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美军“黑旗”演习:践行“像作战一样进行试验”理念

2020年12月15日,美空军空中作战司令部司令马克·凯利上将签署“空战司令部司令21号计划”(COMACC Plan 21)文件,正式将该军种第53联队此前开展的“大型兵力试验活动”(LFTE)定名为“黑旗”(Black Flag)演习。该计划称,“黑旗”演习将是唯一一个聚焦实战化、规模化、一体化的高烈度、高威胁环境,进行作战试验和战术开发。根据凯利的命令,美空军作战部队将通过“黑旗”演习探索战斗机、轰炸机、情监侦(ISR)飞机和高密级装备的全新能力,以及上述平台如何协同作战。

一、美空军启动“黑旗”联合空战演习,为未来打仗做准备

从所需资源总量、集成水平、飞机数量来看,“黑旗”与美空军久负盛名的“红旗”演习级别相当。后者是该军种最重要的空战演习,美国的盟国和伙伴国自1975年起受邀参与。“红旗”演习采用红蓝对抗方式,其中蓝军为友方,红军为敌方。“红旗”演习中的红军一般由美空军第57联队的三个假想敌中队扮演,采用俄式集中指挥与管制战术,作战飞机也统一采用俄军涂装。

“红旗”演习的目的是不断锤炼飞行员的空战技巧,“黑旗”演习则提供了一个一体化试验环境。参与方不仅有美空军,还有未来联合作战的其他伙伴,包括陆军、海军和太空军等。试验对象不仅有各型装备,也有非装备解决方案。

“红旗”演习旨在提升战备水平,“黑旗”演习则聚焦强化作战能力:“黑旗”演习允许在单次演习中开展多项作战试验和战术开发活动,同时也有利于充分测试和验证空军高层在武器和战术年度会议(WEPTAC)上提出的战术改进提案(TIP),确保作战人员拥有最先进、最致命的战术。“黑旗”演习是一种试验驱动的衍生品,旨在推动武器装备研制面向实战化。用凯利的话来说,“红旗”演习是“训练内容对标实战”(即“像作战一样进行训练”),“黑旗”演习则是“试验内容对标实战”(即“像作战一样进行试验”)。

“黑旗”演习并非全新概念。美军作战试验(OT)部门长期以来的任务是在逼真的大规模部队环境中评估平台和系统。为作战试验举办旗舰级活动的想法可以追溯到2000年代中期的“伊拉克自由行动”(Operation Iraq Freedom),美军最初就想将其命名为“黑旗”(Black Flag)。因此,美军现在的“黑旗”演习实际上是对此前相关活动的继承和发扬。

2018年美海军、空军也开展过“黑旗”演习。2018年3月13日至23日,美海、空军飞行员参加了“黑旗”演习,其重点是加强两个军种之间的联合空战能力。

现在,美军已将“黑旗”演习提升至全新高度,意图建立一套一体化的试验活动,真实地测试其所规划的联合作战方式。

二、“黑旗”演习将通过“深端试验”发掘美军高端武器装备极限能力

“黑旗”是美空军寄予厚望的全新大规模试验演习。美军正在转型其向部队交付作战能力的方式,而“黑旗”演习构成这种转型的一个核心支柱,旨在尽快将新能力交付前线部队。美空军第53联队负责监督实施这一可能具有革命性意义的新演习。该演习展示了美空军将如何在隐蔽和高度苛刻的试验场景中对其先进技术和全新战术进行全面试验鉴定,这种场景更像是与对手开展一场能力相当的高端空战,而不是传统意义上过于理想化的开发环境。

1.美空军第53联队针对多域战,提出“深端试验”理论

近年来,美军开始从一个全新的角度审视武器装备试验鉴定工作,提出试验鉴定不仅可以试出装备“能”做什么,还可以试出其“不能”做什么。比如,在2018年5月美国国防工业协会举办的第33届国家试验鉴定年会上,美空军第53联队试验管理组指挥官登普西上校针对“多域战”提出一种实施一体化试验鉴定的“深端”(“Deep-End”)理论。该理论强调3点:交付能力的综合方法;按照希望的最终状态度量性能,而非规范符合性;借助大数据仓库的一体化试验管理策略。

按照此理论重新定义的试验方法如图1所示,它是一种一体化/混合试验方法。

图1 重新定义试验方法(作者制图)

