查看原文
其他

【军事文摘】美国国防部战略能力办公室如何推动科技创新

2016-05-26 战略前沿技术


美国国防部战略能力办公室如何推动科技创新

方 勇   王璐菲  申 淼

本文由军事文摘(mildig)授权转载

刊载于《军事文摘》2016年第6期


美国新任国防部长卡特上任以来,美国国防部战略能力办公室(SCO)这一主要致力于发展颠覆性作战能力的秘密机构,逐渐被揭开神秘的面纱。20162月,卡特首次披露SCO2017财年预算情况,并公开了该办公室目前在研的部分项目。SCO通过系统集成和概念创新,发展近期可用的新型颠覆性作战能力,为美国新“抵消战略”提供重要支撑,其动向值得关注。

 

战略能力办公室重点发展近期的颠覆性作战能力

20128月,时任美国国防部副部长卡特创建了SCO,其主要使命是“应对高端威胁,提供颠覆性能力”,发展“高风险、高回报”的军事技术,针对俄罗斯和中国创造“技术突袭”,保持对俄中的技术优势。现任SCO主任威廉·罗珀称,这一决策是在对整个国防部进行审视,并“意识到为与俄罗斯和中国等强国展开竞争,需要国防部恢复许多自苏联解体后已蛰伏的能力”之后做出的。

SCO与美国国防高级研究计划局(DARPA)同为推动美国国防科技创新的重要机构。SCO的主要职能是为DARPA争取时间,使其能够研制出下一代领先技术。两者相比,DARPA更关注谋求远期技术优势,重点通过原始性创新,研发全新技术获取颠覆性能力;SCO更关注满足近期现实作战需求,重点在于通过系统集成和作战概念创新,快速发展和部署新的作战能力;DARPA年度预算约30亿美元,SCO的研发经费从2014财年的1.3亿美元,提高到2017财年的9亿美元。

美国战略能力办公室主任威廉·罗珀展示新研发的微型无人机


SCO主任罗珀现年36岁,先后获美国佐治亚理工学院物理学学士、硕士学位和英国牛津大学数学博士学位,曾在美国导弹防御局和麻省理工学院林肯实验室任职。SCO目前有6名政府雇员、13名军职人员、约20名合同制技术工程师。 


战略能力办公室推动国防科技创新的主要举措

采用新的创新手段。罗珀把美国比做一支伟大的足球队,其对手多年来都在密切关注并认真研究。美国在中东地区持续数十年的作战,为对手研究美军武器装备与战略方面的弱点,提供了有价值的范例。但是,当美国认识到他们正在被人观察研究时,通过非常规的“迷惑对手的打法”,赢得了比赛胜利。SCO正是通过作战概念创新和系统集成,对现有武器系统采用出其不意或敌方无法应对的方式,通过创新制造出“技术突袭”的效果。

SCO主要基于现有武器系统,在较短时间内取得“技术突袭”效果,因此其研发过程本身就具有创新性。与传统武器系统不同的是:传统武器系统从作战需求出发,研发未来作战系统,而SCO的创新是一个逆向过程,即从现有武器系统反推到作战需求,在考虑现有武器系统硬件和软件制约条件下,研究新系统可能实现的作战能力。

与军种和作战司令部保持密切联系。由于SCO都是在现有军种和机构所拥有武器系统基础上进行创新,因此与军兵种、作战司令部及情报部门保持密切合作是SCO取得成功的秘诀。目前,SCO与海军、陆军、空军、海军陆战队及导弹防御局建立了伙伴关系,美军太平洋司令部和欧洲司令部已在SCO派有常驻代表。2016年,美国战略司令部及特种作战司令部也将启动相关工作。SCO重点负责战略与分析,各军种则充分发挥工程和设计优势。每年SCO都会召开年度“特别专项”会议,向各军种征求项目建议,“武库机”项目就是在2015年的“特别专项”会议上由空军提出的。

 美国正在研制“武库机”,届时可携带大量弹药与战斗机协同作战


此外,因为需要赋予老系统新的作战任务,就算这些老系统本身是成熟的系统,SCO的概念在验证之前仍具有高风险。SCO在现有军兵种项目办公室的资助下,开展周期为24年的样机试制工作,可以为未来的技术转化做好准备,提高技术转化的成功率。

