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【会员下载】重新平衡战斗航空训练:整合合成环境以实现多域战备

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【导读】

2026年5月1日,联合空军能力中心发布报告重新平衡战斗航空训练:整合合成环境以实现多域战备

战斗机飞行员历来都偏爱实战飞行,纵观历史,这种偏好也影响着军队的训练方式。然而,在过去的几十年里,模拟器训练已成为实战飞行时间的补充。随着合成环境的逼真度和规模不断提升,问题不再是实战飞行是否重要,而是围绕实战飞行构建的训练模式能否满足现代战争对训练量、训练种类和战备水平的要求。一些盟国援引北约的规划指南,规定每位飞行员每年需要180小时的实战飞行时间,而其中只有40小时可以通过全任务模拟器完成。然而,作战需求正在不断变化:战斗机存量正在减少,而第五代战机(例如F-35)的维护成本却高于预期。与此同时,通过实战、虚拟和构造环境进行的模拟训练的进步,为北约成员国采用新一代任务准备方法创造了机遇。

其他高要求职业早已利用模拟技术来缩短学习周期,并补充实战训练时间。例如,一级方程式车队就高度依赖高保真模拟器来演练流程、完善决策,并在赛车抵达赛道前将性能数据转化为性能改进方案。F1车手和战斗机飞行员之间的关键区别在于作战环境。F1车手在参数相对稳定的已知赛道上优化性能,而战斗机飞行员则必须为不断变化的战场、瞬息万变的威胁以及无法预先预测的任务条件做好准备。这种不确定性更加凸显了合成式可变训练的必要性。只有联网的高保真 LVC环境才能让机组人员接触到和平时期空域实战飞行无法可靠模拟的各种场景和威胁密度。

北约空军面临着多重压力:战场已扩展至网络和太空领域,而可用于训练的空域却日益受限。因此,联盟空域训练必须进行根本性变革,以实现多域作战以及第五代和第六代平台的整合。作战人员必须将多域作战效果与先进的威胁模拟相结合,才能在未来势均力敌的大规模冲突中取得胜利。应开发并采用实战模拟训练作为北约飞行员进行多域作战训练的主要途径。LVC训练能够大规模地提升任务就绪能力和整合水平,其重复频率和多样性可与实战飞行训练相媲美。

报告《重新平衡战斗航空训练:整合合成环境以实现多域战备英文原文17页,译文5300字。扫码文末二维码,加入蓝军开源情报知识星球会员,免费下载本文原文及译文。联系电话:19118805880(微信同号)。

关键词:战斗机;红旗网络仿真重建战斗机训练场

这是蓝军开源情报的第 607 期分享

编译 l 所长007

来源 l 蓝军开源情报(ID:Lanjunqingbao)
转载请联系授权(微信号19118805880

一、对复杂性的需求

北约于2018年发布、并于2025年修订的《联合空中力量战略》将多域作战视为作战成功的关键,需要协调和融合空中、陆地、海上、太空和网络空间各领域的作战效果。北约作战空中力量实现多域作战的能力取决于先进传感器、武器和集成能力的运用,而这些能力主要由第五代和第六代战机以及自主作战平台提供。这些平台不仅是火力输出单位,也是更广泛的“系统之系统”中的传感器和数据融合节点。这些系统正在重新定义空中力量运用的战术训练要求。

在此背景下,两大主要驱动因素正在重塑北约训练其空勤人员的方式,使其超越传统的“操纵杆和方向舵”熟练程度,走向认知和以任务为中心的精通。

向任务管理和数据密度转变。飞行员必须适应日益复杂的作战管理界面。在第四代战机中,飞行员需要处理零散的传感器输入,并将其转化为飞机机动和武器运用指令。而在第五代战机中,先进的自动化系统能够管理基本的飞行控制、数据融合和系统驱动的效果,使飞行员能够专注于战场态势感知、效果管理和更广泛的战术决策。

为了支持这种演进,现代模拟器能够模拟实战环境无法生成的多域威胁:网络效应、电子战以及增加认知负荷的饱和信息环境。未来的空战将依赖于卓越的态势感知、任务管理、通信和优先级排序能力,而非单纯的“操纵杆和方向舵”技能。

为自主作战做好准备。自主作战飞机是一类不断发展的无人作战飞行器,它利用人工智能技术将人类意图(从具体指令到更广泛的目标)转化为自主行动。在战略竞争日益激烈的时代,ACP 为空军提供了一种潜在的、经济高效的提升作战能力的方式,并有望在下一代空中力量中发挥重要作用。这种理念已体现在第六代战机项目中,例如美国空军的 F-47 系列战机。有人驾驶飞机很可能在为 ACP 提供人为输入方面发挥作用,将单一平台转变为与协同作战飞机并肩作战的人机协作团队。这一发展要求飞行员从传统的驾驶舱技能转向管理分布式、多效能团队所需的能力,包括任务委派、监督控制、认知卸载以及将自主代理集成到动态任务环境中。

