6月19日，美國伊斯塔爾數(shù)字公司（Istari Digital）宣布從美空軍獲得一項1500萬美元的小型企業(yè)創(chuàng)新研究合同。該合同的關(guān)鍵詞被稱為“一號模型”（Model One），旨在進一步規(guī)范美空軍的模型和仿真業(yè)務(wù)。由于國防領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)分散和數(shù)據(jù)保密等問題，美軍數(shù)字化轉(zhuǎn)型實際上并沒有想象中的那么領(lǐng)先，大多數(shù)模型難以集成，限制了數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。其工業(yè)部門推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作重點主要針對裝備內(nèi)的數(shù)字工程，相比之下創(chuàng)新型小企業(yè)在信息化領(lǐng)域發(fā)展迅速，爭取到了牽頭研究模擬訓(xùn)練基礎(chǔ)環(huán)境解決方案的機會。該合同的簽署間接表達出了美空軍堅定不移自上向下體系化推廣模擬訓(xùn)練的決心。 項目布局和管理模式上全面加強 在2024年初，美空軍部為了確保在各領(lǐng)域繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢，同時更好地威懾和在大國競爭中做好準(zhǔn)備，公布了徹底重塑空軍和太空軍的計劃。通過一系列在空軍部范圍內(nèi)的關(guān)鍵決策，解決需要該部門關(guān)注四個核心領(lǐng)域的問題：人才培養(yǎng)、戰(zhàn)備生成、力量投送和能力發(fā)展。 在眾多與模擬訓(xùn)練相關(guān)的工作中，有3個項目/計劃發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。模擬器通用架構(gòu)要求和標(biāo)準(zhǔn)（SCARS）是針對“準(zhǔn)度”問題，統(tǒng)一現(xiàn)役和新研模擬器軟硬件標(biāo)準(zhǔn)；聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）是針對“深度”問題，以極高戰(zhàn)術(shù)任務(wù)保真度目標(biāo)，解決編隊訓(xùn)練問題；分布式作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)（DMON）是針對“廣度”問題，擴大模擬訓(xùn)練的覆蓋面和連通性。這3個“度”共同組成了“三位一體”推進模式，美空軍在其中主抓所需的通用性和互操作性，控制接口的使用和開發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換方式。 在管理模式方面，空軍生命周期管理中心敏捷作戰(zhàn)支援局模擬器部門（AFLCMC/WNS）在原有作戰(zhàn)訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施（OTI）管理機構(gòu)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了作戰(zhàn)訓(xùn)練環(huán)境（OTE）管理部門，通過加強頂層管理進一步提高不同系統(tǒng)、裝備和軍種之間的互操作性，以及聯(lián)合訓(xùn)練能力。這一改變可能也是為了滿足數(shù)字工程要求——對訓(xùn)練系統(tǒng)和模擬環(huán)境“天生數(shù)字化”。OTI的業(yè)務(wù)包括了分布式訓(xùn)練系統(tǒng)、模擬器通用架構(gòu)要求和標(biāo)準(zhǔn)（SCARS），其中分布式訓(xùn)練系統(tǒng)主要指各司令部網(wǎng)絡(luò)以及LVC技術(shù)、構(gòu)造仿真軟件的管理。OTE的業(yè)務(wù)包括了“藍軍”數(shù)字模型升級、仿真環(huán)境業(yè)務(wù)、運營和治理，重點圍繞聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）的開發(fā)、部署和維護開展。 OTI和OTE工作要統(tǒng)籌好SCARS和JSE的關(guān)系，以仿真技術(shù)為主題，建設(shè)能夠提供一個高度集成、經(jīng)濟實惠且可互操作的模擬訓(xùn)練環(huán)境，支持未來的作戰(zhàn)需求。