图2 一体化/混合试验(作者制图)

如图2所示,该一体化试验/混合试验模式允许针对多重目标收集彼此的数据,它相对传统的研制试验可暴露于更多更复杂的多域环境。作战试验人员的持续早期参与有助于更早实现希望的最终性能。在此“困境”下识别的任务关键局限性问题,可以在专门的作战试验/部署前通过纠正严重缺陷的集中改进工作加以解决。此理念是显示系统“不能做什么”(即试不能),与传统试验模式的证明系统“能做什么”恰好相反。

美军通过强化试验边界条件的探索,推进作战试验与研制试验的一体化,加强各类试验的相互融合等方式,将“试不能”的理念贯彻到试验鉴定的设计、实施和评估等各个环节中。随着这一创新理念在美军装备试验鉴定领域运用的逐步深化,正在为美军武器装备试验鉴定工作带来新的变化。“黑旗”演习就是美空军贯彻这一新理念的一个最新的体现。

2.“黑旗”为美军战术和能力创新提供“深端试验”平台

第53联队参谋长兼“黑旗”演习项目负责人迈克•贝尼特兹中校表示,“作为通过集成进行创新的竞技场,“黑旗”最终是一个利用现役和新兴装备创建和发现能力的“深端”试验平台”。“‘黑旗’最大的好处是,它是一个具有战略影响的战术举措。作战人员很清楚,创新往往发生在武器和战术集成的交叉点上。”

根据空战司令部指挥官(COMACC)21计划给出的定义,“黑旗”演习将会是世界上首屈一指的大型战术综合试验活动,将使空军作战部队(Combat Air Force,CAF)能够具备以下能力:

——通过深层次的一体化试验进行创新,以发掘战斗机、轰炸机、情监侦飞机等的新能力和协同作用,以给对手造成多重困境;

——满足美空军指示(AFI)和空军手册(AFMAN)的试验要求;

——增强与武器和战术会议(WEPTAC)的关联性和责任感;

——培养“像作战一样试验“文化,增强“像作战一样训练“文化;

——对联合全域作战(JADO)和国防战略(NDS)产生影响。

3.“黑旗”落实美军武器和战术会议(WEPTAC)的战术改进提案

美军武器与战术年度会议(WEPTAC)每年1月在内利斯空军基地举行,由空战司令部牵头,由常驻该基地的空军作战中心主办,为期两周,旨在作为讨论战术改进提案(TIPs)的论坛,提供聚焦未来一年的一套非装备解决方案。在这里,美军高级领导人有机会听取前线人员关于关键作战问题的意见。

WEPTAC是美军关键战术改进提案(TIP)的重要推动力,这些提案旨在使空军中队的作战方式发生重大变化。TIP并不是单独引进新的硬件或软件,更多的是发觉已有装备的最大潜力,并确保在作战环境中,大量新老装备并肩作战时,所有装备都能充分发挥作用。这些TIP是“黑旗”演习背后思想的重要组成部分,该活动是“深端试验”新方法的一部分,可以更快地将有价值的新战术交付空军中队。

以往,WEPTAC遇到的一些主要问题是,一方面会上提出的许多建议特别注重特定机型,而且没有完全综合;另一方面,以往这些建议得不到适当的资源资助。每年会上列出的优先顺序表因得不到资源,只能纸上谈兵,无法真正落实。

2020“黑旗”演习事件带来的最大变化是WEPTAC会上加入了一支新团队——资源与试验管理组,负责考察会上提出的各种战术改进提案,并为每项提案确定最可能的投资成本。这意味着由四星上将同意的前15项战术改进提案实际上可以获得空战司令部和其他一级司令部提供的资源。尽管受到新冠疫情的影响,美军在2020年仍落实了15项战术改进提案中的12项。

“黑旗”的加入让美军可以提前做出计划。美军现在已经建立了可以引入这些战术改进提案(TIP)的竞技场,这意味着其不必等待分配到资源之后才能执行。所有这些消除冲突的工作都可以提前完成,这样可以进行更长期的规划,从而简化TIP的吞吐量。

美军在2020年1月从WEPTAC中选出了前15项,并研究了空战司令部的优先事项,以及如何在一体化环境中角逐这些优先事项,将其构建为与作战相关和聚焦战术的“试验如作战”。内利斯空军基地的武器学校以特定的学习目标为训练驱动,可以使用“黑旗”来确保最新的武器训练课程(WIC)毕业生带着最新的数据回到他们的中队。”

