重塑美国军事竞争力：马赛克战——美军未来作战新构想

随着人工智能等高新技术驱动武器装备快速发展，美国长期保持的军事竞争优势受到很大冲击，并且美国已很难通过构建下一个更大、更快、更具杀伤力的作战平台来解决所有面临的新问题，当前迫切需要一种新的范式来打造更具杀伤力的作战体系。

重塑美国军事竞争力：马赛克战——美军未来作战新构想

• 1. 摘要
  • 1.1. 2017年8月，美国国防高级研究计划局（DARPA）首次对外公布美军马赛克战的新构想；
  • 1.2. 2018年9月，在DA RPA成立60周年大会上，DARPA所属战略技术办公室主任蒂姆·格雷森强调，要全面推进马赛克战作战概念；
  • 1.3. 2019年9月，受DARPA委托，米切尔航空航天研究所所长、前空军退役中将大卫·德普图拉发布《重塑美国军事竞争力：马赛克战》研究报告，较系统全面地阐述了马赛克战及相关内容，有力推动马赛克战概念成为各军种转型建设的重要依据。
• 2. 概念内涵和支撑项目
  • 2.1. 背景
    • 随着人工智能等高新技术驱动武器装备快速发展，美国长期保持的军事竞争优势受到很大冲击，并且美国已很难通过构建下一个更大、更快、更具杀伤力的作战平台来解决所有面临的新问题，当前迫切需要一种新的范式来打造更具杀伤力的作战体系。
  • 2.2. 基本内涵
    • 马赛克战主要借鉴马赛克简单、多功能、可快速拼接等特点，实现大量低成本、单一功能武器系统的动态组合、密切协作及自主规划，形成一个按需集成、极具弹性的作战体系，能够有效防范他国对手打击并瘫痪美军关键信息网络节点，以及支撑与他国对手进行全方位的体系化作战。
    • 马赛克战与马赛克拼图的思路类似，从功能角度将各种传感器、通信网络、指挥控制系统、武器系统或平台等视为马赛克碎片，借鉴马赛克拼图简单、可快速拼接等特点，以颠覆性通信、网络和软件集成技术为基础，依托各种具有不同物理层协议的异构网络，将若干马赛克碎片聚合成高动态性、高适应性及高复杂性的分布式、多域作战体系，从而有助于主导作战优势，从更高层次降维打击对手。
  • 2.3. 主要特点
    • 第一，实现平台功能快速迭代升级。当前美军的作战体系，主要围绕“大而全”的核心武器装备打造设计，虽能成倍提升体系作战能力，但也成为决定美军成败的“命门”所在。
      • 核心武器装备开发周期长、研制费用高、升级维护复杂，如美第四代F-35战斗机，从研发到全面列装历时20余年，总耗费已超过千亿美元。与此同时，这类核心武器装备系统继承性强、结构设计过于精密，如果要对装备进行升级改造，还将面临集成装备的系统性重构，耗费巨大时间和成本，面临极大的风险挑战且难以及时融入最新技术发展成果。而日新月异的科技发展，不断催生拥有前沿科技成果的新式装备，耗费巨大资源打造的核心武器系统可能在交付之日就已过时，由此迫使美军改变研发武器装备和兵力设计模式。马赛克战将使美军从以往强调“大而全”的高性能平台转变到强调“小而散”的先进科技支撑下的低成本平台转变，能够有效降低研发费用、缩减开发时间，形成快速研发采办、快速部署迭代的装备设计新模式。
    • 第二，适应拒止环境增强体系鲁棒。当前美国正在从反恐战略向大国竞争战略全面转型，潜在战场环境已经从拥有绝对海空优势向拒止作战环境转换，迫切需要适应新的作战对手及战场环境。
      • 作战体系的强鲁棒性是美军取得战场优势的核心关切，特别是面对中俄等高端对手，对寻找“如何在未来混沌、复杂的世界中赢得战争”的方法更为迫切。马赛克战将综合作战架构马赛克化为单个作战“组件”，可以在复杂战场环境中快捷、高效地组合配置，形成极具弹性的作战体系，从而有效应对拒止环境下的威胁。即便在作战过程中某些“组件”被干扰、摧毁，仍能够快速自我重组，实现弹性化持久作战能力。
    • 第三，通过力量聚合提升作战质效。当前作战行动过于依赖某些拥有关键能力的武器，但如果这些关键武器被损坏或击毁，将可能成倍降低整个作战体系威力。
      • 例如，当前美军现役F-22战斗机数量仅为186架，一旦在反介入/区域拒止环境下与中俄等高端对手进行中高强度作战，这种高端武器数量短缺的问题将异常突出。马赛克战强调不过于依赖某一先进平台，而是注重以创新的方式改造已拥有的装备来压制对手，注重提升大型高性能无人机、无人僚机、无人机蜂群等智能化装备在作战中的地位作用，注重发挥有人－无人协同作战优势。美军评估认为，经过马赛克化改造的数千架第三代主力战机，配备“忠诚僚机”项目支撑下的无人作战平台（如XQ-58B女武神无人战斗机）进行协同作战，就足以产生极为强大的作战效果。
    • 美军通过兵棋推演用于探索马赛克战
