笨拙而危险的敌人
2018-06-14岳松堂
岳松堂
在战场智能化带动的装备智能化发展浪潮中,美国的动向最值得注意。作为拥有最先进技术水平的国家,美国对装备领域的智能化改革其实早已开始。本次专题,我们特别安排了本文向读者介绍这支“满世界打仗”的军队在智能化领域的最新动向。
美国陆军智能化武器装备主要包括遥控或半自主地面机器人和无人机系统以及有人/无人协同作战能力和精确制导弹药的开发,并正在向全自主无人化、能打击机动目标的精确制导弹药以及“蜂群”式作战等高级智能化阶段发展。据预测,到2020年前后,美军战斗力将有四分之一来自无人化平台。当然,这一切都是以机动、可靠、强大、实用的通信网络系统为基础的。
大力发展无人化装鲁和有人/无人协同作战能力
美国陆军非常重视无人机系统的发展,已为旅战斗队和火力旅编配了“影子200”、“美洲狮”、“大鸦”无人机系统,为战斗航空旅编配了“灰鹰”无人机系统,并经历了在伊拉克和阿富汗的实战检验。
例如,到2013年9月,驻阿美军(第10山地师第3旅战斗队)装备的“影子200”无人机排已完成5060个小时的作战飞行,它为旅、营级单位共提供了1170架次的支援。该排能在空中观察战场总体态势,在无需派人冒险渗透到敌后的情况下向友军提供敌情,其情报覆盖能力对战地指挥官调兵遣将非常重要。该排还在当地建立了完整的战斗保障体系,10名遥控操作员每天能够维持4架“影子200”无人机交替飞行22小时,向部队提供全动态视频和图像信息。
再如,美国陆军第101空中突击师在阿富汗作战部署期间,其某师属旅战斗队的第1营A连驻扎的诺兰基地在2010年9月遭到塔利班武装人员袭击时,1个士兵拿着1只盒子和1台笔记本电脑从连部作战室飞奔出来,从盒子里取出1架小型无人机,装好机翼、旋上微型相机,再用笔记本电脑调试一下,只用2分钟,然后到屋顶一掷,无人机就悄无声息地飞走了。这是美国陆军连排作战分队标准配备的投掷式遥感侦察无人机RQ-11“大鸦”,装备有彩色摄像机和红外照相机,可对方圆10千米范围内进行昼夜实时拍摄和传递图像,手掷式起飞、全智能降落,操作非常简单。
“影子200”无人机是AAI公司在RQ-2“先锋”无人机基础上推出的换代型号。图为“影子200”正与AH-64E直升机进行联演。
最新改进型AH-64E直升机具备网络中心战能力,具备了直升机和无人机之间的数据实时共享和有人/无人协同(MUM-T)作战能力。随着OH-58D“基奥瓦”武装侦察直升机的逐步退役,美国陆军已决定组建有人/无人混编陆航营,为现役师属陆航旅的攻击直升机营编配24架AH-64E和1个MQ-1C“灰鹰”远程/多功能无人机系统连,为重型攻击侦察营编配24架AH-64E和3个最新改进型RO-7B(V2)“影子200”无人机系统排。
首个重型攻击侦察营已于2015年3月组建完毕,计划到2019财年完成10个营的组建,并全面具备有人/无人协同作战能力。
美国陆军目前的有人/无人协同作战能力仅是AH-64E直升机与“灰鹰”无人机和RQ-7B(V2)“影子200”无人机之间的协同。2016年6月,美国陆军已经透露正研发新的有人/无人全面协同作战能力,这种能力将使AH-64E机组人员能够控制美军个军种所有使用C、L、S波段战术数据链的无人机,并达到互操作4级协同水平。
美国陆军计划采购691架AH-64E,包括V1~V6六种型别。其中V1-V3型91架;V4-V5型109架,V6型491架,到2027年完成列装。最先进的V6型升级组件计划2019年完成研发,有人/无人全面协同作战能力增强组件大约同时完成研发。能够在直升机部队驻地进行改装的V6型升级组件包括新型海上目标探测装置及目标探测/分类辅助组件、多模激光成像合成组件、雷达频率干涉仪、无源测距/距离拓展组件、火控雷达增强组件、士兵无线电波形嵌入式诊断组件。
