王萍 ¦ 美國防部作戰試驗鑑定主任發佈2019財年年度報告

2020年1月31日,美國防部作戰試驗鑑定主任(DOT&E)發佈2019財年年度報告。

王萍 ¦ 美国防部作战试验鉴定主任发布2019财年年度报告

美國防部2019財年作戰試驗鑑定報告封面(美國防部圖片)DOT&E是美軍試驗鑑定領域的最高主管,根據美國法典第139條第10款,DOT&E是美國防部長、負責採辦和持續保障的副部長、負責研究和工程的副部長的首席顧問。作戰試驗鑑定主任負責監視和審查美國防部的所有作戰和實彈試驗鑑定活動,其監督項目符合以下原則之一:(1)項目超過或有可能超過重大項目的經費門檻值,包括重大防務採辦項目(MDAP)、指定的主要子項目以及高度機密的項目和MDAP預研項目;(2)項目受到美國國會或美國防部的高度關注;(3)提供關鍵任務作戰能力或對武器系統進行重大軍事變革的武器、設備或彈藥。按照上述原則,2019財年DOT&E共監督了235個項目的作戰試驗鑑定活動和86個項目的實彈試驗鑑定活動,其中包括13個重大自動化信息系統(MAIS)項目。監督工作一般從早期採辦里程碑開始,直至批准進入全速生產(某些情況下在全速生產期間仍實施監督)。此外,2019財年DOT&E完成的試驗計劃活動的審查工作包括批准了32個試驗鑑定主計劃(TEMP)、77個作戰試驗計劃和6個實彈試驗鑑定策略/管理計劃,以及不通過1項試驗鑑定主計劃(AN/SPY-6(V)1防空反導雷達試驗評價主計劃)

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美國防部作戰試驗與鑑定主任在2019財年對美國國會提交的部分報告(美國防部圖片)

報告中除了詳細介紹了相關項目的試驗鑑定活動外,還總結了2019年美軍試驗鑑定領域的重點工作及面臨挑戰。主要包括以下三個方面:

一、網絡安全試驗鑑定工作面臨挑戰軟件和網絡驅動著美國防部的作戰、訓練和業務能力。目前美軍幾乎所有的武器都是軟件定義的,以後更有可能通過安裝新軟件而非修改硬件來“提高”武器系統的致命性。這種對軟件和網絡的依賴使得網絡安全試驗鑑定變得至關重要:網絡安全威脅和漏洞是確定武器系統不具備生存性的一個主要原因,如果不瞭解一個系統的網絡安全狀況,就無法判斷其是否具有作戰可靠性和生存能力。為此,DOT&E著手改善了網絡試驗鑑定的現實性和相關性。DOT&E的網絡安全評估項目與作戰司令部和軍種合作,解決他們最感興趣和最受影響的作戰領域。DOT&E提供專家來幫助網絡團隊提高他們的能力,特別是在復現高級威脅方面。此外,DOT&E分析從網絡攻擊中收集的數據,用於加強檢測和更好地瞭解任務效果。雖然美軍通過當前的方法能夠提供一些相關的、有價值的網絡信息,但總的來說,美國防部當前的網絡安全試驗鑑定能力應對不了大量的複雜系統和對手的攻擊性。國防部需要先進的網絡試驗工具以及可以向作戰人員發出異常軟件行為警報的自動化系統。

網絡安全試驗鑑定需要提高可實現性,例如通過評估運營商抵禦網絡攻擊和恢復運營能力的能力來測試系統的彈性。對於網絡安全引發的失效會對操作人員或平臺造成危險的情況,國防部需要有一個真實的建模與仿真環境,能夠準確地復現網絡安全危害的影響,並測試操作人員的戰術、技術和操作規程。此外,對由諸多相互依賴的組件和子系統構成的大型、複雜武器平臺(如F-35戰鬥機和CVN-78“福特”級航母),還需要更高效的方法來開展整體的試驗鑑定。與此同時,還要對供應鏈以及其網絡、工具、設施和軟件工廠定期進行網絡安全評估和監控。

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F-35戰鬥機及其地面相關係統的作戰試驗鑑定是一個挑戰。2019財年作戰試驗鑑定報告繼續大篇幅闡述了F-35項目的試驗鑑定情況,該部分長14頁(美國防部圖片)最重要的一點,在自動異常軟件檢測工具被開發出來之前,美國防部試驗團隊需要更多具有深厚網絡領域專業知識的人員。高質量網絡試驗人員的競爭是一個全國性的挑戰。為了抵禦全方位的潛在網絡威脅,美國防部需要啟動一項重大舉措,充分吸納美國學術和工業部門的世界級網絡人員。如果網絡安全試驗鑑定沒有實質性的改進,特別是在人力方面,美國防部則存在降低整體部隊戰備和殺傷力的風險。二、試驗鑑定工作取得創新和改進.試驗鑑定的逼真度和效率提高

