美軍聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)研究

許曉劍,秦開兵,張銀鋒,蘇 周,付 瑩

(空軍預警學院,湖北 武漢 430019)

1 美軍聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)演進發(fā)展

美軍一直將保持電磁頻譜優(yōu)勢作為其“第三次抵消戰(zhàn)略”的重要方向,希望通過聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)概念創(chuàng)新,達到調整電磁頻譜領域的發(fā)展戰(zhàn)略、更新作戰(zhàn)條令、整合力量機構的目的,加速聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)能力生成,為美軍全球全域作戰(zhàn)提供有力支撐。

1.1 概念創(chuàng)新

911事件后,美國以“反恐”為由,先后對阿富汗、伊拉克等主權國家進行了大規(guī)模軍事打擊。戰(zhàn)爭中,出現了很多經典的電子戰(zhàn)戰(zhàn)例,在展現美軍強大電子戰(zhàn)能力的同時,也一定程度上暴露出美軍電子戰(zhàn)的不足。對此,美軍也針對性地進行了一系列整改和提升,但是,效果一直不太理想。究其原因可以歸納為2點:客觀上由于JP3-13《聯(lián)合信息作戰(zhàn)條令》的頒布,“將電子戰(zhàn)納入到信息作戰(zhàn)序列中”,使得美軍電子戰(zhàn)的獨立性不復存在[1],發(fā)展空間受限;主觀上由于長期與不對等對手的“反恐”作戰(zhàn),在電子戰(zhàn)方面始終保持著強于對手的壓倒性優(yōu)勢,使得美軍對自身電子戰(zhàn)能力的不足體會不深,主動求變的內生動力不夠。鑒于此,2009年美國防部做了2個大的動作:一是戰(zhàn)略司令部聯(lián)合電子戰(zhàn)中心發(fā)布了一份《基于電子戰(zhàn)能力的評估》報告,系統(tǒng)梳理了“美軍電子戰(zhàn)存在的34項不足并提出了解決方案”[2],試圖依托現有體制,從力量構成、作戰(zhàn)條令、裝備平臺等多方面對傳統(tǒng)電子戰(zhàn)進行改革;二是參聯(lián)會第43屆條令會議拋出了“聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)”新概念[3],希望以新的作戰(zhàn)概念來突破傳統(tǒng)電子戰(zhàn)發(fā)展壁壘。在美軍各種新的作戰(zhàn)概念創(chuàng)新過程中,美智庫一直都扮演著非常重要的作用,2010年老烏鴉協(xié)會在《21世紀的電子戰(zhàn)》白皮書中明確提出,要在傳統(tǒng)電子戰(zhàn)基礎上增加“電磁頻譜控制”,將電子戰(zhàn)的內容拓展到偵、攻、防、控4個部分。2015～2021年,布萊恩·克拉克先后發(fā)布了《決勝》系列四部曲,先后提出“低至零功率,電磁頻譜戰(zhàn)取代電子戰(zhàn)”“電磁戰(zhàn)”“電磁戰(zhàn)斗管理,有人/無人系統(tǒng)組網”“以決策為中心的規(guī)劃方法”等創(chuàng)新觀點。這些新的觀點,通過智庫與美軍、政兩界的緊耦合關系,在一定程度上左右和影響了上層的政策走向,為聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)的后續(xù)發(fā)展奠定了思想基礎。圖1所示為美國聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)演進發(fā)展標志性事件。

