现代先进作战技术包含多种新技术,尤其是在无人系统领域。无人水面艇和无人机系统是当前冲突中的一个突出问题,对商船和军事海运司令部舰队造成损伤和破坏。该项目提出了应对此类无人水面艇和无人机系统威胁的替代解决方案,重点在于在受威胁区域为防御目的实施一套“系统之系统”。通过一系列研究、分析与设计,提出一个双层防御性的“系统之系统”,作为对舰队有效且考虑成本的实施方案。分析包含了对当前及未来技术的考量,随后进行了能力仿真与建模,最终得出生存力和有效性的判定。结果体现在对商船和军事海运司令部舰船在无人系统攻击下的防御替代方案所做的深入分析中。

在海军作战史上,无人系统的运用一直是有效的进攻与防御方法。无人水面艇和无人机系统在技术进步、隐身与速度能力以及战场战术运用方面经历了快速扩展。因此,美国的敌人及其盟友正在利用这些系统,在单体或集群作战中攻击经由主要由狭窄海峡和有争议海域组成的正常航线航行的商船集装箱船。能力差距在于这些商船针对需要穿越争议区域的无人水面艇和无人机系统的有效防御。若没有适当的防御,被迫改道的航运将扰乱相关区域的商业和贸易,并增加无法改道的海运公司的保险费率。

本研究的背景焦点选定为也门胡塞武装与来自亚丁湾、经曼德海峡进入红海的航运交通之间的红海冲突。研究发现,胡塞武装拥有大量从其盟友(主要是伊朗)购买的无人系统,这些系统制造成本和使用成本都非常低廉。在该区域保护商船免受无人水面艇和无人机系统攻击的防御,美国盟友国家一直仅限于依赖附近以标准导弹为主要武器系统的海军舰艇提供帮助。能力差距的真正本质在于此:使用一枚造价高达数百万美元的标准-2或标准-6导弹,来拦截一群针对过境商船、机动性强、极其廉价且装载高爆炸药的自杀式无人机。尽管标准导弹拦截无人机系统的成功率很高,但击落一架无人机的成本远高于长期无人战争的可行限度。

团队设计工作按照系统工程流程中介绍的方法进行。这始于对问题的理解,包括红海冲突的现状和相关无人系统,然后确定可能参与防御的系统,最后设计一个“系统簇”,作为对在航商船的分层防御。在此过程中,确定了需求以及性能和效能度量,以确保所设计的系统既能有效保障商船的生存,又能通过所需的弹药和负载实现成本效益。

鉴于防御无人系统的设计空间是红海一个非常现实且紧迫的海战问题,防御系统的架构仅限于高技术成熟度的探测和武器平台。架构团队开发了一个作战概念,要求由曼德海峡附近的海军舰艇探测来袭威胁,随后由同一艘海军舰艇使用远程交战武器系统进行拦截。若此次拦截失败,将由遭受攻击的商船旁的护航舰艇使用较小的近程武器系统进行拦截。因此,该系统的层级包括探测和多重交战机会。

本项目的设计团队试图分析在该作战概念的防御层内可使用的替代系统。他们推断,最合适的研究对象是两个完全成熟并已投入使用的雷达系统——AN/SPY-6和“海长颈鹿”雷达,将当前使用的标准导弹与一种适用于美国海军驱逐舰的替代性高速射弹进行比较,随后分析三种适用于在非常小的无人水面护航艇上使用的武器:“格里芬”导弹、“吸血鬼”火箭弹,以及一种基于EOS“泰坦尼斯”系统的30毫米×173毫米链式炮。这项替代方案分析是通过在Simio技术中建立的仿真进行的。通过创建涉及从单个无人水面艇到无人机集群等不同威胁态势的各种场景,分析团队能够使用性能和效能度量来比较不同系统的结果。每个场景模拟30天,运行50次以获得这些结果的概率估计。防御层中针对不同威胁态势的系统运用变化,共产生了96个场景用于比较分析。

对所有场景的深入分析使团队确定,从所分析的系统来看,确实存在一种分层防御方法,其商船防御效能可与当前在红海使用的标准导弹防御相媲美。该架构的运营和采购成本也将显著降低。“系统之系统”的最优配置包括:使用当前已装备的AN/SPY-6雷达,海军舰艇发射高速射弹导弹进行齐射作战,以及为每艘商船配备一艘集成了30毫米×173毫米链式炮的无人护航艇。

这些结果可以转化为关于商船防御无人系统的若干有用结论。它证明,需要多层武器运用才能匹配高性能标准导弹的潜力,这包括认识到可能需要齐射发射更小、技术稍逊的导弹,但若与第二层护航层配合使用,其表现仍可相媲美。这必须与使用更大、能力更强的雷达相配合,例如AN/SPY-6或类似雷达,并具备本项目所使用的性能规格。研究还推断,链式炮系统的极近程使用,例如本研究中使用的、可能每次以弹药连发方式射击的系统,能显著提高生存力。最后,链式炮的运用必须作为与遭受攻击的商船直接相邻的系统。最后一点意味着,该炮是一个集成在与商船同行的护航艇上或商船本身的系统。鉴于选择护航艇(因为海军将能够部署和控制它),此类装备的采办应重点关注能够集成并搭载该炮系统的无人护航艇。事实证明,这种分层防御性“系统之系统”的构成,是一套用于保护商船防御无人水面艇和无人机系统的、成本效益高且能力强大的装备组合。

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