  • 2.4. 支撑项目
    • 目前，美国国防部实施的与马赛克战相关项目共32个，其中重点支撑项目7个。
    • 一是复杂适应性系统组合环境。通过探索能够深入理解系统组件交互行为的算法，提供专业化的系统行为视角，以实现对动态、突发环境下的实时响应。通过构建数学模型提供系统行为的统一视图，使用通用组件以适应动态环境，从而解决马赛克战现有及新研系统间的协议组合问题。
    • 二是体系综合技术试验。谋求在体系架构研究与分析、综合集成技术研究两大领域的创新突破，聚焦发展支撑分布式空战概念、架构和技术集成工具，基于现有航空系统能力，使用开放系统架构在各类有人、无人平台上分散关键的任务功能，如侦察、定位、通信、打击等，并为相关任务模块和平台提供统一标准和工具，从而实现各组件的快速升级和替换。
    • 三是对抗环境弹性规划与评估。基于分布式作战进行开发，期望解决不确定战场环境下的自适应、弹性等问题，能够解决马赛克战概念中战斗管理的指挥与控制问题。该项目面临的挑战是开发在通信中断和高度不确定环境下进行有效协调的工具。
    • 四是任务优化动态适应网络。旨在解决通信网络中机载无线电网络彼此不兼容、无法实现信息在多种类型的系统中自由无缝流动的难题。该项目基于分布式动态作战任务的复杂性而设计，目标是开发动态适应网络技术以实现所有机载系统之间的信息畅通。
    • 五是空战演进。围绕人机协同中的自主能力和指控交互信任程度开展研究，旨在发展空中视距内的自主化机动能力。该项目拟在5年内分3个阶段，围绕阿尔法空战格斗竞赛，重点突破以下4个技术瓶颈：用于局部行为的自主作战系统；模拟和测试飞行员对空战格斗中自主作战系统的信任程度；在全局行为中使用并信任自主化系统；建设具有作战代表性的全尺寸飞行器实验基础设施。
    • 六是多元马赛克。旨在发展网络及数据管理工具，用于自动建立跨域网络和管理信息流，以支持动态自适应效果网。该项目还致力于解决可能增加延迟并限制互操作性的多级安全配置问题。
    • 七是自适应杀伤网。重点关注战术决策支持，帮助用户在不同物理作战域中选择传感器、效应器和支撑元件，以形成自适应杀伤网，并确保战场情况发生变化时具备自主调整分配能力
    • DARPA将AI技术用于空中缠斗演习，其优势明显优于人类
• 3. 对军事领域的主要影响
  • 3.1. 概论
    • 实施马赛克战，能够构建一种可扩展、自适应及具备多域杀伤力的作战新模式，为美国各军种提供更为强大的作战能力。
  • 3.2. 更广泛的分布作战
    • 马赛克战是分布式作战的高级形式，包括两个方面。
    • 一是实现作战兵力在空间层面的广域化分布。马赛克战继承了海军分布式杀伤、空军分布式作战等概念，将具有多重功能的作战平台或作战力量马赛克化为大量小型廉价的作战组件，实现作战力量在更广域空间的分散化部署。
      • 如将F-35战机OODA杀伤链进行拆分，将航母集群编队作战改为多个小型舰艇群的分布式作战等。由于这些平台分散部署，处于不同的地理方位，给作战带来了很多新变化。在进攻作战中，巡航导弹、无人机群等凭借兵力分布优势，可以对敌方目标实施全方向打击；在防御作战中，马赛克防御体系可以进一步拉大部署间距，既有效扩大防御面积，又能提升防护及生存能力。
    • 二是推动作战流程在时间层面的节点化分离。美军认为，所有成功的进攻行动都具有突然性、集中、节奏及大胆4个方面的特点。马赛克战旨在将原有一体化的OODA杀伤链节点化分离，形成独立的侦察、定位、决策及行动组件，并使这些节点具有可互操作性、兼容性和易互换性，最终实现从OODA杀伤链向OODA杀伤网的巨大转变，由此将极大提速作战流程节奏，大幅增强指挥对抗能力和部队快速反应能力。
  • 3.3. 更全面的多域作战
    • 马赛克战是一种基于技术愿景，利用动态、协调和高度自治的可组合系统，创造适应于满足所有场景、实时响应需求、以多域对单域的作战概念。这一概念设计将推动单域、单军种作战进一步向多域、多军种作战融合转变。
    • 一是深刻影响未来陆战。马赛克战与美陆军多域作战的底层架构设计非常类似，均强调以任务为中心对现有作战体系的重构，谋求打破军种、作战域之间的界限，全面提升陆战领域的作战能力。
      • 例如，美空军F-3 5战斗机在橙旗评估演示期间，成功与美陆军作战指挥系统的空中导弹防御分系统进行了信息传输。F-3 5战斗机好比一架小型预警机，能够在远超地面防空雷达的搜索范围内发现敌方目标，将目标信息传给地面防空系统，由防空系统选择合适的武器进行拦截。而当地面部队遭到敌方炮兵或导弹袭击时，F-35战斗机还能发挥反炮兵雷达作用，快速定位敌方火炮位置，传输给己方陆军并引导远程火炮发动反击。