1.2 戰(zhàn)略引領

主要體現在美國的政府和國防部2個層面的互動上,先是2012年美國政府問責局向眾議院武裝部隊委員會提交了《國防部應加強電子戰(zhàn)管控》報告,指出“國防部的電子戰(zhàn)戰(zhàn)略不全面,沒有建立起國防部范圍內的電子戰(zhàn)管理框架”,并“要求國會督促國防部加強對電子戰(zhàn)的關注”。作為對報告的回應,國防部發(fā)布了2013版《電磁頻譜戰(zhàn)略》。2014年,美國出于“亞太再平衡”的需要,提出“第三次抵消戰(zhàn)略”,明確要“依靠新概念、新技術”來“改寫游戲規(guī)則”。電子戰(zhàn)作為“第三次抵消戰(zhàn)略”重要方向,在年度的《國防授權法案》中的分量逐年遞升?！?017財年國防授權法案》要求“國防部制定新的電子戰(zhàn)戰(zhàn)略”。作為對《法案》的回應,國防部長阿什頓·卡特簽署并發(fā)布了2017版《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》,正式“將電磁頻譜確立為與陸、海、空、天、賽博一樣的獨立作戰(zhàn)域”?！?019財年國防授權法案》進一步助推了電子戰(zhàn)的轉型發(fā)展,要求國防部“更新《電子戰(zhàn)戰(zhàn)略》”,據此國防部于2020年將13版和17版的2個戰(zhàn)略進行整合推出《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略》,在戰(zhàn)略層面完成聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)相關概念的更替,進一步統(tǒng)一了思想和認識。緊接著,2021年美國防部長奧斯汀簽署了《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略實施計劃》,對電磁頻譜作戰(zhàn)的能力生成和機構調整給予了政策支持。

1.3 條令迭代

美軍非常強調用法規(guī)“實化”軍事理論創(chuàng)新成果[4],按照慣例,一旦某一作戰(zhàn)概念寫入了作戰(zhàn)條令,就意味著該概念正式被美軍承認和接受,進入實質性操作階段。2012年,美參聯(lián)會先后頒布了JP3-13.1《聯(lián)合電子戰(zhàn)條令》和JP6-01《聯(lián)合電磁頻譜管理行動》,標志著聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)被正式寫入條令。2020年7月,美參聯(lián)會發(fā)布了JP-85《聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)條令》,同時廢止了JP3-13.1和JP6-01,標志著美軍由電子戰(zhàn)全面轉向聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn),具有重要的里程碑意義。此外,除了在國防部層面,其他各軍種也相繼發(fā)布了自己的電磁頻譜作戰(zhàn)的相關條令,積極推動聯(lián)合條令在本級的落地和具化,例如陸軍先后發(fā)布了FM3-38《網絡電磁行動》野戰(zhàn)條令、ATP6-02.70《電磁頻譜管理作戰(zhàn)行動技能》、FM3-12《網絡與電子戰(zhàn)作戰(zhàn)條令》、FM3-12《網絡空間行動與電磁戰(zhàn)作戰(zhàn)條令》,更新了AR525-15《網絡電磁行動軟件重編程》規(guī)定等。

1.4 機構重塑

與概念、戰(zhàn)略和條令更新迭代相配套的,是職能機構的改革重塑。美軍最早提出“電磁頻譜作戰(zhàn)”的意圖,是將電子戰(zhàn)與電磁頻譜管理進行整合,這就需要一個統(tǒng)一的機構,所以在戰(zhàn)略司令部下面設立聯(lián)合電磁頻譜控制中心,實現電子戰(zhàn)和電磁頻譜管理整合。2012年,政府問責局發(fā)布了關于電子戰(zhàn)管控的報告,作為對報告的回應,美國防部責成國防科學委員會進行專項研究,梳理形成了《21世紀復雜電磁環(huán)境下的軍事行動》報告,建議“在國防部層面成立電子戰(zhàn)執(zhí)行委員會”。據此,2015年3月國防部電子戰(zhàn)執(zhí)行委員會成立,負責電子戰(zhàn)的政策制定、資源統(tǒng)籌、機構改革。為了評估和督促國防部推進電子戰(zhàn)能力建設的成效,《2019財年國防授權法案》中,要求“在國防部層面成立電磁頻譜作戰(zhàn)跨職能小組”,監(jiān)督電磁頻譜戰(zhàn)略的實施,這進一步促進了美軍電磁頻譜作戰(zhàn)能力的建設和躍升。2020年12月,美政府問責局在《電磁頻譜作戰(zhàn):國防部需要采取行動以確保優(yōu)勢》報告中指出,“國防部制定的13版和17版《戰(zhàn)略》沒有全面落地”,對于20版《戰(zhàn)略》的推動“具體由哪位國防部官員負責,在現有的法律體系框架內也沒有明確授權”,要求“國防部指派一名有適當權限的高級官員監(jiān)督長期戰(zhàn)略的實施”,2021年7月國防部在《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略實施計劃》中明確“參聯(lián)會副主席作為指定官員負責20版《戰(zhàn)略》的實施”?！?021財年國防授權法案》中要求“國防部在兩年內將與電磁頻譜作戰(zhàn)相關職能從戰(zhàn)略司令部移出,轉交到國防部其他合適部門”,建議“國防部組建獨立的電磁頻譜作戰(zhàn)新機構”,業(yè)內普遍猜測,后面很可能成立第12個一級司令部電磁頻譜作戰(zhàn)司令部。

