空中“分布式作戰”概念解析

楊建軍 趙保軍 陳士濤

“分布式作戰”是美軍著眼未來強對抗環境而提出的新型作戰概念，是信息化作戰的一種高級形式。在“分布式作戰”概念下，對戰場上分布式部署的各作戰單元的信息和火力進行一體化集成，綜合使用。各作戰單元在分布部署狀態下，按預先的規劃和作戰規則自主實施作戰行動。

近年來，美軍積極探索“分布式作戰”相關的概念與技術，在海上、空中與空間領域均開展了相關研究與實踐。

“分布式作戰”概念的內涵

對于“分布式作戰”概念，美軍各軍兵種均積極響應，各自提出了適用于本軍兵種的“分布式作戰”概念，包括：空中“分布式作戰”、海上“分布式殺傷”、空間分散體系結構等。

空中“分布式作戰”概念的核心思想是，不再由當前的高價值多用途平臺獨立完成作戰任務，而是將能力分散部署到多種、多個平臺上，由多個平臺聯合形成作戰體系共同完成任務。作戰體系將包括少量有人平臺和大量無人平臺。其中，有人平臺的駕駛員作為戰斗管理員和決策者，負責任務的分配和實施；無人平臺則用于執行相對危險或相對簡單的單項任務（如投送武器、進行電子戰或偵察等）。

為實現空中“分布式作戰”，DA R PA啟動了多項技術支撐研究項目，如“‘分布式作戰管理”“拒止環境中的協同作戰”“體系綜合技術和試驗”“對抗環境中的通信”等項目，并安排了“小精靈”、無人機“蜂群”等裝備項目的研發。

提出背景

推動美軍提出“分布式作戰”概念的動因有以下幾點。

以體系優勢技術應對對手快速發展的技術能力。近年來，世界各國國防科技和先進裝備的發展日新月異，使美國感到了前所未有的威脅。對于習慣于在技術上和裝備上領先一代的美軍而言，美國感到在未來的沖突對抗中，傳統的優勢可能不再明顯，傳統的能力可能會受到很大制約。在當前尚未出現重大顛覆性技術的狀態下，美軍意圖充分利用其多年發展和積累的體系優勢，以化解在技術上不再絕對領先對手的對抗局面。

“分布式作戰”概念正是在這種背景下提出的，這應該是提出“分布式作戰”概念最主要的動因。預算受限、技術進步等方面應該是推動“分布式作戰”概念產生的輔助因素。

國防預算受限要求美軍以經濟有效的方式實施“抵消戰略”。美軍認為，對手的一體化防空系統對其現役空中裝備威脅極大，即使是F-22隱身戰斗機和B-2隱身轟炸機，2020年左右也將在“反介入/區域拒止”環境中面臨生存威脅。在當前國防預算依然受限的背景下，美軍難以通過大規模更新換代高端裝備來解決問題，需要尋求更為經濟有效的解決途徑。

因此，美國國防部嘗試重塑復雜軍用系統，即以全新的作戰概念，牽引出更低成本、更高效能的裝備，實現在強對抗環境中對強敵形成壓倒性軍事優勢的目標。空中“分布式作戰”概念的內涵就是以大量功能相對單一的低成本無人機，分解傳統大型多功能平臺的各項能力，在空戰管理員的有限介入和人工智能技術的支持下，各平臺協同配合，以集群形式完成特定作戰任務，從而大幅降低作戰成本，提升作戰組織的靈活性。

采用開放式架構和成熟商用技術應對快速變化的威脅。隨著俄中軍事能力的逐漸復蘇和不斷增長，美國所面臨的威脅在快速變化，為快速響應這種變化，美國提出了“敏捷采購”“快速采辦”等應對措施，而開放式架構和成熟商用技術則為快速形成功能相對單一的低成本裝備奠定了技術基礎。這一技術途徑為有效應對國防預算削減和威脅快速變化，有效享用技術快速發展的紅利，降低裝備采購成本、快速形成新型作戰能力，提供了支撐。

