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当前美国军事科技研发前沿动态扫描

2020-04-15

党员干部之友 2020年4期
关键词:超声速量子战机

近年来,世界各大国军事科技竞争全方位展开,各国普遍将尖端国防科技布局和发展视为大国博弈的战略重点和提升作战能力的重要途径,不断推动国防科技前沿技术探索和创新发展,为增强军事能力优势和竞争优势提供重要支撑。面对战略环境变化和战略对手的调整,美国一方面积极探索以人工智能和网电信息技术为核心的前沿科技发展,寻求军事应用和提升作战能力的技术途径;另一方面,积极发展以高超声速、定向能(激光)等新质作战概念武器,以求形成战略和实战相结合的双重威慑。

积极寻求以人工智能和网络信息技术为重点的前沿技术军事应用

人工智能技术是当今世界大国科技发展的重中之重。2019年,美国防部发布首份《人工智能战略》,成立人工智能管理和研发的专门机构,统筹人工智能技术发展和作战运用,强化人工智能技术投资,开展智能感知、智能情报分析、智能辅助决策、智能指挥控制、智能作战协同、智能模拟训练和后勤保障等方面的军事应用探索和验证,积极推动智能化要素渗透于战争与作战的全过程。

通过人工智能方式开展目标识别,进而大幅增强对复杂作战环境的态势感知能力,是美军推进人工智能作战应用的重点方向。此前,美军通过“专家工程”项目开发的智能算法,在中东战场对“扫描鹰”无人机所拍视频图像开展识别,试验一周后对人员、车辆、建筑等物体的识别准确率提升到80%。2019年8月,美空军启动开发无人机航空图像(物体)识别技术。该技术一旦实现作战应用,有望大幅增强无人机的目标搜索和识别能力,缩短战场实时情报处理和分析时间,提高情报和打击的准确性。9月,美国防部启动“用于机动与火力的人工智能”项目,重点开展作战和情报融合、联合全域指挥与控制、从发射到感知的响应时间、自主及蜂群系统等领域研究,推进人工智能技术在战场的实际应用。

2019年以来,5G、量子通信、云计算等网络信息技术迅猛发展并呈现出越来越显著的军事应用效果。5G作为新一代移动通信技术,在军事领域具有广阔的应用前景,能够极大提升侦察监视和通信能力,优化指挥链路,加快作战节奏,将对战争形态演变产生深刻影响,被誉为“新型军事能力的基础性技术”。作为网络强国,美国正在整合多方力量,不断提升网络空间作战能力。美军已成功开发出应用于“联合全域指挥控制”的分布式作战管理技术、应用于强对抗环境无人集群作战的自主协同技术、应用于天地卫星链路的昼间自由空间量子通信技术,开启了5G通信技术、量子信息技术的军事应用进程,在认知电子战、电磁虚拟技术以及网络空间指挥控制、态势感知和防御方面取得了多项进展。

当前,美国正在加速推进5G通信的军事应用。2019年6月,美国国会通过《2020财年国防授权法》草案,批准国防部在内利斯空军基地建立5G测试网络和相关基础设施,将该基地建成美军5G技术的重要试验场;为美国空军“先进作战管理系统”项目额外增加专项经费,用于5G网络建设,建成后可将各传感器节点的信息融合为统一的战场图像;批准国防部设立“下一代信息通信技术”项目,加速推进5G军事应用研究。目前,美军正在重点探索利用民用5G电信设施实现高机动、远距离战术无线通信,弥补卫星通信时延较长、速率较低的不足;利用5G网络去中心化等优势,将5G通信设备嵌入情报监视侦察系统,灵活部署战场传感器网络,增强战场态势感知能力;利用5G高移动、低时延优势,实现无人系统之间无缝组网;利用5G通信提高物联网、虚拟/增强现实等技术的军事应用水平,推动国防制造智能化,提升战场后勤保障能力。

量子信息技术也是美国正在重点突破的关键性技术。量子计算技术一旦突破,许多目前受制于计算机性能而无法解决的难题都会迎刃而解,具有颠覆性意义。特别是量子保密通信技术将构建当前技术条件下不可窃听、不可破译的全新安全通信体系。美国是最先将量子技术列入国家战略、国防和安全研发计划的国家。2019年10月,谷歌公司宣布研制出世界首台53量子位的量子计算机,可在3分20秒内完成目前世界最快超级计算机“顶点”需要1万年才能完成的计算任务。随着量子计算技术的突破及进一步发展,特别是量子计算与智能化的结合,数据处理能力将会得到大幅提升。目前,美军已开始探索人工智能算法在量子计算机上运行的可行性。谷歌、亚马逊等公司正在承建的美军“军事云2.0”项目将成为支撑美军未来开展“多域战”“算法战”的云端大脑,通过联合信息环境构建美军未来智能化作战的数字战场。

