在作战需求和技术机遇的十字路口,“战术云”(Tactical Cloud)或者更多的称为“作战云”(Combat Cloud)是网络中心战(Network Centric Warfare,NCW)的最新表现形式,近20年来,网络中心战概念化了网络所获得的信息和决策优势。它包括将基于商业云技术的数字网络最先进的能力带入作战飞机驾驶舱,以加强空中力量的效率、效率与恢复能力,从而改变空中力量的作战职能。“作战云”必须成为未来空战系统的重要组成部分乃至成为所有武装部队的重要组成部分。但是,“作战云”的架构师仍然必须克服与其发展相关的巨大挑战,如网络安全(因为“云”增加了部队面对网络电子威胁的几率)、连接性、互操作性、标准和信息共享。

2013年,美空军首次将“云概念”引入作战领域,提出“作战云”概念,并迅速得到美国防部、海军及其他军种的认可,逐渐成为美军应对21世纪下一场信息化战争的新方略

2020年2月下旬,空中客车公司和法国泰雷兹公司签署了一项开发空战云的协议,用以赋能“未来作战空中系统”(FCAS)体系。根据这项协议,空客和泰雷兹将共同致力于空战云的架构设计,以支持国家和多国层面的协同空战,并将进行空战云能力的第一阶段技术演示验证。该协议支持演示验证1A阶段的空战云支柱,涵盖未来18个月,并将作为演示验证和技术开发的起点。

空客与泰雷兹两家公司CEO在签字仪式上握手

在欧洲,“未来作战空中系统”(Future Combat Air System,FCAS)是法国、德国和西班牙预计将于2040实现其空中作战力量强化的关键项目。值得注意的是,它的核心将由“下一代武器系统”(Next Generation Weapon System,NGWS)组成,包括法国达索航空(Dassault Aviation)领衔研究的用于替换“阵风”(Rafale)的“下一代战斗机”(Next Generation Fighter,NGF),以及其他新元素(无人机、弹药等)。然而,“未来作战空中系统”不仅仅是更新平台和弹药。2015年,时任法国空军参谋长梅西尔(Mercier)将军曾经指出:对于法国空军正在构想的‘未来作战空中系统’,关键词确实是‘系统’。因为它将不是一架载人飞机或无人驾驶飞机,而是一个系统体系,在一个真正的‘云’中,集成各种类型和不同世代的传感器和效应器。”


对于“作战云”,聚焦防御与安全问题上的领先智库——法国战略研究基金会对“作战云”进行了系统性的研究,并在2019年12月底发表了最新研究报告《‘作战云’:未来空中作战系统的关键要素》,尝试介绍“云”概念对“未来作战空中系统”意味着什么,它与当前的网络技术有何不同,完成它的渐进步骤,以及它即将呈现潜在的附加值,同时面临的实现它的挑战。

“云”的概念

“云计算”的概念基本上说明了不同程度的外包或用户IT能力的共享。虽然这个概念是在千年之交亚马逊租赁其计算能力时出现的,但它指的是自计算诞生以来实际开发的概念和技术。“云”有多种定义,但最常见的是美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)在2011年给出的一个定义:“云计算是一种模型,它允许无处不在、方便、按需的网络访问可配置计算资源的共享池(如网络、服务器、存储、应用程序和服务)可以用最少的管理工作或服务提供者交互快速供应和发布。这种‘云’模型由五个基本特征、三个服务模型和四个部署模型组成。”这五个特征是按需自助、广泛的网络接入、与其他用户的资源共享、快速的恢复和可测量的服务。服务模型指的是实际共享的内容。主要有三个方面:

  • IaaS(Infrastructure as a service),基础设施即服务):共享仅包括网络和基础设施(特别是服务器)。这是目前最普遍的模式;

  • PaaS(Platform as a service,平台即服务):共享还扩展到计算机平台、其操作系统和基本软件;

  • SaaS(Software as a service,软件即服务):最后,共享可以涉及数据本身和运营商使用的应用程序。从技术上讲,这是最简单的模式(例如使用Gmail或Yahoo消息服务)。

云服务模型指的是实际共享的内容,主要有三个方面

在商业领域,云计算主要满足与其他外包服务相同的经济和管理目标:公司不再需要管理其IT能力的演变和安全性,不再需要根据其需求的变化来管理其“可塑性”,不再需要专门的技术人员队伍等。