人机协作能力很可能需要在合成环境中进行开发、演练和验证,才能安全地应用于物理领域。在虚拟空间中,人工智能的职责范围和人类监督的范围可以得到探索、讨论和测试,而无需承担现实世界的后果。

二、行动要务:受限世界中的高级训练

要全面实现作战能力,需要一个先进且贴近实战的训练环境。北约受到诸多限制,仅靠实战飞行训练无法达到如此复杂的程度。

空域几何:北约空军的训练空域正变得相对有限。现代超视距空空导弹系统,例如AIM-260联合先进战术导弹,预计射程可达120海里,而AGM-158B联合空对地防区外增程弹药的射程则可达500海里以外。诸如高超音速空射武器等新兴能力有望进一步提升射程。同样,北约假想敌系统的射程和能力也在不断增强。俄罗斯的S-400地对空导弹系统能够威胁250海里以内的目标。不断扩大的交战范围需要能够模拟真实交战几何的实战空域。

空对空武器基准射程。西班牙空域,包括战术领导力计划训练区。上图基于公开的历史数据,展示了空对空武器历史基准从 20 世纪 80 年代到 2020 年代的变化情况

这项技术飞跃显著扩大了实际训练所需的空域范围(图A),与民用航空直接冲突。欧洲空域是世界上饱和度最高的空域之一,各国仍然不愿限制具有经济效益的空中交通。诸如“单一欧洲天空”和“空域灵活使用”等举措改善了协调,但无法增加可用的训练空域面积。

电磁频谱模拟:即使在最佳条件下,在实战训练中模拟多域融合也是不可行的。由于存在干扰关键民用通信网络的风险,空间和网络效应的模拟尤其困难。为了应对高端冲突,北约作战人员必须熟悉各种多域效应、电磁频谱退化及其对飞机系统和武器性能的影响。然而,将这些效应限制在训练空域范围内是不切实际的,任何溢出效应都可能干扰关键的民用导航和通信网络。

部队设计与成本需求:迄今为止,已有14个北约国家承诺采购F-35“闪电II”战斗机,将其作为先进但成本高昂的升级方案,以取代其老旧的第四代战斗机。预计到2030年,约有650架欧洲拥有的F-35战斗机将投入使用,约占北约3300架战斗机总数的20%。这种能力的提升依赖于熟练的飞行员,他们必须熟悉第五代战机所能提供的各种能力,并能有效地运用这些能力。然而,不断上涨的维护成本和有限的机身寿命使得飞行时间成为一种日益紧张的资源。北约必须采用低价值、低成本和高成本模式,并建立相应的基础设施,才能真正实现这支第五代战机所带来的预期效益。

三、实施综合路线图

低空飞行能力训练模式融合了实战和模拟技术,旨在打造可扩展的训练环境。“实战化训练”理念如今高度依赖于在克服空间、环境管理体系和经济限制的同时,复制多域作战环境的能力。传统的实飞训练与独立模拟器相结合的方式已无法实现这一目标。因此,北约应发展并规范低空飞行能力训练,同时保留只有实飞才能提供的关键能力,包括重要的飞行技能和体感训练。低空飞行能力训练包含三个不同的要素:

实战:指由真人操作真实系统。这对于研究飞行中的空气动力学和生理效应(包括过载和体感反馈)至关重要。然而,它受到安全性、成本以及无法模拟高密度威胁环境的限制。

战术领导力项目模拟训练在西班牙阿尔瓦塞特空军基地进行。MACE(现代空战环境)是一个高保真模拟系统,用于生成逼真的空战场景。它通过支持任务规划、威胁分析和实战飞行前的战术演练,为学术训练提供支持。

虚拟(V):指由真人操作模拟系统。这有助于任务管理训练,使操作人员能够在高度重复的环境中掌握平台界面和人机交互技术,而不会造成机身磨损。

建设性(C):涉及由计算机模型驱动的模拟人员和系统。“建设性”力量提供必要的规模和复杂性,产生大规模的反应式、人工智能驱动的威胁,这些威胁无法用真实资产复制。

通过融合这些环境,飞行员可以在真实飞机上与模拟器中的僚机进行虚拟并肩飞行,同时以可重复且可扩展的方式,与数量占优的敌方空地联合作战。联盟内的各个组织和国家都已采取相应举措来满足这一需求:

2019年,美国空军启动了“重建战斗机训练场”概念,利用先进的模拟器来支持飞行员的基础训练。虚拟飞行训练的某些组成部分也被应用于“红旗”和“勇敢之盾24”等大型演习中,这些演习整合了虚拟和构造资产。

荷兰航空航天中心与荷兰皇家空军合作,专注于以用户为中心的空域训练中的LVC概念。

法国武装部队一直在推进大规模网络仿真项目和 Jeannette 系统,并投入大量精力将模拟器互连。在西班牙阿尔瓦塞特的战术领导力计划 中,现代空战环境提供了一个高保真模拟系统,用于生成逼真的空战场景。位于意大利卡利亚里的国际飞行训练学校使用嵌入式战术训练系统 ,使飞行员能够在封闭环境中通过 LVC 模式进行实时互动。