這兩個概念共同支持了現(xiàn)代軍事訓(xùn)練的需求，其中SCARS提供了一個標(biāo)準(zhǔn)化的架構(gòu)，確保了訓(xùn)練系統(tǒng)的一致性和安全性，而JSE則提供了一個先進的、集成的訓(xùn)練環(huán)境，支持跨平臺、跨密級的訓(xùn)練活動。SCARS團隊也在與JSE團隊合作，探索更快、更經(jīng)濟的開發(fā)和部署JSE的機會。 模擬訓(xùn)練需求增長且效果顯著 在現(xiàn)代軍事訓(xùn)練中，模擬現(xiàn)實世界威脅的能力至關(guān)重要。隨著第四代和第五代戰(zhàn)斗機能力的不斷增強，對大規(guī)模、復(fù)雜且逼真的對抗力量的需求也在迅速增長。這些戰(zhàn)斗機需要更有效、更經(jīng)濟的對抗手段來應(yīng)對現(xiàn)代威脅，當(dāng)然還有執(zhí)行這類任務(wù)所需的廣闊空域。因此，將實裝飛行與模擬訓(xùn)練相結(jié)合的方法，正逐漸成為首選的解決方案。模擬訓(xùn)練環(huán)境可以生成無數(shù)的敵機編隊，實況、虛擬、構(gòu)造仿真（LVC）技術(shù)進一步將模擬訓(xùn)練環(huán)境與實裝訓(xùn)練融合，增強飛行員和其他戰(zhàn)斗人員在復(fù)雜和壓力環(huán)境下達到作戰(zhàn)能力的目標(biāo)。 模擬訓(xùn)練可無限次“重復(fù)和組合”的優(yōu)勢已充分顯現(xiàn)。例如，為期兩周的“黑旗”演習(xí)通常能夠開展5次大規(guī)模測試。這與為期5天的“虛擬旗”演習(xí)形成了鮮明對比，其相同規(guī)模任務(wù)可以重復(fù)30次，這樣能充分擴充演習(xí)數(shù)據(jù)集。從2020年起，模擬訓(xùn)練需求隨著美空軍專注于聯(lián)合訓(xùn)練而增加，其模擬訓(xùn)練總數(shù)呈上升趨勢。每年大約有15000人次使用模擬訓(xùn)練設(shè)備累計完成20000小時至25000小時的訓(xùn)練量。
JSE站點全貌 JSE于2016年首次提出，2022年美海軍牽頭建設(shè)的首個JSE悄然投入使用。在2022年初，美空軍武器學(xué)校第6武器中隊的教練和學(xué)員在海軍JSE至少執(zhí)行了32次防御性制空任務(wù)，每次任務(wù)都是8架F-35對抗多達20個威脅，超過大多數(shù)低端模擬器性能。此外，美國國防部已將JSE的培訓(xùn)作為海軍攻擊戰(zhàn)斗機戰(zhàn)術(shù)教官計劃（通常稱為TOPGUN）的正式組成部分。到2024年左右，完成了11次TOPGUN訓(xùn)練，共計完成了6次美空軍武器學(xué)校課程，在作戰(zhàn)單位執(zhí)行了27次相關(guān)大型活動，累計超過50000次武器發(fā)射事件，執(zhí)行了1200多次任務(wù)，F(xiàn)-35模擬器執(zhí)行了9000多次飛行任務(wù)，超過1000名飛行員參與了這些飛行任務(wù)。美海軍和空軍戰(zhàn)斗機飛行員已于2024年夏天開始在海軍JSE進行聯(lián)合訓(xùn)練。飛行員在JSE 一周內(nèi)的飛行架次比他們一年內(nèi)在露天靶場上的飛行架次還多。 項目主要工作和有關(guān)進展 1.模擬器通用架構(gòu)要求和標(biāo)準(zhǔn)（SCARS） 美空軍作戰(zhàn)訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施（OTI）2035飛行計劃提出了一個雄心勃勃的未來訓(xùn)練體系藍圖，該體系建立在一個通用的運行環(huán)境之上，在保持戰(zhàn)備狀態(tài)和經(jīng)濟性之間做好平衡。重構(gòu)整個模擬器行業(yè)不僅成本高昂，可能需要數(shù)十年時間才能完成。因此，美空軍借鑒分布式任務(wù)操作（DMO）計劃的成功，建立了一種新的創(chuàng)新維護方法，稱為SCARS。 SCARS是OTI飛行計劃中的眾多發(fā)展方向之一，在確定未來模擬器通用架構(gòu)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這種架構(gòu)將建立通用開放接口、標(biāo)準(zhǔn)流程和技術(shù)規(guī)范，簡化運行環(huán)境所需的應(yīng)用程序和模型。例如，將來可以統(tǒng)一使用模塊化的“狙擊手”吊艙模型。
