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马赛克战——分布式作战的终极形式

创作时间:
作者:
@小白创作中心

马赛克战——分布式作战的终极形式

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/24/0402/21/79957879_1119256112.shtml

马赛克战争的设计是一段逐步演进不断进化的历程,而不是一夜之间发生的彻底的革命性样式。本文从马赛克战的起源和发展路线图入手,来分析马赛克战的突出特点,并类比现实世界中的人类免疫系统,以此来分析其弱点。分析表明: 对其实施电子战和网络攻击是对抗马赛克战的最佳手段之一。

缘起

所有作战概念的研究来源于现实威胁的驱动。

96 年台海危机之后,我们奋起直追,期望发展杀手锏能力和杀手锏装备应对美海空威胁;同时伴随海军远洋战略的发展和经济实力的不断增强,我们期望发展区域拒止能力,把实力和势力范围拓展到第二岛链,以抵消美海空力量在亚太地区的影响。美军为了对抗我们在亚太地区的影响,应对我们发展的杀手锏装备和区域拒止能力,先后推出一系列新型作战概念,核心目的即是为了把杀伤链中的关键节点能力分散到不同的作战单元中,以快速动态重组的方式达成应对复杂战场环境的弹性。

路线图

马赛克单元作为高能力、高成本平台的补充,甚至是替代品,如F-35 战斗 机、B-21 轰炸机或福特级航空母舰。美国陆、海、空三军支持的多域作战概念, 希望通过快速将跨服务、领域和功能烟囱的传感器和射击器结合在一起来建立非 线性杀伤网。DARPA 为了应对区域拒止威胁,在马赛克战的投入上衍生了一系列项目,主要包括:

  1. 海军综合火力控制 (NIFC-CA);

  2. 系统集成技术和实验 (SoSITE) ;

  3. 自适应杀伤网络;

  4. 分布式作战;

  5. 马赛克作战;

如上图,从人工协同作战,到预定义的杀伤链,再到任务执行前手动选择根据效果预先定义的杀伤链集,到最终的交战时自动生成杀伤网,这体现了分布式杀伤链的逐步进化。

美军的先进武器系统,包括海军濒海战斗舰、陆军未来战斗系统、空军 ABMS系统、小精灵项目、Skyborg 项目、rapiddragon 武器托盘项目,基本都是围绕马 赛克战这一核心目的而发展的关键技术能力。

特征分析

基本特征

马赛克战概念的六个主要特征:分布式、异构、快速重组、多智能体协作、 人工智能和自主性。

本质上,马赛克是一种基于系统工程的旨在解决未来战略环境的需求和当前 部队的缺点的作战概念。马赛克战争既利用了先进网络无缝共享信息的能力,也 利用了信息处理、计算和网络领域的最新发展。过去OODA 环和杀伤链的不同能 力,如雷达、火控和导弹,曾经集成于一个公共平台上,就像战斗机,但现在可 以分解成最小的功能单元。在马赛克的概念中,平台被“分解”为它们最小的实 际功能单元,具有高度的弹性,即使在一个网络杀死了部分“节点”,马赛克仍 然可以保持操作效率,自组合,自闭环达成杀伤目的。

类生物学特征

在 OODA 环上,每一条杀伤链的闭环,离不开传感器、决策和武器平台,杀 伤链是一个系统的过程,用来瞄准和与对手交战,以产生预期的效果。在空军中使用的杀伤链模型被称为F2T2EA ,它包括以下阶段:

1.Find :发现一个目标。

2.Fix :准确确定目标的位置。

3.Track:监视目标的机动。跟踪目标,直到决定打击目标或目标成功被击毁。

4.Target :选择一个适当的武器或作战单元,以达成所需的效果。运用C2 能 力来评估目标的价值和武器可用性。

5.Engage:将武器应用于目标进行交战。

6.Assess:评估攻击的效果。

F2T2EA 类似,人体的免疫系统每一次免疫反应,都离不开发现、识别、攻击、评估的过程,它包括以下阶段:

1.Find/Fix:免疫系统首先通过其抗原来识别入侵者,这些抗原是入侵细胞表 面的蛋白质,血液和淋巴细胞中存在的各种免疫细胞通过其不携带自身抗原的事实来识别入侵细胞。

2.Track :一旦发现威胁,免疫细胞就会释放细胞因子与其他细胞通信,并控 制对威胁的反应,细胞因子向免疫细胞发出信号,表明病原体已经存在,需要被破坏。

3.Target/Engage:根据病原体的组成和它所构成的特定威胁,不同的淋巴细 胞被招募来提供支援,T 细胞在病毒和其他病原体的存在下被激活,完全激活的 T 细胞随后繁殖,发展出一支配备必要武器的细胞群来击败威胁。

4.Assess:一旦威胁消失,调节性T 细胞就会减缓并关闭免疫反应。

生物学启示

免疫系统的反应本质上是一种防御场景,免疫系统的潜在成功取决于召集大 量一般和专门反应部队的能力,以及向后备部队传达有关敌对部队位置和组成的 信息的能力。从这一点,我们可以类比分析其弱点,如果目标伪装躲过免疫系统 的识别,或者破坏了其召集淋巴细胞的能力,则免疫反应将失败。我们据此来分 析对抗马赛克战的对策,在随后进行讨论。