2 美軍聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)典型裝備能力特征的邏輯關系及問題分析

從2014年克里米亞危機時黑海海域的空海電子博弈,到2015年俄羅斯介入敘利亞,再到2022年俄烏沖突,美俄之間已在多個時間節(jié)點、多個場合直接或間接地進行了多場電磁頻譜領域的交鋒。結果表明,美軍及其代理人在美式裝備的加持下并不具備明顯的跨代優(yōu)勢。俄軍的電磁頻譜作戰(zhàn)能力,使得美軍在電磁頻譜域的機動自由受到了極大挑戰(zhàn)。因此,美軍為了鞏固和強化電磁頻譜優(yōu)勢地位,推出了《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略》和《電磁頻譜優(yōu)勢戰(zhàn)略實施計劃》,持續(xù)加大技術上的研發(fā)創(chuàng)新,發(fā)展了一批具有網絡化、靈巧化、多功能、小型化和自適應等特征[5]的電磁頻譜作戰(zhàn)創(chuàng)新技術和武器平臺。

通過追蹤、分析這些技術和平臺,可以發(fā)現美軍是有具體指向的。2022年10月12日拜登政府發(fā)布新版《國家安全戰(zhàn)略》,明確指出“中國是美國的唯一挑戰(zhàn)”,在面對擁有“本土優(yōu)勢”和“反介入/區(qū)域拒止”能力的相當對手時,美軍存在以下3個問題:

一是大型裝備的臨戰(zhàn)部署,機動調整問題。這一點我們從俄烏沖突的相關報道中就可以發(fā)現,在早期的全面突擊階段,由于遠離俄烏邊界,俄軍先進的電子戰(zhàn)裝備發(fā)揮的效能非常有限,電子戰(zhàn)的報道也不多;到了現在重點防御階段,俄軍將戰(zhàn)線收縮到赫爾松、哈爾科夫等靠近俄烏邊界處,這些電子戰(zhàn)裝備得到了有效部署,其作戰(zhàn)效能也得到了充分發(fā)揮,后續(xù)的相關報道也多了起來。未來“大國沖突”,美軍要在遠離本土上萬公里外展開兵力,大型裝備的臨戰(zhàn)部署、機動調整問題更為突出。

二是航母、大型水面艦船、預警機、電子戰(zhàn)飛機等大型高價值目標的戰(zhàn)場生存問題。它們特別容易遭受對手多平臺立體偵察定位、電磁攻擊、火力殺傷等。特別是航母,從近幾場局部戰(zhàn)爭來看,美軍除了依靠海外基地,其航母發(fā)揮了關鍵作用。未來“大國沖突”,為了確保航母的安全,其部署地點必然是遠離沖突地域的后方,造成其艦載武器前推距離過遠,突防突擊風險增大。

三是能力與成本的平衡問題。俄烏沖突發(fā)展到現在,表現的不是一面倒的摧枯拉朽,而是勢均力敵的消耗拉扯。未來“大國沖突”,在美全面介入的情況下,發(fā)展到最后很可能也是這樣的持久戰(zhàn)、消耗戰(zhàn),那么此時像B21、F22、F35這樣的性能優(yōu)越、價格昂貴的武器平臺固然重要,但是網購軟件上廉價易得的民用可消耗平臺其實也很重要,所以在當前全球經濟低迷的情況下,需要綜合考量消耗、能力與成本的平衡問題。