美空軍模擬器部門訓(xùn)練情況統(tǒng)計 SCARS的最終目標(biāo)是為分布在300個地點的大約2400臺模擬器提供通用架構(gòu)。為了執(zhí)行這種創(chuàng)新方法， 主合同利用政府牽頭的協(xié)作工作組來幫助建立官方擁有的標(biāo)準(zhǔn)。協(xié)作工作組包括現(xiàn)有的空軍模擬器支持承包商（稱為SCARS附屬公司）和模擬器網(wǎng)絡(luò)提供商（稱為SCARS合作伙伴）。SCARS附屬公司和合作伙伴都有合同要求，將其各自的系統(tǒng)更新為新的SCARS標(biāo)準(zhǔn)，類似于DMO方法。 SCARS三個階段反映了從網(wǎng)絡(luò)安全到架構(gòu)統(tǒng)一，再到應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)化的逐步演進過程。 （1）階段1：增強網(wǎng)絡(luò)安全。這一階段重點放在提高網(wǎng)絡(luò)安全效率上，目標(biāo)是降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險，減少獲得授權(quán)運營（ATOs）的努力，以及減少因網(wǎng)絡(luò)安全維護而導(dǎo)致的訓(xùn)練系統(tǒng)停機時間。 （2）階段2：通用架構(gòu)。這一階段實施通用架構(gòu)，通過提高可靠性、最小化維護需求，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性，同時降低了長期運營的成本。 （3）階段3：標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。這一階段通過標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序，在不同平臺之間實現(xiàn)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫的重用，提高了跨不同系統(tǒng)和平臺的性能一致性，有助于確保所有用戶都能在相似的條件下進行訓(xùn)練，從而實現(xiàn)更公平的訓(xùn)練環(huán)境。 SCARS包括建立一個臨時安全運營中心（iSOC）和交付本地設(shè)備（OPE，指的是安裝在用戶自己的場所或設(shè)施內(nèi)的硬件和軟件設(shè)備，不同于云服務(wù)或遠程托管的設(shè)備）。iSOC包含托管通用應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫。OPE位于訓(xùn)練現(xiàn)場，作為托管模擬器應(yīng)用程序和硬件的標(biāo)準(zhǔn)平臺，同時也用著iSOC與非SCARS訓(xùn)練設(shè)備的鏈接。目前，已有12個地點連接到安全運營中心，比去年的8個地點有所增加。在未來一年中，SCARS預(yù)計將部署60多個OPE，增強對傳統(tǒng)訓(xùn)練系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全支持。通過網(wǎng)絡(luò)向所有模擬器發(fā)送更新和補丁來加強安全性將意味著更少的停機時間。 2.聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）是一個高度可擴展、模塊化的架構(gòu)，提供了一個基于物理的計算機環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行模擬器與無數(shù)虛擬友軍和敵軍空中與地面實體之間的同時交互，支持第五代戰(zhàn)斗機及以上的作戰(zhàn)測試和在相關(guān)威脅密度下的高端戰(zhàn)術(shù)開發(fā)。
美空軍模擬器管理部門新組織構(gòu)建 首個JSE站點建設(shè)在美海軍帕塔克森特河基地，在本地部署14臺運行實際作戰(zhàn)飛行程序的模擬器。圓頂寬為4.6米、視野為300度×160度，配備4K投影儀。其中8臺高保真模擬器，配備頭盔掛載顯示（HMD），能夠模擬F-35A/B/C。還有6臺可配置模擬器，可配置為F-35A/B/C或多種敵方飛機。2024年1月，另外部署了4臺美空軍F-22模擬器。F-35和F-22模擬器內(nèi)每個按鈕、屏幕、開關(guān)和傳感器都與實裝上的完全相同，甚至包括零件編號等細節(jié)。 戰(zhàn)場環(huán)境軟件提供了一個基于物理的紅外（IR）和射頻（RF）傳播效應(yīng)的軟件平臺，模擬環(huán)境以及天氣效果。基礎(chǔ)設(shè)施整合了武器服務(wù)器和武器模型，允許飛行員體驗真實的武器效果評估，滿足從發(fā)射到毀傷的物理計算要求，而不是基于初級查找表的效果。 任務(wù)簡報室能夠獨立實時查看或回放駕駛艙和HMD顯示，提供完整的360度戰(zhàn)場視野以及所有武器使用情況日志，使飛行員能夠復(fù)盤教訓(xùn)，立即調(diào)整，再次飛行。