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美國空軍的武器功能分解和殺傷鏈

2021-06-10
來源: 網電空間戰
關鍵詞: 美國空軍 殺傷鏈

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美國太平洋艦隊無人系統集成戰斗(UxS IBP) 21 的照片,此模式集成了有人和無人能力以產生作戰優勢。

  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,將所有 ISR(情報、監視和偵察)和武器系統連接到一個無縫、多軍種、多域的戰斗網絡中應該很簡單。 從技術上講,這是可以實現的。但在操作上,存在嚴重的復雜權衡,使決策變得困難。讓我們在這里看看其中的一些問題,以便您更好地了解為什么構建 Kill Web 需要一些時間、大量測試和持續更新才能使其正常運行。

  我們以空軍為例。就在第二次世界大戰(WWII)之前,英國首相斯坦利·鮑德溫說:“轟炸機總能達到目標。” 他的意思是“……如果你派出足夠多的轟炸機來壓制敵人的防空系統”,但這個條件是隱含的。二戰期間,根據泊松概率分布,108架空軍轟炸機,使用Norden投彈瞄準器投下近千枚炸彈,摧毀德國軍用物資工廠的概率可以達到99.9%。要讓 108 架轟炸機飛越目標,預計飛機的損失率為 15%,您需要派出 127 架轟炸機,并預測在飛機投下彈藥之前就會損失 19 架。鮑德溫提倡的是數量學說——許多低技術平臺攜帶大量低技術炸彈。

  1991 年 1 月 17 日,伊拉克海灣戰爭開始時,有十架 F-117 夜鷹隱形轟炸機飛越巴格達,僅用幾枚精確制導炸彈就在幾分鐘內摧毀了多個軍事目標。由于炸彈的準確性,沒有飛機損失并且它們不受泊松概率分布的影響。在這個案例中使用的原則是武器的質量:一些攜帶一些高科技炸彈的高科技平臺。很明顯,在二戰和冷戰結束、中東戰爭開始后,美國的軍事學說從數量轉向質量。

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

  作為更深入的說明,美國空軍如何使用他們的 AWACS(機載預警和控制系統)和 JSTARS(聯合監視和攻擊雷達系統)平臺?兩者都使用舊的波音 707 機身,RCS(雷達橫截面)約為 50 平方米 (m2)。兩者都無法在 A2/AD 區域(反介入/區域拒止)對抗中國或俄羅斯的先進防空雷達和導彈。如果 RCS 約為 100 平方米,如B-52 轟炸機的情況可能會更糟。

  AWACS 是一種高度集成的飛機,包含雷達、紅外 (IR) 和光電 (EO) 傳感器、射頻信號接收器(用于在戰區尋找和跟蹤敵機)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,包含雷達、紅外和光電傳感器以及射頻信號接收器,用于在地面上尋找和跟蹤敵方作戰單元。它們還包含與戰場指揮官的 C2 通信鏈接。2019 年,JSTARS 升級的資金被終止。AWACS平臺的計劃是在該平臺報廢之前一直飛行到 2030 年。

  美國空軍是否應該設計一些大型隱身(低 RCS)高度集成的飛機來取代 AWACS 和 JSTARS?不,這只是中東反恐行動中使用的基于質量的理論的延續。在美國空軍 ABMS 計劃(高級戰斗管理系統)下,他們將把這些子系統(雷達、IR/EO、RF 攔截和 C2 通信)轉移到多架有人和無人駕駛飛機上,這一過程稱為“分解”。然后,他們將通過射頻通信網狀網絡將這些多架飛機連接在一起。

  現在考慮美國空軍將如何使用 EC-130羅盤呼叫(Compass Call)和 EC-37 電子戰飛機 (EW)。EC-130 是基于 C-130 貨機平臺,RCS 為 80 平方米,EC-37 是灣流 G550 公務機,其 RCS 可能至少為 15 或 20 平方米。我們目前的戰斗機的 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系統會對其產生威脅。EC-130 現已退役,下一個平臺是 EC-37。這些飛機上的電子戰系統必須分解到多個有人和無人平臺上。

