新兴技术对美军瓦解敌人“反介入/区域拒止”能力构成挑战
知远战略与防务研究所
枕戈 编译
【知远导读】本文编译自美《联合部队季刊》2020年第2期。文章从美军角度,分析了多种新兴技术对进攻方与防御方的构成的优/劣势,并认为攻防平衡优势正在转向防御方,新兴技术对美军瓦解对手的“反介入/区域拒止”能力构成极大挑战。
当前,美国的对手正大力发展反介入/区域拒止能力,以此将美军拒于关键战略区域之外。反介入/区域拒止是指美国竞争对手使用的一系列传感器,反舰、防空和地面防御系统,以及远程打击火力,其目的是阻止美国抵近作战。中国设置了反介入/拒止区域,以阻止美国进入台湾海峡和中国南海。俄罗斯利用加里宁格勒、克里米亚、科拉半岛和千岛群岛的反介入/拒止区域封锁关键海上通道。过去,这些区域的弱点是指挥控制节点,这些节点故障将导致整个作战系统瘫痪。因此,针对这些节点,美国可利用精确制导技术发动快速、经济的斩首行动。摧毁这些节点将击垮敌整体防御,这也被称为整合瓦解。几十年来,攻防平衡都牢牢掌握在进攻方手中。然而,网络、人工智能、空间等领域的新兴技术发展正在将此平衡向防御方倾斜,这些区域变得更加危险。与此同时,在与非对等竞争对手进行了30年争斗后,美国可能高估了自己的远程打击能力。由于无法进行快速斩首,美国可能会被迫陷入旷日持久的消耗战,付出无法接受的政治代价。
反介入/区域拒止区域由情报、监视、侦察(ISR)、以及防御和进攻打击系统组成。使用ISR系统可发现来自防御打击系统的威胁。进攻打击系统可攻击敌基地、后勤和指挥控制基础设施,以拖延时间,帮助美军集结。诱饵和欺骗行动可增加反介入/区域拒止的效能,有利于地面防御并增加防御方的生存能力。将这些技术与新兴技术结合,防御将变得更加强大。防御方的主要战略目标不是击败美国,而是增加美国的作战成本,直至损失超过其潜在政治收益。
当前:优势在进攻方(美国)
传统上讲,防御方通过综合地面雷达、人工智能和地面侦察等手段获取作战图像。大国可利用机载预警和控制系统(AWACS)飞机来增强这些传感器效能,该系统由安装于大型客机、无人机和太空设备上功能强大的雷达组成。这些设备价格昂贵且数量较少,在冲突早期即成为高价值目标。发生冲突的第一个月,美国将摧毁大部分此类设备,迫使防御方依靠初级系统进行预警和目标瞄准。
对美军而言,主要打击能力始终是陆基和海基的空中力量。美国对手的解决方案是地面防空。这些防空系统依靠地面搜索雷达识别来袭目标和攻击雷达,为导弹防御系统提供目标。搜索雷达有许多弱点。首先它是静止的,因此覆盖范围有限,目标可以绕过它。此外,一旦开机,电子战飞机便能将其定位,使用反辐射导弹将其摧毁。根据历史经验,美空军可在空中战役一个月后压制敌防空力量。机载预警和控制系统飞机可增强地面搜索雷达的作战效能。这些飞机由于具有机动性,其生存能力比陆基雷达大幅提高。但由于远程和超远程的空空导弹、隐身飞机的出现,进攻优势得以保持,可迅速抵消机载预警和控制系统飞机的影响。
由于依赖地面搜索雷达,防御方的指挥控制成为中心枢纽。在设备之间传递目标数据需要一个单独的中央控制节点。这一弱点由于进攻方使用反辐射导弹有效压制敌防空而显得更为突出。由于单部雷达无法持续工作,防御方必须依靠几部雷达的协同工作来获得领空图像。这就要求有一个指挥所协调这些工作,并把它们与防御武器连接起来。摧毁这些节点将迅速瓦解敌反介入/区域拒止的防御系统。因此,到目前为止,攻防平衡还是有利于进攻方。
未来10年:优势转向防御方(对手)
