网、云、智!美海军开发军种级作战体系架构,计划2023年开始部署新型网络

2021年2月8日,美国海军协会网站刊发题为海军计划2023年在“西奥多·罗斯福”航母打击群部署早期的“优胜项目”作战网络》(Navy to Field Early‘Project Overmatch’ Battle Network on Theodore Roosevelt CSG in 2023)的文章。我中心张洋先生将此文编译如下。
美海军已开始开发一种大规模海军作战体系架构”(Naval Operational Architecture,NOA)。根据美海军主管作战需求和能力的副作战部长(OPNAV N9)吉姆·基尔比中将(Vice Adm. Jim Kilby)于2021年1月在由美海军水面协会(SNA)举办的一次虚拟活动中的说法,该体系架构开发工作有4个有所重叠的部分:
——组网网络,通过“优胜项目”(Project Overmatch)进行开发;
——“作战管理助手”(BMA)和其他工具;
——数据标准,用来实现精确的火力打击;
——依赖云和边缘计算的基础设施。
美海军计划在2030年前完成该体系架构开发。 

美海军在2013年发布的当前作战级未来一体化作战空间构想,并指出当前是点对点的网络通信,设想未来是由所有武器和传感器都作为网络节点的一体化作战空间。从最新情况看,美海军将通过本文所述的“海军作战体系架构”实现该构想,其中网络部分将主要通过“优胜项目”实现。值得注意的是,美海军早在2019年11月,就与美空军达成了发展联合作战网络的非正式协议,此时美国防部刚提出“联合全域作战指挥与控制”(JADC2)构想不久;此后,美陆军与美空军于2020年9月29日签署协议,建立伙伴关系,为“联盟联合全域指挥与控制”(CJADC2)互用性奠定基础。美海、空军非正式协议的具体内容没有披露,但根据美陆、空军协议已披露内容,两军种同意在协议中定义数据共享和服务接口的共同标准,以在最“基本级别”上建立“联盟联合全域指挥与控制”,该协议将持续到2022财年年底。因此,美军各军种正在瞄准JADC2/CJADC2全面推进各自且互用的新一代网络信息体系建设,为实现跨军兵种瞄准数据传递、组成跨域“杀伤网”,数据标准自然会成为其中要解决的一个关键问题(美海军图片)
其中,“优胜项目”由美海军作战部长迈克尔·吉尔迪上将于2020年10月指令启动,海军信息战争系统司令部司令官道格·斯莫尔少将(Rear Adm. Doug Small)被指定负责领导项目实施;基尔比中将领导的团队则聚焦于作战管理助手的发展。
按照美海军的设想,“海军作战体系架构”将支撑其有人和无人舰艇、潜艇和飞机分散运用的愿景,可将这些装备的大量数据收集起来,填满一张通用作战图像。在任何需要的时候,作战指挥官们可以用这“一张图”,使拥有最好传感器的平台将瞄准数据发送给最好的“射手”以攻击敌人。要实现这样的愿景,就需要一个稳健的、可以抵御敌人网络攻击的联网网络;要有足够的带宽来管理视频、话音和瞄准数据的传入和传出;以可视化的方式呈现大量数据,以帮助指挥官快速而明智地做出决策。此前,基尔比中将已于2020年秋季宣布,作为发展该体系架构的第一步,海军将在“卡尔·文森”号核动力航母(CVN-70)上部署名为“作战管理助手”2020(BMA 2020或BMA 20)的工具;随后,他于2021年1月下旬在美国海军工程师学会(ASNE)举办的一次虚拟活动中透露:海军计划于2023年,在以“西奥多·罗斯福”号核动力航母(CVN-71)为核心的航母打击群首次部署基于“优胜项目”发展的新一代作战网络首轮迭代成果。 