作戰試驗鑑定(OT&E)和實彈試驗鑑定(LFT&E)的質量在很大程度上取決於可用的工具和基礎設施。如果不通過環境和場景來反映武器系統在實際使用中會遇到的情況,就無法確定它的作戰性能——致命性、生存能力、任務適應性。對於一個作戰系統,這意味著它要應對當前的和正在出現的威脅,並驗證系統的物理和網絡極限。然而,很多情況下並不能滿足這些要求:這種威脅要麼在現實的密度下不存在,要麼現實的野外條件(露天、公開水域)試驗不可行。一個有效的解決方案是利用高保真度的、通過鑑定的模擬和建模與仿真,通過數字環境復現威脅和系統的作戰剖面,為準確的性能評估提供必要的信息,併為戰術、技術和操作規程及任務規劃的開發和評估提供信息。

美國防部已經成功地將建模仿真技術應用到其最複雜的項目之一——F-35項目上。2019財年,F-35在內華達州試驗和訓練靶場以及一組雷達信號模擬器開展了12次外場試驗。雷達信號模擬器作為一種可編程的開環發射器,可以讓飛機對抗多種真實的敵方雷達和綜合防空系統信號,包括大型地對空導彈目標交戰和捕獲雷達。這種模擬器的外場試驗的結果被用來驗證、確認和鑑定一個關鍵的建模與仿真系統——“聯合仿真環境”(JSE)。“聯合仿真環境”計劃於2020年夏季投入使用,它將使利用基於場景的試驗鑑定對抗現實威脅成為可能。作戰人員將在一個模擬現實世界的全數字環境中,與虛擬實體實時交互。由於外場試驗的固有限制,除了實際對敵作戰外,“聯合仿真環境”將是用以充分評估F-35的唯一可用場景。

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美國防部認為,“聯合仿真環境”是除了實際作戰之外,可以充分評估F-35戰鬥機的唯一可用場景。有關聯合仿真環境的情況,可參見何曉驍先生於2019年4月15日在本號發表的專欄文章“美軍‘聯合仿真環境’的組成與建設發展”(點擊題名可直接訪問)(美國防部圖片)除了精確性之外,建模與仿真還可以提高試驗鑑定效率。例如,環境中心武器分析設施(ECWAF)是一種以MK 48重型魚雷為半實物的實時水下作戰環境模擬設施,它將使美海軍減少多達50%的水中實彈射擊。現場試驗和測試需要大量的資源——時間、金錢、人員和材料,即使只替代一小部分,也可以節省資源,同時仍有助於確保作戰人員獲得所需的能力。雖然建模與仿真和仿真能力通常是為某個特定項目構建,但是採辦和試驗團隊能夠將其擴展用以適應其他的平臺和新的威脅。.與新興技術保持同步為了使試驗鑑定更加真實和準確,試驗鑑定工具和過程必須與新興技術保持同步。美國國會在2019財年國防撥款法案中增加了1.5億美元,使得國防部在試驗鑑定基礎設施現代化方面取得了重大進展。

有了這些資金,美國防部將通過在無人機系統中增加遙測和光學儀器來增強其收集高超聲速飛行試驗數據的能力,並將改善大氣測量和武器效能。為了評估定向能武器,美國防部正在開發大功率微波診斷和高能激光儀器、目標及計分板以及建模仿真工具來評估定向能武器的損傷效果和附帶影響。

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美空軍一架MQ-9A“死神”第5批次長航時察打一體無人機在夕陽映照的跑道上。2018年8月8日,美國防部導彈防禦局透露,該局利用一架MQ-9無人機再一次完成了彈道導彈靶標精確跟蹤演示驗證,還用該機跟蹤了一個高超聲速目標,並形容高超聲速目標處於大氣層內時,看上去像一個“大號、老式的羅馬焰火筒”。該局宣稱“我們沒有預料到我們能做這個。這些已被設計成在我們的(反導)雷達視線之下飛行——確實是這樣。”本次美國防部2019財年作戰試驗鑑定報告也提到要增強無人機蒐集高超聲速飛行試驗數據的能力。這樣看來,長航時無人機是不是有可能成為未來美軍高超聲速武器探測與跟蹤系統中的一個組成部分?(美國通用原子航空系統公司圖片)