分析與報告工具（ART）收集了每次JSE飛行任務(wù)的所有數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為圖形化的、易于理解的格式，使飛行員能夠清楚地看到所采用的戰(zhàn)術(shù)失敗或成功原因。任務(wù)控制室可以容納紅方和藍方的地面控制截擊（GCI）控制員，并允許實時重新編程環(huán)境中的虛擬實體。 JSE站點為分層建設(shè)，分為超級站點（Super Site）、艦隊/作戰(zhàn)聯(lián)隊站點（Fleet/CAF Site）、可部署站點（Deployable Site）、工業(yè)部門站點（Industry Site）。超級站點提供最高保真度的模擬器、環(huán)境和威脅模擬，支持高端訓(xùn)練、戰(zhàn)術(shù)開發(fā)和作戰(zhàn)試驗（OT）；艦隊/作戰(zhàn)聯(lián)隊站點保真度略低，占地面積更小，需要較少的硬件和支持人員。可加深在超級站點學(xué)到的知識，以維持熟練度；可部署站點針對小規(guī)模的訓(xùn)練需求，保真度較低，除了自己外，所有實體都是“構(gòu)造仿真”的。在部署期間加深在其他層級學(xué)到的知識，以維持熟練度；工業(yè)部門站點用于工業(yè)部門在與軍方相同環(huán)境中開發(fā)、驗證新能力和作戰(zhàn)飛行程序。
JSE站點分布圖 3.分布式任務(wù)作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)（DMON）DMON計劃現(xiàn)在已經(jīng)進入第24年頭。該計劃為模擬訓(xùn)練提供相關(guān)技術(shù)、管理和網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù)，確保分散各地的模擬器可以每天在實時、合成環(huán)境中一起訓(xùn)練。 截至2023年，DMON已至少在71個不同地點的115個場所安裝。在2023年，這些場所通過DMON進行了4833次訓(xùn)練活動，總共超過16500訓(xùn)練小時。除連接了全部模擬器以外，還有15個開發(fā)場所連接到DMON，提供技術(shù)保障，確保操作場所可以有效利用網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練。
部署在美國海軍JSE站點的美空軍F-22模擬器 DMON還連接到位于新墨西哥州科特蘭空軍基地的分布式任務(wù)操作中心（DMOC）、位于弗吉尼亞州蘭利-尤斯蒂斯聯(lián)合基地的作戰(zhàn)空軍分布式訓(xùn)練中心（DTC）、位于愛荷華州得梅因的分布式訓(xùn)練操作中心（DTOC）、美空軍歐洲-非洲司令部戰(zhàn)士中心（UAWC）和LVC訓(xùn)練場所，例如阿拉斯加靶場綜合體（JPARC）。DMOC促進了涉及DMON的最大訓(xùn)練活動，如“虛擬旗”演習(xí)和“聯(lián)盟虛擬旗”演習(xí)，而DTC每天除了執(zhí)行幾個較小的活動外，還執(zhí)行多達3次大規(guī)模演習(xí)。DTOC每周進行多達65次活動，通常還提供一對一的導(dǎo)調(diào)支持。 相關(guān)啟示 1.模擬環(huán)境數(shù)據(jù)權(quán)爭端或許已得到解決。軍地聯(lián)合的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的開發(fā)、維護、升級方式，會引起“數(shù)據(jù)歸屬”的問題。工業(yè)部門在意裝備模型（類似JSE中使用的FIAB）的知識產(chǎn)權(quán)問題，軍方往往出于數(shù)據(jù)安全等要素拒絕向工業(yè)部門提供演訓(xùn)數(shù)據(jù)。 2.工業(yè)部門在多軍種聯(lián)合上作用大。除了提供了以F-35系列為代表的“通用化”裝備外，在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)和聯(lián)合仿真環(huán)境建設(shè)上都發(fā)揮牽頭作用。基本上都是在工業(yè)部門試驗設(shè)施和自用研發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)上進行復(fù)建后，由軍方管理使用。 3.模擬訓(xùn)練領(lǐng)域的布局更加成體系。美軍在管理機構(gòu)上進行了優(yōu)化調(diào)整，也與工業(yè)部門簽訂了多年期合同，基本表明了其堅定不移地推進模擬訓(xùn)練模式“三位一體”的決心。（何曉驍） 來源：中國航空報 |