三、更高梯次的飞行试验——三位一体的“试验旗”

“黑旗”演习以模拟高威胁环境并进行大规模兵力运用、开展作战试验和战术开发为核心。它属于美军新的聚焦试验的三位一体大型兵力演习(LFE)之一。美军称之为“试验旗复杂组织体”,包括“黑旗”、“橙旗”和“翠旗”。其中,“橙旗”演习于2017年启动,在加利福尼亚州爱德华兹空军基地举行,致力于与“蓝色补丁”(blue patch)试飞员在大型兵力场景下合作开展研制试验,侧重于“确保武器系统符合军种规定的规范和要求”。

位于爱德华兹空军基地的空军试验中心于2019年12月10日在爱德华兹空军基地举行了“橙旗”演习,参加演习的人员来自全美9个基地,包括爱德华兹空军基地、海军航空武器站中国湖、内利斯空军基地、空军国民警卫队和空军预备役测试中心、戴维斯-蒙山空军基地、奥弗特空军基地、廷克空军基地、戴斯空军基地、特拉维斯空军基地,马奇空军储备基地和布利斯堡。互操作性是现代战争的关键。在此次演习中,美军成功测试了各军种网络和系统集成的能力。

“翠旗”演习于2020年12月启动,在第53联队所在的埃格林空军基地举行,它结合了研制试验和作战试验,针对多域作战,测试的是信息如何通过多域结构,或者如何传递到空中、陆地或海上运行的武器装备上,也是国防预先研究计划局(DARPA)等其他系统和承包商的试验活动场所。2020年12月1日,美空军开始在佛罗里达州的埃格林试验与训练场举行“翠旗”多域试验演习,并持续到了12月5日。这是美军首次在埃格林基地进行这一演习。此次演习是一项多军种合作的工作,有超过25个机构参加,包括美空军研究实验室弹药部和军械部、空军第53联队和第96联队等,演习的重点是增进联合领域作战人员的效能。美军地面、太空、网络空间和空中平台都参加了演习,并在演习中测试彼此之间的联通,以改善信息流动和提高传输速度/。此次演习旨在极大地提高了美军在印太战区执行联合任务的能力。

“黑旗”在内利斯空军基地附近的内华达试验训练靶场举行,“侧重于对作战人员的效用。“黑旗”是关于如何在复杂的作战相关场景中进行整合,确保武器系统满足作战人员的需求。“黑旗”更像一个旗舰级演习舞台,既能单独举行,也可以把其他几个演习融在一起,让其他演习部队扮演战略对手。

美空军已经在2020年举行了“试验版”的黑旗,称之为“大型兵力试验活动”20.03。未来的目标是每季度举办一次重要的黑旗演习。

随着“黑旗”的加入,美空军打造出一套三合一的高端试验演习品牌,试验如何最好地整合能力。所有演习的底线是,研制试验和作战试验团队的合作越来越紧密。因为个性化训练活动中的试验速度太慢,无法跟上作战使用要求。研制试验与作战试验界都明白,有必要与其他武器系统进行一体化试验,以了解相互关系。

四、LFTE20.03初步验证了“黑旗”方案的有效性

第53联队通过在2020年8月和11月开展的“大型兵力试验活动”(LFTE)20.03证明了“黑旗”方案的有效性。

第53联队作为美空军唯一的作战试验与战术开发联队,自2020年8月至11月围绕“黑旗”概念展开了一系列内部试验。在2020年8月份的演习中,美空军出动了B-2隐身轰炸机,以及F-35战斗机,和第44侦察中队的RQ-170隐身无人机,演练了穿透敌方防空实施纵深打击的任务。11月份的演习侧重对敌防空压制和摧毁,并确保己方大型非隐身平台如加油机在此类作战中的安全。其实,9-10月期间,“黑旗”演习还与“橙旗“演习部队进行了联合行动,来演练未来盟友之间的协作。澳大利亚空军的F-35参加了此次行动。

美空军大型兵力试验活动的一个场景(美空军图片)

