2018年10月30日，來自日本三澤空軍基地的美空軍機組人員首次從三澤任務訓練中心的飛行模擬器實時參加了兩場在美國阿拉斯加州舉辦的“紅旗”19-1軍演任務。這次活動展示了美軍採用真實－虛擬－構造（簡稱LVC）技術的“安全保密的真實－虛擬－構造高級訓練環境”（Secure LVC AdvancedTraining Environment，SLATE）訓練系統的進步。LVC技術使駐日美軍飛行員可以在基地內使用飛行模擬器參加在美國本土的實時飛行對抗訓練。
圖1美空軍F-16戰鬥機在“紅旗”軍演現場（美空軍圖片）
一、美軍SLATE空戰訓練系統簡介
SLATE是美國防部和軍兵種為了加快國防高技術預研成果的轉化應用而推出的先期技術演示（ATD）項目，以評估SLATE對於空戰訓練的技術可行性、作戰適應性和經濟承受能力。
飛行員對SLATE訓練系統非常認可，因為該系統使他們能夠在日常的模擬訓練任務場景中及時發現自身的錯誤，而不是在致命的真實戰鬥情況下才第一次暴露問題。能模擬出真實的複雜場景開展日常訓練，對於未來的體系化戰爭至關重要。美空軍分佈式任務操作網絡（DMON） 允許全球各地的不同飛機平臺在虛擬環境中無縫地互操作和共同訓練。
圖2 SLATE系統組成（美空軍研究實驗室圖片）
1. 項目背景
SLATE項目基於2012年美軍空戰司令部和美空軍實驗室共同開展的LVC飛行員項目。美空軍採購後勤助理秘書、空中作戰司令部司令和空軍裝備司令部司令確定了在2014年4月之前對LVC所需的增加技術成熟度和降低項目風險的計劃。美空軍研究實驗室（AFRL）被要求開展先期技術演示（ATD）以降低技術風險。由美空軍實驗室出資4000萬美元，和空軍採購後勤部門出資700萬美元，全額資助用於2014至2017年的研究經費。SLATE項目在2015年2月成為ATD項目。
圖3 SLATE系統組成元素之間關係（美空軍研究實驗室圖片）
2. 環境需求
（1）第五代訓練系統必須提供單機訓練、體系規模對抗和編隊協同作戰訓練等
多種不同規模的訓練能力。（2）訓練系統應能夠連接LVC環境，包括支持航空兵在本場開展訓練和在異地之間開展分佈式訓練。
（3）需要能夠覆蓋飛行員的全訓練流程。
（4）訓練系統必須與美空軍、美海軍陸戰隊、美海軍和英國軍隊的訓練實現分佈式互操作，實現共同訓練。
（5）訓練系統必須為空勤人員和地勤人員提供持續的學習交流環境，包括簡報、彙報、任務規劃和訓練任務／維護任務。
（6）訓練系統必須含有向飛行員提供訓練效果反饋和訓練評估工具。
圖4訓練態勢圖（美空軍研究實驗室圖片）
二、美軍LVC技術發展現狀與下一步規劃
1. 北美防務公司積極參與LVC技術研究
在SLATE ATD項目中，空軍研究實驗室指定立方體公司（Cubic）為系統集成商，並將與其他參與公司一起交付LVC機載子系統和地面子系統。立方體公司和SLATE其他參與公司計劃使LVC系統的成熟度到達7級。
立方體公司早在20世紀70年代初期就發明了空戰綜合訓練系統（ACMI），LVC是ACMI的演進版本。LVC將提供更高的威脅密度、更廣闊的虛擬空域和安全的互操作環境，飛行員可以在最高保真度環境中用先進的傳感器和武器系統“在戰鬥中訓練”。
波音公司、諾格公司、柯林斯航空航天系統公司等軍工企業也在參與LVC的研製。重點突破：地面模擬傳感器和飛機傳感器之間數據傳輸技術；雷達、平視顯示器、態勢顯示和電子戰系統地面模擬技術；安全認證的多通道加密數據鏈技術；開放式系統架構技術。目標是實現模擬威脅無縫集成到駕駛艙環境的處理能力，高度還原真實的空戰操作過程，並能夠與現有的戰術作戰訓練系統兼容。當把數字構建的合成元素加入到實戰訓練中時，飛行員會得到更好的體系化訓練經驗，使他們能夠使用在戰鬥情況下的不感到陌生。
2. LVC技術在日常訓練和演習中發揮作用
在2016年8月，美空軍通過LVC技術，已經成功將四架真實的F-16戰鬥機和兩架模擬的F-22戰鬥機相互連接，開展6名飛行員的異地“4對2
”的空戰訓練。F-22的飛行員在地面飛行模擬器中駕駛模擬飛機通過具備高等安全級別的網絡模擬器與空中的四名F-16飛行員一起參與同一對抗空戰任務。F-16飛機來自駐紮在韓國群山空軍基地的空軍第80戰鬥機中隊，F-16在艾爾森空軍基地起飛，而模擬的F-22模擬器由位於阿拉斯加州安克雷奇的埃爾門多夫－理查德森聯合基地的第90戰鬥機中隊飛行員駕駛。
圖5美空軍研究實驗室專家在奈利斯空軍基地與真實飛機訓練（美空軍圖片）
LVC技術已經用於包括在阿拉斯加州的“紅旗”軍演（2013－2018年）和“北方利刃”演習（2015年和2017年）。