鑒于此,大力發(fā)展低成本的小型無人智能化裝備是大勢所趨,比較典型的有DARPA的小精靈項目,通過大型運輸機投放,實現敏捷部署,可執(zhí)行偵察、干擾和攻擊等任務。如圖2所示,同等技術條件下,裝備平臺小型化、硬件設備量的減少必然造成作戰(zhàn)能力上受限,可表現為:

圖2 典型裝備能力特征的邏輯關系

一是航程小,機動性差,留空時間不夠,這就需要通過大型運輸機或其他機動平臺來接力投送。

二是功能單一,這就需要網絡化,將一次性投放的偵察、干擾、打擊、評估等不同功能的無人機組成蜂群協(xié)同工作,實現能力集成。

三是偵察距離不夠,受限于載荷和外形尺寸,天線的口徑不大,可采用共形天線技術和空間合成技術,以蜂群的方式將小孔徑天線在空間合成大孔徑天線,增加天線的增益,從而提高偵察距離。

四是數據的處理能力不足,可采用2種方式:一種是小前臺、大后臺方式,依靠后方大型智能化系統(tǒng)的強算力支撐,但對遠距離通信要求比較高;另一種是依靠蜂群內部低截獲通信,構建分布式處理體系,合理優(yōu)化蜂群內部的算力資源,處理優(yōu)化后的精簡數據再回傳給后臺進行進一步處理。

五是干擾功率不足,在抵近的同時,可依靠合成的大孔徑天線,將每個小平臺的干擾能量進行空間波束合成,聚能形成較大功率的干擾信號施放出去。

六是干擾策略不好,可利用構建好的基于認知的智能化處理系統(tǒng)對干擾對像的信號進行分析、識別,自適應生成最佳干擾波形和干擾策略,這種方法時效性要求高,需要前后臺的算力支持和完備的頻譜數據庫。

七是彈藥載荷不大,毀傷效果不夠,需依托蜂群內部光電傳感器,對毀傷效果進行評估,制定最佳攻擊方式和參戰(zhàn)平臺數量,剩下的無人機可動態(tài)重組。

通過分析可以發(fā)現,美軍在進行聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)技術研發(fā)上是有內在邏輯的,其技術的先進性、超前性不言而喻,但是技術的缺陷也很明顯,可具體歸納為以下3點:

一是對無線通信的高度依賴問題。一方面,現階段人工智能的智力還不夠,小型化、完全自主的無人裝備還沒有,需要人在回路進行控制;另一方面,戰(zhàn)爭權的歸屬問題,不管無人裝備的智能化水平發(fā)展到什么階段,決定打還是不打的最終決策者應該是人。所以,分布式的無人裝備,不管是系統(tǒng)內部,還是前后臺之間,都需要依靠無線接入的方式進行指令和大帶寬數據的交互。在戰(zhàn)時,其面對具有“本土優(yōu)勢”的同等對手,易遭受強干擾壓制或精準火力毀傷。

二是接力投送問題。在后方的航母或基地到前方的作戰(zhàn)地域之間,需要水面或空中大型平臺進行接力投送,比如說運輸機、加油機等,這些接力的平臺極易遭受對手立體火力的打擊。

三是小型平臺防護能力不足問題。小型化設備的硬件量有限,外形結構與大型裝備相比較為脆弱,在信號的偵收通道和數據處理模塊,采用大量的軟件無線電技術來壓縮電子硬件,整個系統(tǒng)抗飽和過載能力不足,在戰(zhàn)時,面對具有“本土優(yōu)勢”的同等對手,易遭受激光或定向能武器的燒穿或壓制。

3 結束語

未來戰(zhàn)爭,敵我雙方在戰(zhàn)場上將投入大量電磁頻譜作戰(zhàn)裝備,電磁頻譜優(yōu)勢與戰(zhàn)爭勝利緊密耦合。美軍作為聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)的踐行者,在推動作戰(zhàn)概念創(chuàng)新向作戰(zhàn)能力生成乃至實戰(zhàn)運用上,付諸了大量的努力。研究美軍“聯(lián)合電磁頻譜作戰(zhàn)”的概念演進、典型技術裝備發(fā)展,對我軍電磁頻譜裝備發(fā)展和作戰(zhàn)能力提升具有重要意義。