“云”与军队

“云”技术在军事信息和通信系统中的应用始于10年前,美国人是第一个采取行动的。因此,向“云”的迁移是全面改革美国信息和通信系统架构的支柱之一,即“联合信息环境”(Joint Information Environment,JIE),自2010年以来,通过美国国防部首席信息官(Chief Information Officer,CIO)和国防信息系统局(Defense Information Systems Agency,DISA)协调的一个庞大计划联合会进行。据发起该项目的首席信息官泰瑞•塔凯(Teri Takai)表示,该联合会的目标有三个:提高国防部门的效率、增强抵御网络威胁的安全性、降低成本。具体而言,工作的重点是“整合”,即大幅度减少数据中心的数量,发展单一的安全架构和共同的服务基础,以及建立单一的业务网络管理结构。然而,美国国防部最新的云发展战略显示,其近年来所做的工作远远不能令人满意:缺乏可塑性,因此效率低下,解决方案悬殊,甚至不可行,而这些情况周年都在激增。美国国防部现在的做法是开发一个通用IaaS/PaaS类型的“云”、“联合体系国防基础设施”(Joint Enterprise Defense Infrastructure,JEDI)和特定(适合用途)的云(如有必要),但这种做法受到了国会的挑战。与此同时,法国国防部也开发了自己的私有云,主要用于中央管理任务。

美国国防部混合云环境和多供应商的路径探索

“战术云”

在美国,这些最初的向云的迁移涉及主要人员、机构和可能的可部署指挥中心的固定IT基础架构。就美国而言,云开发已扩展到战术层面,即作战单位和平台的战略层面也开始出现。近几年来,美国军队一直在试验后者,而法国武装部队正处于概念化阶段。2015年6月18日,法国国防部在其《数字雄心》(Digital Ambition)报告中明确提出:“确保行动区的作战优势和信息控制需要对我们的作战架构进行重大改造,以将数据置于未来‘作战云’的核心。功能链端到端架构方面的专业知识应确保所有系统的互操作性、弹性和数字安全(网络安全)以及所有军事人员之间的信息共享”(很有意思的是,防务菌在找这份文件时,发现其被各网站移除了,不知是否法国政府觉得这一雄心不对劲,要赶紧毁灭证据?)。同样,“作战云”或“战术云”没有单一定义(此处指的是因为多个节点位于远离战术边缘的地方)。实际上,与当前的网络一样,这完全取决于各种环境的组织和作战特性,即使许多概念和技术解决方案可以从一个部队单元转换到另一个部队单元。

“未来作战空中系统”聚焦于空中作战,“云”的推进者——美国退休空军中将大卫·德普图拉(David Deptula),米切尔航空航天研究所所长(他是“沙漠风暴”计划小组成员,基于效果的作战概念的发明者和对空中力量的不懈拥护者)在2013年提出了“作战云”的概念,称之为“ISR/打击/机动/维持综合体,有可能开创一种完全不同的作战架构”。德普图拉认为,这种“云”不仅是空中力量的驱动力,也是跨域协同效应的驱动力,这是过去10年来美国作战理念的口头禅。

2016年,美国空军空战司令部制定了空中力量作战云的初步构想。它将其定义为“作战空间内用于数据分发和信息共享的总体网状网络,每个授权用户、平台或节点透明地贡献和接收基本信息,并能够在整个军事行动范围内利用这些信息”,在这个问题上,“作战云”本身非常先进——可能是最先进的,“作战云”并不包括外包数据存储和托管应用程序,也不包括服务器虚拟化,这是商业云的特征,即使这些元素可以实现。最重要的是,它要存储和访问大量的数据,在一个共同的环境中托管在多个不同的数据源上,并提供工具来提取数据传达的相关含义,从多个领域关联数据,特别是使用大数据技术和人工智能。

因此“作战云”必须允许作战平台和单元访问以前仅在战略层面上对作战人员可用的工具。

“作战云”——网络中心战概念背后的愿景新表达

根据这些定义,“作战云”似乎只不过是塞布朗斯基上将和约翰·加茨卡在1998年提出的网络中心战概念的延续,这一概念成为美军数年来“转型”的核心概念。网络中心战假定传感器、指挥与控制(C2)等单元和效应器的网络化在作战中具有决定性优势。

