2018年10月30日，來自日本三澤空軍基地的美空軍機(jī)組人員首次從三澤任務(wù)訓(xùn)練中心的飛行模擬器實(shí)時參加了兩場在美國阿拉斯加州舉辦的“紅旗”19-1軍演任務(wù)。這次活動展示了美軍采用真實(shí)－虛擬－構(gòu)造（簡稱LVC）技術(shù)的“安全保密的真實(shí)－虛擬－構(gòu)造高級訓(xùn)練環(huán)境”（Secure LVC AdvancedTraining Environment，SLATE）訓(xùn)練系統(tǒng)的進(jìn)步。LVC技術(shù)使駐日美軍飛行員可以在基地內(nèi)使用飛行模擬器參加在美國本土的實(shí)時飛行對抗訓(xùn)練。

圖1  美空軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)在“紅旗”軍演現(xiàn)場（美空軍圖片）

一、美軍SLATE空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)簡介

SLATE是美國防部和軍兵種為了加快國防高技術(shù)預(yù)研成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用而推出的先期技術(shù)演示（ATD）項(xiàng)目，以評估SLATE對于空戰(zhàn)訓(xùn)練的技術(shù)可行性、作戰(zhàn)適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)承受能力。

飛行員對SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)非常認(rèn)可，因?yàn)樵撓到y(tǒng)使他們能夠在日常的模擬訓(xùn)練任務(wù)場景中及時發(fā)現(xiàn)自身的錯誤，而不是在致命的真實(shí)戰(zhàn)斗情況下才第一次暴露問題。能模擬出真實(shí)的復(fù)雜場景開展日常訓(xùn)練，對于未來的體系化戰(zhàn)爭至關(guān)重要。美空軍分布式任務(wù)操作網(wǎng)絡(luò)（DMON）允許全球各地的不同飛機(jī)平臺在虛擬環(huán)境中無縫地互操作和共同訓(xùn)練。

圖2 SLATE系統(tǒng)組成（美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片）

1. 項(xiàng)目背景

SLATE項(xiàng)目基于2012年美軍空戰(zhàn)司令部和美空軍實(shí)驗(yàn)室共同開展的LVC飛行員項(xiàng)目。美空軍采購后勤助理秘書、空中作戰(zhàn)司令部司令和空軍裝備司令部司令確定了在2014年4月之前對LVC所需的增加技術(shù)成熟度和降低項(xiàng)目風(fēng)險的計(jì)劃。美空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）被要求開展先期技術(shù)演示（ATD）以降低技術(shù)風(fēng)險。由美空軍實(shí)驗(yàn)室出資4000萬美元，和空軍采購后勤部門出資700萬美元，全額資助用于2014至2017年的研究經(jīng)費(fèi)。SLATE項(xiàng)目在2015年2月成為ATD項(xiàng)目。

圖3 SLATE系統(tǒng)組成元素之間關(guān)系（美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片）

2. 環(huán)境需求

（1）第五代訓(xùn)練系統(tǒng)必須提供單機(jī)訓(xùn)練、體系規(guī)模對抗和編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)訓(xùn)練等多種不同規(guī)模的訓(xùn)練能力。

（2）訓(xùn)練系統(tǒng)應(yīng)能夠連接LVC環(huán)境，包括支持航空兵在本場開展訓(xùn)練和在異地之間開展分布式訓(xùn)練。

（3）需要能夠覆蓋飛行員的全訓(xùn)練流程。

（4）訓(xùn)練系統(tǒng)必須與美空軍、美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、美海軍和英國軍隊(duì)的訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)分布式互操作，實(shí)現(xiàn)共同訓(xùn)練。

（5）訓(xùn)練系統(tǒng)必須為空勤人員和地勤人員提供持續(xù)的學(xué)習(xí)交流環(huán)境，包括簡報、匯報、任務(wù)規(guī)劃和訓(xùn)練任務(wù)／維護(hù)任務(wù)。

（6）訓(xùn)練系統(tǒng)必須含有向飛行員提供訓(xùn)練效果反饋和訓(xùn)練評估工具。

圖4 訓(xùn)練態(tài)勢圖（美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片）

二、美軍LVC技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與下一步規(guī)劃

1. 北美防務(wù)公司積極參與LVC技術(shù)研究

在SLATE ATD項(xiàng)目中，空軍研究實(shí)驗(yàn)室指定立方體公司（Cubic）為系統(tǒng)集成商，并將與其他參與公司一起交付LVC機(jī)載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)。立方體公司和SLATE其他參與公司計(jì)劃使LVC系統(tǒng)的成熟度到達(dá)7級。