LFTE 20.03是由第53联队主办的首要联合作战试验活动,旨在验证与作战有关的环境中的战术。LFTE 20.03集成了十种武器系统,包括F-35,F-22,F-15E,F-16,A-10,E / A-18G,HH-60G,EC-130H,KC-46和KC- 135,于2020年11月17日由美空军和海军联合进行,以测试四个战术改进提案以及各种高优先级试验。

第53联队设计了该LFTE,以在竞争环境中验证战术,使用更新的功能进一步完善电子攻击策略,并使用属于美空军和海军的防空区外电子攻击平台来优化第4代和第5代战斗机之间的大型部队互操作性。

四项战术改进提案(TIP)包括:

——EC-130H在保留Link-16的同时,对敌方数据链进行电子攻击;

——四代机和五代机压制敌方防空,使之威力范围缩减;

——A-10攻击机与HH-60直升机战斗搜索和救援(CSAR)结果管理以及进攻性反空中的CSAR;

——四代机对五代机、五代机对四代机的电子攻击有效性。

高优先级试验包括:

——F-15E“鹰”被动/主动告警生存能力系统(EPAWSS);

——F-16战机的APG-83机载有源相控阵雷达;

——对敌方无源探测系统的反战术,包括红外搜索和跟踪(IRST)传感器。此次LFTE在Link16性能降级情况下,最终以20架飞机的多任务设计系列(MDS)联合破坏性压制了敌方防空系统。

如同美式橄榄球一样,每次进攻和防守都有不同的战术和代号。“黑旗”演习就像美式橄榄球的超级碗总决赛,将平时演练的各种战术在一个高度紧张激烈的对抗环境中全部应用出来。

美空军发言人指出:“LFTE之所以如此重要,是因为它并不专注于某一种平台,而是重视协同和互联。因此,它重点并不是F-35的对敌防空压制能力,而是各种平台如何协同完成任务。这次活动也是美空军探索F-35在多域作战指挥控制中发挥主导作用的机会。LFTE突出了F-35对老式飞机以及其他高端资产的综合集成能力,通过隐身穿透、电子攻击、信息共享以及其他措施的组合完成任务并提高生存能力。”

五、内华达试验训练靶场——“黑旗”演习成功实施的前提条件

内华达试验训练靶场(NTTR)作为美国防部的一个重大靶场试验设施基地(MRTFB),支持国防部高级合成兵力训练、战术开发和电子战试验。NTTR除了承担各种试验和战术开发任务外,每年还主办众多“红旗”演习和美空军武器学校演习。NTTR为作战人员开展试验和战术开发以及高级训练提供了灵活逼真的多维作战空间。NTTR还为“西部绿旗”演习提供仪器仪表和靶标维护保障。“西部绿旗”是一个逼真的空-地一体化作战训练演习,涉及美国及其盟国的空军,主要是与在加州欧文堡的美国陆军作战训练中心联合开展。它是由美空军空战中心和内利斯空军基地管理,由第549作战训练中队进行的近空支援和联合演习。

黑旗将主要在内华达测试训练靶场(NTTR)上运行,该靶场毗邻内利斯空军基地。在这里,除了全套外军装备开采(FME)资产(外国武器)可用外,NTTR还拥有令人难以置信的多样性资产,可供试验训练使用。(注:外军装备开采(FME)是对外国空中、太空和网络空间相关军事系统的逆向工程,有助于美国更好地了解潜在对手的能力。)

NTTR在承担美军一系列试验与训练演习任务中遇到了多方面挑战。NTTR试训任务要求扩大第4和第5代飞机的领空,以及与相邻靶场同时运行的联合演习。在靶场上使用的各种各样的仪器系统为高保真联合任务的实时显示带来了兼容性问题。主要挑战包括:将增强功能集成到现有试验训练系统中;将新型仪器系统集成到现有的环境中;保持/加强监测和分析能力;解决 “新的” 试验试训练要求;信息保证(IA);与真实、虚拟和构造(LVC) 环境(包括网络和体系架构)的互操作性等。