有人/无人协同作战能力亦称互操作等级(LOI),共分为5级:第1级(LOI 1)是指有人机能接收和传输无人机的辅助图像或数据;第2级(LOI 2)是指有人机能直接从无人机接收图像或数据;第3级(LOI 3)是指有人机能控制无人机的有效载荷;第4级(LOI 4)是指有人机能控制无人機的起降,从而减少无人机的起降次数;第5级(LOI 5)是指有人机能全面控制无人机包括起降在内的所有功能。
到2015年10月,美国陆军有人/无人协同作战能力达到的水平是:在实战中达到了LOI 2级水平,即“阿帕奇”机组人员能通过非战术通用数据链的一体化多频带数据链,接收无人机系统传感器的视频流,并能转发给其他类似的“阿帕奇”直升机或装备有单系统遥控视频终端(OSRVT)的地面部队;在试验中则达到了LOI 3级和LOI 4级水平,所有安装战术通用数据链的无人机系统均可由AH-64E机组人员在50千米外进行控制,直升机可直接接收无人机传感器数据并传输至100千米外的地面站,大大提高直升机机组人员和地面指挥官的态势感知能力、目标探测能力,进而提高网络中心战能力。
正与AH-64D“长弓阿帕奇”武装直升机展开协同训练的MQ-1C“灰鹰”无人机。
另外,美国陆军还正在研制无人机控制系统和陆基感知与规避系统来提高无人化作战能力。美国陆军网站2017年年中曾透露,陆军航空与导弹研发与工程中心下属的航空发展局已开发出一套名为“无人机控制最佳角色分配管理控制系统”(SCORCH)的无人机控制系统。该系统可使空中任务指挥官同时管理多架无人机,在不增加操作员工作负荷情况下提高任务效率。
从2013年8月开始研发的SCORCH系统由智能无人机自主行为软件和高级用户界面组成,使1名操作员能同时有效控制3架无人机,以支持美国陆军的有人/无人协同作战能力——SCORCH系统使AH-64E直升机乘员从控制单架无人机扩展到控制多架半自主无人机,可将控制任务委托给1架或多架无人机,从而将人机互动、自主性和认知科学领域的最新技术融合到陆军作战体系中,提高了陆军的态势感知能力和任务成效。SCORCH系统计划于2018年5月完成研發。
陆基感知与规避(GBSAA)系统则是由陆军无人机系统项目办公室于2016年5月披露的。该系统用于支援在国家空域管理系统(NAS)内操作使用美军无人机系统,并已在多个陆军野外阵地或空军阵地进行了操作使用。该系统将大大促进陆军无人机系统(尤其是作战空域更大的MQ-1C“灰鹰”无人机系统)的训练和演习。已接近完成研制的Block 0型GBSAA系统是一个由建制跟踪雷达和非建制空中交通管制雷达组成的雷达网络,能将雷达数据馈入到中间设备进行通信,然后数据馈入到合成跟踪器进行综合处理后再传送到分类传感器,分类传感器滤除诸如地面车辆和空中飞鸟之类的杂波后,通过计算按优先顺序列出侵入飞机,并将数据传送到显示系统,以便进行空中交通管制和预警。
美陆军无人机系统操作员测试GBSAA系统在美国北卡罗来纳州空域中的模拟使用。左边是无人机操作员,右边是GBSAA系统操作员。
Block 0型GBSAA系统能在既定空域同时支持6套无人机系统的操作使用。正在研制的升级型Block I型GBSAA系统能够在E级空域生成机动作战建议。GBSAA系统将与空军的机载感知与规避系统协同工作,如在完成无人机系统起降阶段的感知与规避工作后,将GBSAA系统的职能转交给机载传感器,以完成无人机系统在剩余飞行阶段的感知与规避。由于需要尽力滤除地面杂波,所以机载传感器并不是提供清晰低空空情图的最佳选择,最佳选择是GBSAA系统和机载感知与规避系统的高效协同。
其实,SCORCH系统和GBSAA系统类似于美国空军目前正在大力开发的“蜂群”式无人机系统。
在可见的未来,美国陆军的无人机操作员将承担更多跨平台协同任务。
有人、无人装备之间的协同
美国陆军装甲车辆研发与工程中心(TARDEC)地面战斗系统项目执行主管巴塞特少将2017年5月透露:陆军已正式启动未来坦克研发项目。计划研制机动性更好、火力更强、射程更远、打击目标种类更多的轻型地面装甲平台。目前正在对多个高技术装甲平台草案进行修改和完善。