网络中心战假定传感器、指挥与控制(C2)等单元和效应器的网络化在作战中具有决定性优势

2004年,美国国防部重新定义了一套新的规则,描述了以网络为中心的联合作战:

  • “信息优势战第一”:对信息优势战胜敌人的至高无上追求;

  • “高质量的共享感知”:在参与者范围内发展共同理解和态势感知;

  • 通过共享感知的开发,实现低层级军队的“动态自我同步”;

  • 更快速地执行非线性作战,通过分散和“去块”的军队达到预期效果;

  • 将作战、情报(特别是情报、监视、侦察,ISR)和持续性保障相结合,将联合能力融合到最低战术水平(最近重新设计的“多域”作战),从而压缩战争等级;

  • 通过将传感器压缩至决策者到射手的时间线,将信息优势转化为相对于对手的决策优势,从而实现快速指挥。

以网络为中心的联合作战

诚然,“军事事务革命”支持者所设想的网络化所带来的巨大影响已经深入到伊拉克和阿富汗战争中。然而,在战术层面上,这些假设中的许多场景已经被事实充分验证。从那时起,网络中心战的发起人设想了另一个信息管理周期:任务、发布、处理、使用(TPPU),在这个周期中,面向任务的传感器将数据发布到网络上;用户根据自己的具体需要接收、处理和使用数据。这或多或少是“作战云”中所设想的。

当前的战术数据链(TDL)允许网络中心战的初始实现,但对信息共享构成了限制

目前的空中资产网络是基于战术数据链系统,主要是众所周知的Link-16,它允许多国互操作。Link-16已经真正改变了空中作战。因此,它使人们能够识别所有装备如此齐全的友军飞机,并建立一个单一战区空情图像。它使这些行动的进行更加灵活。10多年来,西方飞行员在飞行中经常收到有关其任务的关键信息,甚至是目标分配的变化。

Link-16已经真正改变了空中作战

然而,在许多方面,通信仍然有限。Link-16实际上涵盖了两个不同的方面:一方面,传输网络(连接不同平台上的车载终端)也包括大约50个格式化的操作消息(J系列消息、给出平台位置、警报、跟踪监控、任务控制和分配)的目录,以及“自由文本”功能,这些具体取决于平台。

当前和未来嵌入Link-16的平台

然而,Link-16是在20世纪70年代构思的,它确实经历了许多改进:通过卫星通信扩大了覆盖范围,与其他战术数据链的多网络网关、网络化武器(在Link-16上包含弹药用于引导移动目标)等等,Link-16网络仍然非常复杂,需要联合数据链路管理单元进行细致的管理。因此,它不像我们的电话网络那样是一个移动自组网络。它的带宽也非常有限,而且它的延迟很高。其他战术数据链消息传递系统提供的交换容量也有限。对此,“未来作战空中系统”项目负责人布雷顿(Breton)将军解释说,“FCAS创新的一个重要方面是网络化:在当前的‘阵风’中,飞行员主要使用自己的传感器和网络提供的一些信息。”因此,飞机获得的许多数据是不共享的,例如来自光谱系统或光电传感器的数据。

“作战云”:专注于作战数据的架构

在这个备受吹捧的“大数据”时代,云计算再次提出了这一网络中心战问题,大数据的特点在于五个“V”:容量(volume)、速度(velocity,连续流中的传输速度)、多样性(variety,格式)、准确性(veracity)和价值(value)。法国军事情报局局长费雷特将军(Ferlet)提到,战术用户面临被“数据海啸”淹没的风险。将大数据扩展到战术层面的原因在于,可将多种技术扩散到平台和部署部队层面:

  • 传感器能力;

  • 相同信号频率下可传输数据量增加;

  • 通过“软件定义”技术在使用电磁频谱方面具有更大的灵活性;

  • 增加给定容量上的信息存储容量;

  • 越来越多的基于机器学习的人工智能数据提取和自动处理软件。这将允许(至少从理论上和长远来看)对作战情况进行“预测性”分析;

  • 用于异构数据“融合”的工具和体系结构,不再基于简单的信息关联或混合,而是基于集成来自嵌入式或远程传感器的原始数据。这是第五代战机(F-22和F-35)飞行小组已经孤立使用的“融合战”;

  • 应用程序开发的多样性和速度。

大数据的特点在于五个“V”:容量(volume)、速度(velocity)、多样性(variety)、准确性(veracity)、价值(value)