  攜帶這些 ISR 和 EW 元素的飛機會是什么樣子?其中一些子系統已被裝備到 F-35 隱形戰斗機中,其 RCS 為 0.005 平方米。這是一個很好的臨時解決方案。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,或“忠誠僚機”)上飛行的電子戰、雷達、IR/EO、RF 攔截和 C2 通信元件。這兩個平臺都是 UCAV(無人作戰飛行器),比舊的 AWACS 和 JSTARS 707 機身更小、更隱蔽。也許他們會在像隱身的 RQ-180 無人機或其他尚未設計的機身上飛行。XQ-58、ATS 和 RQ-180 的 RCS 數值由于顯而易見的原因尚未發布。

  波音公司似乎在 ATS 上找到了這種分解概念。這架自主飛機的機頭長 8.5 英尺。而且,該機頭部分(9,000 立方英寸的空間)旨在在幾分鐘內拆除和更換。因此,他們只需構建配置有電子戰、雷達、IR/EO、RF 攔截或 C2 通信設備的不同機頭部分,將它們安裝到任何 ATS 機身上,您就可以在幾分鐘內準備好飛行。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?一架 AWACS 飛機耗資約 2.7 億美元,一架 JSTARS 飛機耗資 2.44 億美元。假設它們平均每架飛機的成本約為 2.5 億美元。XQ-58 和波音 ATS 各耗資約 200 萬美元。一旦你把先進的電子產品裝備到它們,假設它們每個售價 300 萬美元。因此,粗略地說,您可以為每架 AWACS 或 JSTARS 飛機購買大約 83 架 XQ-58 或 ATS。83:1 的比例是放棄大型高度集成飛機的一個非常令人信服的理由。根據 ABMS 的計劃,我們將看到數百架這樣的 UCAV 在未來的戰場上空飛行。

  AWACS 和 JSTARS 的功能需要分解到多個平臺上還有另一個原因:梅特卡夫定律。他說網絡的價值(可以完成的工作量)與連接到網絡的平臺數量的平方成正比。另一個優勢是,在 ISR 和 EW 系統的網狀網絡中,如果多個平臺被敵方防空系統擊落,該網絡將繼續與其余平臺一起運行。這就是冗余的好處。分解所有攜帶武器的飛機也有類似的優勢,但那是另一回事了。如果您認為“分解”一詞是“數量”的軍事術語,那么您是對的。

  我們將如何發展成具有成百上千個 ISR 和武器平臺連接在一起的全功能 RF 網狀殺傷網絡?美國海軍少將韋恩邁耶說得最好:“建造一點,測試一點,學到很多。” 正如我們在美國陸軍的項目融合(Project Convergence)和美國海軍最近的 UxS IBP 21演習中看到的那樣,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間、軟件和工程。

  以另一種方式看待分解:平臺思維純粹是戰術性的(系統做什么)。殺傷鏈思維(Kill Web-thinking)是可操作的(如何使用系統)。Kill Web 將瞄準 (ISR) 和爆炸性武器交付視為對作戰指揮官的支持,而不是特定平臺。瞄準和爆炸性武器來自哪里并不重要,只要它們在檢測后幾分鐘擊中目標即可。這將我們拖入另一個討論:基于效果的作戰 (EBO) 的指揮與控制學說。這就是五角大樓的 JADC2 項目(聯合全域指揮和控制)試圖定義的內容。該戰略文件SECDEF(國防部長)已經簽署。

  關于數量與質量的權衡,我在這里幾乎沒有觸及,但現在您對美國空軍在空中領域面臨的問題有了一個大致的了解。美國陸軍在陸地領域也有類似的權衡。美國海軍面臨更大的問題,因為他們在空中、海面和海底以及與海軍陸戰隊和海豹突擊隊一起在陸地領域作戰。我們將在未來檢查這些。如果你想更深入地挖掘這個話題,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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