為了改進和加速作戰試驗鑑定的評估,特別是下一代飛機的評估,美國防部正在升級其大數據分析能力。此外,DOT&E和測試資源管理中心已經投資於自主網絡威脅仿真(“紅隊”工具),擴展了網絡作戰試驗,並資助了更多的人工智能和機器學習試驗方法。.太空測試和培訓美國防部打算在未來十年內在太空系統上投資至少1000億美元,然而它目前還沒有真正的手段來充分評估在典型環境下天基系統的作戰效能、適用性和生存能力。DOT&E與試驗資源管理中心一起正在積極尋求創造這種能力。通過一個太空作戰綜合試驗隊、一個“國家太空試驗和訓練靶場”以及地面太空試驗設施,持久的基礎設施將能實現當前和未來太空系統的試驗鑑定。威脅將包括網絡、定向能、電子戰威脅以及自然危害。這種多層次的太空試驗鑑定能力是美國防部能夠展示太空系統的真正功能、限制、生存能力和使用考慮的關鍵,它將使天基作戰戰術、技術和操作程序的驗證和多領域作戰概念的發展成為可能。它還將提供更有效的作戰人員培訓,直接支持美國防部長關於加強部隊備戰的呼籲。
三、推動試驗鑑定工作適應國防戰略.中層採辦DOT&E支持中層採辦(MTA)倡導的更快採辦和裝備、以更快地獲得作戰能力的理念。然而,MTA項目的性能也需評估和演示驗證,這對於判斷一個系統是否具有生存能力、是否能夠滿足作戰人員的需求是至關重要的。因此,MTA項目仍然受到DOT&E的監督,包括實彈試驗鑑定(LFT&E)、網絡安全試驗以及正式的初始作戰試驗鑑定。

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2019年6月,洛馬公司的AGM-183“空射快速響應武器”(ARRW)樣彈在B-52H轟炸機上進行掛飛試驗。該項目就是一個美空軍的中層採辦項目,旨在加速推進,滿足美空軍在2022年形成高超聲速打擊能力的目標。本次美國防部2019財年作戰試驗鑑定報告顯示,此類中層採辦項目也需要收到作戰試驗鑑定主任的監督(美空軍圖片)美國防部正在編制一個新的指令,其中要求MTA策略中包含一個試驗策略,DOT&E是該試驗策略的批准機構。2019年10月發佈的臨時DOT&E政策詳細說明了對MTA項目的試驗、演示驗證和報告的預期。對於快速原型計劃,試驗策略應該包含基於增量的綜合試驗數據對能力(和有關限制)的漸進的作戰和實彈鑑定。對於快速部署工作,決策應該基於綜合的研製和作戰試驗,以證明該能力如何有助於實現作戰人員的任務或作戰概念。DOT&E鼓勵剪裁MTA演示驗證和其他作戰試驗鑑定活動,使快速採辦成為可能,同時保證風險可接受。.提高試驗鑑定的效率和效能

試驗團隊在向作戰人員提供作戰相關和有效的作戰能力方面起著關鍵作用。為了確保完成這一使命,作戰試驗團隊遵守六個原則。

其中三個原則強調在整個採辦生命週期中作戰和實彈試驗團隊的協作參與。首先,作戰試驗團隊和實際作戰人員必須從項目一開始就參與其中,幫助確定需求定義、預算、合同和工程。在採辦早期階段應用作戰視角將產生最合理的總體規劃計劃,成功的可能性最大。其次,通過作戰試驗團隊的參與,向項目經理和所有其他利益相關者提供持續的、及時的反饋。第三,在承包商、研製試驗團隊和作戰試驗團隊之間集成和綜合數據及試驗。打破人為製造的藩籬,所有時間點的所有試驗事件都應該用於為三個團隊提供需要的信息。剩下的三個原則聚焦針對每個項目裁剪試驗活動。試驗團隊將根據需要靈活地進行調整,包括預先修改和簡化過程、產品和需求——甚至在試驗開始之後利用之前試驗中已經發現的結論進行適當調整。如,在2019財年,因為已經收集了足夠的數據且試驗結果明確,DOT&E批准取消29架F-35的試驗任務(超過200架次)。

執行這些原則將在採辦過程的早期和整個過程中產生有價值的信息,有助於降低項目風險,使採辦團隊能夠做出合理的決策,並讓指揮官和作戰人員充分了解他們擁有什麼能力以及如何更好地使用這些能力。

王萍女士已為《空天防務觀察》提供6篇專欄文章,如下表:

<table><tbody>序號

美軍F-35戰鬥機自主式保障信息系統最新進展

2017年10月16日

2017年美空軍武器裝備試驗鑑定能力發展綜述

2018年4月10日

美國承包商合同業績評價報告系統概述

2019年3月26日

美軍全球作戰保障系統空軍系統概述

4月17日

2018年美軍典型軍用飛機試驗鑑定活動進展

5月9日

美國防部作戰試驗鑑定主任發佈2019財年年度報告(即本篇)

2020年2月19日

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(中國航空工業發展研究中心 王萍)

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本篇供稿:系統工程研究所


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