这些技术导致了一种范式的转变:从一种网络控制数据量,同时也控制数据交换格式的逻辑转变为一种以其极端多样性成为主要参数的数据逻辑。2010年,美国时任参谋长联席会议主席登普西(Dempsey)将军强调了向以数据为中心的环境的转变。美国空军现在更喜欢说“数据决策”的循环,而不是“传感器-射手”的循环。

如果我们推断出测试美国海军以数据为中心的海军“作战云”所涉及的概念,那么将在空军“作战云”内交换的数据如下:

  • 来自不同平台的传感器数据(不仅来自雷达,还来自其他告警系统、电子支援措施和光电传感器);

  • 以前开发的情报产品;

  • 作战环境的其他关键数据(天气、地形等);

  • 云参与者系统的可用性和实例化性能数据(作战单元和平台、传感器、武器等的状态);

  • 与情报、环境或先前行动有关的“历史”数据。例如,我们可以提到产生时间地理点的主题基础(活动的地理空间化等);

  • 例如发布在社交网络上的与作战相关的开源数据,。

以数据为中心的海军作战云

正如大数据的第三个V表示的那样,数据不再需要从来源中提取,然后专门格式化以传输到战术数据链系统。为了利用各种格式的相关信息,美国多年来一直致力于数据战略。例如,其空军阐明了其战略,围绕着权威数据源的注册、信息编目和访问管理、基于元数据特征的信息之间关系数据库的开发这些可用源,当然还有互操作性和数据保护措施的发展。海军的测试基于商业部门使用的统一云模型,该模型将使用元数据进行源代码识别与根据通用数据模型和本体对内容进行分析相结合,从而允许更精确地回复用户请求。

因此,下一代战斗机、未来的FCAS作战飞机,将处于极端战术边缘的云节点,包括:

  • 为其不同的作战功能而设计的各种应用程序;

  • 自动化分析工具,可能与其他系统共享,通过其应用程序实现;

  • 通用服务也与其他系统共享,对飞行员透明运行;

  • 大量数据的存储;

  • 与其他平台和单元的通信网络连接,即“自形成和自愈”MANET网络。

下一代战斗机、未来的FCAS作战飞机,将处于极端战术边缘的云节点

这一信息系统将在很大程度上实现自动化甚至自主,因为其日益增加的复杂性将不再由机组人员管理,特别是在战斗情况下。布雷顿将军解释说,“在FCAS[……]上,网络对数据传输的管理将独立于飞行员进行,飞行员将看到融合的数据。因此,他将监督整个过程。”

为了从经验上描述“云”允许什么以及它对作战人员的易用性,人们经常会发现与智能手机的使用相比,任务的自动化程度有所提高,在从美国将军到法国将军布雷顿为代表的设计师和架构师解释中,都是如此。

逐步向战术云发展

“云”的建设不会一蹴而就,因为技术构建块目前正在开发甚至已经实现。这在美国显然是如此:即第五代战机的数据融合能力(融合战是F-35的标志)或美国海军从当前起逐步实施的架构(协同作战能力-CEC,然后是海军一体化防空火控-NIFC-CA,然后扩展到其他任务)。

协同作战能力-CEC

海军一体化防空火控-NIFC-CA

法国空军也采取了渐进式的方法来开发这种“云”,并将在2025年和2030年达到里程碑,旨在为FCAS的到来做准备。这就是Connect@宇航项目,它与阵风上F4标准的部署是齐头并进的。它的特别目标是采用更高速度的通信系统和附加的连接分支,包括采用新概念的弹药。该方案的目标是“更精确地探测敌方防空系统”,并“协同调整”效应器及其弹药在定位、导航和定时(Positioning, Navigation and Timing,PNT)降级环境中的轨迹和机动。目标是在未来十年内实施“全球空战系统”。此外,这些概念并没有设想会出现一种战术云,它将立即涵盖所有空中力量任务。“云”将再次增量地承担不同的作战功能,可能从共享的态势感知(改进当前战术数据链允许的内容)开始,并朝着预测分析方向发展,这将大规模地利用情报运行最复杂的对象和最大数量的数据,因此需要最多的复杂工具。

