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【智库声音】让试验训练“有效果有效率”：美军“真实－虚拟－构造”靶场建设发展情况

国防科技要闻 · 公众号 · · 2021-04-01 10:58

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来源：空天防务观察作者：何晓骁

据美国空军协会《空军杂志》提供的情况， 截止到 2020 年 4 月，美军已完成对其本土和海外的共计 3 个靶场进行了现代化升级，使其具备了“ 真实－ 虚拟－ 构造 ” （ LVC ） 试训能力。 这三个靶场分别是内华达试训靶场（ NTTR ）、阿拉斯加靶场综合体（ JPARC ）和位于日本三泽基地附近的德劳恩靶场（ Draughon Range ）。 LVC 训练使作战部队能够训练为打赢现代战斗所需的杀伤网战术。在这种跨域战场环境中训练，比传统的空战训练增加了额外的复杂性，需要更高的训练数据吞吐量并加密、更大的交战距离和先进的传感器，对训练环境的建设发展提出了更高要求。

一、 美空军对训练工作的要求

1 、 靶场与基地的理想时空关系

一般来说，美军将理想的训练条件被定义为基地距离靶场在大约 150 海里（约 2 80 千米）以内，战斗机有能力飞到靶场，在靶场上空停留至少 45 分钟以上，不需要空中加油能返回基地。例如， F-35A 的燃料容量为 18000 磅，去除飞行安全所需的 20% 余油，可提供 14400 磅的可用燃料。假设平均燃油消耗率为每小时 10000 磅，巡航速度为 500 节，则往返飞行到 150 海里以外的靶场使用 6000 磅，剩下约 8000 磅用于在靶场的训练任务（根据与训练任务相关的燃油消耗情况，可以完成约 45 分钟左右的训练）。如果能满足以上条件，这种部署方式将可以支撑部队使用靶场来完成日常训练要求。

典型训练任务场景（ 美国立方体公司图片 ）

2 、 对人员保持战备状态的要求

美国空军战斗机飞行员在飞行部队中保持战斗任务准备（ CMR ）或基本任务能力（ BMC ）飞行状态。具有 CMR 状态的飞行员具备任务资格并熟练掌握部队设计的作战能力（ DOC ）声明中定义的所有主要任务。 BMC 状态表示飞行员熟悉、可能有部分资格并掌握部队的一些主要任务。主要职责是飞行任务的空勤人员要保持 CMR 状态；主要职责是管理、监督和作战支持的空勤人员要保持 BMC 状态。继续训练（ CT ）是 “ 保持熟练程度和提高飞行员执行部队任务的能力 ” 所需的训练，战斗机飞行员保持 CMR 或 BMC 状态对 CT 有不同的要求，规定了空勤人员为维持作战任务准备状态而必须完成的飞机架次、模拟器任务和训练活动的年度最低要求。

美军统计的架次需求（美军图片）

例如，一名缺乏经验的 F-22 飞行员必须每年飞行 108 架次（每月 9 架次），并在模拟器中执行 36 次任务（每月 3 次），以保持 CMR 状态。飞行计划将包括一个飞行任务和架次要求表，该表描述了这些架次如何在主要、次要和基本技能任务中分配。例如，一名缺乏经验的正规空军部队（ RegAF ） F-22 飞行员预计每年执行 13 次防御性制空任务（主要任务）、 11 次空中遮断任务（次要任务）和 8 次基本战斗机机动任务（基本技能），以保持 CMR 状态。飞行计划还包括一个表，该表描述了每年必须完成的飞行科目的类型和数量。例如，一名经验丰富的正规空军部队（ RegAF ） F-22 飞行员预计每年要完成 12 次四机科目和 15 次夜间空对空科目，以保持 CMR 状态。对于 F-22 ，共有 27 个科目类型和 148 个科目需要完成。

二、美空军重视试训条件建设

根据美国《 2018 年国防战略》要求，美国需要恢复战备状态，保持一支能够击败大国侵略的军队。为实现这一目标，使军队能够在可以代表大国威胁的环境中进行训练是办法之一。对于美国空军战斗机飞行员来说，这种环境需要具有适当空域、威胁、目标和电子支援措施的靶场进行训练。美国空军现有的训练场很少有能力为战斗机飞行员提供高级训练环境。目前主要的办法是通过升级靶场。除靶场升级外，美国空军还可能考虑重新调整战斗机中队的部署，以更好的利用升级后的靶场。

1 、对 作战训练基础设施 的投资

美国空军总部有关部门（ AF/A3T ）正在制定一项作战训练基础设施（ OTI ）投资计划，以升级某些具备条件的靶场，为战斗机飞行员提供高级训练环境。投资将从当前的平均分布给 30 多个靶场转变为集中投资在部分具备条件的靶场。 AF/A3T 列出的 17 个靶场升级优先级主要基于 2 019 年发布的靶场升级计划，为担负主要作战任务的中队提供进入高级靶场的机会。

