打造“神盾”系統:美國國土防空進入“新時代”

2020年10月19日,兩架F-22戰鬥機駛入北極天空,緊追兩架剛剛飛越阿拉斯加防空識別區的俄羅斯轟炸機,這是2020年俄空軍的第14次越界騷擾,是冷戰後創紀錄的軍事行爲,這就再次提醒美國高層領導人要加強對國內防空的日益關注。此次俄羅斯兩架Tu-95轟炸機是由兩架Su-35戰鬥機護衛,並由一架A-50機載預警機提供支持,它們企圖測試美國和加拿大的反應,以對關鍵基礎設施進行空襲常規打擊爲演練背景,從而達到損害美國國家利益的目的。

Tu-95轟炸機飛臨阿拉斯加防空識別區

美國空軍特倫斯·J·奧肖尼西上將曾於2020年夏天退休之前警告過國會,“對美國國家的戰略威脅已進入新時代”。當時他是以美國北方司令部和美國國家航空航天防務司令部(NORAD)司令的身份。他說,俄羅斯擁有一系列新能力,不僅可以通過核打擊選擇來使美國和加拿大面臨風險,包括先進的遠程巡航導彈,機動性的超音速打擊武器和網絡攻擊以抵消美國的軍事力量,投射優勢,並在危機中限制美國的外交選擇。爲此,他呼籲五角大樓最高層應重新考慮是否需要強大的國內防空能力來保護整個國家,因爲美國長期以來一直依靠兩個廣闊的海洋和空中防禦來對抗對手對美洲大陸的攻擊。目前,特倫斯·奧肖尼西已出任美國北方通信公司和美國國家鐵路公司的負責人。

五角大樓首席技術官邁克·格里芬(Mike Griffin)在2019年10月的備忘錄中警告說,未來將需要更多。不斷增強的對抗能力和能力挑戰着美國爲我們的國家提供國土防空能力,敵人武器系統在全球範圍內的擴散使美國無法再假定其國內庇護所。格里芬(Griffin)已於2020年7月離開五角大樓,他曾指示有影響力的國防科學委員會深入研究此事。五角大樓發言人說,該小組的機密工作尚未完成,但空軍高級官員表示,其早期研究的北美防空計劃,預算和現代化戰略,特別是其用於國內防空的新結構。

戰略性國土分層防禦綜合生態系統

對日益增長的俄羅斯等新型大國崛起的威脅,特別是旨在破壞關鍵的國內基礎設施的新型遠程常規打擊武器,北美防空司令部已尋求空前的空中和海上感知能力,並與聯合的全域指揮和控制工具聯繫在一起,以指導一系列新型的反導導彈系統。北美防空司令部的戰略性國土分層防禦綜合生態系統(SHIELD)旨在加強通往美國的海上和空中方法,以創造更強大,更可靠的威懾力,並通過有效保護美國的飛機場,港口,公用事業和經濟意義來體現美軍的投射能力。北美防空司令部負責作戰指揮副司令皮特·M·費斯勒將軍在接受採訪時說,過去,我們的做法一直是在那裡戰鬥,以便他們不會攻擊我們,我們的對手意識到了這一點,他們專門開發了避免與我們作戰部隊發生衝突的情況下襲擊我們的國土的方法。因此,這不再是我們要進行哪種戰鬥的選擇?因爲,對手已經爲我們做出了這個決定。因此,我們必須用其他的作戰手段進行防禦。

2020年8月舉行的高級戰役管理系統On-ramp 2演習中,美軍網絡技術員傑森·戴維斯對互聯網戰時的敏捷性進行了測試

戰略性國土分層防禦綜合生態系統建立在國土防禦設計(NORAD)計劃的近二十年工作基礎上,該計劃於2001年9月11日啓動,旨在提高美軍檢測、跟蹤、識別、瞄準和參與不斷髮展的恐怖襲擊的能力。空中威脅,例如巡航導彈、低速飛機和遠程航空所造成的威脅。國土防禦設計用於爲國家首都地區打造新的防空包,其最初目標是擴展這種能力並在全國範圍內推廣,以保衛關鍵地區。但是,由於在保護國家首都所需的傳感器和制導導彈系統的成本太高,無法擴展以保護該國其他地區的情況下,取消了在美國國土防禦設計第3塊防空能力中擴散的計劃。相反,北美防空司令部現已提議戰略性國土分層防禦綜合生態系統可以爲未來的國內防空現代化提供新的概念思想。費斯勒將軍說,這是迫切的剛性需求。俄羅斯和一些新型崛起的大國正在利用美國和加拿大國內防禦系統中的接縫,包括探測即將到來的威脅的傳感器網絡以及盟國在其許多不同系統中協調指揮和控制的能力。新的戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)戰略要求通過結合現有和新設備以及跨三個領域的新技術來改善防空能力:領域意識,加入全域命令和控制以及失敗機制。