“云”的好处:近距空中支援任务的例子

谈到“云”的好处,这里可以举一个近距空中支援(Close Air Support,CAS)任务的例子。通常,CAS任务参与要素包括:1.“效应器”飞机(即用于实施支援攻击的飞机,如A-10“疣猪”攻击机);2.联合终端攻击控制员(Joint Terminal Attack Controller,JTAC),他们嵌入到地面部队中请求支援,然后协调或引导打击或支援行动,如果JTAC不在该区域,则可能包括前方观察员;3.联合兵种指挥官,在指挥中心运筹帷幄;4.“空中控制”网络,从JTAC延伸到空中作战中心或空中支援作战中心,包括部署在与地面部队指挥梯队连接处的军官,负责在规划阶段收集CAS的需求,并分配飞机进行作战。

美国国防高级研究计划局(DARPA)开展的提升CAS能力研究构想图

CAS作战过程如下:JTAC根据其本人或应其分队领导、观察员的要求,提出支援请求和空袭建议,由联合兵种指挥官确认。JTAC向作战中心发出请求,如果在规划阶段还没有这样做,作战中心将分配支援飞机。进入该区域后,支援飞机与JTAC联系;JTAC向支援飞机飞行员提供一份格式化的简报(称为“9行简报”,说明支援飞机需要遵循的航向、与目标的距离、高度、目标的描述和坐标、该区域的友军,JTAC将执行的标记类型)和附加说明:防空威胁、协调措施(例如,如果同时进行炮火射击支援)、所需的攻击方法。支援飞机飞行员会回读简报的一部分以示知悉。然后JTAC和他关联他们对态势的感知,并验证目标的获取。支援飞机飞行员执行JTAC的请求,JTAC则引导其开火。

JTAC利用数据链路向作战中心发出请求

实际上,在我们逐渐抽离的“全无线电”时代,JTAC和支援飞机飞行员之间的这种对话有时可以持续数十分钟,以确保飞行员击中正确目标而不会造成附带伤害。然而,这种作战模式仍然存在风险,特别是在发生沟通语言误解的情况下。

目前的解决方案涉及到数字辅助近距空中支援(Digitally Aided CAS,DACAS),换句话说就是使用战术数据链来减少这些误解和错误的风险,并加速决策循环,即使无线电仍然是解除或中止任务所必需的。JTAC使用可变信息格式(一种陆上部队选择的战术数据链)来传输其请求,因为它可以在传统的无线网络设备上进行广播。支援行动中心使用Link-16验证和分配支援飞机。如果支援飞机配备了这种战术数据链(大多数美国空军飞机不是这种情况),则“9行简报”的要素可以通过可变消息格式(VMF)报文发送,也可以通过几个Link-16报文发送。为了准备交战,作战支援飞机将通过Link-16询问由地面部队指挥中心(通常在旅一级)验证的蓝军跟踪服务器(该地区地面部队的精确位置),提取友军的位置。数字化还允许作战支援飞机在联系之前从JTAC接收上述简要信息和其他信息。当进行交战时,数字化允许JTAC对作战支援飞机目标吊舱传输的图像进行注释,以标记目标,并允许作战支援飞机在攻击前将其目标点传达给JTAC确认。然而,DACAS仍然面临着多重障碍:JTAC和作战支援飞机之间的不同安全级别(Link-16的秘密级别与战术地面网络的任务限制级别)阻止飞行员自动将数据集成到其导航/攻击系统中,要求飞行员使用单独的工具;最后阶段从服务器中提取的和从JTAC发出的数据的相关性等。

美国海军陆战队使用安卓平板电脑召唤空中支援

有了成熟的作战云,信息共享的速度和丰富性以及每个利益相关者的利用率都有可能提高。可以想象,JTAC将在早期阶段不仅共享请求和“9行简报”的要素,而且还共享3D容量(即空域容量的分布)、环境要素(地形、民用环境等)的表示和拟议战术方法的计算机模拟。JTAC会在“云”上发布所有这些信息,然后更新它。一旦知道被分配的作战支援飞机,JTAC就可以自动获得其传感器和武器在当前情况下的状态和能力,从而为打击做好准备。在指定的作战支援飞机上,飞行员将启动一个应用程序,自动从服务器上删除和更新这些要素,这些要素将被集成到作战支援飞机的导航和攻击系统中,该系统将根据飞机的进近航向为他提供建议的行动方案。一旦进入区域,作战支援飞机的导航/攻击系统数据将与JTAC的数据相关联,例如,为飞行员提供来自传感器的互补感知,甚至是来自他可能使用的无人机(有人驾驶的无人机团队)的互补感知,从而使飞行员和JTAC能够更好地分享情况。

