2020年8月，美空軍參謀長查爾斯·布朗在名為“加速改變或失敗”的演講中指出，要更快地將作戰(zhàn)能力交給部隊，否則將無法保持美空軍的全球主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)意義上的軍備競賽更多指向了裝備建設(shè)方面，以裝備的升級換代和批量生產(chǎn)為典型代表。這種不平衡的發(fā)展導(dǎo)致新裝備和現(xiàn)有的訓(xùn)練技術(shù)直接出現(xiàn)了“代差”，即訓(xùn)練技術(shù)不能全面支持裝備去發(fā)揮能力。這種情況也出現(xiàn)在日常生活中，典型例子就是老同志們往往擁有高端旗艦手機，盡管軟硬件性能優(yōu)勢明顯，但由于使用不熟練或者眼神看不見，發(fā)揮的效能一般比不上使用廉價手機的學生黨。近些年，美空軍作戰(zhàn)測試訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施（OTTI）升級更加關(guān)注“合成”，也就是指加強了虛擬和構(gòu)造仿真應(yīng)用。這種發(fā)展特點一方面彌補當前裝備體系面臨的訓(xùn)練能力差距，另一方面也是隱蔽其下一代裝備研制，讓其部分作戰(zhàn)試驗變得不再可見。

一、大國競爭下訓(xùn)練體系結(jié)構(gòu)的演變

美空軍總部負責作戰(zhàn)的副參謀長兼訓(xùn)練和準備辦公室（AF/A3T）長期在作戰(zhàn)訓(xùn)練基礎(chǔ)設(shè)施（OTI，有時也稱OTTI）方面制定投資計劃，以便更好地模擬未來作戰(zhàn)環(huán)境中的作戰(zhàn)行動，為戰(zhàn)斗機飛行員提供一個能夠充分代表大國挑戰(zhàn)的訓(xùn)練環(huán)境。美空軍綜合測試和訓(xùn)練能力須跨越多代飛機和相關(guān)訓(xùn)練系統(tǒng)，以便在無縫連接的虛實環(huán)境中進行高保真的測試和訓(xùn)練。

OTTI中的要素主要包括訓(xùn)練系統(tǒng)/模擬器、靶場、空域、威脅環(huán)境生成器、假想敵部隊、嵌入式訓(xùn)練能力、體系支撐、網(wǎng)絡(luò)安全、吊艙/武器系統(tǒng)接口設(shè)備、演習演訓(xùn)活動等。

對OTTI優(yōu)先事項的描述主要是能力升級，每種能力等級的定義不公開，但從新聞采訪中可以判斷4級能力基本上是具備復(fù)制等威脅的能力。OTTI優(yōu)先事項包括以下8個方面：

（1）合成（指仿真）能力升級到4級：為航空兵和太空軍部隊升級到4級合成訓(xùn)練能力?？哲娚芷诠芾?a target="_blank">中心架構(gòu)與集成部門（AFLCMC/XA）在努力牽頭，但需要大量的行業(yè)共同參與。將在2022財年獲得支持，資金來源于未來幾年國防計劃（FYDP）。FYDP每年編制一次，通常在規(guī)劃、計劃、預(yù)算和執(zhí)行（PPBE）過程的規(guī)劃階段完成。

（2）內(nèi)華達試訓(xùn)靶場(NTTR)和阿拉斯加靶場綜合體(JPARC)升級到4級：NTTR高級雷達威脅系統(tǒng)（ARTS）部署V1和V2版本，后續(xù)優(yōu)先考慮部署ARTS V3。計劃中威脅系統(tǒng)的詳細信息沒有公開。一般而言，這些系統(tǒng)將代表地對空導(dǎo)彈系統(tǒng)威脅、干擾器以及潛在的主要對手使用的其他綜合防空系統(tǒng)。升級到4級威脅能力的資金已落實。