新兴技术正在改变现状。其中一种关键技术是摄像机和卫星的微型化。微型卫星价格低廉,体积小,效率高。一枚火箭可以将80颗小型摄像侦察卫星送入轨道。这项技术使得美国卫星公司(Planet)可以用它的200颗卫星拍摄地球上任何角落,每天以2米分辨率更新图像。防御方则不必覆盖整个地球,只需覆盖冲突地区,在冲突地区上空散布300-500颗微型卫星即可实现这一目标,如果这些卫星能够生成1米分辨率的图像,并且每5-10分钟传输一次数据,效果将更加理想。这些卫星将对战场空间完整覆盖,能够发现任何进入冲突区域的飞机或舰船。由于反卫星武器极为昂贵,可能根本没有足够的此类导弹来摧毁敌卫星。因此这种卫星系统非常具有威胁性。虽然定向能武器已经出现,俄罗斯最近宣布已经投入使用,但这些系统数量很少,摧毁卫星的速度可能还不如部署卫星的速度快。总之,这些卫星将具有极强生命力,由于数量众多,进攻方可能对其束手无策。
浮空器将天基ISR能力大幅加强,这种装备通常是高空气球或飞艇。它们可以保持在海拔7万英尺(21336米)高度,可视范围达775英里(1247.2千米)。此类航空器的价格各不相同,但比拦截导弹便宜得多,并可以轻而易举地更换。在使用功能上,它们与微型卫星一样,是一种廉价而使用灵活的广域ISR系统。
功能更强大的高速计算机可快速处理数以千计的监控图像,根据预先编程识别来袭的飞机或舰船。它还可以根据收集到的几张图像来预测弹道,并通过作战网络传递这些数据。美国一直通过“Maven项目”打造此类能力。这些数据不足以目标定位,但它可生成一个强大的预警系统,足以取代地面雷达,且不存在任何弱点。随着计算机越来越小,它们可安装在微型卫星上,使数据处理在太空完成,并且通过网络传递目标数据。这减少了带宽需求,并加快了目标识别时间。目前每分钟可更新一次目标位置,而以前是5分钟,预警系统的效能大大提高。
进攻方可以获得优势的地方是防御方的后勤。一旦敌防空炮火开火,就需要补给。进攻方可利用同样的天基ISR和高速计算能力,跟踪定位补给车辆,从而探测到导弹发射位置。这种方法可让进攻方大致了解敌防御系统,但其缺点也很明显,必须等防御方开火后才能跟踪定位。
另一个防御优势是电子战。带宽与计算机处理能力的增加,使对手能够将其电子侦察网络化。通过将所有电子战侦察装备与分析系统联网,防御方可实时分析进攻方的电磁波,并鉴别目标真伪,快速识别产生电磁波的外来威胁。俄罗斯的“莫斯科-1”便是具有这种探测、分析和鉴别能力的电子战系统。
网络是敌人的基础。任何数据都必须顺畅地从一个系统传递到另一个系统。网络必须稳健安全。量子计算技术引入了具有远距、难以定位、几乎无法入侵等特性的量子通信。这种网络可使数据在预警卫星和地面防御系统之间快速传递。此外,防御方拥有地形优势,有时间在其战位之间铺设光缆,以减少电磁波发射,免遭网络干扰。美国的对手正在开发这种网络技术,他们取得成功只是时间问题。
新型ISR手段
防御方将保留地面搜索雷达,但平时不使用,只有在网络故障时才被激活,他们依靠卫星和浮空器提供预警和提示攻击雷达。没有地面雷达的电磁波,进攻方将无法在开火前定位敌防空和反舰导弹阵地。在弹药消耗和飞机损失方面,将变得更加耗时和昂贵。强大的反介入/区域拒止系统,要求进攻方要融合来自多个单位和军种的互补功能。这种任务面临的挑战是,计划这样一个缜密行动所需的时间及关键能力可用度。如果其中任一能力不可用(如电子战飞机),则整个任务必须取消。