這一技術途徑的另一個好處是促進軍民融合發展。軍民融合發展是當前世界各國國防建設的一個取向，美國在這一方面一直走在世界前列。

在機械化時代，軍用技術一直處于領先地位，軍民融合發展的主潮流是軍用技術向民用應用領域轉化；在信息化時代，這一趨勢有所改變，在某些領域，尤其是信息技術領域，民用技術的發展處于領先地位，軍民融合發展的走向開始有所轉變，民用技術開始逐步向軍用應用領域轉化。

網絡技術和人工智能技術的快速發展為“分布式作戰”概念實現提供了技術支撐。技術的發展是產生新型作戰概念的基礎，真正推動軍事變革的是技術的突破，顛覆性技術的出現和應用將從根本上改變戰爭的既有形態。

近年來，網絡技術和人工智能技術的發展十分迅速，尤其是人工智能技術的發展。基于“深度學習”原理的阿爾法狗的成功，對人們的固有思維產生了巨大的沖擊。技術的進步將迫使人們改變既有的思維模式和傳統印象。人工智能技術的快速發展和廣泛應用，為未來作戰提供了十分廣闊的想象空間。

目前，DARPA和美空軍研究實驗室在全力攻克認知電子戰技術，試圖利用人工智能強大的學習與推理能力，在空中實時檢測、分類和對抗未知的威脅信號，形成快速的閉環電子戰能力。在此背景下，以人工智能技術武裝相對低成本的空中作戰平臺，有望成為美軍通過空中“分布式作戰”概念實現更低成本、更高效能作戰能力的重要推動力。

對“分布式作戰”概念的深化認識

“分布式作戰”是戰場“物聯網”。“分布式作戰”概念可以視為是網絡化作戰概念的升級，是在新理念和新技術支撐下的新一代網絡化作戰概念。從某種角度看，傳統的網絡化作戰概念是戰場上的“互聯網”，而“分布式作戰”則可視為是戰場上的“物聯網”。

“分布式作戰”概念在傳統的網絡化作戰概念基礎上，從信息的互聯互通和態勢共享，升級為資源和能力的共享。在傳統的網絡中心戰中，作戰節點依托網絡，交互和共享態勢信息；在“分布式作戰”中，作戰節點依托網絡，在交互和共享態勢信息的基礎上，還可進一步交互和共享資源、能力，如導彈和傳感器。在民用領域，共享單車的出現就是一個典型的“分布式交通”概念。依托網絡的互聯互通，依托支付寶、微信等網絡支付手段，民眾可以“分布式”共享物理平臺。

從對美軍“分布式作戰”概念的分析可看出，“分布式作戰”的本質是將各個作戰平臺的各種資源（如傳感器、武器、任務系統的計算能力等）進行深度共享（信號級交聯），并通過面向任務的自適應動態結構重組，產生出新的能力或使原有能力形成質的飛躍（即“能力涌現”），從而大幅提高裝備體系的綜合作戰效能。

從本質上講，“分布式作戰”不僅僅是信息的互聯、共享，而是在信息互聯、共享的基礎上，火力/任務的互聯、共享。這正是“分布式作戰”的與傳統網絡化作戰的本質區別，而這正是物聯網的行為特征。

“分布式作戰”與傳統網絡化作戰的協同粒度不同。傳統網絡化作戰的協同以平臺為節點，即以信息互聯構成平臺的組合；而“分布式作戰”是以系統資源作為節點，以高速信息及信號傳輸形成跨平臺資源共享、任務共擔的“分布式作戰”系統。

“分布式作戰”具有的典型能力特征。第一個特征是任務協同。從網絡中心戰的指揮協同、信息協同、火力協同向任務協同層面提升。

“任務協同”不單是按時間進程、空間分布進行協同，而是在發揮各平臺能力比較優勢的條件下，按時間進程、空間分布進行自適應協同，實現作戰力量能力的最大化。

第二個特征是是高度靈活。“分布式作戰”具備強大的戰場任務自適應能力，以及體系結構重組、功能重新定義、任務動態調整等能力，為在強對抗、快節奏作戰環境下的敵我博弈中占有先機提供了可能，并可迫使敵方投入更大資源用以防御。敵消我長，效能倍增。

