美國(guó)陸軍開展“項(xiàng)目融合”技術(shù)試驗(yàn)

張杰，胡昆鵬，劉明

1.中國(guó)人民解放軍73071部隊(duì)

2.陸軍炮兵防空兵學(xué)院

3.中國(guó)人民解放軍77611部隊(duì)

美國(guó)陸軍認(rèn)為，戰(zhàn)場(chǎng)上誰能利用人工智能技術(shù)縮短目標(biāo)打擊決策時(shí)間，誰就能贏得下一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利。為此，美軍高層發(fā)起了“項(xiàng)目融合”技術(shù)試驗(yàn)，2020年美陸軍已完成為期六周的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，驗(yàn)證了34項(xiàng)新技術(shù)。

自2017年以來，美軍加快舊武器的現(xiàn)代化改造，研制下一代直升機(jī)和射程為500km的火炮系統(tǒng)。過去一年多時(shí)間里，美軍高層發(fā)起了一項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)“項(xiàng)目融合”（Project Convergence），以驗(yàn)證下一代“未來垂直起降”（Future Vertical Lift）、“遠(yuǎn)程精確火力打擊”（Long-Range Precision Fires）等一系列現(xiàn)代化裝備技術(shù)。“項(xiàng)目融合”的主要目標(biāo)是，通過“多域作戰(zhàn)”(MDO)提升和整合陸軍在聯(lián)合部隊(duì)的地位和作用。

“聯(lián)合全域指揮與控制”(JADC2)概念由美國(guó)國(guó)防部提出，是指所有美國(guó)軍方部隊(duì)如空軍、陸軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、海軍和太空軍的傳感器系統(tǒng)集成于一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，美國(guó)陸軍“多域作戰(zhàn)”將在“聯(lián)合全域指揮與控制”系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。據(jù)參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議副主席約翰·海頓（John Hyten）將軍的說法，“聯(lián)合全域指揮與控制”是國(guó)防部最重要的任務(wù)之一。

“項(xiàng)目融合”現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

尤馬（Yuma）試驗(yàn)場(chǎng)位于美國(guó)亞利桑那州，是美軍“項(xiàng)目融合”國(guó)內(nèi)試驗(yàn)基地。針對(duì)關(guān)鍵現(xiàn)代化技術(shù)和武器系統(tǒng)，2020年美陸軍在該試驗(yàn)場(chǎng)開展了為期六周的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

圖1 “聯(lián)合全域指揮與控制”概念圖。

美國(guó)陸軍部長(zhǎng)瑞安·麥卡錫（Ryan McCarthy）在空軍一架波音C-40飛機(jī)上觀看試驗(yàn)演示時(shí)向記者表示，陸軍的目標(biāo)是利用新措施，將傳感器、衛(wèi)星和打擊平臺(tái)集于一體，以加快未來戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)打擊的決策速度。

美國(guó)軍方特地邀請(qǐng)了包括《航空周刊》在內(nèi)的眾多期刊記者，共同觀看尤馬試驗(yàn)場(chǎng)的“融合項(xiàng)目”現(xiàn)場(chǎng)演示。

這場(chǎng)雄心勃勃的試驗(yàn)涉及一次陸地進(jìn)攻中不同階段的作戰(zhàn)場(chǎng)景，并完成34項(xiàng)新技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)演示。超過500人參加了首次“項(xiàng)目融合”試驗(yàn)，2021年聯(lián)合部隊(duì)參加試驗(yàn)，2022年盟軍也將參與其中。

第一階段試驗(yàn)

第一階段是“滲透”試驗(yàn)，利用近地軌道衛(wèi)星探測(cè)敵方地面防空導(dǎo)彈發(fā)射裝置。目標(biāo)信息從太空被傳輸?shù)饺A盛頓州路易斯-麥科德（Lewis-McChord）聯(lián)合基地的一個(gè)地面處理站即“戰(zhàn)術(shù)情報(bào)定位訪問”(TITAN) 節(jié)點(diǎn)；在地面處理站，“戰(zhàn)術(shù)情報(bào)定位訪問”操作員向尤馬試驗(yàn)場(chǎng)發(fā)送目標(biāo)數(shù)據(jù)信息，火力打擊指令在尤馬試驗(yàn)場(chǎng)被處理完畢后；再發(fā)送給增程型加農(nóng)炮火炮(ERCA)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將取代“騎士”（Paladin）系統(tǒng)。