（3）6個主要訓(xùn)練靶場（PTR）升級到3級：為6個PTR提供資金升級ARTS V2。升級到3級威脅的資金已落實。上述靶場（含NTTR和JPARC）的現(xiàn)代化改造主要是為了確保精英部隊（Pacing unit）具有日常頻繁使用3級現(xiàn)場訓(xùn)練環(huán)境的機會。在這些升級后訓(xùn)練靶場附近基地的戰(zhàn)斗機中隊將能夠每天進行高級訓(xùn)練。

2019年AF/A3T列出的靶場優(yōu)先級（美空軍圖片）

美空軍投資策略將目前30多個靶場內(nèi)的分散投資轉(zhuǎn)變?yōu)楦》秶鷥?nèi)的集中投資。AF/A3T除了制定靶場升級優(yōu)先級外，還為每個靶場升級所需研發(fā)內(nèi)容和采購成本進行了初步估算。AF/A3T估計，研發(fā)威脅系統(tǒng)所需的成本約12億美元，該價格不包含最終部署系統(tǒng)的價格。NTTR和JPARC兩個靶場將升級為最先進的能力，以支持大規(guī)模部隊演習。AF/A3T估計為這兩個靶場采購設(shè)備升級將耗資約10億美元。

（4）虛擬測試訓(xùn)練中心（VTTC）升級到4+級：為高級訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)開發(fā)繼續(xù)完善設(shè)施。

（5）優(yōu)化空域：與FAA協(xié)商動態(tài)空域測試試點，優(yōu)化空域以支持3級以上的訓(xùn)練。美空軍已為動態(tài)空域測試試點提供資金保障。

（6）優(yōu)化假想敵部隊（ADAIR）：與空戰(zhàn)司令部（ACC）合作，匹配當前計劃提供符合部隊要求的敵方空軍，確定ADAIR質(zhì)量和數(shù)量方面的要求。同時啟動ADAIR-UX計劃，該計劃是無人平臺、自主性、網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)鏈路、人機界面、傳感器/射頻發(fā)射器五個技術(shù)組件的集成。用無人駕駛、半自主敵機增強ADAIR陪練能力，與此同時讓美空軍熟悉自主裝備的操作使用。在自主平臺使用中探索建立作戰(zhàn)概念（CONOPS）、技戰(zhàn)術(shù)程序（TTP）和信心，最終加速未來自主裝備如期進入美軍作戰(zhàn)體系。

（7）研發(fā)混合訓(xùn)練：與海軍對接其研發(fā)完成后的成果，促進海軍和空軍生命周期管理中心模擬器部門（WNS）會面，探討未來演習的分布任務(wù)作戰(zhàn)（DMO）應(yīng)用。目標使混合能力達到4級訓(xùn)練環(huán)境。

（8）定制賽博網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：在2022財年之前將聯(lián)合信息作戰(zhàn)靶場（JIOR）交付到ACC。另外將網(wǎng)絡(luò)測試和訓(xùn)練范圍（CTTR）升級到4級。

二、當前模擬器大規(guī)模運用的問題

隨著大國直接對抗的可能性增加，美國防部加強了對聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練能力的支持力度。當前的訓(xùn)練方法和能力受到靶場容量不足、威脅復(fù)制不準和戰(zhàn)術(shù)安全泄露的限制，不符合復(fù)雜戰(zhàn)場高端訓(xùn)練的要求，未來大部分高級訓(xùn)練或許遷移到合成環(huán)境。在OTTI優(yōu)化事項中，美空軍除了對傳統(tǒng)物理靶場的升級外，還重點加強了建模與仿真技術(shù)的融合應(yīng)用。