加速推进新型战略威慑装备技术群向工程演示验证阶段转化

近年来,以高超声速武器和定向能武器为代表的新型战略威慑武器技术正在成为大国间新的战略竞争领域。根据2019年3月公布的美军2020财年预算申请,美军计划未来5年内在高超声速领域投入112亿美元研发费用。美国防部官员表示,未来4年计划安排40次飞行试验,并基于相关试验数据制定一份全面的高超声速导弹发展路线图,进而制定高超声速工业基础战略,以确定技术和工业基础需求及未来投资蓝图。5月,美陆军公布高超声速武器系统研发计划,拟在2020财年进行首次联合飞行试验,至2021财年底交付部队进行相关训练,2022财年从发射车试射高超声速武器,2023财年系统正式部署。6月,美空军成功进行AGM-183A“空射快速响应武器”首次飞行试验。美国在退出《中导条约》后,密集公开各军种的高超声速项目,充分体现了其各军种多型号高超声速武器从技术验证向工程演示验证全面提速的发展态势。

由于激光武器具有响应快速、攻击灵活、毁伤精确、抗电磁干扰、效费比高、无弹药挂载量限制等优点,因而受到美国的青睐。目前,美国在激光武器领域的发展处于世界领先地位。2019年4月,美空军研究实验室在新墨西哥州白沙导弹靶场利用“自卫高能激光演示样机”击落多枚导弹,验证了该型机载激光武器系统的作战能力;5月,美海军表示将于2021年在“阿利·伯克”级驱逐舰上安装“高能激光及集成光学炫目监视系统”,以替代现有的“拉姆”舰载防空系统。此外,美国防部还在2020财年国防预算中安排专项资金,研究在卫星上安装激光器,用于摧毁刚刚飞离发射器的导弹的技术。同时,为将激光武器用于空军基地防御,美空军正在研究反巡航导弹的激光武器系统,并计划2020财年中期或年底前进行反巡航导弹能力演示。美国激光武器系统的不断发展成熟,表明其关键技术已经取得重大突破,正加快向实战化方向迈进。

大力探索以“系统簇”为核心理念的下一代武器装备体系研发

近年来,美军装备技术发展思路已不再单纯追求功能更加强大、系统更加复杂的巨系统,而是向打造一种功能分散、组合灵活、简单实现的“系统簇”方向发展。2019年10月,美空军官员表示,美空军下一代战机计划将采取更为快速的设计方法,与多家公司合作,运用数字工程技术方法研制小批量战机,在5年甚至更短时间内就能设计、开发和生产出采用最新技术的新型战机,最终形成一系列不同用途的网络化战机集群。目前,美空军利用原型机方法,需要15~20年才能部署一款先进战机。而采用“数字工程技术”方法,美空军就可以不仅仅只是获得一种战机,而是可以同时开发一系列网络化战机,可针对特定需求在单一机体上采用最优技术,进而提升美军的不对称空中优势。采用“数字百年”系列方法,美空军无须再耗费精力去琢磨未来25年的未知威胁,每隔四五年就能推出一款采用新技术的战机。此举将颠覆美军以往依赖单一平台进行战机机型更换的思路,转而通过一个跨越空、天、网,聚合多种能力的“系统簇”来维持空中优势,有望开启美军战机研发的体系化、数字化、网络化、智能化时代,将对美军战机研发产生革命性影响。

总体来看,在人工智能、大数据、云计算等新技术的快速发展和支撑下,未来战场将加速向智能化、无人化方向发展,战争将呈现无人、无边、无形的对抗形态,陆海空天网电认知等跨域协同作战将成为未来战争的主要作战样式,牵引装备技术发展和运用转化。2019年以来,美国高度重视科技发展的基础性地位和引领作用,突出作战概念对军事能力建设的牵引作用和以信息优势为中心的作战能力建设,强化以智能化和信息优势为重点的前瞻布局,着力打造机动灵活、反应快速、分散部署、跨域协同、杀伤力强的联合任务部队,以期形成对高端对手的军事对抗优势。未来,世界军事强国必将围绕一体化指控网络构建以信息为中心的军事能力,特别是信息网络作战的对抗能力,确保信息、网络、电磁等系统持续安全运行,进而确保对各作战领域的控制和优势。

(中国社会科学院地区安全研究中心供稿)

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