費斯勒指出,北美空防聯合司令部(NORAD)保留了構成戰略性國土分層防禦綜合生態系統的特定技術的許多細節。正如您可以想象的那樣,我們談論的許多內容,特定功能和特定程序立即進入機密領域。儘管如此,他還是概述了新概念的輪廓,並且在去年的各種論壇中,其他高級領導人也指出了將成爲戰略性國土分層防禦綜合生態系統一部分的新功能。

領域意識

戰略性國土分層防禦綜合生態系統的國土域感知願景要求傳感器(最初旨在爲指定平臺提供唯一格式的信息),而不是將數據饋送到中央存儲庫,然後供企業中的所有用戶訪問。費斯勒將軍說,戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)與我們以前的方法的不同之處在於,它的重點不是單個威脅,而是一系列威脅。當我說一個傳感器面臨多種威脅時,這並不是說我們要購買一個可以爲所有人做所有事情的昂貴系統。相反,這是其中的分層部分,這確實使它與衆不同。它是使用諸如舊系統之類的東西的組合,這些東西已從其原始設計規範中被重新利用以提供給我們數據。它正在採用舊技術,然後不僅以創造性的方式使用它,而且將新計算機置於其後端,它們幫助我們從那些舊系統中提取更多的數據。在某些情況下,這是購買新系統並填補其他任何東西都無法彌補的空白,那不是我們過去採用的方法。一個試點項目將新型計算機處理器與傳統的美國聯邦航空管理局(FAA)雷達配對,並被證明能夠在不對傳感器進行任何修改的情況下檢測和跟蹤非常小的無人機。

防禦區域圖示

費斯勒認爲,我們發現特別有趣的一件事是它能夠通過將更好的處理能力置於已經存在的傳感器後面,從而爲現有的傳感器注入新的生命。您可以想象,如果將計算機連接到1985年製造的雷達上,它們會是什麼樣子。現在採用現代計算機處理技術,並將其置於同一雷達上,這將大大提高綜合能力。

聯合全域指揮控制系統(JADC2)

國防部最近採用聯合全域命令和控制作爲集體聯合服務目標,這對於北美空防聯合司令部(NORAD)的戰略至關重要。將需要JADC2技術將獨立系統聯繫在一起,然後指導最佳的響應,無論是來自空軍還是太空部隊,還是來自陸軍,海軍,海軍陸戰隊,海岸警衛隊或加拿大部隊。與北方司令部(NORTHCOM)一起進行了一系列空軍高級戰鬥管理系統入口事件的前兩個。這些事件的重點是防禦在美國領土上的巡航導彈襲擊。費斯勒說,這兩個事件都旨在展示檢測、跟蹤和識別進入的武器,然後將這些軌道交給火力單位以摧毀進入的巡航導彈的能力。爲了實現這一目標,我們學到的一件事是,您確實需要我們在戰略性國土分層防禦綜合生態系統中討論的強大的命令和控制系統。

失敗機制

戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)策略的第三個元素涉及“失敗機制”,以鈍化攻擊。北美防空司令部依靠針對海外部署進行優化的武器系統,並能夠在惡劣的環境中工作,這些功能會增加成本。北美防空司令部策略尋求通過優化國內位置防禦來降低成本的方法。例如,愛國者地對空導彈防禦系統最初是爲在行動中保護陸軍單位而設計的。它們的製造目的是要在崎嶇的地形上行駛,並能通過化學或生物攻擊進行硬化。北美防空司令部認爲,通過去除其中一些功能,同時保留其先進的火控系統,可以降低成本。此外,戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)呼籲採用新的非動力技術,例如大功率激光和微波武器。北美防空司令部目前在國家首都地區部署的綜合防空系統(IADS),以採用AIM-120攔截器的美國先進地對空導彈系統及其遠征系統“發射後即不管”(D-IADS)爲特色復仇者短程防空系統。

希望加拿大購買導彈防禦系統

過去,美國和加拿大在導彈防禦政策上並沒有達成一致,這是美國本土彈道導彈防禦系統屬於美國北方司令部而非北美防空聯合司令部(NORAD)管轄範圍的原因之一。由於戰略性國土分層防禦綜合生態系統致力於將制導導彈攔截器或定向能武器納入防空方程,其動力學方面可能給兩國帶來棘手的問題。威爾遜中心加拿大研究所所長克里斯托弗·桑德斯認爲:如果加方能購買部署該系統,那將是向前邁出的一大步。但如果加拿大對此不感興趣,那麼我們將不得不對其進行重組,以查看是否可以找到一種方法來完成類似的工作。北美防空聯合司令部已採用“螺旋式”改進,逐步實施了戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)計劃。第一步要求重新定位和集成現有傳感器,第二個要求使用現有傳感器進行數據分析,將探路者試驗計劃應用於FAA和NAV CANADA(加拿大民航導航服務)雷達饋送。