美空軍參謀長查爾斯·布朗是建模與仿真技術(shù)的積極推動者，正在考慮擴大該技術(shù)的使用范圍，以實現(xiàn)更廣泛的訓(xùn)練戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。美空軍已經(jīng)將虛擬、增強和混合現(xiàn)實技術(shù)納入其本科生飛行員訓(xùn)練和維修訓(xùn)練中，同時正在仔細權(quán)衡當前建模與仿真技術(shù)的真實能力。美空軍長期使用模擬器開展飛行員飛行訓(xùn)練和任務(wù)訓(xùn)練。AFLCMC是美空軍模擬器的管理部門，新機模擬器的開發(fā)工作由AFLCMC型號項目辦公室指導(dǎo)工業(yè)部門開發(fā)，在研制過程中作為型號專有產(chǎn)品，往往不考慮跨型號的互操作性需求，在研制過程還要實時集成空軍實驗室人機功效部門研究完成的先進訓(xùn)練技術(shù)。模擬器研制完成后，交付給AFLCMC模擬器部門（WNS）管理，該部門管理美空軍75個項目的2383臺模擬器/設(shè)備。盡管美空軍擁有數(shù)千臺模擬器和訓(xùn)練環(huán)境，但在設(shè)計之初沒有考慮模擬器、訓(xùn)練環(huán)境的標準規(guī)范，計算機系統(tǒng)和軟件不能夠交換和使用其他模擬器的信息，達不到訓(xùn)練靈活性要求。所以，美空軍針對此問題開展了系列工作增強其模擬器之間的互操作性。

三、模擬訓(xùn)練的內(nèi)在聯(lián)系

在OTTI的合成測試訓(xùn)練能力方面，美空軍為了達到某個目的，做了一系列的事情（LOE），包括以下幾個方面：

（1）合成測試環(huán)境：持續(xù)開發(fā)聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE），該仿真環(huán)境用于F-35及其他新機或改升級進型號的開發(fā)測試與作戰(zhàn)試驗。

（2）通用合成訓(xùn)練環(huán)境（CSTE）：正在進行設(shè)計開發(fā)工作。

（3）模擬器同步和分布式訓(xùn)練：該工作是延續(xù)性內(nèi)容，通過現(xiàn)有技術(shù)能力繼續(xù)支持模擬器訓(xùn)練和分布任務(wù)作戰(zhàn)（DMO）聯(lián)網(wǎng)工作。目前部署的模擬器及其網(wǎng)絡(luò)通常是專用的，不支持高端、多領(lǐng)域培訓(xùn)的性能需求。合并作戰(zhàn)空軍（CAF）和機動空軍（MAF）分布任務(wù)作戰(zhàn)標準，以創(chuàng)建全空軍的DMO標準。

（4）模擬器通用架構(gòu)要求標準（SCARS）：目標將傳統(tǒng)專用模擬器轉(zhuǎn)換為政府所有的模塊化開放系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

（5）政策研究：通過機制研究解決長期存在的“煙囪”發(fā)展問題。

以上五個方面共同構(gòu)成了美空軍仿真訓(xùn)練的核心。目標是創(chuàng)造一個合成環(huán)境，構(gòu)建一個變化更新的生態(tài)系統(tǒng)，使訓(xùn)練系統(tǒng)能夠更好地聯(lián)系在一起，可隨時應(yīng)對新出現(xiàn)的威脅，使空軍能夠更好地在所需水平上訓(xùn)練大量飛行員。

美空軍未來戰(zhàn)略是從技術(shù)上和編程上將“數(shù)字飛機模型”（Aircraft In a Box,AIB）與合成環(huán)境（Synthetic Environment,SE）分離。利用JSE中F-35飛機AIB在功能和模塊化框架的成功經(jīng)驗， 最大限度地復(fù)用和定制OTI。在此發(fā)展戰(zhàn)略下，框架最終狀態(tài)會分成AIB和SE兩大部分獨立發(fā)展，中間的網(wǎng)絡(luò)交互依靠DMO實現(xiàn)。其中SCARS是實現(xiàn)AIB的基礎(chǔ)。為了實現(xiàn)以上目標，需要在條令、組織、訓(xùn)練、物資、領(lǐng)導(dǎo)和教育、人員、設(shè)施和政策的一致性（DOTMLPF-P）以及持續(xù)的資金投入。