裝備體系高度的靈活性是由“分布式作戰”獨具的資源分布式結構、服務式狀態的技術屬性所支撐的。

第三個特征是經濟高效。“分布式作戰”利用C4ISR網絡實現異型異構跨域協同，按需使用；發揮各種平臺的能力優長，按能使用；能力互補、物盡其用，各種各類作戰平臺發揮比較優勢，以綜合效果最佳狀態參與作戰，有效降低作戰成本。

“分布式作戰”概念帶來的變革

作戰樣式的變革 由于中俄等國一體化防空系統的主要作戰對象為傳統平臺，故DARPA認為與目前的作戰概念相比，分布式空中作戰在強對抗環境中的效費比比較高。首先，小型無人機以個體方式在“反介入/區域拒止”環境中滲入敵方防區的能力強；其次，小型無人機群體作戰將“飽和”敵方防空系統，使其無法應對全部目標，即便進行防御也需耗費昂貴、有限的地空導彈打擊廉價的單個小型無人機，防御成本顯著增加；再次，小型無人機集群還可依據敵情和自身損失，實時排列組合出最優的作戰能力，實現在F-22和F-35戰斗機、B-21轟炸機等有人機有限的指揮下，以群體方式完成使命任務，作戰靈活性更強。

這種作戰方式的變化對防御方而言，存在系統“飽和”、目標識別困難、決策陷入死循環、攔截火力不足等一系列問題。傳統的作戰方式已不適應這種威脅，需要全新的應對思路。

OODA環閉合方式的變化 在“分布式作戰”模式下，空中作戰體系中各作戰平臺將在協同態勢下發揮各自的優勢，簡單的平臺在體系中只擔負O（觀察或調整）或D（決策）或A（行動）的角色，OODA環在整個“分布式作戰”體系中閉合，而不是由各節點自行閉合OODA環。傳統的依托OODA環設計的空中作戰環流程可能被改變。對于各作戰平臺，其作戰過程將由傳統“過程式”轉變為“節點式”，各節點充分發揮各自的優勢，由于單點的能力是體系中最優的單項能力，因此體系的綜合作戰效果可能得到大幅提升。在“分布式作戰”模式下，將會出現由三代機、空中武庫機甚至是地面發射架上的彈、四代機的干擾機、五代機的雷達、前置無人機的光電傳感器等不同資源構成的異構OODA作戰環。

空中作戰組織方式的變化“分布式作戰”將可能改變傳統的空中作戰組織方式，作戰組織更加靈活。傳統作戰組織中，作戰編隊的組織受到作戰平臺類型、性能及規模等多種因素的限制，作戰編隊可用資源有限，體系綜合作戰能力難以充分發揮。在“分布式作戰”模式下，將改變目前固定的作戰編隊模式，轉而采用更靈活多變、按需整合、面向戰場自適應的作戰模式，不僅限于兩機、三機的單一功能協同編隊，而是以滿足任務需求為原則，動態定制出適合任務需求的可變規模、異型異構協同攻擊體系，組織方式以作戰效果最大化為目標，更加靈活、多選。

作戰指控和戰場管理方式的變革 在傳統的網絡化作戰環境下，各作戰平臺依據戰前統一規劃，分頭裝訂；戰時統一指揮，分散實施的作戰原則。其實質是按規劃實施作戰行動。

在分布式空中作戰概念下，各作戰平臺仍要遵循戰前統一規劃，分頭裝訂；戰時統一指揮，分散實施的作戰原則。但與傳統的網絡化作戰不同，分布式空中作戰更強調按規則自主實施作戰行動，尤其是在強對抗戰場環境中，考慮到網絡的脆弱性、戰場環境的復雜性、目標的多變性、任務的多樣性等因素，統一集中指揮很難實現。隨著人工智能技術的發展，無人平臺可依據自身或共享的態勢，依據事先確定的作戰規則，自主實施作戰行動，執行作戰任務。