立方體公司早在20世紀(jì)70年代初期就發(fā)明了空戰(zhàn)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)（ACMI），LVC是ACMI的演進(jìn)版本。LVC將提供更高的威脅密度、更廣闊的虛擬空域和安全的互操作環(huán)境，飛行員可以在最高保真度環(huán)境中用先進(jìn)的傳感器和武器系統(tǒng)“在戰(zhàn)斗中訓(xùn)練”。

波音公司、諾格公司、柯林斯航空航天系統(tǒng)公司等軍工企業(yè)也在參與LVC的研制。重點(diǎn)突破：地面模擬傳感器和飛機(jī)傳感器之間數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；雷達(dá)、平視顯示器、態(tài)勢顯示和電子戰(zhàn)系統(tǒng)地面模擬技術(shù)；安全認(rèn)證的多通道加密數(shù)據(jù)鏈技術(shù)；開放式系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)。目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)模擬威脅無縫集成到駕駛艙環(huán)境的處理能力，高度還原真實(shí)的空戰(zhàn)操作過程，并能夠與現(xiàn)有的戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)兼容。當(dāng)把數(shù)字構(gòu)建的合成元素加入到實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練中時，飛行員會得到更好的體系化訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，使他們能夠使用在戰(zhàn)斗情況下的不感到陌生。

2. LVC技術(shù)在日常訓(xùn)練和演習(xí)中發(fā)揮作用

在2016年8月，美空軍通過LVC技術(shù)，已經(jīng)成功將四架真實(shí)的F-16戰(zhàn)斗機(jī)和兩架模擬的F-22戰(zhàn)斗機(jī)相互連接，開展6名飛行員的異地“4對2”的空戰(zhàn)訓(xùn)練。F-22的飛行員在地面飛行模擬器中駕駛模擬飛機(jī)通過具備高等安全級別的網(wǎng)絡(luò)模擬器與空中的四名F-16飛行員一起參與同一對抗空戰(zhàn)任務(wù)。F-16飛機(jī)來自駐扎在韓國群山空軍基地的空軍第80戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)，F-16在艾爾森空軍基地起飛，而模擬的F-22模擬器由位于阿拉斯加州安克雷奇的埃爾門多夫－理查德森聯(lián)合基地的第90戰(zhàn)斗機(jī)中隊(duì)飛行員駕駛。

圖5  美空軍研究實(shí)驗(yàn)室專家在奈利斯空軍基地與真實(shí)飛機(jī)訓(xùn)練（美空軍圖片）

LVC技術(shù)已經(jīng)用于包括在阿拉斯加州的“紅旗”軍演（2013－2018年）和“北方利刃”演習(xí)（2015年和2017年）。

“紅旗”（Red Flag）軍演是美國太平洋空軍司令部開展的一系列針對美軍的實(shí)地訓(xùn)練演習(xí)，在模擬作戰(zhàn)環(huán)境中提供聯(lián)合空對空作戰(zhàn)、空對面作戰(zhàn)、攔截、近距離空中支援等內(nèi)容的訓(xùn)練。在2018年的軍演期間，LVC技術(shù)在全部五次紅旗軍演中都得到了應(yīng)用。通過分布式加密安全網(wǎng)絡(luò)將包括數(shù)百名模擬器飛行員和構(gòu)建的數(shù)字兵力模型從全國各地或新墨西哥州科特蘭空軍基地連接到同一個戰(zhàn)場環(huán)境中。

“北方利刃”（Northern Edge）演習(xí)是美國太平洋司令部在阿拉斯加開展的兩年一次的空戰(zhàn)演習(xí)。在2017年的該軍演中，演習(xí)涉及近6000名飛行員、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員、海軍和陸軍人員，200多架飛機(jī)，以及海軍船只和商船，并且集中于演練形成戰(zhàn)術(shù)空中優(yōu)勢、打擊陸地和海上目標(biāo)。在此過程中，LVC技術(shù)訓(xùn)練方案模擬了遠(yuǎn)程轟炸機(jī)、預(yù)警機(jī)、指揮機(jī)等模擬器，以及通過計(jì)算機(jī)生成的友軍和敵軍的武器系統(tǒng)，增強(qiáng)了作戰(zhàn)場景的真實(shí)度。美國太平洋司令部已確認(rèn)在2019年度“北方利刃”演習(xí)中繼續(xù)使用LVC技術(shù)。

圖6 美軍軍演地面模擬中心（美空軍圖片）

3. SLATE后續(xù)計(jì)劃

美空軍實(shí)驗(yàn)室提出了2018年SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)能力新要求，隨著更多的第五代F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)加入美軍，需要將F-35納入到SLATE中，給F-35飛行員更加真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境。此外，需要通過更好地整合LVC技術(shù)，克服目前阻礙一些高端訓(xùn)練演習(xí)的問題，提高空軍訓(xùn)練環(huán)境的質(zhì)量。

