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美智库推演美军在台海冲突中使用协同作战飞机

美智库推演美军在台海冲突中使用协同作战飞机

时间: 2024-04-07 发布于:极速nba免费直播网站

  美国米切尔研究所认为,美国空军一定要做好在数小时内做出一定的反应以应对台海冲突的准备,因为只有空军轰炸机和隐形战斗机才拥有足够的航程、持久性和生存能力来发现和攻击大量两栖潜艇、水面行动大队、机动地对空导弹和的其他突击部队。为了建立空中优势,美国空军应该效仿DARPA“突击破坏者”计划,第一先考虑能够扰乱的不对称能力,而不是试图超越对方。就空中优势而言,这些不对称能力包括第五代和第六代飞机,并辅以一系列无人驾驶的协同作战飞机。本文将依据该研究所报告《破坏性空战需要协同作战飞机》,介绍其使用协同作战飞机应对台海冲突的兵棋推演。

  协同作战飞机(CCA)技术的成熟为美国空军开发新的兵力设计以破坏的作战方式提供了机会,这可能比寻求与对称作战速度更快且成本更低。

  理解“协同”的含义对于充分认识协同作战飞机的潜能至关重要。配备AI系统的协同作战飞机能够与其他载人飞机和无人飞机协同作战,共享敌方威胁信息、自身位置和整支飞行部队的燃料和武器状态。未来的协同作战飞机甚至能够自主将目标分配给执行任务的其他飞机,以实现武器和目标的最佳配对。这在某种程度上预示着协同作战飞机有可能在侦察并识别到目标时确定自己并未处于发起攻击的最佳位置或配备了最佳的攻击武器。在这种情况下,它可以将信息传递给无人机机载任务管理器,然后将目标分配给执行任务的另一架协同作战飞机。

  米切尔研究所(Mitchell Institute)2023年的兵棋推演和相关评估表明,配备协同作战飞机的美军部队有很大的可能性颠覆的作战方式。该兵棋推演的三个专家小组预计,攻击综合防空系统(IADS)的战机将遭受重大损失。然而,在兵棋推演中,推演小组没有按兵不动,而是在行动一开始就动用大量的协同作战飞机作为先头部队来对抗的防空系统。尽管其中的许多飞机最终都充当了炮灰,但它们迫使对手不得不面对更为复杂和多样化的威胁,并迫使敌方以暴露自身为代价进行反击。

  图1. 从10种概念性协同作战飞机中做出合理的选择,为设想的2030年“台海冲突”场景规划反空任务。

  在米切尔研究所设定的限制范围内,每个兵棋推演的蓝方(本方)都被要求从第四/五代战斗机、MQ-9遥控飞机(RPA)以及米切尔研究所2022年协同作战飞机兵棋推演中的10种概念性协同作战飞机做出合理的选择,并为它们规划反空任务(如图1所示)。

  这些概念设计包含人们熟知的无人机类型和更激进的概念,例如能够在向目标投放电驱式小型巡飞弹前进行远距离飞行的空射火箭。另一个重要启示是,设计协同作战飞机的单位成本可能低于载人飞机,原因如下:

  协同作战飞机消除了由于驾驶舱和飞行员的需要而产生的质量、体积、支撑系统和其他设计的基本要求。驾驶舱在飞机机身前部附近施加了一个最小横截面尺寸,从而为能够以跨声速飞行的航空器设定最小长度、尺寸和质量。

  协同作战飞机不需要现代战斗机所要求的超声速飞行能力和高能机动性,除非协同作战飞机是为近距离空对空作战而设计的。超声速飞行会增加燃料消耗,而要在转弯时维持7至9个G的重力加速度,则需要更重的结构和更大的机翼。设计上的经验法则是,亚声速、低重力加速度飞机在空重与发动机推力只有超声速战斗机一半的情况下,其战斗部载荷和任务半径可以与超声速战斗机相媲美。

  随着技术的进步,协同作战飞机可被快速替换。载人飞机与协同作战飞机的主要不同之处在于,载人飞机的许多设计特点,如专门的表面处理与发动机部件,都是由于载人飞机需要维持数十年的服务寿命和经受数千次的飞行周期而设计的。

  尽管兵棋推演的蓝方根据不同的反空任务选择了不同的协同作战飞机组合,但它们都反映了一个总体愿景,即使用协同作战飞机的目的首先扰乱的防空系统,其次才是对其进行压制。这是从兵棋推演中获得的最重要的一点启示。