数字网络将数据直接从卫星和浮空器预警系统传给地面武器平台,这使得防御方能够分散指挥和控制。通过网络传送的数据由每个侦察节点生成,可在所有武器平台节点共享。例如,当一个卫星捕捉到一个目标,它自动将数据发布到网络,这样每个武器阵地都可以看到,而不需要司令部再去转发。甚至战斗机也可以根据冲突前公布的优先顺序独立作战。由于有了该系统,在防御方反介入/区域拒止区域,司令部将不再重要,从而使进攻方的瓦解任务更加困难。俄罗斯总参谋长瓦列里·格拉西莫夫上将在最近一次讲话中表示,这将是俄罗斯的发展方向。
下一个关键问题是敌方反介入/区域拒止系统的生存能力。这里有两个问题。首先是弹药对目标的影响,以及完全压制敌防御所需的打击次数;其次是现代诱饵和伪装的有效性大大提高。
远程火力效果减弱
美军最常用的远程火力系统是“战斧”巡航导弹和增程型联合空地防区外导弹(JASSM-ER)。它们的主要优点是射程远(超过1000公里)、精度高、对飞行员没有危险。它们可由飞机、潜艇和水面舰艇发射。过去,这些武器通常在冲突早期使用,目的是摧毁搜索雷达、破坏敌空军基地、打击敌反介入/区域拒止系统的关键节点。这些武器的作战效能在过去可能被高估了,因为我们都是在与非对等敌人作战。叙利亚冲突期间,美军组织了两次大规模巡航导弹打击,所造成的损害与所使用的弹药量完全不成比例。
2017年4月7日,美军对叙利亚政府军控制的谢拉特空军基地实施导弹打击,共发射59枚导弹。卫星图像显示,有44个目标被击中。尽管没有确切信息证实,但未命中目标的导弹很可能是俄罗斯的干扰所致。据报道,一种俄罗斯电子战干扰系统——“克拉苏哈”,在导弹打击时部署于该地区。此外,尽管该基地对打击毫无准备,但在受袭后不到24小时就发动了空袭反击。
第二次打击在2018年4月14日。美军对6个建筑物发射增程型联合空地防区外导弹、“战斧”及欧洲SCALP巡航导弹共109枚,此次打击纯粹是出于政治目的,很难评估武器效能。有迹象表明,一些导弹(“战斧”和SCALP)受到防空炮火和防御导弹的拦截。
海上情况更为严峻。进入反介入/拒止区域的进攻方水面舰艇易受反舰导弹攻击,尤其是中国的DF-26和俄罗斯“锆石”等新型高超声速导弹。甚至潜射导弹也成为挑战,由于使用独立空气推进,防御型常规潜艇噪声越来越小,潜航时间也越来越长。在2018年4月对叙利亚的导弹打击中,一艘最先进的英国“机敏”级核潜艇被两艘俄罗斯“基洛”级常规潜艇定位并骚扰,英国潜艇因此取消了导弹攻击计划。反舰导弹和廉价常规潜艇的组合可用来阻止进攻方舰艇进入反介入/拒止区域。将来,飞机有可能成为发射巡航导弹的唯一可靠手段。
摧毁目标所需的导弹数量也是一个问题,美国可能没有足够数量的导弹。官方报告指出,美国每年大约采购100-150枚导弹。自1983年至今,共采购4500枚,即36年中平均每年采购125枚。作战消耗约2000枚,目前剩余2500枚。若每个主要目标使用100枚,则攻击25个目标后,美国的导弹库存将为零。即便如此,正如叙利亚谢拉特基地遇袭后所显示的那样,损害可以迅速修复。一旦库存耗尽,美国每年将需要采购数百枚“战斧”和增程型联合空地防区外导弹。随着敌电子战和防空火炮的持续改进,打击每个目标所需的导弹消耗将会增加。传统上,美国可依靠其工业基础在冲突前提升产能,但目前可能无法做到。最近,一份跨部门工作报告指出,美国工业基础潜能正在下降。熟练工人的减少,加上供应链中的外国零件,意味着美国可能无法在冲突前提高产能,相反,可能会遭受暂时的生产中断。
