2018年美军试验鉴定动向分析
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转自：国防科技要闻（ID：CDSTIC）
作者：军事科学院军事科学信息研究中心 杨俊岭
航天科技集团十二院航天装备试验鉴定中心 张灏龙
2018年，美军持续改革试验鉴定管理机制，加强试验鉴定技术研发和基础设施建设，着眼于网络安全、建模仿真等重点领域提升试验鉴定能力，聚焦于无人自主系统、高超声速等前沿方向探索试验鉴定新途径、新方法，不断强化试验鉴定推动新技术新装备更好生成作战能力的关键作用。
随着美国国家安全重点从反恐转为大国竞争，美军对国防科技创新的重视上升到了新的高度，样机战略等举措的实施，更加强调了前沿技术向作战能力的快速转化。2018年2月美国国防部决定将采办、技术与后勤副部长职位拆分为研究与工程副部长以及采办与保障副部长两个职位，并将研制试验鉴定的监管职责从采办副部长转由研究与工程副部长负责，研制试验在承担检验技术装备性能指标的主责基础上，也将更多承担推动技术向作战能力转换的角色和作用。在试验鉴定“左移”推行多年后，在保证装备缺陷不带入小批量生产阶段和作战试验阶段的基础上，美军继续加快作战能力生成的有效性。
1、研究与工程副部长的使命是聚焦未来，以国防部首席技术官的身份推进技术和创新
负责研究与工程的副国防部长主要履行以下职责：一是担任国防部首席技术官，负责推动技术的创新发展与进步；二是负责制定国防研究与工程、技术开发、技术转移、样机、实验、研制试验鉴定等方面的政策并监督落实，统筹分配国防研究与工程领域的资金，并整合国防部范围的研究与工程资源使其发挥最大效益。
▲负责研究与工程的副国防部长 迈克尔·格里芬
2、采办副部长不再负责研制试验鉴定的监管，转由研究与工程副部长负责监督研制试验及试验资源规划
新设立的研究与工程副国防部长在“里程碑B、C”决策前就研制试验计划的充分性、时间表、资源、风险、使用试验和生产准备状态，包括自动化数据分析或建模和仿真工具及方法的使用情况，对重大国防采办项目做出独立、充分的评估，并向国防采办委员会提供意见，更加凸显研制试验对武器装备评价的客观、独立作用，也有利于国防部研发的技术以更短的周期，更低的成本形成装备，生成有效战斗力。
试验鉴定可以看作是和平时期的作战活动，尤其是作战试验，不仅是实装参试，还要在近似实战环境中，实兵对抗参与，具有彰显国家武力威慑的作用。2018年4月，美国防部发布《网络安全试验鉴定指南》2.0版，美军在网络安全、建模仿真等方面不断建设试验能力、完善试验环境，使得试验鉴定更为贴近作战条件，为武器装备作战奠定基础。
1、延长网络“红队”（敌方）测试周期，使试验与训练更加贴近网络战实际
作战试验鉴定局在2017~2018财年，开展了12个主要的演习和网络成熟度战活动，其中使用了“红队”作战指挥网络，改善了国防部网络安全态势。但是，由于安全软件系统在现实中的任何时间都有可能遭遇操作者失误、敌方网络攻击等问题，仅通过“红队”开展定期评估是不够的。“网络试验团队”允许网络“红队”在更长的时间周期内进行规划、攻击网络入口，这样能够更逼真地模拟持续存在的网络威胁，为网络安全防范做更为充足的准备。
2、推广建模与仿真应用，提高生存性评估能力
美国国防部大力推进建模仿真工具的广泛应用。例如，联合技术协调小组在评估武器效能时首次在攻击性网络效应评估中应用建模仿真工具。网络效应模型使得国防部能够评估武器系统在受到网络攻击时的生存能力。另外，联合实弹射击计划也致力于扩展多个建模仿真工具的验证范围，提高这些建模仿真工具评估系统生存性的能力。
2018年6月，美国防部负责系统工程的助理部长帮办发布《数字工程战略》，计划将采办流程从线性的、以文档为中心转变为动态的、以数字模型为中心，建立数字工程生态系统，也使试验鉴定加快数字化进程。