他强调,装备定型前的概念设计、模拟及原型评估等工作极为重要,特别是考虑到“未来坦克所应用的许多技术无法通过现有装备进行验证。”
美军希望未来坦克样车能在21世纪20年代问世,生产型坦克在30年代服役。巴塞特指出,未来坦克的核心是提高科技含量和地形通过能力,同时保证防护性能和火力。它将与现役M1A2 SEP V2坦克相比重量至少减轻20%。在努力实现传感器融合能力的同时,未来坦克将通过加装任务计算机并升级自主算法而具备无人机控制能力,并希望未来坦克的“无人僚机”能够担负对地攻击、前沿侦察、补给运输等多样化任务。
无人化装备除无人机系统外,还包括机器人/无人地面车。到2017年12月,美国陆军已装备了约1万台侦察、排爆、后勤和武装机器人/无人地面车,如“派克波特”系列、“魔爪”系列(含2007年用于伊拉克实战的“剑”武装机器人)、“龙行者”系列等等,占全球机器人/无人地面车总量的80%,未来还将装备更多的机器人/无人地面车代替士兵执行危险、肮脏或枯燥的作战任务。
美陆军和斯洛伐克陆军排爆人员正在交流使用“派克波特”510排爆机器人的心得。
无人化装备能够完成的战术任务包括战场侦察、监视、目标捕获与指示、通信中继、扫雷、物资运输、战场救护、直接攻击目标等,是未来信息化战场的基本智能单元。随着人工智能的应用和自主程度的提高,无人化装备作为“武器”与“战斗员”的界限越来越模糊,可自主选择并打击目标的能力已引起广泛关注。现役无人化装备大都具备一定的自主性,但完全自主的无人化装备尚未出现。美军下一个目标是研发拥有强人工智能的“自主机器人”,这种机器人将不再使用计算机编程控制,而是用微导线模仿人类大脑触突,最终将拥有不亚于人类的独立思考能力,并走向在战场执行作战任务,从而彻底改变作战形态,当然也正在带来伦理争议。
智能化武器装备将发挥重要作用
美国陆军的“多域战”概念旨在扩展陆军在空中、海洋、太空和网络空间的作战能力及与其他军种的联合能力,以更好地应对“反介入/区域拒止”威胁,于2016年10月在陆军协会年会上首次提出。陆军希望通过“多域战”概念从战争理论高度对未来战争进行剖析,明确其在未来战争中的地位和作用,以更有针对性地指导作战体系构建和装备体系发展。在2017年10月陆军协会年会上,陆军发布了纳入“多域战”概念的最新版野战手册《FM3-0:作战纲要》,还于2017年12月发布了1.0版《“多域战”:21世纪合成兵种演进(2025~2040)》,详尽阐述了“多域战”的目的、核心理念、作战框架、具体行动等。
派克波特510徘爆机器人
陆军正根据“多域战”概念研发新装备:在进攻武器方面正在研发射程接近500千米的LRPF导弹,用于打击机动目标、时敏目标甚至舰船目标,还正在与战略能力办公室联合发展使用陆军155毫米榴弹炮发射“超高速炮弹”的能力,以使榴弹炮同时具备防空反导、反舰、火力压制等多任务能力;在防御武器方面正在发展多种反无人机系统。海军陆战队积极参与推动“多域战”,在2017年10月的一次联合演习中首次在两栖舰直升机甲板上搭载“海玛斯”火箭炮向70千米外的岸上目标发射多发整体战斗部制导火箭弹,对“多域战”概念成功进行了一次实弹发射验证。
加强一体化网络与任务指挥能力建设
为了与快速发展的通信技术保持同步以具备一体化网络与任务指挥能力,美国陆军从2011年6月到2016年5月已进行11次一年两度的网络集成鉴定(NIE)。陆军通过NIE将士兵反馈意见及时应用到旅战斗队即将列装的远征任务指挥网络装备的系统设计、性能提高、功能拓展和训练使用中,持续提高陆军遂行远征作战任务的网络指挥能力。美国陆军于2016年继续进行NIE的同时还创新性地开展了首次陆军作战评估(AWA),使二者相互补充,共同致力于提高未来部队的创新能力和战备水平,进而实现基于一体化网络系统的更加机动且可灵活编组的远征作战能力。2017年7月进行的第十二次NIE,主要是对具备列装潜力的新型任务指挥与电子战系统进行鉴定。不过,作为陆军的骨干网络装备项目和历次NIE的主角,战术级作战人员信息网(WIN T)却由于对手干扰与网络攻击能力的增强及其自身存在的作战条件下可靠性低难以发挥作用、网络安全存在大量漏洞、不便运输等问题,陆军首席信息官克劳福德在2017年10月9~11日举办的陆军协会年会上决定暂停采购WIN-T,并将寻求更可靠的通信能力,以更好地应对卫星信號受到干扰的作战环境。
