“对抗环境中的通信”等项目,并安排了“小精灵”、无人机“蜂群”等装备项目的研发。

  以体系优势技术应对对手快速发展的技术能力。近年来,世界各国国防科技和先进装备的发展日新月异,使美国感到了前所未有的威胁。对于习惯于在技术上和装备上领先一代的美军而言,美国感到在未来的冲突对抗中,传统的优势可能不再明显,传统的能力可能会受到很大制约。在当前尚未出现重大颠覆性技术的状态下,美军意图充分利用其多年发展和积累的体系优势,以化解在技术上不再绝对领先对手的对抗局面。

  “分布式作战”概念正是在这种背景下提出的,这应该是提出“分布式作战”概念最主要的动因。预算受限、技术进步等方面应该是推动“分布式作战”概念产生的辅助因素。

  国防预算受限要求美军以经济有效的方式实施“抵消战略”。美军认为,对手的一体化防空系统对其现役空中装备威胁极大,即使是F-22隐身战斗机和B-2隐身轰炸机,2020年左右也将在“反介入/区域拒止”环境中面临生存威胁。在当前国防预算依然受限的背景下,美军难以通过大规模更新换代高端装备来解决问题,需要寻求更为经济有效的解决途径。

  因此,美国国防部尝试重塑复杂军用系统,即以全新的作战概念,牵引出更低成本、更高效能的装备,实现在强对抗环境中对强敌形成压倒性军事优势的目标。空中“分布式作战”概念的内涵就是以大量功能相对单一的低成本无人机,分解传统大型多功能平台的各项能力,在空战管理员的有限介入和人工智能技术的支持下,各平台协同配合,以集群形式完成特定作战任务,从而大幅降低作战成本,提升作战组织的灵活性。

  采用开放式架构和成熟商用技术应对快速变化的威胁。随着俄中军事能力的逐渐复苏和不断增长,美国所面临的威胁在快速变化,为快速响应这种变化,美国提出了“敏捷采购”“快速采办”等应对措施,而开放式架构和成熟商用技术则为快速形成功能相对单一的低成本装备奠定了技术基础。这一技术途径为有效应对国防预算削减和威胁快速变化,有效享用技术快速发展的红利,降低装备采购成本、快速形成新型作战能力,提供了支撑。

  这一技术途径的另一个好处是促进军民融合发展。军民融合发展是当前世界各国国防建设的一个取向,美国在这一方面一直走在世界前列。

  在机械化时代,军用技术一直处于领先地位,军民融合发展的主潮流是军用技术向民用应用领域转化;在信息化时代,这一趋势有所改变,在某些领域,尤其是信息技术领域,民用技术的发展处于领先地位,军民融合发展的走向开始有所转变,民用技术开始逐步向军用应用领域转化。

  网络技术和人工智能技术的快速发展为“分布式作战”概念实现提供了技术支撑。技术的发展是产生新型作战概念的基础,真正推动军事变革的是技术的突破,颠覆性技术的出现和应用将从根本上改变战争的既有形态。

  近年来,网络技术和人工智能技术的发展十分迅速,尤其是人工智能技术的发展。基于“深度学习”原理的阿尔法狗的成功,对人们的固有思维产生了巨大的冲击。技术的进步将迫使人们改变既有的思维模式和传统印象。人工智能技术的快速发展和广泛应用,为未来作战提供了十分广阔的想象空间。

  目前,DARPA和美空军研究实验室在全力攻克认知电子战技术,试图利用人工智能强大的学习与推理能力,在空中实时检测、分类和对抗未知的威胁信号,形成快速的闭环电子战能力。在此背景下,以人工智能技术武装相对低成本的空中作战平台,有望成为美军通过空中“分布式作战”概念实现更低成本、更高效能作战能力的重要推动力。

  “分布式作战”是战场“物联网”。“分布式作战”概念可以视为是网络化作战概念的升级,是在新理念和新技术支撑下的新一代网络化作战概念。从某种角度看,传统的网络化作战概念是战场上的“互联网”,而“分布式作战”则可视为是战场上的“物联网”。

  “分布式作战”概念在传统的网络化作战概念基础上,从信息的互联互通和态势共享,升级为资源和能力的共享。在传统的网络中心战中,作战节点依托网络,交互和共享态势信息;在“分布式作战”中,作战节点依托网络,在交互和共享态势信息的基础上,还可进一步交互和共享资源、能力,如导弹和传感器。在民用领域,共享单车的出现就是一个典型的“分布式交通”概念。依托网络的互联互通,依托支付宝、微信等网络支付手段,民众可以“分布式”共享物理平台。