如何利用數(shù)字化更好的支撐仿真訓(xùn)練一直存在爭論。美國防部和空軍的愿景都是用建模與仿真技術(shù)標準支持國防領(lǐng)域的互操作性和標準化，盡可能采用商業(yè)、工業(yè)和開放標準，代替政府制定標準。這一過程中主要的挑戰(zhàn)是要有能力模擬整個空軍作戰(zhàn)過程，讓空軍仿真訓(xùn)練真正進入“游戲行業(yè)”，也就是多人網(wǎng)游的功能，這一變化需要解決聯(lián)網(wǎng)、封閉系統(tǒng)和專用任務(wù)等問題。

為了加強模擬器頂層設(shè)計，解決系統(tǒng)間缺乏通信的問題，主要工作是確保SCARS和CSTE架構(gòu)兼容。SCARS標準（政府參考架構(gòu)）指導(dǎo) CSTE的設(shè)計，在CSTE的設(shè)計過程中迭代SDK工具，供第三方開發(fā)人員在使用特定框架或平臺生成應(yīng)用程序時使用。最后基于成熟的SCARS在標準化新研模擬器的同時不斷改進升級現(xiàn)役模擬器。

四、模擬訓(xùn)練的主要行動

1.模擬器通用架構(gòu)要求標準（SCARS）

2016年，美空軍創(chuàng)建了模擬器通用架構(gòu)要求標準（SCARS）計劃，目標規(guī)范其模擬器平臺的要求，并將全國各地的模擬器站點與奧蘭多的“核心”安全運營中心連接起來。據(jù)美國防部宣布，該計劃包括了模塊化、開放系統(tǒng)架構(gòu)，以及一套空軍模擬器通用標準。SCARS 將規(guī)范模擬器的通用性要求，使美空軍能夠更好地管理其模擬器、改善網(wǎng)絡(luò)安全并加強訓(xùn)練。合同周期為10年，于2021年啟動，到2030年6月結(jié)束。

通用技術(shù)標準是眾多系統(tǒng)組件之間互操作性的關(guān)鍵要素。因為現(xiàn)役模擬器已經(jīng)在技術(shù)上落后，且技術(shù)狀態(tài)和完好性不一致。通過網(wǎng)絡(luò)遠程統(tǒng)一維護升級是維護“生態(tài)”的關(guān)鍵，也是應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)先事項，實施一系列必要的網(wǎng)絡(luò)安全控制。2021 年 11 月，位于奧蘭多的一支美空軍團隊對亞利桑那州戴維斯-蒙森空軍基地的A-10模擬器通過網(wǎng)絡(luò)進行了漏洞掃描，這也是對空軍模擬器的首次遠程執(zhí)行漏洞掃描。未來的目標是用SCARS連接和集成美空軍位于世界各地的模擬器站點。

這次成功經(jīng)驗是SCARS的重要里程碑，證明設(shè)計的可行性并具備大規(guī)模推廣應(yīng)用架構(gòu)和標準的條件。美空軍為了滿足空軍參謀長查爾斯·布朗將軍“加速變革”的戰(zhàn)略指導(dǎo)要求，更準確、更真實的支撐訓(xùn)練，正在努力縮短仿真軟件更新周期。AFLCMC的C-17的模擬器每年都有更新。與此同時，該部門也正在研究人工智能和虛擬現(xiàn)實（VR）在其訓(xùn)練系統(tǒng)中的作用。F-16訓(xùn)練系統(tǒng)項目在向基于云的環(huán)境和VR模擬器發(fā)展。F-35訓(xùn)練系統(tǒng)項目也在考慮減少飛行員的實戰(zhàn)訓(xùn)練時間，并將更多的時間轉(zhuǎn)移到模擬器上，以降低維持成本。另一方面，采用SCARS通用標準將減少審批文件（ATO），減少訓(xùn)練系統(tǒng)授權(quán)官員的數(shù)量。

