2050 年美海军部队结构将实现40 的无人化

2023-10-21 05:36:31 字數 5599 閱讀 1657

2021 年 3 月 18 日,美国弗吉尼亚州前国会女议员伊莱恩·卢里亚 (elaine luria)批评海军发布的无人作战框架“充满了流行语和陈词滥调,缺乏细节”。当承诺采取机密行动概念时,她补充道,“我认为我面临的最大问题是……这支舰队要做什么?”

两年半后,美国公众 — 针对很快将在无人船上花费5 亿美元— —可能会提出同样的问题。无人船旨在服务于哪些战略目标?海军尚未更新无人作战框架。该文件承诺了所有正确的事情(“更快、可扩展和分布式决策”;“弹性、连接性和实时感知”),但几乎没有提供有关无人系统在任务和战争领域的差异效用的详细信息。

尽管如此,无人船比以往任何时候都受到更多关注。**对乌克兰“无人舰艇”的狂热仍在继续;海军第 59 特遣队(负责在波斯湾测试小型无人水面舰艇)在《连线》杂志上得到了专题报道;《纽约时报》的头版文章几乎都在游说更多的无人船。

也许无人水面舰艇的作战概念正在流。就在几周前,美国国防部宣布了新的“复制者”计划,将在两年内部署数千架无人机:它将是“迭代的”、“数据驱动的”、“改变游戏规则的”,当然还有“创新的”(后者的变体在公告**现了 22 次)。别介意,在战争中,“创新”并不总是“有用”的同义词。

部分问题是概念性的。“无人系统”一词包括从用于在乌克兰发现火炮的民用四轴飞行器到海军尚未建造的“大型无人水面舰艇”(一艘拖船大小的、应该发射巡航导弹的船只)的一切。这种广泛的术语可能会让外行观察者或该学科的新学生感到困惑。无人系统以不同的速度成熟。有些已经过彻底的测试并在现实世界的操作中证明了它们的能力;目前,其他一些还只是理论上的,甚至是白日梦。例如,美**方拥有数十年操作无人机系统(或“空中无人机”)的经验。但无人水面舰艇的记录是有限的。目前只有两种类型的无人水面舰艇执行过作战任务:乌克兰的(显然是非自主的)载有**物的无人艇,以及美国海军的小型“ saildrone ”舰艇,这种舰艇目前除了视觉识别其他船只外几乎没有什么用途。宽松的环境。尽管用例范围很窄,但这两个例子几乎总是在海军革命正在进行的声明中被引用。

当同样的几个词和同样的几个例子如此频繁地证明大规模战略转向的合理性时,政策制定者和战略家应该暂停一下。如果海军打算重新调整其战争方式和手段 — 如果纳税人应该为此买单 — 那么国会和美国人民应该获得一份关于无人水面舰艇一般用途和风险的正式、公开的战略文件。

海军的使命

2021 年无人行动框架与其说是一个计划,不如说是一本宣传手册。该框架各用一页专门介绍国防部的四个无人系统“组合”——空中、地面、地下和地面——考虑到技术和分类问题尚处于起步阶段,这是一个可以理解的简短介绍。由于具体计划很容易发生变化,因此从其发展的潜在战略动机的角度来审视无人系统的前景会提供更多信息。这种背景是海军所谓的“分布式海上作战”的转变:计划以更分散的方式部署更多平台,联网以共享信息并集中火力,同时将人员置于敌人的**范围之外,并派遣更多人员其内部的消耗性资产。该框架认为,无人驾驶船舶可以将人类解放出来从事其他任务,降低人类生命风险,提高船队的持久性,并通过在网络中提供更多“节点”来使其更具弹性。海军经常声称,它们也很便宜。海军作战部长的2022 年导航计划还承诺,无人系统将提供特定的作战手段(例如,增加兵力分布),但同样没有具体说明这些手段在任务和战争领域的不同应用。

确定无人水面舰艇风险未来可能分布的第一步是**这些舰艇最有可能在**使用。抛开战略威慑仍然是弹道导弹潜艇的领域,海军的四大核心任务是制海权、存在、力量投送和海上安全。