隨著對手能力的不斷提高，增加LVC的能力以便真實(shí)的模擬出威脅程度對F-22和F-35飛行員的訓(xùn)練至關(guān)重要。由于大多數(shù)未裝備新飛機(jī)的部隊(duì)不愿意和裝備F-22、F-35等飛機(jī)的部隊(duì)進(jìn)行對抗訓(xùn)練，所以需要通過SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)為五代機(jī)提供一套非常復(fù)雜的藍(lán)軍來開展日常訓(xùn)練，要求第四代和第五代飛機(jī)新飛行員們能夠?qū)υ诂F(xiàn)實(shí)環(huán)境中無法負(fù)擔(dān)得起的訓(xùn)練場景下進(jìn)行完成訓(xùn)練，使他們做好準(zhǔn)備迎接即將到來的復(fù)雜挑戰(zhàn)和威脅。

圖7  LVC場景示意圖

三、總結(jié)

當(dāng)SLATE項(xiàng)目剛啟動時，一直被視為一種輔助能力。然而，今天SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)以及成為必不可少的設(shè)備，從美空軍到美海軍，從戰(zhàn)斗機(jī)到直升機(jī)，正日益受到軍方更多的關(guān)注。SLATE將戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練模擬器與真實(shí)飛機(jī)戰(zhàn)術(shù)相結(jié)合，增強(qiáng)了戰(zhàn)斗機(jī)端到端的操作訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，能夠提供全面的作戰(zhàn)訓(xùn)練，真正改變飛行員的訓(xùn)練方式。

真實(shí)訓(xùn)練場景。SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)用數(shù)字構(gòu)建生成的力量擴(kuò)大了場景范圍，并真實(shí)的創(chuàng)建了與飛行員在真正沖突中實(shí)際看到的相似訓(xùn)練環(huán)境，這種飛行訓(xùn)練的好處使飛行員所獲得的更好的訓(xùn)練效果和更加全面訓(xùn)練任務(wù)。SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)將藍(lán)軍的空中、地面和海上裝備也集成在同一任務(wù)場景中，提供了大量的敵方兵力來配合飛行員訓(xùn)練，使得藍(lán)軍更貼近實(shí)戰(zhàn)化，以最大限度地發(fā)揮藍(lán)軍的反抗力量，更好為飛行員提供了一個更加強(qiáng)大的對抗訓(xùn)練方案。尤其是可以給第四代和第五代飛機(jī)提供一個旗鼓相當(dāng)?shù)膶?shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練場景。

節(jié)約訓(xùn)練成本。在沒有LVC技術(shù)之前，要開展大規(guī)模的對抗訓(xùn)練，需要調(diào)集各地的兵力集結(jié)到同一個區(qū)域。這種大規(guī)模演習(xí)成本高，需要大量的組織協(xié)調(diào)工作，導(dǎo)致演習(xí)的頻率不高，達(dá)不到體系對抗訓(xùn)練的效果，如把一個整建制的“愛國者”防空反導(dǎo)系統(tǒng)帶到阿拉斯加州的“紅旗”軍演需要花費(fèi)不少于100多萬美元。在LVC技術(shù)推廣應(yīng)用之后，在相同或更高水平的訓(xùn)練效果下參演的真實(shí)裝備數(shù)量降低，轉(zhuǎn)場費(fèi)用也相應(yīng)的降低，支持飛行訓(xùn)練所需的日常保養(yǎng)和維護(hù)費(fèi)用也減少了，較少的飛行小時數(shù)伴隨著減少設(shè)備磨損，有效的緩解了軍費(fèi)的壓力。此外，采用模擬發(fā)射數(shù)字武器的對抗方式，減少了對訓(xùn)練彈的消耗。

注重安全訓(xùn)練。在LVC技術(shù)推廣應(yīng)用之后，隨著參訓(xùn)飛機(jī)數(shù)量的較少，空域內(nèi)的飛機(jī)密度降低，減少了發(fā)生碰撞的幾率，有效緩解了空域管制的壓力。SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋美軍大多數(shù)基地，分部廣泛，需要的保密要求很高。無線通信涉及到空空和空面兩種，需要防監(jiān)聽防干擾，給整個訓(xùn)練系統(tǒng)提供安全可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

此外，SLATE訓(xùn)練系統(tǒng)采用外掛吊艙的模式與飛機(jī)總線交聯(lián)，避免了對機(jī)體內(nèi)部安裝設(shè)備或者飛機(jī)蒙皮安裝通信天線的問題，但是也帶來了使用上的不便利，如需要訓(xùn)練前安裝吊艙和專人維護(hù)保障，還有吊艙安裝在翼尖會被機(jī)身遮擋影響無線鏈路收發(fā)質(zhì)量，導(dǎo)致需要在左右翼尖各安裝一個SLATE吊艙。

（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心 何曉驍）