2. 通用合成訓(xùn)練環(huán)境（CSTE）

中隊級單位為了活動強大/持久的綜合訓(xùn)練能力，支撐對等/近對等沖突條件下的戰(zhàn)備活動，需要有能力每周/每月在常駐地進行合成高端訓(xùn)練，而不是每年進行幾次現(xiàn)場演訓(xùn)活動。當前，威脅環(huán)境的技術(shù)更新周期時間表不確定，而且往往趕不上主要對手的能力變化速度。換句話說，目前模擬器使用的合成訓(xùn)練環(huán)境不能“升級”到A2/AD狀態(tài)。除了有助于空勤人員提升之外，這種合成環(huán)境也將給指揮官一個全譜系任務(wù)準備、計劃、執(zhí)行、講評并“綜合”決策的選擇。

為了解決這些不足，美空軍OTTI正在計劃開發(fā)通用合成訓(xùn)練環(huán)境（CSTE）。美空軍于2021年10月舉辦CSTE工業(yè)日，將在2022財年活動資金支持。該環(huán)境可以承載高保真的計算機生成部隊能力，將當前模擬器從數(shù)十種專有環(huán)境中分離出來，重組為一個以數(shù)據(jù)為中心的模塊化開放系統(tǒng)，再對現(xiàn)役模擬器的合成環(huán)境更新替代。CSTE改變數(shù)據(jù)架構(gòu)和降低基礎(chǔ)設(shè)施獲取風險，提供一個平臺無關(guān)的分布式合成訓(xùn)練環(huán)境，能夠隨時與其他軍兵種和盟軍訓(xùn)練系統(tǒng)集成和互操作，解決當前一系列OTTI差距。n

未來該環(huán)境需要能夠以小時或天的順序進行更新，而不是以月或年的順序進行更新。CSTE的更新方式與智能手機更新軟件的方式相同，將允許操作系統(tǒng)推送更新和新應(yīng)用程序。雖然這個解決方案似乎是目前最好的辦法，但實際實施起來并不容易。這將需要國防工業(yè)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的積極參與，由政府成立一個行業(yè)聯(lián)盟共同探索出在同時存在大量非專有和專有模型，又要同時滿足多級安全需求的前提下，如何通過模仿當前智能手機中類似的功能來避免潛在的挑戰(zhàn)。

CSTE將與傳統(tǒng)飛行模擬器解耦（美空軍圖片）

五、小結(jié)

美空軍發(fā)現(xiàn)長久以來輕車熟路的訓(xùn)練方式面對對等/近對等威脅來說不再是行之有效的路徑，在一個不相關(guān)、不現(xiàn)實的威脅環(huán)境中訓(xùn)練是在自欺欺人。所以要更新上世紀90年代的訓(xùn)練技術(shù)能力和訓(xùn)練管理方式，以滿足2020年的全新需求。在大國競爭模式下，OTTI的持續(xù)升級是裝備建設(shè)主線外的提升戰(zhàn)斗力的重要方式。一方面在裝備發(fā)展的同時“預(yù)置”好訓(xùn)練條件，更有利于戰(zhàn)斗力生成。另一方面是在進入有剛性任務(wù)節(jié)點的備戰(zhàn)狀態(tài)時，更需關(guān)注訓(xùn)練技術(shù)這種“臨陣磨槍”的軟實力，同步統(tǒng)籌“升的快、產(chǎn)的足、修的好、玩的溜”。模擬訓(xùn)練和虛實結(jié)合（LVC）方式的應(yīng)用成為了各軍事強國的發(fā)展方向，通用技術(shù)標準、通用合成環(huán)境的應(yīng)用有助于提升訓(xùn)練的靈活性、真實性、經(jīng)濟性，在此類環(huán)境中模擬出部隊在實戰(zhàn)中可能出現(xiàn)的真實反饋。限制模擬器或者仿真訓(xùn)練發(fā)展的不僅僅是技術(shù)問題，更多的是管理問題，趁著不良資產(chǎn)還沒那么重的時候，早發(fā)現(xiàn)早治療，由行業(yè)國家隊帶來游戲企業(yè)投入到此領(lǐng)域，避免日后病急亂投醫(yī)。

審核編輯：郭婷