稳健性的马赛克配置和协调策略,对马赛克架构的整体性能至关重要。在各 种目标需求下,马赛克架构可以比更多的单平台架构表现得更好,但只有在高性 能、强健的协调规则下才可以。规则的最佳选择高度依赖于平台和目标因素,这 种依赖性是非线性的,因此很难在战前预测。因此,预先计划的任务规划对于马 赛克战而言是完全不可行的,需要一个基于态势的自动反应框架,能够响应至少 大部分战场威胁,并达成预定目标,这也是ABMS 的核心初衷。

在防御方面,快速收集情报并响应,调整做出新的对策(如传感器检测威胁 的独特特征) ,以及快速制造这些组件并集成到作战部队 (如将传感器安装到无 人机上,并使用其引导其他武器系统) 。这种方法取决于重大的技术进步,包括 现场应对能力的自动设计和制造,但它代表马赛克愿景的实现路径。

虽然已经提出了许多假说,对人体的免疫系统,目前还不知道它到底为什么 或如何进化;但我们知道它在近数百万年的时间里在自然界复杂的环境和威胁刺 激下,进化出了类似马赛克的特性,这意味着马赛克特征赋予了人类一些进化优 势。由此,我们推断,马赛克方法可能相对于在防御、攻击和消除威胁的作战模 式中有相当的优势。

发展展望

我们通过若干的仿真场景来验证马赛克战的有效性,如打击IADS 防空阵地、 打击航母编队……即使平台的智能化水平有限,但在整体战场马赛克配置规则和 管理能力的协调下,仍然达成了出人意料的战果。

在打击防空阵地场景中,早期预警雷达、目指雷达等传感器将成为首波次的 打击目标;由于平台能力分散,个体外部特征不明显敌方发现距离近,即使速度较低,依然依靠数量优势取得较好的战果。

在反航母编队交战场景中,如果无人机载机母机始终保持在敌战斗群面空火 力打击之外,围绕编队投放大量侦察、干扰和自杀式无人机蜂群,如果投放时机 合适,对航母编队造成合围打击效果,那么即使战斗群拥有强大的面空火力和舰 载机打击力量,仍然会被无人机造成的大量航迹所淹没,在电子战手段配合下,蜂群达成了几乎完美的战果。

现阶段,马赛克战正在将OODA 的能力分散到不同的作战单元上,在无人系 统快速发展的支持下,正在逐步走向现实。未来,有可能从杀伤链能力的分布式 发展到单一能力不同功能的分布式,也就是说在单个能力上进一步分布式,将平 台的单一成本进一步降低;同时配合 3D 打印技术和模块化设计技术,将根据战 场威胁动态设计作战单元、动态生产作战单元,动态投放、动态重构、快速组合、 自主交战。

对策与启示

通过分析免疫系统的缺陷,类比马赛克战争的特点,结合在ArkSIM 系统中 对相关场景的建模分析,我们来尝试分析马赛克战的弱点并给出对策:

1 、对马赛克战单元实施大范围的敌我识别干扰

在军事背景下,IFF 是区别对待对手与友军力量的众多方式之一。然而,IFF系统并不完美,而且自相残杀 (无意中杀死友军) 行为在无人系统中更易发生。 由于马赛克战的无人单元作战决策依赖于传感器和武器的敌我识别系统,如果整 个平台被系统误认为敌方,则可能被己方的马赛克单元杀死导致毁灭性后果。由 于马赛克单元数量众多且部署密集,大范围的敌我识别干扰即使单体干扰成功率 很低,也可能导致集群内大量目标被误识别,导致马赛克作战群的混乱和自相残 杀。

2、对马赛克单元的通信和导航实施干扰

马赛克杀伤链的分布式特性决定了其极度依赖自身的导航定位和通信交互 能力。如果GPS 被干扰,导致马赛克单元的自身定位系统故障,则会传导给运动
控制系统错误指令,导致无法编组配合,密集编队中甚至可能出现碰撞等编队控 制错误,也会导致杀伤链给出错误的目标定位信息,导致攻击失败。同时如果通 信被干扰,信息无法交互,那么分布式的基础将不复存在,马赛克单元将成为信 息孤岛,杀伤链将无法闭合。

3 、攻击或干扰马赛克战杀伤链的关键环节

一个稳健的马赛克交战系统,应该有多种方法来感知每个威胁系统,多种方 法来跟踪和瞄准威胁,并有多种武器选择用于交战。假如,一个对地打击的马赛克小组,极度依赖无人机机载EOIR 系统来实现精确跟踪和瞄准,那么这就成 为其弱点。我们如果采用烟幕或其他手段干扰无人机机载光电传感器,或者采用假目标伪装等方式欺骗传感器,那么整个马赛克小组将瘫痪,杀伤链就无法闭合。 同理,如果整个杀伤链或者整个区域极度依赖的武器弹药引信有缺陷,那么即使杀伤链完整闭合,也会被引信干扰机趁虚而入,导致无法达成杀伤能力。

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