美国联合环境下试验与鉴定技术发展及重大计划分析
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来源：北京航天情报与信息研究所
为解决试验与鉴定设施重复建设问题，提高武器系统集成度，实现各军兵种装备互联互通，满足一体化联合作战需求，美国提出了联合环境下试验与鉴定的概念，实施了一系列重大计划，使武器装备具有“天生联合”的能力，能够适应日趋复杂的作战环境，经得起最终的作战检验。经过长期不懈的努力，美国联合环境下试验与鉴定技术发展初见成效，对美军武器装备研制、联合试验训练产生重要影响。
一、联合环境下试验与鉴定概念及发展
联合作战的效率要高于各军兵种独立作战，并揭示了美军各军种系统不兼容的问题。为此，美国改变了新型武器系统论证、研发和试验的方法，提出发展联合环境下试验与鉴定技术。
（一）联合作战概念对武器装备发展提出新需求
自美国陆军提出“空地一体战”理论后，美军不断完善现代联合作战理论管理机制，大力推动联合作战理论发展。目前，美军已制定了由《联合作战顶层概念》为指导，《联合行动概念》、《联合功能概念》和《联合集成概念》相互支撑、相互衔接的系列联合作战概念文件，分别从顶层、作战、功能等角度描述了2012年—2025年美军一体化作战的环境、原则和能力等。
《联合作战顶层概念》主要描绘了美军在2012年—2025年间可能面临的安全环境和军事问题，确定了未来联合部队应具备的特征，明确了未来联合部队应如何作战，为制定《联合行动概念》、《联合功能概念》和《联合集成概念》提供了框架，以指导未来联合部队能力开发。
《联合行动概念》重点描述了在特定军事行动中，联合部队指挥官如何规划、准备、部署、运用和保障联合部队，以战胜任何潜在的对手和威胁。《联合功能概念》描述了未来联合部队如何执行特定的军事功能，确定实现联合行动概念，支持未来联合部队作战所必需的能力和特征。《联合集成概念》针对更低层级的联合能力域，集中解决联合行动概念或联合功能概念中某个行动或功能问题，进一步细化了未来联合部队所需的能力。
联合作战顶层概念体系结构
近几场高技术局部战争表明，一体化联合作战是未来信息化战争的主要作战样式，是指挥系统、作战力量、作战空间和作战行动等方面的系统集成，具有体系对抗、整体联动、精确高效的特点。实现一体化联合作战，首先需要实现武器装备联合能力一体化。武器装备联合能力是指为完成特定作战任务所需装备的整体能力，它不是单个装备或单一军种装备能力的简单叠加，而是多种装备或多个军兵种装备能力的高度整合。装备联合能力一体化是指装备联合能力的实现过程或状态。为此，美国针对未来一体化联合作战需求，积极实施武器装备转型计划，发展联合环境下试验与鉴定技术，从装备发展的源头提升武器装备联合能力。
（二）美国提出联合环境下试验与鉴定概念支撑联合作战行动
为满足联合作战试验评估的需求，美军启动了“联合试验与鉴定计划”，旨在为联合作战行动提供一种有效的试验和评估方法。目前，联合试验与鉴定已成为美军《试验与鉴定管理指南》规定的一种重要试验类别，服务于美军作战研究和装备采办的各个方面。其中，武器装备联合试验成为美军联合试验的重点，主要目标包括：评估军兵种装备在联合作战中的互操作性；评估联合技术、作战概念并提出改进建议；验证联合试验所使用的技术和方法；利用试验数据提高建模与仿真的有效性；利用定量数据进行分析以提高联合作战能力；为采办与联合作战部门提供反馈信息以及改进联合战术、技术与规程。
相比传统的武器装备试验，武器装备联合试验有许多新的特点：一是试验目的不同，从以检验装备的战术技术性能为重点转变到检验军兵种装备在联合作战中的互操作性以及体系配套性，评估联合技术与作战概念，验证装备的联合作战使用规程；二是试验主体不同，强调多方联合参与，美军的联合试验必须要有两个以上部门参与，试验主体包括了试验部队、试验基地以及各类作战实验室；三是试验对象不同，不仅注重单件装备的试验，更强调装备系统及装备体系的试验；四是试验环境不同，强调在联合对抗作战环境中试验，贴合作战实际。