前沿存在是指将舰艇持续部署在海外,展示美国的能力和决心,以威慑对手并安抚盟友。无人船假定的“优势”——廉价、小型、可消耗且不会造**员**—对于这一目的来说显然会适得其反。威慑和安抚需要让对手和盟友相信自己在这场游戏中利益攸关,而拿无人资产冒险与拿一艘驱逐舰及其船员冒险相比根本无法相比。另一方面,海军的大型和中型无人水面舰艇如果成功部署(并且有充分的理由 表明严峻的挑战仍然存在)可能有助于增强威慑所需的可信战斗力。

另一个可能的论点是,无人驾驶船舶将腾出载人船舶来执行那些人为因素非常宝贵的特定存在行动(例如港口访问),从而减轻船队的压力。但这提出了一个难题。一艘舰艇要展现出可信的战斗力,就必须能够射击。而且海军已经明确表示,任何配备导弹和火炮的无人船都将处于人类控制之下。特别是在未来几十年,当无人船的维护和支持要求很高时,附近的有人驾驶船可能会提供这种控制。因此,虽然无人舰艇可以提高舰队的垂直发射能力,从而提高作战可信度,但它们也可能会降低作战节奏或导致总体成本上升。

力量投送是指利用舰艇发射导弹、发射飞机、登陆部队或提供后勤补给以支持陆地作战行动。海军大型无人水面舰艇预计将通过增强海军发射对地攻击导弹的能力来完成这一任务。驱逐舰和导弹潜艇已经发挥了这一作用,但根据其倡导者的说法,无人驾驶船只将以更便宜的成本和更少的人员风险来实现这一功能。但由于载人资产在这一领域的能力已得到证实,而无人资产的能力尚未得到证实,海军必须解释如果新技术失败会发生什么,而传统舰队 — 可能会过早缩小或重新排序以适应无人系统 — 必须介入以弥补不足。无人舰艇的正式目的并不是要“取代”有人驾驶战舰,但其发展的一个重要战略要务是海军默认,由于预算有限,仅靠有人驾驶舰艇无法实现其所需的舰队扩张。

海上控制正在攻击敌方船只、飞机和潜艇,以便美国及其盟国能够利用海洋进行力量投送或使其适合战时商业活动。其必然结果是海上拒止:阻止敌人利用海洋来达到其目的。这才是无人水面舰艇真正应该大放异彩的地方。其海上控制附加值的两个最大论据 是情报、监视和侦察(isr)以及增强的反舰导弹能力。还有一些有趣的新兴用例,例如集群电磁战。

有人认为,小型无人水面舰艇,例如“saildrone”,可以在整个战场空间中游荡,一次长达数周(使用太阳能),寻找和监听敌人的情况。虽然这种小众监视案例可能有用,但问题是海上水面情监侦可能难以与天基和机载情监侦的全球访问和持久性相匹配。即使在东海和南海等相对受限的地区,搜索区域也很大。在搜寻大片海洋表面时,无人水面舰艇的重访率无法与低地球轨道卫星的重访率相匹配。在过去几年中,近地轨道卫星星座(商业和**所有)的大幅增长进一步降低了水面舰艇满足情监侦需求的紧迫性和预算效率。具有讽刺意味的是,saildrone 和类似的飞行器最终可能会更加依赖太空,因为在地平线上运行的无人水面 isr 资产将依赖卫星通信来发送任务数据。至于机载isr(由有人或无人驾驶飞机进行),大规模部署的小型无人水面舰艇的持久性可以超过飞机,但代价是传感器的到达范围:这些舰艇的低“眼高”本质上限制了其范围他们的光电传感器。

这与无人舰艇预计在海上控制任务中发挥的第二个作用有关:进攻性水面战。如上所述,海军明确表示任何具有动能能力的无人舰艇都将由人类控制。因此,这些舰艇不能与在最后阶段切换到雷达的指令制导导弹相比。任何配备动能的无人船都将依赖卫星、有人和无人水面舰艇或机载资产提供的超视距通信中继。但如果海军预计卫星环境会恶化(在与竞争对手发生冲突时可能会出现这种情况),那么水面和机载资产将大幅承担中继负担(需要更多数量)。然而,考虑到海军声称大多数无人资产都是“可消耗的”,在有人舰艇必须承担中继功能、使它们更接近敌人的**交战区之前,这种分布式网络能持续多久还有待观察。