一旦远程武器被消耗,进攻方将被迫使用有人驾驶飞机进入反介入/区域拒止区域。这将立即提高进攻方的生命、飞机、经费及政治等方面的成本。有人驾驶飞机可进行更多打击,但也像巡航导弹一样易受防空炮火攻击。此外,还存在人为因素。面对防御炮火,飞行员可能会选择投下弹药并中止行动,而巡航导弹却能够继续前进。
反介入/区域拒止可消耗大量常规火力而不产生长期影响,特别是那些同等对手,遭受多次打击后,其工业基础可弥补损失,并恢复反介入/区域拒止效能。反介入/区域拒止的一个经典战例是二战期间的马耳他保卫战,发生于1940年6月-1942年11月。马耳他岛位于地中海中部,在北非战役期间能够对轴心国船只实施空中和海上封锁。尽管德国和意大利在战役中投入2000多架飞机,但最终还是没能控制该岛。至二战结束,马耳他守军共击沉轴心国海运总量的23%。岛上的主要防御手段是重型防空火炮、散布在许多小机场的飞机、以及持续空中巡逻。后勤保障分布于众多小型隐蔽处,而不是一个大型供应点。机场也可被迅速修复并投入使用。这场战役取胜的关键是,对反介入/区域拒止区域的大多数破坏都是暂时的,经过短暂喘息后可以得到修复。
如今,防御方可使用许多相同策略。如将飞机分散在多个机场、保持空中战斗巡逻、使用高速公路作为跑道等,这都能提高固定翼飞机的生存能力,并增强反介入/区域拒止能力。只有对手的飞机在地面上,对基地的打击才会奏效。这种防御系统的失效点是可持续性。使用高速公路可提高生存能力,但飞机必须加油、装填武器、停放。维修也是一个重要问题,尤其是五代机。“沙漠风暴”行动中,美军F-15和F-16每天只出动一架次。2018年,F-35B从“埃塞克斯”号两栖攻击舰起飞打击阿富汗境内的塔利班目标,每天只能出动0.33架次。在分散位置提供维护保障需要进行大量协调工作。虽然双方都必须应对远程火力,但由于防御方长期在熟悉地形上计划和演练行动,因此更具优势。
需要注意的是,弹药的作用是双向的。有一种假设认为,俄罗斯的导弹能够摧毁北约的基础设施,在俄罗斯反介入/区域拒止范围内,可阻止北约使用空军基地。但这种假设基本不可能成立。首先,俄罗斯导弹较新,且没有时间建造大量储备。如前所述,封闭一个机场需要近100枚导弹,且这种影响只是暂时的。其次,美空军提出了自适应基地的概念,通过进一步分散航空装备并增加俄对美的打击目标清单,从而增强了己方韧性。俄罗斯更可能将其有限的导弹集中于关键目标,比如指控节点和后勤保障区域,包括前进燃料储存设施。
诱饵与欺骗
诱饵和欺骗手段可进一步增强防御能力,通常对防御方更有利。诱饵可用来吸引火力并转移真实目标。进攻方可使用诱饵来误导防御方,并用打击武器压制防空炮火,但由于飞机是主要打击平台,这就变得更加困难。理论上,机载诱饵是可行的,但它们必须欺骗雷达、电子战装备和来自天基ISR装备的可见光谱,同时要以马赫数2的速度机动。这种诱饵的价格将很快接近一架作战飞机的成本。地面系统使用地下通道和植被更容易隐藏,且地面诱饵更廉价,因此防御方在伪装和欺骗方面更具优势。
1999年科索沃冲突期间,塞尔维亚军队广泛使用诱饵来吸引北约空袭。根据美空军弹药效能评估小组提交的一份报告,命中目标中有90%是诱饵。其中有一个战例,塞尔维亚为保护一座桥,在下游300米处建造了一个诱饵。这座诱饵桥被设计成从空中可见,并被北约飞机击中多次。欺骗并不仅局限于视觉范围内,塞尔维亚防空部队还大量使用雷达诱饵,转移北约对塞方防空雷达的压制。塞尔维亚第250防空导弹旅指挥官佐尔坦·达尼上校使用老旧战斗机雷达,吸引北约对地面搜索攻击雷达的打击。战争期间,该旅与北约反辐射导弹交战超过20次,诱饵吸引了所有攻击,北约攻击未取得任何效果。利用这种创新技术,该旅成功击落两架北约飞机,其中包括一架F-117隐身飞机。