“紅旗”（Red Flag）軍演是美國太平洋空軍司令部開展的一系列針對美軍的實地訓練演習，在模擬作戰環境中提供聯合空對空作戰、空對面作戰、攔截、近距離空中支援等內容的訓練。在2018年的軍演期間，LVC技術在全部五次紅旗軍演中都得到了應用。通過分佈式加密安全網絡將包括數百名模擬器飛行員和構建的數字兵力模型從全國各地或新墨西哥州科特蘭空軍基地連接到同一個戰場環境中。
“北方利刃”（Northern Edge）演習是美國太平洋司令部在阿拉斯加開展的兩年一次的空戰演習。在2017年的該軍演中，演習涉及近6000名飛行員、海軍陸戰隊員、海軍和陸軍人員，200多架飛機，以及海軍船隻和商船，並且集中於演練形成戰術空中優勢、打擊陸地和海上目標。在此過程中，LVC技術訓練方案模擬了遠程轟炸機、預警機、指揮機等模擬器，以及通過計算機生成的友軍和敵軍的武器系統，增強了作戰場景的真實度。美國太平洋司令部已確認在2019年度“北方利刃”演習中繼續使用LVC技術。
圖6美軍軍演地面模擬中心（美空軍圖片）
3. SLATE後續計劃
美空軍實驗室提出了2018年SLATE訓練系統能力新要求，隨著更多的第五代F-35聯合打擊戰鬥機加入美軍，需要將F-35納入到SLATE中，給F-35飛行員更加真實的訓練環境。此外，需要通過更好地整合LVC技術，克服目前阻礙一些高端訓練演習的問題，提高空軍訓練環境的質量。
隨著對手能力的不斷提高，增加LVC的能力以便真實的模擬出威脅程度對F-22和F-35飛行員的訓練至關重要。由於大多數未裝備新飛機的部隊不願意和裝備F-22、F-35等飛機的部隊進行對抗訓練，所以需要通過SLATE訓練系統為五代機提供一套非常複雜的藍軍來開展日常訓練，要求第四代和第五代飛機新飛行員們能夠對在現實環境中無法負擔得起的訓練場景下進行完成訓練，使他們做好準備迎接即將到來的複雜挑戰和威脅。
圖7 LVC場景示意圖
三、總結
當SLATE項目剛啟動時，一直被視為一種輔助能力。然而，今天SLATE訓練系統以及成為必不可少的設備，從美空軍到美海軍，從戰鬥機到直升機，正日益受到軍方更多的關注。SLATE將戰術訓練模擬器與真實飛機戰術相結合，增強了戰鬥機端到端的操作訓練經驗，能夠提供全面的作戰訓練，真正改變飛行員的訓練方式。
真實訓練場景。SLATE訓練系統的計算機用數字構建生成的力量擴大了場景範圍，並真實的創建了與飛行員在真正衝突中實際看到的相似訓練環境，這種飛行訓練的好處使飛行員所獲得的更好的訓練效果和更加全面訓練任務。SLATE訓練系統將藍軍的空中、地面和海上裝備也集成在同一任務場景中，提供了大量的敵方兵力來配合飛行員訓練，使得藍軍更貼近實戰化，以最大限度地發揮藍軍的反抗力量，更好為飛行員提供了一個更加強大的對抗訓練方案。尤其是可以給第四代和第五代飛機提供一個旗鼓相當的實戰化訓練場景。
節約訓練成本。在沒有LVC技術之前，要開展大規模的對抗訓練，需要調集各地的兵力集結到同一個區域。這種大規模演習成本高，需要大量的組織協調工作，導致演習的頻率不高，達不到體系對抗訓練的效果，如把一個整建制的“愛國者”防空反導系統帶到阿拉斯加州的“紅旗”軍演需要花費不少於100多萬美元。在LVC技術推廣應用之後，在相同或更高水平的訓練效果下參演的真實裝備數量降低，轉場費用也相應的降低，支持飛行訓練所需的日常保養和維護費用也減少了，較少的飛行小時數伴隨著減少設備磨損，有效的緩解了軍費的壓力。此外，採用模擬發射數字武器的對抗方式，減少了對訓練彈的消耗。
注重安全訓練。在LVC技術推廣應用之後，隨著參訓飛機數量的較少，空域內的飛機密度降低，減少了發生碰撞的幾率，有效緩解了空域管制的壓力。SLATE訓練系統的有線網絡覆蓋美軍大多數基地，分部廣泛，需要的保密要求很高。無線通信涉及到空空和空面兩種，需要防監聽防干擾，給整個訓練系統提供安全可靠的網絡環境。
此外，SLATE訓練系統採用外掛吊艙的模式與飛機總線交聯，避免了對機體內部安裝設備或者飛機蒙皮安裝通信天線的問題，但是也帶來了使用上的不便利，如需要訓練前安裝吊艙和專人維護保障，還有吊艙安裝在翼尖會被機身遮擋影響無線鏈路收發質量，導致需要在左右翼尖各安裝一個SLATE吊艙。
（中國航空工業發展研究中心 何曉驍）
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本篇供稿：系統工程研究所 運 營：李沅栩
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