  从对美军“分布式作战”概念的分析可看出,“分布式作战”的本质是将各个作战平台的各种资源(如传感器、武器、任务系统的计算能力等)进行深度共享(信号级交联),并通过面向任务的自适应动态结构重组,产生出新的能力或使原有能力形成质的飞跃(即“能力涌现”),从而大幅提高装备体系的综合作战效能。

  从本质上讲,“分布式作战”不仅仅是信息的互联、共享,而是在信息互联、共享的基础上,火力/任务的互联、共享。这正是“分布式作战”的与传统网络化作战的本质区别,而这正是物联网的行为特征。

  “分布式作战”与传统网络化作战的协同粒度不同。传统网络化作战的协同以平台为节点,即以信息互联构成平台的组合;而“分布式作战”是以系统资源作为节点,以高速信息及信号传输形成跨平台资源共享、任务共担的“分布式作战”系统。

  “分布式作战”具有的典型能力特征。第一个特征是任务协同。从网络中心战的指挥协同、信息协同、火力协同向任务协同层面提升。

  “任务协同”不单是按时间进程、空间分布进行协同,而是在发挥各平台能力比较优势的条件下,按时间进程、空间分布进行自适应协同,实现作战力量能力的最大化。

  第二个特征是是高度灵活。“分布式作战”具备强大的战场任务自适应能力,以及体系结构重组、功能重新定义、任务动态调整等能力,为在强对抗、快节奏作战环境下的敌我博弈中占有先机提供了可能,并可迫使敌方投入更大资源用以防御。敌消我长,效能倍增。

  装备体系高度的灵活性是由“分布式作战”独具的资源分布式结构、服务式状态的技术属性所支撑的。

  第三个特征是经济高效。“分布式作战”利用C4ISR网络实现异型异构跨域协同,按需使用;发挥各种平台的能力优长,按能使用;能力互补、物尽其用,各种各类作战平台发挥比较优势,以综合效果最佳状态参与作战,有效降低作战成本。

  作战样式的变革由于中俄等国一体化防空系统的主要作战对象为传统平台,故DARPA认为与目前的作战概念相比,分布式空中作战在强对抗环境中的效费比比较高。首先,小型无人机以个体方式在“反介入/区域拒止”环境中渗入敌方防区的能力强;其次,小型无人机群体作战将“饱和”敌方防空系统,使其无法应对全部目标,即便进行防御也需耗费昂贵、有限的地空导弹打击廉价的单个小型无人机,防御成本显著增加;再次,小型无人机集群还可依据敌情和自身损失,实时排列组合出最优的作战能力,实现在F-22和F-35战斗机、B-21轰炸机等有人机有限的指挥下,以群体方式完成使命任务,作战灵活性更强。

  这种作战方式的变化对防御方而言,存在系统“饱和”、目标识别困难、决策陷入死循环、拦截火力不足等一系列问题。传统的作战方式已不适应这种威胁,需要全新的应对思路。

  OODA环闭合方式的变化在“分布式作战”模式下,空中作战体系中各作战平台将在协同态势下发挥各自的优势,简单的平台在体系中只担负O(观察或调整)或D(决策)或A(行动)的角色,OODA环在整个“分布式作战”体系中闭合,而不是由各节点自行闭合OODA环。传统的依托OODA环设计的空中作战环流程可能被改变。对于各作战平台,其作战过程将由传统“过程式”转变为“节点式”,各节点充分发挥各自的优势,由于单点的能力是体系中最优的单项能力,因此体系的综合作战效果可能得到大幅提升。在“分布式作战”模式下,将会出现由三代机、空中武库机甚至是地面发射架上的弹、四代机的干扰机、五代机的雷达、前置无人机的光电传感器等不同资源构成的异构OODA作战环。

  空中作战组织方式的变化“分布式作战”将可能改变传统的空中作战组织方式,作战组织更加灵活。传统作战组织中,作战编队的组织受到作战平台类型、性能及规模等多种因素的限制,作战编队可用资源有限,体系综合作战能力难以充分发挥。在“分布式作战”模式下,将改变目前固定的作战编队模式,转而采用更灵活多变、按需整合、面向战场自适应的作战模式,不仅限于两机、三机的单一功能协同编队,而是以满足任务需求为原则,动态定制出适合任务需求的可变规模、异型异构协同攻击体系,组织方式以作战效果最大化为目标,更加灵活、多选。