  一支蓝方推演小组扮演反空规划单位的角色,其任务是在美军的穿透性飞机攻击海上和沿海地面目标前压制的战斗机和“空警-500”预警机。该小组在扫荡行动头几天取得的成功,主要是首先将大量可消耗和可回收的协同作战飞机作为先头部队,压制、迷惑和干扰的防空力量,然后在第二波战斗中出动F-22和F-35战斗机与协同作战飞机并肩作战,对抗来自对手的空中威胁。换言之,扫荡行动小组的总体目标是以协同作战飞机为先头部队,先扰乱再削弱的防空力量,然后再大规模出动载人战斗机。基于对威胁的评估,该小组的首要战斗任务是“攻击‘空警-500’预警机——切断对手的远程杀伤链”,以降低E-7A预警机及后续的载人战斗机渗透至对抗性区域所面临的风险。扫荡行动小组还利用协同作战飞机来压制海军驱逐舰上的高功率远程“龙眼”雷达。

  扫荡行动小组根据对美国空军在中美冲突发生时可能面临的地理、作战和后勤劣势的评估制定了该计划。美国的航空资产是远征性资产,必须从遥远的太平洋空军基地出发跨越远距离进行作战,而空军可以从台湾海峡附近的空军基地起飞。这一航程差距赋予了空军多重优势,包括指挥与控制方面的优势、向战区投放优势战斗力量方面的优势,以及为下一次出动回收和修复战机所需时间方面的优势。此外,美国的E-7预警机和其他高价值空中资产(HVAA)必须在距离台湾海峡600至800海里处执行任务,以避开的威胁,它们主要依赖于穿透性飞机和高空传感器通过数据链传输的数据。然而,将想方设法干扰这些数据链,并使用由“空警-500”预警机提供信号的远程空对空导弹攻击美国空军的机载战斗管理器。另一方面,该小组评估认为,的指挥与控制行动可能缺乏灵活性,这将妨碍其梯队部队发挥主观能动性。

  第一阶段:扫荡行动小组将其第一阶段的反空作战称为“斗士冲锋”(Brawler Pulse)(如图2所示)。该小组计划在此行动期间部署110架协同作战飞机-5和30架协同作战飞机-10作为先头部队,以实现对空中优势飞机的杀伤优势,同时创建多条空中航迹来制造混乱,削弱的防御响应能力。

  扫荡行动小组使用的概念性协同作战飞机-5为空射型飞机,与远程巡航导弹大小相当,能以亚声速飞行,每架飞机携带两枚空对空导弹。虽然协同作战飞机-5发射后的航程大于650海里,但推演小组探讨了将其航程扩展至1000海里的价值,以增加其非隐形发射飞机的防区外距离,或增加协同作战飞机在交战区的巡飞时间。由于协同作战飞机-5没有起落架,因此推演小组从B-52轰炸机和F-15EX战斗机上发射这些飞机。该小组还计划在菲律宾南部、帕劳和日本等地使用C-130运输机来部署地面发射型协同作战飞机-5,因为这种分散态势将缓解美军主要作战基地的压力,同时增加压制美军战斗机出动率而必须攻击的地点。扫荡行动小组假定,在对抗性空域进行“斗士冲锋”反空作战的协同作战飞机-5要么与目标同归于尽,要么被的防御系统摧毁。

  扫荡行动小组计划对部分执行“斗士冲锋”反空作战的协同作战飞机进行设定,使其作为多静态无源传感器网络协同执行任务,探测并识别目标,然后将数据分享给其他执行任务的飞机。其他协同作战飞机将为“空警-500”预警机创设持久的“空中雷区”或充当类似于载人飞机编队的四机诱饵来刺激的防空系统,致使其暴露位置和浪费武器。如有需要,还能将耗尽弹药或只有少数燃料飞回驻地的协同作战飞机作为制导炮弹攻击目标。该小组还计划在协同作战飞机冲锋后,从B-52轰炸机和其他飞机上发射AGM-158C远程反舰导弹(LRASM),来攻击协同作战飞机定位的高价值敌方水面作战群(SAG)目标。

  扫荡行动小组的“斗士冲锋”指挥与控制概念的核心是将非武装、长航时的协同作战飞机-10和MQ-9“死神”无人机作为中继站,在E-7A“楔尾”预警机(在对抗性空域外运行)和穿透性载人和无人任务飞机之间传递数据。此外,在“斗士冲锋”阶段,该小组还期望协同作战飞机在“人在环”监视下寻找和攻击目标。这在某种程度上预示着协同作战飞机将在人类控制员审查其传感器数据后,获准攻击目标。该小组还就是否及何时允许未来的反空协同作战飞机实现自主进行了大量讨论,并将这一决定比作“向超视距目标发射带有助推器的先进中程空对空导弹(AMRAAM)”。在这种模式下,协同作战飞机能够持续在交战区内执行任务,直到发现目标或被击落。

