动态分析丨欺骗技术与美国空军的敏捷作战部署

渊亭防务 2024-09-22 17:08:54

2024年7月,美国海军研究所(U.S. Naval Institute)发布的一篇文章指出,美国空军已实施敏捷作战部署(ACE)概念作为其机动方案,以在与同级别对手的冲突中提高地面飞机的生存能力。根据该概念,飞机将分散部署在各个前线地点,并以快于对手杀伤链的速度出动作战。

然而,如果其对手利用人工智能(AI)和机器学习(ML)模型对来自持久性天基传感器的数据进行快速分析,就能极大缩短其杀伤链的响应时间,从而对美国空军的敏捷作战部署构成威胁。为了应对这种威胁并维持敏捷作战部署的可靠性,文章提出,美国空军必须将其与欺骗技术相结合,以拖延和迷惑对手,使其难以识别和锁定停放的飞机。

两个取得成功的条件兼问题

尽管敏捷作战部署很快便取得了成效,且其战术、技术和程序(TTP)经反复演练获得了改进,但不幸的是,回音室效应使美国空军人员不愿承认,敏捷作战部署的成功在一定程度上是建立在其对手的某些军事能力不存在这一假设之上的,特别是中国的部分军事能力。要使敏捷作战部署取得成功,必须满足两个不太现实的条件:

1. 美国空军可能面临的对手一定没有充足的远程火力来同时干扰多个空军基地。然而,问题在于,根据《陆军技术出版物7-100.3:中国战术》(ATP 7-100.3: Chinese Tactics),解放军火箭军(PLARF)是“世界上最大的导弹部队,拥有大量各类型导弹。”更重要的是,该出版物强调,解放军火箭军可能利用数百枚短程导弹来支持其战术级任务。

中国的军事条令和资源使其有能力打击美国停放在太平洋地区全部7个配备跑道的军事设施的军用飞机,以及美国在太平洋地区控制的14个机场(不包括阿拉斯加和韩国)上的任何飞机。解放军的远程同步火力对美国空军而言是个悬而未决的问题,这将影响其敏捷作战部署的成效。

2. 美国空军可能面临的对手完成杀伤链(包含发现、定位、跟踪、瞄准、交战和评估6个环节)的速度必须慢于美国空军进行下一次出击的速度。这里的问题是,通过使用人工智能,对手杀伤链的循环可能会快于美国空军的敏捷作战部署。因此,敏捷作战部署战术的一个关键规划因素是,每架战斗机每天最多进行一次出击,这是敏捷作战部署战术下战斗机能够持续的最大出击频率。图1展示了对手如何利用可从市场上获取的技术来取代耗时的人为工作,将完成杀伤链的时长缩短至24小时以内。与缺乏人工智能辅助的杀伤链相比,自动化流程在初期可能缺乏分析人员提供的判断和经验,但随着时间的推移,经过人工调整与优化,其性能将能够与有人参与的杀伤链相媲美。

图1. 人工智能辅助的杀伤链示意图

人工智能辅助的杀伤链依赖于广泛且近乎实时的天基传感器数据。过去的十年里,获取该数据的途径大幅增加。公共数据库显示,目前有1184颗地球观测卫星正在运行,其中331颗为中国所有或由中国运营。由于实现对地球的全面覆盖仅需50颗近地球轨道卫星,因此,在与几乎同级别对手的冲突中,中国利用卫星进行侦察几乎可以说是板上钉钉了。ATP 7-100.3推测,解放军战略支援部队“很可能会与中国国家航天局(China National Space Administration)和航天工业从业者密切合作,以开发军民两用的太空能力”。

此外,近地轨道上的合成孔径雷达也充分展示了其穿透视觉伪装拍摄高分辨率图像的能力,这将极大提升中国的观测信心。

自动化图像分析程序可利用来自天基传感器的图像数据库,执行杀伤链中的发现、定位、跟踪和瞄准环节。图2、图3和图4均显示了这种图像分析技术的成熟程度,几乎可以肯定的是,军用飞机的独特外形将能够被人工智能识别出来。