美国的对手没有忘记在科索沃战争中获得的经验,俄军已将塞尔维亚的技术制度化。为提供隐蔽和欺骗作战能力,俄军组建了第45工程伪装团。这支部队的任务是伪装目标和创建假目标,转移进攻方火力。俄罗斯大量使用充气诱饵。一辆假坦克可装在两个行李袋内,外表涂有雷达反射涂层,并可抵御轻微弹片伤害。该团不仅可以隐藏部队,还能伪装一个装置,并在24小时内建造一个假机场。除了设置诱饵和伪装物理目标外,该部队还能模拟全频谱无线电波和雷达波开展欺骗行动。当与战场上不断转移的兵力相结合,如在机场和高速公路之间调拨飞机,这些作战工具将非常有效。
像第45团这样的部队不具备完全欺骗能力,尤其是针对高端太空平台,但他们也不需要具备这种能力。他们的使命是击败战术级平台,如前所述的微型卫星ISR。而国家级平台的任务是支持国家和战略层面的目标,而不是战术行动。但其问题是数量太少,易受敌反卫星系统攻击。
另一种技术是使所有系统看起来相似。随着用于国际运输的标准化集装箱日益普及,这种武器伪装技术变得更加容易。最近,俄罗斯和中国都提出了将反舰导弹发射器伪装成集装箱的策略,格鲁曼公司也对这项技术进行了研究。随着天基ISR系统更有韧性并更加健壮,可以预期,将来所有车辆将看起来一样。进攻方将无法得知,观察到的卡车装载的究竟是反舰导弹,还是运往难民营的人道主义物资。通过使所有目标看起来相同,防御方可降低敌火力效果并保护其关键防御系统。
防御方技术并非全都强大,也未必能阻止进攻方对反介入/区域拒止区域的渗透。一旦美国的关键系统有效融合,就可以渗透反介入/区域拒止区域。一种打击方案包括实施电子战干扰雷达和防御导弹,用网络攻击破坏敌网络,陆基和海基远程火力破坏敌防空炮火和空军基地。尽管最终打击飞机将穿透反介入/区域拒止区域并摧毁目标,但代价将更高,冲突持续时间将更长。
结 论
渗透同等竞争对手的反介入/区域拒止区域是可能的,但代价高昂,且冲突时间加长。通过天基和浮空器ISR装备,防御方可打造几乎不可摧毁的预警系统。它可以保护地面搜索雷达,同时保持态势感知。电子战侦察系统和高性能计算机可区分假目标和真实飞机,这降低了进攻方的态势感知能力,因为防御方在准备攻击真正目标前不会发出电磁信号。真正的防御是经过伪装的,并设置了逼真诱饵,以吸引敌火力远离防御系统。随后,进攻方会被未知地点的现代化防空系统攻击,包括远程地空导弹和固定翼战斗机。
防御方将以分散方式作战。同时,防御方司令部将分配防空炮火和反舰武器,允许其直接使用预警网络自行作战。司令部可能会保留对防空装备的控制权,并为远程火力分配目标,但大部分作战将分散进行,这将使瓦解敌防御变得困难。
摧毁防御方的指控节点会降低防御但不会瓦解防御。此外,敌人会重新修复损坏的指控节点,由于多个连接点和非指控节点也可担负指控职能,因此网络通信将继续发挥作用而不受影响。
通过融合全域的关键系统,渗透反介入/区域拒止区域并使其降级是可以实现的,但真正挑战在于瓦解敌反介入/区域拒止区域,关键是不要低估敌网络恢复能力和受损后重建能力。在战略层面,如果不能通过瓦解反介入/区域拒止而速战速决,则会陷入消耗战,我方可能无法以政治上可接受的代价取胜,冲突因此会以对敌有利的和平方式解决。
(平台编辑:黄潇潇)
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