尽管这些努力展现了显著进展,但也凸显了建立一个统一的、全联盟范围的框架的必要性,该框架能够整合并扩大此类发展规模。在此背景下,北约的分布式合成训练计划为整合提供了这样的基础。作为北约31个旨在提升作战效能、规模经济和盟国互联互通的高关注度项目之一,DST旨在帮助部队为复杂的作战环境做好准备。DST设想建立一个涵盖各国合成训练能力的综合联盟,以支持任务准备和高保真作战训练。DST于2024年10月启动,并迅速发展,13个盟国于2025年10月签署了一份谅解备忘录,确立了技术实施必须在此基础上构建的战略框架。

空军人员在内利斯空军基地的联合作战中心-内利斯参加了“红旗”军演(2015)的实战、虚拟和模拟演练部分。“红旗”15-2是首次有数百名参与者在其驻地或位于新墨西哥州柯特兰空军基地的分布式任务作战中心使用模拟器进行虚拟和模拟演练“红旗”军演。

四、实施方面的战略建议

奠定基础:互操作性的通用参考架构。向低层虚拟计算机模式过渡需要清晰的理论和标准化的架构。北约在采购硬件之前,应强制执行通用标准,例如高级架构和分布式交互式仿真协议。这将确保各国系统并非孤立开发,而是与北约参考架构保持一致。各国采购机构应强制要求所有未来的仿真设备采购都必须符合此标准。各国仍应保留运行仅供本国使用的仿真器以进行敏感的国家训练的能力,而标准化架构则允许在必要时进行联合训练。无法连接到联盟网络的仿真器应被视为在联盟指定的训练系统中运行受限。

解决多层次安全悖论。网络化模拟将连接范围扩展到国家飞地之外,从而增加了安全风险。分类和发布限制进一步阻碍了联盟训练。北约应加快标准化跨域解决方案的开发,以实现实时、感知分类的数据交换,并优先考虑安全联合而非默认隔离。采购需求必须同时定义作战模式和训练模式,使系统能够按分类筛选数据并连接到联盟模拟网络,同时保留规避网络风险的选项。实际上,一些操作人员将访问系统的完整数据视图,而另一些操作人员则只能接收到符合其分类或国家限制的数据。将这种双模式架构作为核心互操作性要求,将确保未来的系统从一开始就支持作战部署和联盟合成训练。

提升合成作战人员队伍的专业化水平。运行复杂的实战模拟场景需要在作战联队和空中作战中心内部建立嵌入式模拟系统,并配备常驻的专业人员来管理实战模拟的技术和理论要求。然而,目前大多数盟军机构的人员配置结构都将模拟支持视为次要职能。盟军应考虑设立专门的职业发展路径,培养操作和支持合成训练系统的专业人员,这一专业可称为“合成作战军官”或“合成作战技术员”。

重新平衡投资组合。低空飞行能力基础设施的高昂初始资本成本阻碍了各国对LVC基础设施的投入。北约国家应将价值衡量标准从“单位成本”转向“训练价值”,例如以重复次数或集成密度(即参与训练的系统或平台总数)来衡量。LVC能够延长飞机机身寿命,并实现和平时期实战训练无法实现的场景,其价值应与LVC系统的购置成本进行权衡。

五、结论

应对这些挑战并非技术难题,而是一项战略要务,需要对北约的内部流程和文化进行根本性变革。当前的训练方法仍然沿用过去的冲突模式。为了满足多域作战的需求并克服现有的制约因素,北约必须将训练模式转向高保真度的低保真度冲突环境。

实战飞行对于验证气动性能、生理压力以及物理领域的整合仍然不可或缺。然而,实战飞行模拟必须承担起任务就绪所需的规模化、重复性和多域整合的重任。随着作战复杂性的不断增加,合成环境必须在北约飞行员为现代冲突做好准备方面发挥同等重要的作用。由于作战需求的增长速度超过了实战训练能力的扩展速度,向一体化实战飞行模拟的转变并非可有可无,而是结构性变革的必然选择。

如果不进行这种重新调整,联盟就有可能在第四代训练体系内部署第五代和第六代飞机。

安东尼奥·古铁雷斯中校于2001年毕业于西班牙空军学院,是一名战斗机飞行员,并拥有工业组织工程学士学位。他曾在阿尔瓦塞特的第14联队服役,之后在空军学院担任飞行教官,并曾是“雄鹰巡逻队”(Patrulla Águila)特技飞行表演队的成员。完成参谋课程并获得安全与国防硕士学位后,他先后在西班牙空军作战中心和联合行动司令部工作。他曾参与波罗的海空中警戒行动和欧盟海军“亚特兰大”行动。在模拟领域,他曾领导2016年联合空中作战演习的“联合情景模拟”重点领域,并指导负责“坚定支持”行动下马扎里沙里夫联合行动司令部训练的模拟团队。他还曾领导西班牙“龙21”演习的情报、技术和通信团队。目前,他被调至联合空中作战司令部作战航空分部,担任固定翼飞机方面的专家。

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