  图2. 扫荡行动第一阶段(“斗士冲锋”)的作战概念,为获取盟军进行后续打击所需的空中优势。

  第二阶段:扫荡行动小组将第二阶段的反空作战称为“猛烈冲锋”(Exquisite Pulse)。在该阶段,扫荡行动小组使用的是概念上的无人协同作战飞机-3,其具备亚声速飞行和隐形能力,航程约为3000海里,可从跑道上发射和回收。每架协同作战飞机-3能够携带六枚先进中程空对空导弹(与F-22和F-35战斗机一致),并配备了有源电子扫描阵列(AESA)雷达和红外搜索与跟踪传感器。该小组计划对协同作战飞机进行设定,使其在隐形战斗机攻击的“空警-500”预警机、水面作战群和战斗机之前执行纠察和空中巡逻任务。这将迫使将火力朝向协同作战飞机而非载人飞机。鉴于协同作战飞机-3航程远及任务持久,它们还可以在美军的多次冲锋之间用于向的防空系统不断施压。

  扫荡行动小组将这些力量组织成多条深入作战区域的攻击线将作为主攻线将作为第二攻击线。这两条攻击线将由模仿这两条攻击线(迫使的防御行动受到干扰而复杂化)的诱饵协同作战飞机提供支持。所有进攻飞机都保持在彼此的视线范围内,致使难以干扰它们之间的通信。E-7预警机、协同作战飞机-10和MQ-9无人机则将继续为进攻飞机提供态势感知和指控支持。

  第二支蓝方推演小组的任务是压制的“空警-500”预警机和其他危及美国高价值空中资产(包括E-7A预警机和支持联合空中作战的空中加油机)的远程空中威胁。该小组还制定了一个“两阶段”计划。该计划以协同作战飞机作为先头部队干扰的防空系统,随后出动由载人飞机和无人机组成的混合飞行部队。

  第一阶段:高价值空中资产防御小组将第一阶段的反空作战行动称为“引爆阶段”(Detonation Phase)。在该阶段,推演小组结合使用了部署在琉球群岛的协同作战飞机-9和协同作战飞机-10,以及由B-52轰炸机发射的协同作战飞机-5,以触发的防空系统(如图4所示)。该小组的目标是利用协同作战飞机来率先刺激的防空系统做出一定的反应,从而将威胁信息传递给E-7A预警机,以评估防空系统中最关键的链路和节点,然后协助执行第二阶段(“强击阶段”(Uppercut Phase))反空作战行动的部队进行目标定位。

  利用机载警戒与控制系统(AWACS)等高价值空中资产获取和保持信息优势向来是美国获得空战胜利的关键。为弱化美国在这方面的优势,开发了远程打击武器来针对美国的高价值空中资产,迫使它们远离战场,使其传感器无法感知战场状况。像E-7预警机这样的高价值空中资产,缺乏显著的防御措施,造价高昂,而且像其衍生出的商用飞机一样一定要通过长长的跑道起降。鉴于高价值空中资产独特的外观和机场限制,它们很容易在空中和地面被识别并受到攻击。

  高价值空中资产防御小组计划将协同作战飞机分散部署到琉球群岛和其他靠近战场的多个小型基地中,以对抗发起的针对空军基地的打击,并保持高出动率。这种态势将在很大程度上依赖于预先部署关键物资来支持协同作战飞机的行动,因为在战斗开始后,基本上没有时间和资源可拿来部署额外的资产并将其分配到各个受到攻击威胁的地点。该小组预计,协同作战飞机发射后,将这些分散的飞机汇聚成统一的作战力量将是一项艰巨的指挥与控制挑战。

  第二阶段:高价值空中资产防御小组将第二阶段的反空作战行动称为“强击阶段”。该阶段将在应对前一波协同作战飞机的飞机发生燃料不足的情况后进行。在该阶段,高价值空中资产防御小组动用了更多协同作战飞机(主要从琉球群岛和菲律宾出动)来攻击在“引爆阶段”发现的关键的防空通信链路、节点和威胁。这些无人机包含改装过的远程协同作战飞机-3,无需跑道即可起降。该小组计划在冲突过程中一直在优化作战概念(CONOPS),以适应战损情况,但他们的第一个任务仍然是持续进行猛烈的进攻,以削弱的防空力量和其他反介入/区域拒止(A2/AD)能力,从而为其他联合部队的作战行动创造条件。