我们还可以想象,这种数据贡献对于动态拦截任务,如打击协同与侦察(Strike Coordination and Reconnaissance,SCAR)任务的潜在附加值。更好地利用现有的分析,甚至能够根据历史和态势数据建立自己的相关性,可以对目前正在进行的不利行动方针的评估和任务执行的方向作出强有力的贡献。这种分析目前最多只能在任务规划的情报支持中进行。

“云”:FCAS有效性、弹性和效率的主要因素

从理论上来说,“云”是提高FCAS有效性的一个重要因素。空客FCAS作战顾问让-米歇尔·韦尼(Jean-Michel Verney,退役准将)认为,“空中平台上对信息的需求将首次取代战斗机飞行员口头禅中对速度的需求。”

由“云”实现的共享态势感知将是增加或加强信息优势(相对于对手)以及由此产生的决策优势(如网络中心战所假设)的一个因素。此外,它的相互联系以及由此产生的共享态势感知,有可能使法国国防采购局(DGA)战略总监卡罗琳·洛朗(Caroline Laurent)所呼吁的从连接作战向协同作战的全面过渡,法国空军正打算通过Connect@宇航项目逐步实现这一目标。协同作战是指将不同平台的能力作为一个单一的系统来实现,以提高对敌方系统的探测能力,并在行动和反应中更快、更有效地产生预期效果。因此,例如,一个平台可以根据其他平台上传感器的综合数据(如新平台所预示的那样)进行攻击。有效性的提高不仅反映在OODA循环的执行速度上。从CAS的案例中可以明显看出,更好地利用情报,更好地实时共享特定情况下部队作战能力的知识,以及协同作战能力,将提高预期效果的精度。

以色列拉斐尔先进防御系统公司推出的“火力编织器”解决方案可视为CAS的进化版本

这种作战云的实现还应引发作战指挥与控制能力的转变,这一问题多年来一直备受争议。空中作战传统上遵循双重原则:

  • 控制集中在联合空中作战中心(CAOC)一级(规划、制定空中任务指令,编排24小时内的“芭蕾舞”行动,动态开展这24小时的作战行动,然后对其进行评估),以便最好地管理有限的资源;

  • 执行是分散的,即部分在CAOC执行,部分委托给“作战管理”平台,如预警机、“效应器”等,以保证处理战术突发事件所需的行动自由。

凭借现代化的传感器,最新的战斗机已经成为“效应器”和情报、侦察与监视(ISR)平台。有了云端提供的态势感知和处理能力,这些飞机及其后继者将有能力主动出击,在许多观察家看来,使他们能够承担更多的局部作战控制,远远超出目前分散执行的范围,即接收目前在CAOC级别保留的一些权限。这就是“分布式控制”的概念。尽管与其他飞机的联系有限,美国F-35和F-22作为第四代战机的“四分卫”(美式橄榄球中临场指挥的球员,大部分的进攻由他发动,并有责任在大部分的进攻前发出暗号)据说预示着这一发展。然而,这些动向对指挥与控制职能的条令和组织的影响仍然有限。美国的一些利益相关者甚至考虑到一个“分解的C2”概念:一个更大的控制权分配,涉及彻底改革的决策周期,并且使现存的CAOC或预警机(AWACS)消失,这被许多人视为“极端”观点。相反,由于有些控制权下放在实践中可能已经存在,另一些则将“分布式控制”这一概念的范围减至最低。