    • 二是全面影响未来海战。海战本身包括了空中、地面、海上和海下等多种复杂环境下的作战行动。
      • 马赛克战具备整合各域作战平台的强大能力，既可以融和水面舰船、海军战斗机、水下潜艇等传统海战力量，还可融和陆地远火、空军作战飞机、太空系统武器等其他军种作战力量，由此将使得未来海战中，美海军在充分提升自身作战能力的同时，还给作战对手提供了更加难以辨别应对的复杂环境与挑战。
    • 三是颠覆影响未来空战。马赛克战旨在统一传感器、通信中枢、火力平台的交互操作标准，形成具有高度自组织性、自修复性且由大量单一功能平台组成的弹性作战体系，这将对现有空战样式带来颠覆性的变化。
      • 例如，F-22、F - 3 5 战斗机等作战职能将会按照传感器、电子战、空战、对地打击等功能进行马赛克化拆分，并逐步成为美军网络化的节点与触角，通过人工智能驱动的自适应网络与同样单一功能的无人作战平台进行融合匹配、动态组合及自主规划，从而有效拓展作战经纬度、全面提升打击效果。
  • 3.4. 更高效的敏捷作战
    • 灵活性、快速性、协调性、平衡性和融合性是美军敏捷作战的5个核心特点。马赛克战不强调研发新一代装备、打造新一代体系，而是注重在现有装备基础上，将各类作战系统马赛克化为功能单一、灵活拼装、便于调换的“积木”或“像素”，构建动态协调、高度自主、无缝融和的作战体系，可以更为高效地实现敏捷作战的能力需求。
  • 3.5. 时间武器——高效响应编组计划
    • 借助马赛克战能力，指挥官可以在战场上快速规划和构建装备体系、部署兵力及实施后装保障，作战体系的构建周期降低到以天、小时甚至分钟为单位。
    • 这种速度完全超出传统指挥人员对于塑造战场力量体系的认知能力。美国国防高级研究计划局声称，以往海军陆战队组建并训练一支典型的下辖3个排的空地任务连的时间通常是18个月，而在马赛克战概念下，时间可能缩短为几小时甚至几分钟。
    • 马赛克战概念示意图
  • 3.6. 自主接入——注重开展能力融和
    • 实施马赛克战尽管不强调研发新武器装备，但仍将致力于发展颠覆性通信、网络和软件集成技术，实现作战体系的自主化构建。
    • 主要包括：一是构建具有不同物理层协议的异构网络，提供跨陆、海、空、天等物理域的全球互操作能力；
    • 二是实现去中心化的马赛克后勤装备保障，提升保障的灵活性、生存性和适应性；
    • 三是发展自主化、智能化的战场资源管理、任务规划与执行系统工具，降低作战人员对于马赛克战系统工具的培训难度，减少指挥官对底层装备具体性能和操作知识的需求。
  • 3.7. 升级对抗——增加对手认知困难
    • 马赛克战能够以近实时化速度构建力量体系，根据作战任务快速优化作战体系，制造复杂多变的战场态势，从而增加战场的混乱性和不确定性，将使对手持续陷入侦察、判断混乱，延迟对手决策、行动能力。
    • 如在空中作战中，以4组共8架有人－无人战机组成空中编队，分别执行电子光学侦察、雷达光电对抗、诱饵干扰、网络通联、预警决策、火力打击等任务，敌方雷达虽然能够发现该空中编队，但因难以分辨具体作战任务分工，无法预测编队作战目的、航迹和接下来的作战行动等，容易导致丧失交战主动权。
• 4. 牵引未来兵力设计
  • 4.1. 主要兵力
    • 马赛克战实质是一种基于体系对抗策略的兵力设计概念，旨在充分满足未来高强度环境下的动态变化的作战需求。基于马赛克战概念进行兵力设计，主要包括以下内容。
  • 4.2. 规模化部署分布式平台
    • 与少量高性能平台相比，分布式平台成本低、体积小，可支持大规模部署。
    • 尽管当前美军部队中的高性能平台能够很好地执行特定任务，但是其有限的数量限制了指挥官的战略选择。
    • 少量高性能平台的战场损失就会对作战进程产生重大影响，而将分布式平台规模化部署并与高性能平台协同作战，将能够大幅提升执行军事任务效率，有效降低体系作战的脆弱性。
  • 4.3. 创建多域混合特遣部队
    • 由分布式平台组成的多域混合特遣部队，能够以动态、协同的方式作战，使指挥官能够根据任务需要定制特遣部队，以更好地满足多样化冲突需求。
    • 多域混合特遣部队可以确保任一平台都不会成为单一故障点而导致体系能力降级。
    • 根据DARPA设想，多域混合特遣部队需要重点解决“有人－无人”协同作战、杀伤链功能拆分以及指挥官对多域功能模块的无缝指挥能力。
  • 4.4. 打造新型作战体系架构
    • 马赛克战部队并不追求使用新式武器装备，但强调必须革新现有作战体系架构。