  红方(敌方)推演小组则计划向高价值空中资产防御小组的基地发动大规模袭击,以降低其飞机出动率。高价值空中资产防御小组则通过伪装、隐蔽和欺骗(CCD)手段、机动型动能和非动能导弹防御系统和其他途径(如可快速转移的移动掩体)进行应对。该小组还强调,需要分散和定期转移协同作战飞机的出动地点来扰乱的目标定位工作。总的来说,高价值空中资产防御小组认为,将协同作战飞机纳入美国空军的未来部队设计有助于缓解打击联合空军基地产生的不利影响。

  由于高价值空中资产防御小组依靠的是设置在前线的协同作战飞机武装和加油点(这些地点必须定时进行空中补给),因此该作战概念常常要通过大规模的后勤保障行动来维系。该小组深知,“后勤保障关乎作战概念的成败”,并指出,有必要最好能够降低部署到分布式空军基地的人员数量。同时,该小组还意识到,相较于从少数几个主要基地出动飞机,分布式空军基地的人员和后勤保障需求要多得多。

  高价值空中资产防御小组还一致认为,协同作战飞机的指挥与控制、自主性和交战规则(ROE)是相互依存的因素。该小组还讨论了在无载人飞机参与的情况下使用协同作战飞机作为先头部队时,自主性和交战规则之间的联系。在对手有能力削弱或暂时切断视距外通信的高度对抗环境中,要求人始终存在于决策回路中有一定的概率会限制协同作战飞机的作战潜力。一旦具备能够共享态势感知的软件和适当的交战规则参数,协同作战飞机就能在不与E-7预警机或其他指挥与控制中心保持远程连接的情况下,自主执行更多任务。

  虽然部分兵棋推演参与者认为,为每架协同作战飞机配备设备使其作为自构式指控网络中的节点运行,或使其高度自主化,将产生大量成本,但其他参与者则表示,软件定义无线电(SDR)技术已成熟,且价格低。后者还强调,不应假定协同作战飞机会在对抗性环境中面临巨大的指控挑战,因为在一个部队单元中,只要其中一架或两架飞机携带能够与其他部队单元和E-7预警机保持联系的远程通信系统,可靠的50英里视距通信就足以满足部队单元中大多数协同作战飞机的需要。推演人员得出的一个重要观察结果是,为协同作战飞机进行自主化升级应是快速且廉价的,因为这仅仅是计算机内存、解决能力和软件的问题。一支推演小组表示,“任何协同作战飞机都能以大致固定的速度实现高度自主”。

  米切尔研究所要求第三支蓝方推演小组制定作战概念,并要求部队对在台湾海峡东北方向活动的三支水面作战群实施敌方防空系统压制/摧毁(SEAD/DEAD)任务。该推演假定中国海军将结合部署水面作战群和“空警-500”预警机,以将反介入/区域拒止的力量范围延伸至东海。由于水面雷达对低空飞行目标的探测距离有限,将使用“空警-500”预警机为其水面作战群提供远程威胁警告,使水面作战群能够发射最大射程约为135海里的“海红旗-9”防空导弹。

  与另一支蓝方推演小组一样,敌方防空系统压制/摧毁小组也提出了作战概念,即依靠可消耗和可回收的协同作战飞机以及少数第五代战斗机来干扰、压制和摧毁的“龙眼”雷达和其他水面作战群传感器。该作战概念诠释了何为“数量即质量”,非常适合于对付不返回港口就无法修理、更换或重新列装的舰载防空系统。

  该小组首先利用配备多模式海事雷达的MQ-9“死神”无人机探测和追踪的水面作战群,同时保持在其舰空导弹的有效射程外,然后使用携带传感器和电子战系统的协同作战飞机-10来诱使的水面作战群防空系统做出一定的反应,以此对其做定位。在这些协同作战飞机-10的帮助下,装载远程反舰导弹的协同作战飞机-6和F-35战斗机将从多个方向实施分布式打击,以压制水面作战群的远程雷达阵列和其他易受攻击的目标。与其他推演小组一样,敌方防空系统压制/摧毁小组也认为在高度对抗的环境中通信或将受挫,并通过利用协同作战飞机创建一个与机载中继器连接的自构式视距通信网络来解决这一问题。

  敌方防空系统压制/摧毁小组在台湾、日本中部和菲律宾预先部署了一些协同作战飞机,并从硫磺岛和日本另外的地方的空军基地出动载人战斗机,以确保它们在发射后有足够的航程来达成目标。该小组效仿了瑞典空军的兵力分散部署法,即在主要空军基地附近部署多个可通过地面车辆进行补给的卫星“公路基地”。该小组还计划利用飞机掩体、诱饵、机动型导弹防御系统和快速跑道重建等措施来提升部队部署的弹性,并指出,具备短距或垂直起降能力的协同作战飞机也将减少攻打美国空军基地产生的负面影响。返回搜狐,查看更加多