传统上由E-3预警机、RC-135侦察机、E-8对地监视飞机组成的战场指挥控制铁三角,随着老装备的退役和功能强大的新装备加入,作战模式也在发生变化

协同作战和这些可能的作战控制重组被认为能提高空中力量在面对具有冗余探测和拦截能力的综合防空系统时的应变能力和灵活性,通过保证“杀伤链”中参与者的多功能性和分布性。这体现了一句格言:“一个网络必须要由另一个网络来对抗”。这也使得优化性能和所用空中力量的效率成为可能。这是一个特别重要的问题。与英国一样,法国的航空实力无疑是欧洲最大的,但仍显示出疲弱的迹象。这就是机载ISR能力的情况。交战/作战能力也是如此。法国国防部计划的225架作战飞机(空军和海军)部队结构必须能够根据主要交战方向的作战协议部署45架飞机(包括海军航空集团)。实际上,法国空军近年来一直在努力永久部署大约15架飞机。此外,要做到这一点,它必须把大部分维持资源集中在这些资源上,这使其难以恢复能力。换言之,法国空军能够在远程突袭中表现出色,并且随着时间的推移能够提供有限的支援,但已经无法单独开展战役行动。与此同时,几年来显而易见的是,美国参与法国的活动,已经从可以想当然的事情变成了令人担忧的变数。在没有美国空军巨大资源支持的情况下,一个有限的联合行动是完全合理的。如果从目前的系统向FCAS的过渡遵循法国空军及其合作伙伴经历的所有世代更替所看到的趋势,那么战斗机库存有可能再次减少,即使并入无人机可能能够弥补这种持续下降的情况。在这种情况下,“云”的贡献将更加关键。

如果从目前的系统向FCAS过渡是目前欧洲多国在着手研究的焦点

最后,目前只有西方和以色列空军在网络化空中行动方面展示了其专长。然而,这一进展并没有在FCAS的时间框架内确定下来。目前,Link-16能力已提供给所有美国合作伙伴(包括沙特阿拉伯、阿联酋、日本、韩国、巴基斯坦和中国台湾地区)。中国空军自然被认为已经开发了自己的战术数据链,巴基斯坦空军也开发了战术数据链。因此,我们正在目睹网络化作战行动的竞争环境逐步趋于平稳。

Link-16系统架构

然而,包括人工智能在内的大数据及其相关处理能力的发展是一个相当普遍的现象。因此,许多国家,不仅是西方国家及其最富有的伙伴,都可以机械地使用它。不发展这种能力就意味着要冒着长期面对对手信息劣势的风险。不可否认,法国军队已经遇到过这种情况,特别是在非正规战争环境中,但很少在战术对抗中遇到,也从来没有在空战中遇到过。因此,“云”似乎是军事竞争的一个重要里程碑。

“云”的主要风险:暴露于网络电子威胁的风险增加

走向云端并非没有风险。最主要的一个问题显然是网络电子攻击的威胁(即电子战和网络战的融合,这已经在理论上和技术发展的重点上得到广泛认可)。必须区分对通信网络和传感器的干扰威胁和可能影响整个“云”的攻击性网络战。

直到最近,Link-16还被认为是非常安全的抗干扰设备。然而,在这方面,信息技术的快速发展可以重新洗牌。C2和ISR领域的功能分布确实有助于对抗特定系统上的干扰行动,并减少这些行动对给定节点的影响。使用低检测截获概率(LPD/LPI)战术数据链将延长甚至增加干扰这些通信的难度。然而,这些新的战术数据链不能依赖于来自全球导航卫星系统(GNSS,如GPS)的授时,因为GPS作为同步工具容易受到干扰。在任何情况下,“云”的使用都将成为电磁环境中的一个挑战,而竞争对手自己也采用了灵活分配工作的“自适应电子战”程序。

抗干扰能力成为目前发展数据链的优先考虑的一个方向

进攻性网络战的威胁,无论是否涉及电磁频谱的利用,从长远来看,似乎更成问题。美国国防部作战测试与评估主任的报告定期反映了许多美国系统的“网络漏洞”,包括理论上考虑到这一威胁的最新系统,如F-35。然而,互连的倍增增加了电子侵入“云”层的可能性,并增加了系统性影响的风险。此外,通过将空中力量的竞争优势的很大一部分耦合到这种深度和广泛的网络中,“云”也增加了这种脆弱性的严重性。换言之,由于作战云对有效对手的防御能力不足,有可能导致空中力量系统瘫痪。

“云”与连接、互操作性和信息共享有关的主要挑战

首先,“云”面临的第一个主要挑战可能是它在这种极为有限的电磁环境中工作的能力,在这种环境中,作战行动常常会被降级甚至被拒止,而这些条件与电话网络下面的光纤和中继塔的坚固网格相去甚远。作战程序必须适应这种间歇性连接,例如,通过搜索战术数据链吞吐量进行补偿,加强异步传输,在任务规划中大量存储数据,以及可以在没有连接的情况下执行的协同作战模型。