海事安全是指保护商业免受***和海盗侵害以及防止**走私和毒品走私等非法行为等警察职能。在此类行动中,小型和中型无人水面舰艇在技术上可以在远程人类控制下进行监视、发出警告或使用小口径**应对威胁。然而,后者在实践中似乎尤其不可能。海上安全是和平时期的一项工作,是在平民拥挤的海域进行的。因此,对不良行为者的积极识别具有很高的价值,并且通常目标不是杀死任何人。需要人性化的接触——不仅仅是“在循环中”,而且可能是在现场。

另一个问题是,如果无人船体积小且**便宜——这是其最著名的两个特点——*和毒贩可能很容易就能摧毁它们。因此,saildrone 在以下有限条件下为海上安全 isr 增加了最大价值:当没有航空装备、卫星覆盖或盟军海岸警卫队可用时;载人船舶或岸上设施在通信范围内;天气晴朗,或者最近已经过了足够多的晴天来保持电池充电;监视目标无法射击或(如2022 年的伊朗)试图捕获在可视范围内监视它们的无人机。

集中的风险

大多数当代海**艇均可用于执行上述各种任务。驱逐舰可用于力量投送、海上控制、存在和海上安全;航空母舰可以用于所有这些;两栖攻击舰最适合力量投射和存在,但可以轻松支持海上安全。对于任何无人船来说,这一切都不是真的——生产中的无人船都不是这样,甚至在设计阶段也是如此。一艘大型无人水面舰艇只有一个目的:支持力量投射。中型无人水面舰艇将有两个目的:促进海上控制和海上安全。

然而,多任务能力不一定是目标。支持者认为,无人装备不会取代有人驾驶船只,而是将其增强为“混合舰队”的一部分。海军预计到 2050 年,部队结构将实现40% 的无人化,但这并不意味着每个海军任务区域都将实现 40% 的无人化。有些任务将比其他任务更加依赖无人平台。这意味着无人舰艇的风险不会均匀地分布在海军的任务中。

一般来说,我们可以**无人驾驶船只将比有人驾驶船只更快地停止运行(在和平时期)或磨损(在战时),原因有两个。首先,技术尚不成熟,并且可能长期保持这种状态;目前,无人船容易出现固有的船体、机械和电气**以及网络漏洞。简而言之,持久性是这些舰艇面临的最大挑战(也是国防高级研究计划局正在试**决的挑战之一)。无人船可能需要保持停留数周或数月,而无人机的持续时间则以小时为单位。无人水面舰艇在没有维护的情况下在海上航行的时间越长,发生常规设备故障的可能性就越大,需要远程故障排除或现场维修。前者会带来电磁瞄准和网络风险。其次,无人船被明确设计为生存能力较差,或者用支持者的话来说是“消耗品”。

报告指出,海军尚未通过将大型无人水面舰艇整合到舰队中来扩大 saildrone的成功。文章认为,这种失败可归因于官僚惰性和行业占领。讨论中忽略了这样一个事实:部署 2000 吨级中型无人水面舰艇(尤其是能够持续运行的舰艇)所需的船体、机械和电气解决方案比 14 吨级中型无人水面舰艇所需的船体、机械和电气解决方案复杂一个数量级。航海无人机。仅推进力要求,更不用说战斗系统,就使前几十年在技术成熟度上落后于后者。因此,几乎可以肯定的是,到 2030 年,即使海军增加了无人舰艇在其部队结构中的总体比例,海军也将无法在关键任务领域拥有大量无人舰艇。

因此,海军必须评估集中风险:当某些任务以及这些任务区域内的战区由于有人与无人资产的生存能力不同而以不同的速度退化时会发生什么。作为一个思想实验,我们假设海军实现了 40% 的无人目标。然而,由于与大型无人水面舰艇相比,航海无人机在技术上远没有那么复杂,而且便宜得多,因此未来舰队中前者的数量要多于后者。因此,未来的舰队将更加依赖无人资产来实现海上安全,而不是存在。那么,假设中国对无人机网络实施了一次成功的网络攻击;海上安全任务突然受到损害,海军必须利用其载人资产来支持它——但代价是存在任务。

听起来不现实?乌克兰最近入侵了俄罗斯使用的伊朗制造的无人机;在 solar winds 黑客攻击期间,恶意**是通过合法**进程传递的;美国国家海洋和大气管理局的卫星网络至少在一次已知的事件中遭到黑客攻击。这些只是默认情况下必须将任何具有外部通信能力的无人资产视为网络脆弱的部分原因。

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