緊接著，一架偵察直升機(jī)即“未來攻擊偵察機(jī)”(FARA)的替代機(jī)，利用“死角”（Dead Center）人工智能目標(biāo)探測(cè)技術(shù)，對(duì)防空指揮控制（C2）節(jié)點(diǎn)中的一輛輪式兩棲裝甲運(yùn)兵車進(jìn)行定位；隨后這架偵察直升機(jī)發(fā)射“空射效應(yīng)”（ALE）無人機(jī)，在空中建立一個(gè)超過50km的無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)；與此同時(shí)一架MQ-1C“灰鷹”（MQ-1C Gray Eagle）無人機(jī)在90m高度自主俯沖，發(fā)射一枚“海爾法”（Hellfire）導(dǎo)彈擊中了目標(biāo)，此時(shí)的90m遠(yuǎn)低于MQ-1C“灰鷹”正常作戰(zhàn)飛行高度3000m。

第二階段試驗(yàn)

第二階段是“瓦解”試驗(yàn)，旨在消滅敵軍剩余防空力量。一架“未來攻擊偵察機(jī)”的替代機(jī)配置了“空射效應(yīng)”無人機(jī)機(jī)隊(duì)，對(duì)其他目標(biāo)進(jìn)行偵察，并通過無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)回傳數(shù)據(jù)；“火焰風(fēng)暴”（Firestorm）人工智能概念系統(tǒng)對(duì)回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制戰(zhàn)場(chǎng)地圖，并提出武器打擊目標(biāo)的最優(yōu)方案；最后增程型加農(nóng)炮火炮系統(tǒng)發(fā)射一發(fā)炮彈，擊中約56km外的一個(gè)多管火箭炮系統(tǒng)。眾所周知，“火焰風(fēng)暴”系統(tǒng)在“多域作戰(zhàn)”中可同步發(fā)送火力優(yōu)化響應(yīng)信息；

圖2 在“2020 項(xiàng)目融合”試驗(yàn)中，一架無人機(jī)系統(tǒng)攜帶多種任務(wù)載荷對(duì)敵目標(biāo)實(shí)施攻擊。

圖3 一架西科斯基UH-60L“黑鷹”（UH-60L Black Hawk）配備一套“空射效應(yīng)”系統(tǒng)參與“2020 項(xiàng)目融合”現(xiàn)場(chǎng)演示。

在沒有全球定位系統(tǒng)或激光定位下，基于視覺導(dǎo)航信息的MQ-1C“灰鷹”將目標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給另一架MQ-1C“灰鷹”無人機(jī)系統(tǒng)，但當(dāng)后者試圖發(fā)射GBU-69彈藥打擊目標(biāo)時(shí)，美陸軍遇到了問題，由于通信鏈路中斷，無人機(jī)未擊中目標(biāo)。

第三階段試驗(yàn)

第三階段為“開拓”試驗(yàn)，對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)執(zhí)行巡邏任務(wù)的有人駕駛車輛和無人車進(jìn)行定位。美陸軍使用“輔助目標(biāo)識(shí)別軟件”(AiDTR)尋找裝甲運(yùn)輸車等目標(biāo)；“火焰風(fēng)暴”向“下一代戰(zhàn)車”(NGCV)發(fā)送打擊目標(biāo)指令；“塔羅特”（Tarot）小型無人機(jī)系統(tǒng)(UAS)集成了“輔助目標(biāo)識(shí)別軟件”，被發(fā)射到空中對(duì)步兵戰(zhàn)車進(jìn)行偵察；“火焰風(fēng)暴”人工智能概念系統(tǒng)指揮士兵使用迫擊炮壓制敵方，直到士兵能直接擊中目標(biāo)；同時(shí)，戰(zhàn)車中的士兵指揮無人車發(fā)射小型無人直升機(jī)實(shí)施偵察；隨著敵人不斷出現(xiàn)，“火焰風(fēng)暴”向士兵發(fā)送武器類型選用建議，供士兵打擊時(shí)參考。

圖4 小型無人機(jī)參與“2020 項(xiàng)目融合”試驗(yàn)演示。

圖5 卡耐基梅隆大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試自主無人機(jī)。

如同所有試驗(yàn)一樣，并非每個(gè)試驗(yàn)科目都能順利完成。試驗(yàn)中，視頻流顯示一枚武器在發(fā)射后并未擊中目標(biāo)，因?yàn)椤拜o助目標(biāo)識(shí)別軟件”使用時(shí)出現(xiàn)問題。“下一代戰(zhàn)車”跨職能團(tuán)隊(duì)主管和“項(xiàng)目融合”主管羅絲·科夫曼（Ross Coffman）準(zhǔn)將表示，軍方需要做更多的工作，利用更多的設(shè)備，繼續(xù)訓(xùn)練和鞏固“輔助目標(biāo)識(shí)別軟件”性能，使其在復(fù)雜地形和穩(wěn)定環(huán)境都能運(yùn)行。