精心遴选项目,缩短研发周期。SCO着眼快速形成作战能力,精心遴选项目,加快成果转化。每年1月,SCO为最佳的56个新项目编列预算申请,提交国防部办公厅及成本评估与项目评价办公室审查。SCO的年度预算并不包括未来项目的经费,罗珀称,“这意味着如果我们不能提出新项目,这一机构就将消亡,从而使我们一直保持不断创新的紧迫感”。自2012年成立以来,SCO已完成15个项目,共包含23种能力,其中6个项目已从样机阶段转为正式装备项目,没有一个失败的转化案例。SCO每个项目的实施周期约34年,相比美军目前平均14年的武器系统研发周期大幅缩短。


战略能力办公室的创新途径及主要项目

赋予已有系统新任务。即把为某项使命任务设计的某种系统用于彻底不同的新使命任务。随着武器系统的设计方案更加开放、有效载荷模块化程度更高,这一途径变得更加容易。赋予现有系统新的作战能力具有降低成本、缩短研发周期的优点,可使老装备焕发新青春,同时也有助于“快速形成力量体系”。SCO在此方面正在开展的项目主要有以下几项:

“标准”-6导弹为美国海军防空和弹道导弹末段防御导弹。2016118日,装备“宙斯盾”基线9C作战系统的“阿利•伯克”级驱逐舰发射“标准”-6导弹,击沉了1艘退役的“佩里”级护卫舰,首次展示“标准”-6导弹的反舰作战能力。据英国《简氏防务周刊》报道,“标准”-6导弹通过不改动硬件,仅使用新软件的情况下就实现反舰能力。“标准”-6导弹具备反舰能力,是落实美国海军“分布式杀伤”构想的重要举措。该导弹也成为美国首款同时具备防空、反导和反舰作战能力的多功能导弹。

美军试射“标准”-6导弹


“战斧”导弹自20世纪80年代以来就一直是美国海军水面舰艇及潜艇长期使用的武器,但主要用于攻击陆地目标。作为“打击扩展”项目的一部分,SCO与海军合作,正在研制反舰型“战斧”导弹。未来10年,美国海军任何一艘可发射“战斧”对陆攻击巡航导弹的水面舰艇或潜艇,都有可能装备射程超过1800千米的反舰型“战斧”导弹。反舰型“战斧”导弹预计2021年开始试验并装备,搭载平台将从水面舰艇开始,随后是潜艇,其部署将极大促进美国海军“分布式杀伤”概念的实现。

SCO正与美国陆军、海军及空军合作研制一种“超高速炮射武器系统”。该系统使用为海军电磁轨道炮设计研发的超高速射弹(HVP),从现有陆军155毫米“帕拉丁”榴弹炮、海军传统火炮进行发射,由空军F-15“鹰”式战斗机雷达改进而来的移动、地面雷达提供制导。其中,HVP速度的马赫数约为3,单价约2.5万美元,是“标准”-6导弹的1.3%。该项目旨在为基地、港口及舰船等高价值目标提供应对大规模导弹攻击的低成本点防御能力。

美国空军F-15“鹰”式战斗机的雷达于20世纪70年代研制,一直在不断进行现代化改进。SCO与导弹防御局合作,正在发展基于F-15战斗机有源相控阵雷达技术的地基改进型,用于保护前沿作战基地免受敌导弹齐射攻击,提供与“超高速炮射武器系统”相配套的移动传感器。

将系统集成为编队。单独用系统A或系统B不能解决问题,但是将二者进行集成就可以完成任务。系统的协同编队可以经受住单一、独立使用武器无法经受住的对抗性环境,依靠的是各有所长、各负其责的编队内分系统,而非一个单独的“超级明星”系统。

隐身战机是为应对敌防御系统而设计,但却牺牲了大载弹量性能。美军将从服役时间最长的四款大型飞机(B-52B-1战略轰炸机以及C-17C-130运输机)中挑选一种,改装为可携带大量精确制导弹药的“武库机”,与F-35F-22战斗机协同作战。F-35F-22战斗机将发挥前置探测器和目标指示器作用,通过与防空区外的“武库机”组成编队,这些前沿战斗机可以继续对目标实施致命监视,无需中途着陆进行武器补给。SCO计划2017年研制出样机,2020年前具备作战能力。

SCO与美国海军合作正在研制基于商业技术的部件,将现有舰艇转变成自主航行的“海上蜂群”,通过组网完成舰队防御及岛屿抵近侦察任务。2014年,美国海军13艘无人水面艇,以集群攻击模式包围和拦截敌方舰艇,成功完成护航任务。SCO近期已经使用一艘长11米的充气艇,开展了800千米距离的运输工作。