美国国防部试验资源管理中心(TRMC)监管的三大试验鉴定投资计划为解决NTTR的上述问题和挑战提供了有效途径。这三大投资计划分别是:试验鉴定科技计划(T&E/S&T)、试验鉴定核心投资计划(CTEIP)和联合任务环境试验能力(JMETC)计划。通过利用三大投资计划持续滚动投资开发的工具和基础设施能力,如试验与训练使能体系结构(TENA)中间件、InterTEC、“增强遥测综合网络”(iNET)、“通用靶场综合仪器系统(CRIIS)”和真实、虚拟和构造(LVC)仿真基础设施等,使NTTR在其现有能力中可以提供更好的互操作性,更容易重用其他靶场的投资以及提供更逼真的试验和训练环境。其中,TENA是NTTR分布式试验与训练能力的一项核心支撑技术。

TENA旨在提供必要的整个复杂组织体范围内的体系架构和通用的软件基础设施,以实现靶场、C4ISR和跨多个靶场、硬件在回路(HWIL)设施和研制实验室使用的仿真系统间的互操作性;利用整个国防部靶场内的靶场基础设施投资,以跟上试验和训练靶场需求;可持续地促进靶场资产的再利用并降低未来开发成本。

TENA用户支持团队和JMETC技术团队已为内利斯空军基地和NTTR提供了直接支持,支持多种分布式事件,并提高他们提供更逼真的试验和训练环境的能力。

联合任务环境试验能力等计划概况(美国防部图片,作者汉化)

六、“黑旗”演习是美军重大变革的标志

“黑旗”演习是美军加快新装备和战术部署的广泛计划的一部分。第53联队参谋长兼“黑旗”演习项目负责人贝尼特兹表示:“从历史上看,战术开发是一个线性过程,可能需要三到四年的时间。但得益于新技术的发展,美军在2020年“黑旗”演习的前身试验中成功地将这个过程缩减到了15个月。随着软件升级的加快,美空军有了一个资源充沛的平台,可以开发多个入口,以便有机会试验新软件,以及它们如何应用于武器系统,来增强整个软件包的作战能力。

这种加速正在迫使美空军改变向空军作战部队提供文件和发布指令的方式。贝尼特兹表示:“我们希望‘黑旗’能改变我们编写和更新[3-1]战术手册的模式。随着我们转向快速试验和快速集成,飞机上的敏捷软件和‘黑旗’发现新的使用方法,每隔几年重写一份纸质手册将落后于作战。我们制定战术的速度将超过我们公布战术的速度,因此我们公布战术的方式将不得不改变。”

从2021年的时间表来看,第一次“橙旗”和小规模“黑旗”联合演习的出现是因为其目标相当一致。美军将主要再次研究低可探测飞机,以及如何测试针对它们的反空战术。根据资源配置和时间安排,美军每年将举行两次大规模“黑旗”演习,外加两次“规模较小”的“黑旗”演习。

美空军大型兵力试验活动的另一个场景(美空军图片)

与此同时,第53联队正在重组一些单位,以在其广泛的职权范围内接受更敏捷的作战试验方法。它正在合并以前分开的试验鉴定大队(TEG)和试验管理大队(TMG)。在内利斯的第53试验鉴定大队将专注于空战司令部所属的所有战斗机、无人机和救援机型的试验管理和执行。在埃格林的第53试验管理大队将成为第753试验鉴定大队,其重点是对全球打击司令部的所有轰炸机资产的试验和管理。其中将包括第31试验鉴定中队,该中队将专注于B-21“空击者”隐身轰炸机项目。

未来几个月还将看到更多清晰的例子,说明第53联队如何走向真正的研制试验和作战试验相结合。对此,第53联队司令官莱恩·梅塞尔表示,计划在埃格林完成首架F-15EX战斗机的初始试验鉴定工作,随后在5月将其加入“北方利刃”演习中进行作战试验。“北方利刃”旨在复制印太地区典型作战场景,并将作战训练与新兴能力试验进行对接。

“北方利刃”演习进一步表明,第53联队在其典型的日常环境的限制下,其工作已不再局限于鉴定一种装备型号或一件武器装备,而是走得更深、更远。美空军的作战试验正在进一步挑战极限,在加快总体进程的同时,所关注的环境更加多样化和综合化。

美空军认为,这些举措对其在与中国、俄罗斯的大国竞争中保持领先优势至关重要。在确保完整性和杀伤力的同时,以越来越敏捷的方式部署新的战术和技术,已经成为一个绝对必要的命题。“黑旗”演习将提供一个高端竞技场,美空军作战部队所具备的最新、最强的能力,无论是公开的还是机密的,都将在这里接受终极试炼。这就是“黑旗”演习的意义所在。