二、美国试验与鉴定模式的演变
美军武器装备试验与鉴定的模式也已经由传统的V形方法转变为适合复杂武器系统研发能力的星形方法，极大程度上支持了美军武器装备的联合能力鉴定，可有效支撑美国国防部采办和其它能力开发管理者决策。
（一）美军装备试验评估发展历经三个阶段
美军根据不同时期国防战略与军事需求变化，不断改进装备试验评估方法，逐步形成了先进的理念，建立了完善的管理机制，拥有了世界领先的技术与能力。纵观美军装备试验评估发展历程，以管理体制、技术特征和能力状况为参照，可将美军装备试验评估发展分为三个阶段。
独立试验评估阶段 冷战初期，武器装备结构不是十分复杂，美军为了满足冷战需求，斥巨资进行装备研发。随着靶场规模增大和大型综合性试验靶场的出现，很多大型靶场都同时拥有海上、陆地、水下多个试验场区，同时支持对飞机、舰艇、火炮、电子战等装备的试验评估。这一阶段的特点是靶场建设缺乏组织，系统性不强，建成的靶场专业相同、功能单一，造成重复建设、投资分散、资源浪费。
联合试验与评估阶段 冷战末期到20世纪90年代，美军为了避免靶场重复建设，克服独立试验时期资源不能充分共享的弊端，开始对各军兵种试验靶场和设施进行整合，形成功能互补的国家试验靶场，建立了联合试验与评估机制。这一阶段的特点是美军开始从整体上指导、规范、整合装备试验与评估靶场的建设，重视试验靶场和试验资源之间的联合共享。
试验评估训练一体化阶段 冷战结束后，美军开始转变装备发展策略，大力支持基于仿真的采办，并尝试在武器试验场进行模拟实战环境的试验与训练。为此，美军在试验靶场大力推行逻辑靶场概念，以实现各靶场、试验设施及仿真资源之间的互操作、可重用与可组合。这一阶段的特点是美军开始对装备试验与评估过程实施统一的规划和管理，采用风险管理措施，综合考虑装备能效。
美军装备试验评估发展阶段比较
（二）新型武器装备研制方法优势明显
美军早先采用传统的V形武器装备研发方法，以开发试验活动为核心，为系统研制创造条件。V形方法开发和作战试验顺序有一定的排序方法，可减少采办期间的试验数量。但由于试验是以系统性能为核心，联合作战能效可能在系统部署前发现不了，导致延误对作战结果的识别。为支持初始作战试验与鉴定决策，增强任务级、“系统之系统”级鉴定能力，美军提出了星形方法。与V形方法不同，星形方法关注以工程为驱动的能力开发与集成，核心是“系统之系统”级逻辑设计，允许形成跨军用和非军用的“系统之系统”资源解决方案，以解决综合能力不足的问题，有效支持武器装备采办决策。
三、美国联合环境下试验与鉴定重大计划
为了促进联合环境下试验与鉴定技术发展，美国防部从军事需求、技术和经济等角度综合考虑，按照严格的规程筛选出最佳的试验与评估投资项目，并将其纳入重大计划，通过促进试验与鉴定技术发展，持续、有序地推动联合试验能力的全面提升。
（一）中央试验与鉴定投资计划
为提高试验设施和试验资源的互连互通及互操作性，1991年美国国防部应国会的要求启动中央试验与鉴定投资计划（CTEIP）。该投资计划经费的75%用于资助美军试验基础设施的联合能力改造，20%用于军兵种内部试验设施改造，5%用于联合试验技术方法研究和演示验证。在该计划的资助下，美军联合试验相关基础设施和技术方法日趋完善。
CTEIP计划的主要目标包括以下几个方面：支持应用现代化技术的联合项目，弥补美国国防部试验与鉴定能力的不足，提高试验方法效率；通过提高试验中心、靶场以及设施之间的互操作性和互联性，使各军种间的试验资产使用效率最大化；建立和维持试验与鉴定技术开发计划，研制用于试验与鉴定的先进技术样机，减少人力需求、运行开支以及维护需求；开发测试设备和方法，用于评价并减轻环境对试验活动的影响；在试验测试设备、目标和威胁仿真器领域实现跨军种连贯性、通用性和互操作性；开发、验证建模与仿真，并与开放环境测试集成，提供适时、精确和效费比高的结果；开发机动试验测试设备能力；通过促进国防部试验与鉴定投资的非军事应用支持国民经济发展。