美空军主要靶场升级优先级（美军图片）

AF/A3T 估计，研究、开发、测试和评估（ RDT&E ）经费将需要 12 亿美元。这是开发具有代表性的威胁系统所需的成本，与最终部署的系统数量无关。如前所述， NTTR 和 JPARC 两个靶场将升级为最先进的能力，以支持大型部队演习，不在本研究分析的交易范围内。据空军 /A3T 估计，为升级这两个靶场而采购设备将花费大约 10 亿美元。升级计划中的其余 15 个靶场将升级为初级训练靶场，每个靶场的采购成本约为 1.2 亿美元至 2.2 亿美元（平均约 1.65 亿美元），具体取决于每个靶场的现有能力和所需能力。

升级靶场的投资分布（ 美国 兰德公司图片）

2 、 尝试调整中队部署

一个基地内可以增加的中队数量可能是基于有关政策考虑，例如美军一个战斗机联队通常不超过四个中队，那么如果一个基地有四个以上的中队，需要提出应对的措施办法。以及要考虑物理方面的限制，例如是否有足够的保障能力或者可用土地。

增加基地内部署中队的数量，可以增加分部条件较好基地的利用率，为一定数量的范围升级。提高长期战备状态的最大增长点是整合靶场现代化计划和 F-35 的部署。在解决完 F- 35 的问题后，次要任务是利用目前的基地态势和计划的靶场升级，尽量安排 F-22 中队进入高级训练靶场。

主要升级靶场的位置分布（兰德公司图片）

此外，美国空军也许会制定分级训练战略，其中较低水平的训练靶场用于满足基本训练要求，例如训练箔条、干扰弹和航炮使用等科目。 NTTR 这种升级后的靶场用于满足高级训练要求，参与大型演习演训。

三、 LVC 演示验证带动技术快速发展

SLATE-ATD 项目由空军研究实验室（ AFRL ）和海军航空系统司令部（ NAVAIR ）密切合作， Cubic 公司作为工业系统集成商（ SI ）。 NAVAIR 在项目过程中严格测试，确保收集的数据能够验证 ATD 的目标。在完成 ATD 的过程中，政府和行业联盟能够有效地记录最低（基本）系统的标准规范，从而为各军种、工业部门提供一个可扩展的强大 LVC 训练环境。

1 、 演示验证过程和结果

SLATE-ATD 设计和演示了满足高保真 LVC 训练需求所需的端到端能力。 2018 年下半年，在 Nellis 基地开展的 SLATE-ATD 活动期间，携带 SLATE 吊舱的实装飞机参加了高保真 LVC 演示，共有 1 8 个实体参与演示。在 “ 系留 ” （有地面站）和 “ 非系留 ” （无地面站）模式下， LVC 技术带来的能力打破了 Nellis 测试和训练靶场（ NTTR ）的很多限制。

演示验证中挂载 LVC 吊舱的 F- 15 和 F- 16 （美军图片）

在 SLATE-ATD 项目中，主要研制了以下内容：

—— 多类型实装飞机之间的互操作性： F-18 、 F-15 和 F-16 通过 5G-ATW 连接，并分别扮演红、蓝方角色。

—— 5G-ATW 数据链容量、带宽、服务质量和性能：验证了最大的消息数、最小丢包和错包、低延迟、最大范围（有 / 无地面站）。

—— 将合成实体（ VC ）注入实装驾驶舱（ L ）：场景模型能实时运行； L 、 V 或 C 之间没有可被明显感知的差异。

—— 多个独立安全级别（ MILS ）加密技术和规则集（ NSA 1 型加密机）： NSA 1 型加密演示了四个独立安全级别。

—— 实装飞机可实时角色互换： F/A-18E/F 、 EA-18G 和 F-15E 同时执行蓝方和红方空中任务。

—— 实装飞机可有效代表威胁： F-16/F-15E 伪装成有代表性的红色威胁。

—— 能够处理 5G-ATW 并向驾驶舱提供注入合成实体后的 OFP ：飞机处理来自吊舱的 5G-ATW 信号；在驾驶舱中正确显示 L 、 V 和 C 实体。

—— 红、蓝方的构造仿真的武器发射：对空空和空地进行武器发射，包括实装对实装、实装对模拟器、实装与构造仿真。

—— 红、蓝方的构造仿真的武器结果：可完成解算并裁决结果。

—— F-16 和 F-18 模拟器连接到地面站，通过分布式任务操作网（ DMON ）显示 L 、 C 和 V ：模拟器网络在 LVC 架构内完全发挥功能。

—— 切实有效的培训：对空勤人员的访谈和调查表明， L 、 V 或 C 威胁之间没有差异。

—— SLATE 系统、接口和数据标准在政府拥有的非专有体系结构和波形中的 LVC 性能：验证了压缩 DIS 和 DIS 数据标准、多个独立安全级别和跨域解决方案；在对抗场景下验证了 5G-ATW 数据链路。

数据分析系统界面 （ 美国立方体公司图片 ）

2 、在 SLATE - ATD 成功后提升产能

由于 Cubic 在 2 018 年下半年的安全

【智库声音】让试验训练“有效果有效率”：美军“真实－虚拟－构造”靶场建设发展情况

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