快速吸收新兴商业技术。引入商用技术改变“作战规则”。罗珀认为,“商用技术正在改变一切”。在基础硬件甚至并未发生巨大变化的情况下,生成了新的、变革性应用。这一革命当前正在加速蔓延至国家安全领域。虽然不断出现的商业产品可能无法满足国防部的所有传统需求,不过,跟不上商业技术发展的速度则会带来风险。因为按照传统技术引入流程,美国国防部在准备好使用第一代系统时,商用技术可能已进入第三代,因此“必须改变技术引入流程以跟上商业世界的发展步伐”。

现有空对地武器(如小直径炸弹及联合直接攻击弹药)使用GPS导航,用于执行对恐怖分子打击任务非常有效,但当GPS信号被干扰或削弱时,其作战效能将大幅减弱。SCO与美国空军合作,正在利用商业、智能手机级探测器,为空军2017财年预算中涉及的超过3.7万件武器提供智能导航。SCO正在研究将商业智能导航系统安装在小直径炸弹上,提高小直径炸弹的作战能力。

战场指挥官使用空中、地面、海上通用作战图(COP)来了解和响应不断变化的环境。在这个无处不联网的世界,了解信息环境越来越重要。得益于大数据和深度学习领域的商业技术进步,人们现在已经可以实时利用海量开源数据,但目前美军作战司令部尚不能充分利用这些数据。SCO与美国太平洋司令部及海军陆战队合作,建设并试验了一种仍处于原型阶段的信息通用作战图(iCOP)。它可以使操作人员理解美国有关行动的效果,以及他国企图破坏这些效果的尝试。近期,SCO刚刚发布首个β测试版iCOP,支持美菲“肩并肩”联合军演。

麻省理工学院和林肯实验室联合成立的海狸工作室负责“山鹑”无人机的研制


战斗机注重速度和机动性,不能在敌领空长时间巡逻。而装备了3D打印“蜂群”微型无人机的战斗机则可以在无需将飞行员置于险境的情况下,有效搜索危险区域。SCO与美国空军合作,已经在F-16F-18战斗机上进行投放“蜂群”微型无人机试验。试验中,F-16战机在以692千米/小时的高速飞行时,利用曳光弹撒布器投放了一组小型曳光管,曳光管利用自身携带的降落伞缓慢降落,并在预定高度释放出内藏的“山鹑”无人机。这些无人机在空中自主展开折叠的机翼,并利用锂电池驱动尾部小型螺旋桨飞行,通过数据链保持联系,完成各自作战目标。

美国国防部长卡特多次强调,SCO的相关技术和项目,将为美国第三次“抵消战略”提供重要支撑。基于现有成熟系统,将现有能力与近期可成熟技术、商用系统、作战概念相互交叉匹配、融合,形成新的作战概念和“可改变作战规则”的新型能力,其经验和做法值得研究借鉴。

 

责任编辑:刘靖鑫


【防务观察】战略能力办公室:推动美国国防科技创新的新引擎

【防务资讯】美国战略能力办公室披露“超高速炮武器系统”项目

【防务观察】美战略能力办公室的创新过程与创新机制

【防务观察】美国国防部战略能力办公室:为DARPA争取时间研制下一代领先技术

【防务资讯】揭秘美军神秘部门——战略能力办公室:"阿凡达"战机计划曝光

【防务资讯】美国防部战略能力办公室的前沿科技创新项目


前沿君微信:tech9999

投稿邮箱:13355524@qq.com


【战略前沿技术】一网打尽系列文章,请回复以下关键词查看:【习/xi】【双创】【预见2016】【电磁炮】【脑科学】【虚拟/VR】【物联网/Iot】【马斯克/Musk】【采办/acquisition】【抵消/offset】【水下/undersea】【轰炸机/bomber】【能源/energy】【电池/cell】【凯文/kevin】【战争/war】【云/cloud】【排名/rank】【博士/doctor】【王喜文/xiwen】【黄志澄/zhicheng】【贺飞/hefei】【李萍/liping】【纳米/nano】【基金/fund】【机器人/robot】【俄/Russia】【加/plus】【量子/Quantum】【数据/data】【无人/UAV】【革命/revolution】【转化/transfer】【谷歌/google】【工业4.0/industry】【神盾/DARPA】【颠覆/disruptive】【3D/4D】【硅谷/silicon】【石墨烯/graphene】【智能制造/inte manu】【智能/AI】】【军民/integration】【激光/laser】【智库/tank】其他主题系列陆续整理中,敬请期待…… 

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存