自CTEIP计划启动以来，开展的项目主要集中在大范围弹着点武器的安全、真实测试，精确时间、空间、位置信息，红外对抗试验能力，光谱有效技术，无人飞行系统的试验与鉴定，电子战试验能力等方面，并取得了诸多进展，有效提升了美国联合多军种关键、高优先级的试验与鉴定能力。
（二）联合试验与鉴定方法计划
联合试验与鉴定方法（JTEM）计划由美国国防部作战试验与鉴定局于2005年发起，旨在提高在逼真的联合任务环境中跨采办生命周期进行试验的能力。该计划的核心是研究在联合环境下试验与鉴定的方法和步骤。
JTEM计划实施的一个关键是利用分布式真实、虚拟与构造的联合试验环境来鉴定系统的性能和联合任务效力。运用的方法和过程主要包括三个方面：分解选择的联合任务以确定试验系统和其他任务需求；确定有效性和性能指标的合适方法；开发并集成真实、虚拟与构造（LVC）环境，满足前两者的需求。
JTEM计划已开展了多种活动改进试验与鉴定方法步骤，美军得到JTEM计划支持的试验事件包括美国空军的“合成火力”分布式试验事件以及美国陆军的“联合作战空间动态冲突规避”事件等。
（三）联合国家训练能力计划
联合国家训练能力（JNTC）计划基于与现实中的指挥控制系统相连的综合全天时LVC仿真环境，能够训练部队应付一般威胁，对特殊威胁进行任务进行排演，试验新的条例、战术、技术、规程、联合作战概念以及装备。通过合理利用现有基础设施，应用最新技术，JNTC计划规划出一个联合的网络化全球设施系统，通过这些设施使各级用户均能使用LVC训练环境。JNTC计划中纳入的能力，已证明了其对训练、概念制定、试验与鉴定和任务排演等的效益。
JNTC架构将由建模与仿真、仿真器、通信基础设施、指挥与控制系统、靶场仪表化系统和最新的训练技术系统等组成。JNTC计划将在通信、仪表化、LVC环境、基于网络的技术、标准与通用架构、站点选择与认证等方面提出技术改进。
（四）联合任务环境试验能力计划
联合任务环境试验能力（JMETC）计划的任务是为美国国防部提供通用方法，将分布的设施连接在一个稳定的网络中，使军方及工业界用户能够在真实的联合环境中开发和试验作战能力。JMETC计划的核心是把需要的资源连接到一起，以管理一个分布式试验事件。JMETC计划可以为美国国防部范围内联合环境下的试验提供基础设施，在联合环境下评估武器系统，支持的试验类型包括：系统工程和设计、研发试验、作战试验、互操作能力认证、网络就绪关键性能参数灵活性试验、联合任务能力组合试验等。
JMETC计划可建立与JNTC计划联合的试验能力，由于JNTC与JMETC都使用试验训练使能体系结构（TENA），JMETC计划可提供与JNTC计划整合的试验能力，支持联合试验与训练。JMETC计划根据标准网络安全协议提供易于使用且持久稳固的连通性，采用标准集成软件连接站点与分布式规划支持工具，可大幅节省服务时间与成本。用户无论何时需要将资源连接在一起进行分布式试验事件和辅助事件都可以使用JMETC能力，JMETC支持全范围测试的能力使其成为美国国防部进行分布式试验真正通用的解决方案。
美国联合任务环境测试能力分布
四、结束语
联合作战已成为现代战争的主要形式，美国高度重视联合环境下试验与鉴定技术发展并制定了一系列重大计划，解决各军种在装备发展上重复建设、资源浪费和互联互通、互操作性差等问题。在发展联合环境下试验与鉴定技术的过程中，美国大量使用建模仿真技术，推行在联合对抗环境中试验，坚持循序渐进的原则，这些经验值得借鉴。