随着大量数据往云端迁移,当前的数据链系统架构和终端也将演进

然后就是“云”中参与者之间的相互依赖问题。实现这种相互依赖首先需要空前的互操作性。然而,对于长期的观察家来说,目前大多数的演讲都是为了促进这一系统的未来到来,参与者之间的信息交流非常流畅,生动地回顾25年来在文献和简报中突出强调的数字化和网络中心战:对当前绩效的悲观评估总是遵循同样的目标。这种年复一年的重复,或在每一个旨在促进一体化的新项目之际,实际上表明了这些目标的高度难以捉摸的性质。美国的经验表明,制定标准不足以保证在机构环境中获得的系统与多个决策者之间的互操作性,这些决策者根据自己的体系结构时间表调整这些标准或制定路线图。

正如上面提到的战术数据链所示,互操作性确实取得了进展。简单地说,当一个组织或作战当局有足够的权力将其标准强加于其控制下的行动者时(例如,见“蓝军追踪”、“Link-16”或“导弹防御体系结构”的历史);当该当局的伙伴完全同意以最小的细节采用这些标准时,甚至与之配套的设备(例如使用Link-16的盟军);最后,在较小程度上,当某些任务的关键性得到认可时(如上述的数字辅助近距空中支援)。换句话说,互操作性是通过自下而上的过程,在某一特定武装力量的组成部分内,可能是其直接伙伴或机构进行的。然而,随着依赖模块化开放体系结构的信息系统的普及,这种情况正在改变,这种体系结构在理论上可以以更灵活的方式升级,并打算取代“客户”系统的并置。这些新系统是否能代表这一领域的真正进展,还有待观察。

当前DACAS所能提供的互操作能力

这就提出了FCAS云设计标准制定机构的问题。乍一看,有两种选择似乎是可能的。第一种是融入美国空军“积雨云”(cumulonimbus,基于F-35、联合空中层网络及其多网络网关、C2功能概念等),美国将机械地寻求在北约内部实施。这一选择再次提出了法国战略自主原则的问题。这也引发了法国国防工业和技术基础相当一部分的生存问题。第二种是法国国防部如前所述致力于发展自己的“积云”(cumulus)。在这种情况下,将出现与美国和北约架构的互操作性问题。除非目前正在开发的技术允许两个系统之间按需灵活连接。无论如何,这需要法国进行“云”的增量开发,同时也需要美国目前正在开发的“云”,这个标准问题很可能在FCAS成熟时得到最终解决。

美国和北约架构的互操作性也是FCAS发展必须考虑的问题

其次,假设技术和标准已经到位,相互依存就需要一种对称和开放的信息共享政策,特别是在建立在国际伙伴关系基础上的FCAS这种情况下。然而,促进获取情报产品将是一个永久性的挑战,来自不同国家的飞机上的传感器之间的“融合战争”也将是一个永久性的挑战。电子支援传感器尤其如此,其输入到信号情报(SIGINT)的数据是情报系统中最敏感的。实际上,这种共享政策(或者更确切地说,情报领域的交换政策)并非不言而喻,只有在最高当局明确规定的情况下才能实施。因此,它带来了在有限信息访问的情况下进行培训的挑战,以及在作战中存在不对称云的风险。

最后,还有“云”的边界问题。对FCAS作战云的一个主要担忧是,“云”在多大程度上会真正考虑到其他领域,目前被视为属于第二个“外部”圈。应该指出的是,大卫·德普图拉将军提出的愿景是多域云,不仅致力于空军,可能还包括太空和网络(许多其他空中力量参与者的跨域方法),而且也致力于陆、海军。正是因为每支部队的兵力有限,这一愿景与法国军队的关系更为密切。因此,“云”不仅应作为典型空中力量任务的功能,而且还应用于联合部队任务。关于上面提到的近距空中支援的例子,“云”通常应该包含更广泛的火力支援,其中近距空中支援只是一个过程,还包括陆、海火力。换句话说,FCAS云应该以与“蝎子”(法国陆军的一个作战信息系统)作战云集成为目标。当然,这一雄心壮志将使我们进一步陷入上述互操作性的混乱之中。然而,在高风险的战略环境中保持法国在欧洲最前沿的军事力量,以及在有限的联盟内保持一个框架国家的雄心,需要这种综合联合部队行动的能力,而“云”必须是其中的一个重要部分。