2020年12月18日,美海军“尼米兹”级“西奥多·罗斯福”号核动力航母(CVN-71)从太平洋驶过。按美海军的规划,“海军作战体系架构”中通过“优胜项目”开发的新一代作战网络首轮迭代成果,将于2023年在以该航母为核心的航母打击群率先部署(美海军图片)
根据基尔比中将在美国海军工程师学会举办的这次活动中的说法,“海军作战体系架构”的开发工作规模很大,它要联通一切,并把人工智能和机器学习带入一切。为此,海军用敏捷的方式进行发展,把工作分解为多个敏捷组块(agile chunk)推进,首先提供最低限度可行产品供部队使用,它包括“优胜项目”发展的某些联网配置,以及某些管理助手集和规划工具集等,然后为第一个能力增量定义数据结构,持续发展。他还说,美海军正在致力于推进“分布式海上作战”(DMO)概念,但只有海军成功创建了某种“海军作战体系架构”并发展了可利用该体系架构将带来的各项独特优势的作战概念时,“分布式海上作战”概念才能实现其愿景:更快的决策;跨整个海军装备谱系利用信息;集成有人和无人资产等等。他还透露说,“作战管理助手”2020将为所有人提供一张通用瞄准图像,从一架E-2D“先进鹰眼”舰载预警机上的海军飞行军官到一艘巡洋舰上战斗信息中心的空中团队;它提供的将是目前美海军还不能获得的通用图像。 

2020年8月4日,美海军第120机载指挥与控制中队(VAW-120,绰号“灰鹰”)的一架E-2D“先进鹰眼”预警机接近“杰拉德·福特”号核动力航母(CVN-78)的甲板,如上图所示。值得注意的是,国内广泛误传E-2D能直接制导或引导“标准”-6舰载防空导弹拦截超地平线目标,这是错误的。在“海军一体化火控-防空”系统中,目前实现的功能是E-2D或其他前出节点探测处于“宙斯盾”战斗系统载舰探测范围之外的目标,并向后者传递高精度瞄准数据,使后者可据此装订数据、远程发射“标准”-6导弹,并持续依靠E-2D等前置节点传递的火控数据为飞行中的“标准”-6导弹提供中段制导修正,直到导弹完成中末制导交班,以自身的主动雷达捕获到来袭目标,如下图所示(美海军图片)
斯莫尔少将在美国海军工程师学会举办的同一个活动中对基尔比中将的说法进行了补充。他说他不想提及“优胜项目”的开发和部署时间表,但表示“我们将花费一些时间来开发它,并在准备就绪时发布”。他还说,在开发过程中,海军“把操作人员真的带进实验室”,确保在开发的早期和整个过程中,以及所有的试验、所有的“真实、虚拟和构造”活动等,都能满足最终使用者的需求。他也参加了前面提及的美海军水面协会举办的活动,并在此提到“优胜项目”所进行的组网网络开发所面临的挑战,不仅在于它必须包含如此多不同类型的传感器数据和来自多种不同平台的通信,它还必须满足正常作战行动过程中的整个带宽需求,以及在需要保持静默和实施严格信号管理时仅优先处理最重要的信息。这个网络必须足够大,以便在需要时传递所有的信息;又要足够灵巧,以便在网络的一部分由于攻击或节点故障而瘫痪时,尽可能快、并且安静而避免被探测地将最高优先级信息传递到目的地。他认为,尽管使“海军作战体系架构”成为现实在这十年中还有许多工作要做,但“宙斯盾”战斗系统、弹道导弹防御系统、“海军一体化火控-防空”(NIFC-CA)的成功工作使他对此充满信心,其中,“宙斯盾”战斗系统已成功引入现成的商用硬件、开发了通用了源库;弹道导弹防御系统是一个真正的系统之系统;“海军一体化火控-防空”实现了整个系统大于其组成部分之和。 

“海军一体化火控-防空”系统中的装备节点及连通性示意图(上图)。“海军作战体系架构”和“优胜项目”等将在其成果和经验基础上,面向美海军整个军种进行开发。此外,美海军曾于2016年9月12日进行了一次试验,由F-35B隐身战斗机发现来袭目标并向陆基“宙斯盾”战斗系统试验设施传递瞄准数据,后者依据这些数据远程发射“标准”-6导弹进行了拦截(下图为这次试验的示意图)(美海军图片)
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