1、以试验鉴定主计划数字化为牵引，提高试验鉴定效率
以试验鉴定主计划（TEMP）为例，根据美国审计署的调查统计，试验鉴定主计划的编制时间一般为1年，审查时间10个月，涉及8个层级、56个机构，而一旦需求发生变更，则要重新起草文档，导致制定主计划的成本高、效率低。
▲“试验鉴定主计划”文件模板
试验鉴定数字化转型主要指试验鉴定主计划的数字化，不仅仅是指将纸质文档变为数字化文档，而是以数字化思维来策划制定主计划。以模型为中心，通过数字抓取系统，根据参数敏感性分析，实现需求的自动跟踪与量化；使用数字化手段获取重点靶场与试验设施基地的能力、性能图和时间表，明确为满足试验要求所需的投资规模，规划最优的试验活动。
2、提升试验鉴定作为国防部数字工程权威数据源的关键作用
美国国防部数字工程战略强调建立权威的可置信的数据源，作为武器系统开展各阶段、各类型建模仿真的基础，基于此设想，美军强调试验鉴定应扩展数据应用范围，提升试验鉴定作为权威数字来源渠道的关键作用，使国防部和它的工业伙伴在概念阶段就不断改进设计，减少对昂贵实物模型、不成熟的设计定型和实物试验的需求。
信息时代，颠覆性技术不断涌现，已成为推动新一轮军事变革浪潮的强力引擎。美国重视前沿技术试验鉴定研究，寻求突破关键技术，以试验鉴定能力的提升推动颠覆性技术物化成装备，最终形成作战力。
1、研究无人自主系统试验面临的挑战，寻求突破关键技术
无人自主系统所处的动态变化环境以及自身不确定的行为方式使得自主系统试验鉴定面临诸多挑战，为了更好的发展无人自主系统，美军已经在无人自主系统的试验鉴定方面展开了十余年的研究，制定无人自主系统试验鉴定体系结构框架，明确相应项目研究范围和能力发展方向，紧盯自主性试验鉴定独特挑战，重点投资针对性项目并致力于突破关键技术。
美军认为，无人自主系统面临的关键挑战之一是需要试验鉴定来确定系统自主层级和人机编组效能。了解人机交互和人机编队如何发生，需要相应的进行评估和试验。随着技术的进步，人类决策和机器决策的界线变得越来越模糊，导致试验愈加困难。当测试人机编队时，关键在于表征和衡量人机合作关系，以及共享的情景意识，虽然目前已经开展人机编队试验，但主要困难在于缺乏衡量人机信任度的方法和技术，缺乏信任评估和自主层级的评估方法论。
2、重视高超声速试验综合能力建设，以实战环境下的试验活动提升战略威慑优势
研制可重复使用的高超声速飞行试验平台。飞行试验是开展高超声速飞机和可重复使用航天运载飞行器技术攻关不可或缺的关键手段，当前高超声速基础理论和地面试验手段欠缺，更进一步突显了飞行试验的重要性。为此，美空军启动了“高频次、低成本高超声速飞行试验平台”（HyRAX）项目，意在研制一型可重复使用的高超声速飞行试验平台，用于开展高频次、低成本、航时较长的高超声速飞行试验，全面提升高超声速气动、自主控制、材料、推进、结构和机载系统等技术的技术成熟度。美空军计划制造3架飞行试验平台，并要求每架寿命达到200～400架次，计划2020年前实现平台首飞，用于支撑2025年前完成各类飞行试验，加速单项技术发展成熟，为研制高超声速飞机验证机等技术集成验证工作铺平道路。
应用飞行中止系统提高陆基飞行试验安全性。陆基试验靶场能够以较低成本提供更全面的试验数据，但是陆基试验也存在威胁公众安全的重大风险。美国国防部官员研究提出应用飞行中止系统提高陆基试验的安全性。在长距离试验中使用飞行中止系统有许多优点：减少地面设施的需求从而降低成本，全球覆盖、提高响应能力；另外，没有飞行安全官在环路中使得边界限制可以增加3~5秒；飞行中止系统也可以同时支持多个系统开展测试。