  作战指控和战场管理方式的变革在传统的网络化作战环境下,各作战平台依据战前统一规划,分头装订;战时统一指挥,分散实施的作战原则。其实质是按规划实施作战行动。

  在分布式空中作战概念下,各作战平台仍要遵循战前统一规划,分头装订;战时统一指挥,分散实施的作战原则。但与传统的网络化作战不同,分布式空中作战更强调按规则自主实施作战行动,尤其是在强对抗战场环境中,考虑到网络的脆弱性、战场环境的复杂性、目标的多变性、任务的多样性等因素,统一集中指挥很难实现。随着人工智能技术的发展,无人平台可依据自身或共享的态势,依据事先确定的作战规则,自主实施作战行动,执行作战任务。

  这一变化是装备智能化发展带来的必然。装备的智能化特征将对指挥员、战斗员的行为和指控模式带来巨大的变化,随着智能化装备的发展,“一体顶层规划,分布自主实施”将有可能成为未来作战的主要形态之一。与传统的网络化作战不同的是,分布式空中作战将“集中”的环节提前至战前的“一体”准备,在作战行动实施过程中,不再“集中指挥”,而是由智能装备在作战体系中依据一体规划的作战任务和规则,分布自主实施作战行动;依据一体化态势和自主感知的战场态势,自主决策实施作战行动。

  装备发展方式的变革分布式空中作战概念具备改变未来航空装备体系发展思路的潜力。分布式空中作战与当前作战样式大相径庭,如果美军践行此概念,空中作战装备发展思路也必将随之产生改变。美军未来大型多功能有人平台的装备数量有可能减少;低成本无人机、巡飞弹、导弹等相关领域的发展将越来越得到重视,航空装备体系中将出现越来越多的低端平台;高性能小型机载设备和武器技术有可能成为未来航空装备体系发展的重要关注领域;先进的人工智能算法和软件将为空中作战能力的提升做出重要贡献。总之,分布式空中作战将牵引未来空中作战装备呈现机体廉价化、平台智能化、载荷小型化等特点,这些特点将对未来航空装备体系的发展思路产生变革性的影响。

  “分布式作战”的实现对网络和人工智能技术的依赖性很强。虽然网络技术的发展日新月异,人工智能技术的发展也如火如荼,然而越是先进的技术越是存在可能没有认识到的问题。在实际应用以前,一定要对潜在的问题进行深入的分析和辨识。

  战场网络稳定可靠的问题依托网络技术组成的作战体系,可以突破单平台技术原理和性能指标的制约,放大单平台的作战能力。但战场网络不同于民用网络,战场网络对数据的准确性和实时性要求远高于民用网络,加之战场网络是在一种非合作、强对抗环境下运行的网络,其稳定性、可靠性对作战进程和效果的影响十分显著。信息领域的对抗一直是作战双方十分关注和投入巨大的作战领域,有意电磁干扰是作战双方在战场上一定会应用的作战武器,甚至在平时也会使用。近期,俄空天军在叙利亚使用电子干扰,挫败极端组织针对俄在叙基地进行的无人机群攻击就是一个明显的例证。

  相比集中式网络而言,分布式网络的管理和控制技术难度较大,还涉及许多新的思想。从任务需求看,“分布式网络”应具备自组织、自协同、松耦合、动态智能调整、能力涌现、高速宽带、健壮性等技术特性,可能还有隐身需求。这些问题都可能存在一定技术瓶颈。

  人工智能适用性的问题“分布式作战”要实现真正的“分布”自主性,就需要人工智能技术的突破。要实现“分布式作战”体系的自组织、自协同能力,则需要体系和装备平台的高度智能控制和决策能力。智能控制和决策要形成相互统一、时空一致、任务优化的自同步、自协同,实时任务分配方案。智能控制和决策还需面对强对抗、快变化的战场态势,这对人工智能技术是一个很大的挑战。

  作战规则生成的问题“分布式作战”体系在低对抗战场环境中,可以依据事先确定的任务规划实施作战行动。而在强对抗、瞬息变化的战场上,“分布式作战”体系则要依据明确的任务目标和事先确定的作战规则,自主决策、自主协同实施作战行动。作战规则是“分布式作战”体系各单元节点形成“默契”,从而形成自主协同作战能力的依据。但是,面向不同作战任务生成适用的作战规则困难很大。

  对于分布式自主作战,在战术层面,指挥员的作用在战前和战后十分重要,在战斗进行过程中的重要度则显著下降。指挥员在战前的主要任务是明确作战任务和约束条件,制定作战规则;在战后的主要任务是总结经验教训,收集分析数据,修改完善作战规则。在战斗进行过程中则基本是观众,当然必要时是可以干预的,这种情况只能说明事前的工作不到位。

http://emeklishop.net/fenbushikongzhi/254.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有