本次試驗(yàn)空對(duì)空和空對(duì)地協(xié)同任務(wù)非常出色，地形測(cè)繪效果相當(dāng)好，開闊了軍方視野。

雖然美國(guó)陸軍早已制定“項(xiàng)目融合”后期試驗(yàn)方案，但任然希望2021年初得到試驗(yàn)結(jié)果并提出下階段試驗(yàn)方案。

攜手合作

美國(guó)陸軍與卡耐基梅隆大學(xué)(CMU)的工作人員攜手合作，研究如何讓所有新裝備如“未來攻擊偵察機(jī)”的替代機(jī)、“空射效應(yīng)”無人機(jī)、自主無人機(jī)、無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)和火力平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)。卡耐基梅隆大學(xué)在2020年春天簽下一份為期五年的合同，為加快先進(jìn)算法、自主性和人工智能(A4I)技術(shù)創(chuàng)新架構(gòu)的開發(fā)提供支持。卡耐基梅隆大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)將利用空天資源、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和人工智能技術(shù)，將決策時(shí)間從20min縮短至20s成為可能。

數(shù)百名軟件工程師培養(yǎng)

陸軍采用了“邊緣編碼”技術(shù)，這意味軟件工程師能在105F的沙漠現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)重寫和更新算法。陸軍部長(zhǎng)麥卡錫在演示中評(píng)估的一項(xiàng)內(nèi)容是，陸軍已確定未來戰(zhàn)場(chǎng)所需軟件工程師的數(shù)量，將培養(yǎng)數(shù)百名軟件工程師，讓他們?cè)谀繕?biāo)打擊決策第一線承擔(dān)任務(wù)。麥卡錫要求陸軍從目標(biāo)定位到將其信息發(fā)送至處理器的速度，應(yīng)該像下達(dá)火力發(fā)射和救援任務(wù)一樣快。

“項(xiàng)目融合”試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)

美國(guó)陸軍軍事部門已規(guī)定，“項(xiàng)目融合”試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)是軍事戰(zhàn)場(chǎng)預(yù)算，無論哪位領(lǐng)導(dǎo)人在白宮任職，國(guó)防預(yù)算都將保持不變。參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議全力支持“聯(lián)合全域指揮與控制”發(fā)展，與其有關(guān)的任何拓展性工作，軍方將給予經(jīng)費(fèi)資助。

空軍開發(fā)“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”

針對(duì)“聯(lián)合全域指揮與控制”，美國(guó)空軍將發(fā)展一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)即“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”(ABMS)，類似于陸軍“未來作戰(zhàn)系統(tǒng)”，據(jù)悉該系統(tǒng)目前已停止使用。空軍最初希望“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”取代諾斯羅普-格魯門（Northrop Grumman）公司E-8C“聯(lián)合監(jiān)視目標(biāo)攻擊雷達(dá)系統(tǒng)”，現(xiàn)如今已演變成“聯(lián)合全域指揮與控制”系統(tǒng)中的一個(gè)解決方案。

美國(guó)空軍采購主管威爾·羅珀（Will Roper）在2020年10月表示，“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”與“未來作戰(zhàn)系統(tǒng)”有相似之處，也有區(qū)別，美國(guó)空軍正在嘗試在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代開發(fā)“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)是一種能連接所有設(shè)備的程序，美國(guó)軍方正在以一種從未嘗試過的方式開展工作，所以它可能取得成功。

美國(guó)陸軍參謀長(zhǎng)詹姆斯·麥康維爾(James McConville)稱，美國(guó)空軍和陸軍領(lǐng)導(dǎo)層在2020年9月24日召開會(huì)議，討論的議題之一是雙方如何推動(dòng)“多域作戰(zhàn)”和“聯(lián)合全域指揮與控制”的發(fā)展，包括如何減少從傳感器到火力射擊武器的時(shí)間。

雙方會(huì)談的重要成果是，空軍與陸軍簽署了一項(xiàng)為期兩年的合作協(xié)議，雙方約定開發(fā)“聯(lián)合全域指揮與控制”的聯(lián)合作戰(zhàn)能力，并為未來戰(zhàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)共享制定互通用標(biāo)準(zhǔn)。可以說這項(xiàng)新合作將促進(jìn)陸軍“項(xiàng)目融合”與空軍“先進(jìn)戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)”的有機(jī)結(jié)合。■