美军作战需求可以由装备方案和非装备方案来进行满足，“联合试验鉴定”（JT&E）计划就是以现有装备为基础，发展、试验和检验联合作战环境下非装备解决方案的重要手段。“联合试验鉴定”计划由作战试验鉴定局负责，旨在为联合作战行动提供一种有效的试验和鉴定方法，满足美军作战需求。通过开展联合试验鉴定，使作战人员在当前装备、组织和条令的情况下，为更好地完成作战任务发展新的战术、技术和程序，并通过对新的作战概念进行评估，提出联合作战环境下的作战改进措施。
1、联合试验鉴定具有面向联合技术和装备的体系级特点
与传统装备试验相比，联合试验鉴定的目的从以检验在研装备的战术技术性能为重点，拓展到检验军兵种服役装备在联合作战环境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等；从对象看，从单件装备的试验转变到装备系统及装备体系的试验，重点集中在武器的安全、真实测试，精确时间、空间、位置信息，网络安全测试，红外对抗试验能力，光谱有效技术，无人飞行系统的试验鉴定，电子战试验能力等方面。
2、建立“联合试验”、“快速反应试验”和“特殊试验”多种类型，满足不同的作战需求
联合试验鉴定计划是美军开展的年度滚动计划，根据作战试验鉴定局2018发布的年度报告，美军持续开展三类联合试验鉴定计划：“联合试验”、“快速反应试验”以及“特殊试验”计划。
▲2018年1月23日发布《作战试验鉴定局2017财年年度报告》
其中，“快速反应试验”是一种短期的试验，通常少于12个月，旨在对紧迫的联合作战问题加快寻求解决办法，2017年财年美军开展的快速反应试验有22项，其中与网络信息相关的试验有7项；“联合试验”主要针对联合作战和装备建设中的重大问题进行试验，其结果可能对联合能力作出重要的改进，试验周期一般为两年，2018年年度报告公布的新财年美军开展的联合试验有“联合反空一体化试验”、“联合激光系统效能试验”、“联合网络内部威胁试验”等7项；“特殊试验”重点满足作战时出现的普适性问题，在新的财年里美军开展了1项“特殊试验”。
1、重视第五代空中目标开发和试验，增加试验鉴定经费投入
作战试验鉴定局当前正在改进用于第五代武器系统试验的基础设施，指导开发和试验第五代空中目标（5GAT）。目前，2018年，试验人员已经建造了一个用于结构载荷试验的全尺寸机翼，以及一个用于雷达横截面试验的全尺寸试验样品。美国国防部在2018~2019财年将提供额外资金，以支持试验人员完成最终设计、加工、制造和飞行测试，并建造第二个原型机。
2、加速威胁环境建设，对试验基地进行现代化改造
美军一直努力争取资源来改进网络试验能力和电子战试验靶场基础设施，用于支持对现代作战系统的试验。经作战试验鉴定局评估，目前有关电子战试验基础设施严重短缺，特别是针对露天（野外）试验靶场严重缺乏，因此国防部在电子战基础设施改进项目上投资了5亿美元，用于升级露天（野外）试验靶场、微波暗室，并对实验室重新编程，帮助开发并掌握F-35和其他先进空中平台的性能。另外，在作战试验鉴定局的努力下，国防部还额外增加了1.72亿美元，用于美国飞机和机载电子战系统测试和训练所需的其他靶场基础设施建设。
武器装备作战试验鉴定的开展需要大量高技能、熟练的专业人员，因此，作战试验鉴定局在2018年年度报告中建议每个作战试验机构：一是，加强人才队伍建设，确保人才结构稳定，具体措施包括，监视作战试验鉴定从业人员数量，采取措施减少人才流失；制定招聘计划，以应对关键试验鉴定人员退休后造成的技术技能差距，以及随着试验鉴定需求的不断增加，未来试验鉴定队伍持续建设等问题；由试验鉴定局支持，向潜在从业人员提供学习机会，并为更多的在职人员提供培训。二是，通过提升专业能力和薪酬待遇等激励手段，实现网络安全人才的留用和发展，具体措施包括，进一步增加具有网络安全、数据、自主学习、机器学习、人因工程、建模与仿真专业的人员数量；构建网络安全试验鉴定人才职业化发展路径，以及灵活的薪酬机制等。
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