图2. 谷歌视觉API识别出停放在嘉手纳空军基地(Kadena Air Base)的F-35战斗机

图3. 谷歌视觉API识别出停放在嘉手纳空军基地的KC-135空中加油机

需要新的战术、技术和程序

敏捷作战部署需要新的战术、技术和程序。地面伪装、隐藏和欺骗(CCD)措施是具有成本效益的方法,可提高飞机的生存能力。文章提议,美国空军应从根本上改变机场地面操作,更新飞机的涂装方案,并使用诱饵飞机。

地面操作:飞机的地面操作须更具欺骗性。当在冲突地区对飞机进行地面操作时,应将飞机停放在专用机库、掩体和遮阳棚内。如果这无法实现,应随机选择飞机的停放位置,以防止对手轻易识别出飞机的数量。这不需要任何成本,且可能迷惑对手,削弱对手追踪飞机位置的能力。

涂装方案:在所有飞机上使用难以辨识的圆标和标记。从太空中读取的大号标识和数字(如图4所示)有助于对手识别和跟踪飞机动向。机身标记可在下一个大型维护周期以低成本更换,且应喷涂在机身下半部和机翼底部。

图4. 谷歌视觉API识别出停放在嘉手纳空军基地的KC-135空中加油机机翼及其附近的文字

诱饵飞机:准备一系列二维和三维诱饵飞机,以便在危机升级时部署。二维诱饵可能会迷惑对手的自动化系统。当二维诱饵被迅速识破后,对手很可能会把注意力直接转向实体飞机,但实际上,三维诱饵更加逼真,可以有效欺骗对手,至少可以延迟对手的杀伤链。最成功的情况是,三维诱饵吸引对手火力,从而保护真正的飞机和机库,并给予己方部队进行火炮反击的机会。然而,在反恐战争中,由于对手基本上缺乏利用高科技设备来观测和定位空军基地的能力,因此地面诱饵和传感器欺骗已不再使用,这导致美国空军在实施伪装、隐藏和欺骗措施方面已经落后。

伪装、隐藏和欺骗措施的效果

由于伪装、隐藏和欺骗措施的效果难以量化,因此许多美国空军人员不愿意实施仅有被动防御的敏捷作战部署。改变机场操作方式使其更具欺骗性或将机库“空壳化”可能本身并不会奏效。如果对手只发现机库、掩体和遮阳棚,就会理所当然地认为飞机停放在这些设施内,从而对这些设施发起打击,这与直接打击飞机本身的效果如出一辙。然而,强大的被动防御体系(包括顶部视线遮挡物和采用大量诱饵飞机的欺骗方案)在一定规模上是卓有成效的:当被动防御足够全面时,可以迷惑对手的自动化系统;当被动防御的覆盖范围足够广时,可以防止真实飞机和诱饵飞机被对手火力全数摧毁。即使被动防御的规模较小,也能提高飞机的生存能力,并且成本比主动防御低得多。

存在的反驳观点是,诱饵不够逼真,无法骗过能监测整个电磁频谱的传感器。即使在视觉上,它们也容易受到立体成像的影响。尽管这是事实,但也存在热信号和雷达信号可与战斗机相媲美的诱饵飞机。“盟军行动”(Operation Allied Force)关于塞尔维亚利用诱饵对付美国空军的战后报告也对“先进传感器区分形象更逼真、形式更先进的诱饵和真实目标的能力”提出了质疑。伪装、隐藏和欺骗措施可能只能些许延迟对手的杀伤链,但该延迟可能就足以维持敏捷作战部署的效用。

鉴于敏捷作战部署战术、技术和程序上的漏洞令人担忧,美国众议院军事委员会(the House Armed Services Committee)已要求美国空军提交一份详细说明敏捷作战部署缺陷的报告,并指出,“鉴于威胁激增以及空军独立于其他主要军种部署在偏远地区的计划,委员会担心关键资产缺乏足够的防空保护。”如果不做出改变,敏捷作战部署将受制于主动防空系统和不必要的任务支持,从而丧失其节奏优势。

军事欺骗技术专家巴顿·威利(Barton Whaley)表示,“在所有其他因素都相同的情况下,欺骗性更强的个人或队伍将永远获胜。”为此,他指出,美国空军必须加强军事伪装、隐藏和欺骗训练,从而使战术飞机能够在对手的武器交战区内机动作战。

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