這一變化是裝備智能化發展帶來的必然。裝備的智能化特征將對指揮員、戰斗員的行為和指控模式帶來巨大的變化，隨著智能化裝備的發展，“一體頂層規劃，分布自主實施”將有可能成為未來作戰的主要形態之一。與傳統的網絡化作戰不同的是，分布式空中作戰將“集中”的環節提前至戰前的“一體”準備，在作戰行動實施過程中，不再“集中指揮”，而是由智能裝備在作戰體系中依據一體規劃的作戰任務和規則，分布自主實施作戰行動；依據一體化態勢和自主感知的戰場態勢，自主決策實施作戰行動。

裝備發展方式的變革 分布式空中作戰概念具備改變未來航空裝備體系發展思路的潛力。分布式空中作戰與當前作戰樣式大相徑庭，如果美軍踐行此概念，空中作戰裝備發展思路也必將隨之產生改變。美軍未來大型多功能有人平臺的裝備數量有可能減少；低成本無人機、巡飛彈、導彈等相關領域的發展將越來越得到重視，航空裝備體系中將出現越來越多的低端平臺；高性能小型機載設備和武器技術有可能成為未來航空裝備體系發展的重要關注領域；先進的人工智能算法和軟件將為空中作戰能力的提升做出重要貢獻。總之，分布式空中作戰將牽引未來空中作戰裝備呈現機體廉價化、平臺智能化、載荷小型化等特點，這些特點將對未來航空裝備體系的發展思路產生變革性的影響。

制約“分布式作戰”概念的因素

“分布式作戰”的實現對網絡和人工智能技術的依賴性很強。雖然網絡技術的發展日新月異，人工智能技術的發展也如火如荼，然而越是先進的技術越是存在可能沒有認識到的問題。在實際應用以前，一定要對潛在的問題進行深入的分析和辨識。

分析認為，實現“分布式作戰”概念可能存在以下幾方面的困難。

戰場網絡穩定可靠的問題 依托網絡技術組成的作戰體系，可以突破單平臺技術原理和性能指標的制約，放大單平臺的作戰能力。但戰場網絡不同于民用網絡，戰場網絡對數據的準確性和實時性要求遠高于民用網絡，加之戰場網絡是在一種非合作、強對抗環境下運行的網絡，其穩定性、可靠性對作戰進程和效果的影響十分顯著。信息領域的對抗一直是作戰雙方十分關注和投入巨大的作戰領域，有意電磁干擾是作戰雙方在戰場上一定會應用的作戰武器，甚至在平時也會使用。近期，俄空天軍在敘利亞使用電子干擾，挫敗極端組織針對俄在敘基地進行的無人機群攻擊就是一個明顯的例證。

相比集中式網絡而言，分布式網絡的管理和控制技術難度較大，還涉及許多新的思想。從任務需求看，“分布式網絡”應具備自組織、自協同、松耦合、動態智能調整、能力涌現、高速寬帶、健壯性等技術特性，可能還有隱身需求。這些問題都可能存在一定技術瓶頸。

人工智能適用性的問題 “分布式作戰”要實現真正的“分布”自主性，就需要人工智能技術的突破。要實現“分布式作戰”體系的自組織、自協同能力，則需要體系和裝備平臺的高度智能控制和決策能力。智能控制和決策要形成相互統一、時空一致、任務優化的自同步、自協同，實時任務分配方案。智能控制和決策還需面對強對抗、快變化的戰場態勢，這對人工智能技術是一個很大的挑戰。

作戰規則生成的問題 “分布式作戰”體系在低對抗戰場環境中，可以依據事先確定的任務規劃實施作戰行動。而在強對抗、瞬息變化的戰場上，“分布式作戰”體系則要依據明確的任務目標和事先確定的作戰規則，自主決策、自主協同實施作戰行動。作戰規則是“分布式作戰”體系各單元節點形成“默契”，從而形成自主協同作戰能力的依據。但是，面向不同作戰任務生成適用的作戰規則困難很大。

對于分布式自主作戰，在戰術層面，指揮員的作用在戰前和戰后十分重要，在戰斗進行過程中的重要度則顯著下降。指揮員在戰前的主要任務是明確作戰任務和約束條件，制定作戰規則；在戰后的主要任務是總結經驗教訓，收集分析數據，修改完善作戰規則。在戰斗進行過程中則基本是觀眾，當然必要時是可以干預的，這種情況只能說明事前的工作不到位。