美陆军在网络集成评估中试用蜘蛛弹药系统,该系统由人员通过网络实时控制,没有采用触发引信。
美陆军根据“多域战”概念研发的LRPF导弹射程接近500千米
由于现役网络还没实现标准化,导致互操作性、安全性差及维护低效,美国陆军计划2018~2019年升级全陆军约400支部队的任务指挥网络的所有软硬件,以精简网络设置、改善网络维护、减少培训内容、简化后勤保障、降低士兵负担。具体策略是将十几个任务指挥网络的软硬件版本合并为单一标准,使所有部队均使用软件程序版本相同、外观与感觉亦相同的通用软硬件集合,实现基层部队网络软硬件的标准化。这意味着士兵在内部不同部队调动或转移至新工作地点时,都无需再接受培训就能自如应用网络。
2016年,美国陆军第82空降师进行网络集成鉴定(NIE)演习。
诺一格公司为OFFSET计划提供的第阶段群体系统使用设想图
美国陆军参谋长米勒则于2018年1月的陆军协会早餐会上表示,机动通信指挥网络是直接决定陆军未来战备能力强弱的两大关键因素之一(另一个是单兵杀伤力):陆军现阶段的当务之急是构建能影响到作战行动各层级指挥控制能力的机动、可靠、强大、实用的通信网络系统。他还表示,就像20世纪70年代投资研发的“五大件”在90年代及以后爆发的历次战争中立下汗马功劳一样,陆军需要着眼未来战备能力,为下一个20年进行重点投资,抓紧进行结构转型和能力升级,以应对未来可能发生的高端战争。
美军研发无人机集群作战
“蜂群”无人机集群作战集数量多、灵活弹性、分布式打击、抗毁伤和低成本等优势于一体,是一种“改变游戏规则”的新型作战方式。美军尤其是美国空军当前高度重视“蜂群”无人机项目发展,积极推动“小精灵”、“郊狼”、“灰山鹑”等一批新型“蜂群”式无人机项目发展,取得重大进展。
2016年5月,美国空军正式发布《2016~2036年小型无人机系统飞行规划》路线图,希望构建横跨航空、太空、网空三大作战疆域的小型无人机系统,并在2036年实现无人机系统集群作战。2017年1月,美国国防部称,战略能力办公室(SC0)已于2016年10月在美国海军航空系统司令部(NAVAIR)位于加利福尼亚州的中国湖试验场,成功完成了一次大规模的微型无人机“蜂群”演示,创下了世界上已知最大规模的军用无人机“蜂群”纪录。2017年4月23日,美国国防高级研究计划局(DARPA)组织美军的陆、海、空学院进行了蜂群挑战赛,为战斗人员的未来进攻和防御性战术铺平道路。DARPA正在研制的“进攻性蜂群使能技术”(OFFSET)项目,计划让陆军步兵部队和海军陆战队有能力控制250架或更多蜂群无人机在复杂城市中执行各种任务。
新国防战略强调人工智能
美国国防部2018年1月19日发布新版《国家国防战略》,把国防重点定位在印太、欧洲和中东,将中俄视为长期战略对手的同时,继续慑止所谓的“流氓国家”,还要挫败恐怖主义威胁。
美军所采取的战略对策是:建设更具杀伤力的联合部队以重建军队战备;加强联盟并吸引合作伙伴;改革国防部以实现更佳效能和经济可承受性。其中的8项具体措施是:加快三位一体的战略核力量现代化;大量投资先进自主系统、人工智能和机器人学习;优先投资太空和网络空间作战,以确保防御、恢复能力,确保介入以实现“全谱作战”,投资分层导弹防御和颠覆性能力以应对战区导弹和朝鲜弹道导弹威胁;在战略层面和战术层面开发灵活性的分散联合的网络和信息生态系统。
2017年4月23日,美国国防高级研究计划局(DARPA)组织美军的陆,海空学院进行了蜂群挑战赛,图为参赛队的无人机(红圈处)正在飞行。