新傳感器

戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)的第三個螺旋線要求部署新的傳感器。2020年1月,空軍完成了在馬里蘭州安德魯斯聯合基地的空軍國民警衛隊操作的F-16飛機上安裝新的諾斯羅普·格魯曼公司AN / APG-83 SABR雷達的項目,該項目直接支持北美空防聯合司令部聯合緊急行動需要,以改善國家資本區域防禦巡航導彈的威脅。2月,空軍敦促國會支持2021財年爲F-16機隊再增加150架新雷達,該計劃直接映射到國防戰略,因爲它爲F-16的升級提供了最關鍵的升級能夠成功保衛國土免受攻擊。北美空防聯合司令部最近添加了一個新的廣域監視系統,以監視國家首都地區,該系統由美國國家負擔得起的雷達系統和蠍子組成,以檢測和跟蹤華盛頓特區及其周圍地區的低,慢以及相關的不對稱威脅。爲了對其他“關鍵”站點(無論是國內軍事哨所,市區還是計算機服務器場,發電站或交通樞紐等其他“節點”)提供點防禦,北美空防聯合司令部現在正在尋找新的超視距雷達來改進對巡航導彈和高超聲速威脅的檢測。

美國先進的地對空導彈系統是一種高度適應性強的中程防空系統,於2005年集成到首都防空系統中

在北美空防聯合司令部和美國北方司令部的直接支持下,導彈防禦局(MDA)於今年早些時候成立了一個新的巡航導彈防禦國土建築組織,以探索彈道導彈防禦系統針對這些空中呼吸威脅的新層次的摺疊。該組織正在與印第安那州起重機司的國防部長辦公室和海軍水面作戰中心合作,評估一種稱爲“哨兵”(Sentry)的高架電子掃描陣列雷達,北美空防聯合司令部認爲這具有中距離探測的潛力,該傳感器是評估中的幾種高架傳感器選項之一,將用於檢測和跟蹤低雷達橫截面的目標,例如巡航導彈和無人機。五角大樓的一位官員說,正在評估的其他技術包括廣域持續監視系統,360度覆蓋的火控傳感器,指揮與控制以及戰鬥管理的替代方案以及不同的失敗機制。另外,今年秋天的空戰司令部正在敲定與加拿大國防部進行的一項雙邊研究“北方替代方法的監視分析”(NAS AoA),該項目旨在確定提高北美空防聯合司令部抵抗大規模突襲威脅能力的方法。

美國航空協調委員會發言人莉亞·加頓說,“北方替代方法的監視分析”的最終報告正在起草中,預計2021年秋天將由空軍領導人進行審查。這項研究旨在提出替代方案,以減少美國-加拿大北部預警系統的傳統傳感器的生命週期成本,同時增強北極地區的空中監視能力。這是爲了使北美北部途徑的持續性、遠程,廣域空中監視現代化,空軍計劃在2023財年繼續開發潛在的材料解決方案,並預測從2025財年開始採用新技術和能力的10年窗口,同時考慮2035年以後的需求。

同時,衆議院議員在其2021財年國防政策法案的版本中建議導彈防禦局和北方司令部編寫一份有關巡航導彈防禦的報告,以識別“美國連續性對已知巡航導彈威脅的任何脆弱性”,並開發“計劃減輕任何此類漏洞。”

關於經費的問題

北美防空聯合司令部無權獨立購買新武器技術,因此該命令依賴於說服美國和加拿大國防官員爲戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)戰略提供資金。但北美防空聯合司令部官員拒絕透露經費估算明細。

但北美防空聯合司令部發言人比爾·劉易斯說,通過開發專用的國土防禦能力,我們實際上減少了對軍種提供的部隊的需求。戰略性國土分層防禦綜合生態系統(神盾)充分利用現有功能,而無需使用全新的體系結構。

俄羅斯圖-95轟炸機,與翼式的Kh-101巡航導彈的恩格斯空軍基地,薩拉托夫,俄羅斯,這裡顯示探討美國和加拿大的空氣空間,看看他們會如何應對十月,2020年的第14屆這樣的挑釁俄羅斯聯邦國防部

費斯勒將軍希望五角大樓和國會支持這個防禦項目。他說,這很大程度上取決於我們實際購買的裝備以及分期付款的時間。不過,我能告訴你的是,保護國家是可以負擔的,同時這也是必要的。我認爲沒有太多人會說,是的,我們只是負擔不起捍衛自己的責任。

昂貴的“鷹行動”費用

所有這些新技術都是爲了改善美國和加拿大領空的運行而設計的,該飛行任務被稱爲“貴族鷹行動”的24/7/365飛行任務執行了北美防空聯合司令部的主要任務:監視和控制北美領空。該行動特派團每年接受約200次演習的支持,旨在通過逐步採取最終使用致命武力的措施,對潛在威脅進行“迅速而適當”的反應。自從2007年恢復在北美打擊範圍內的遠程轟炸機飛行以來,到2019年,俄羅斯平均每年發生6-7次飛越爭奪戰。但到了2020年,俄羅斯戰機的出勤率急劇增加,9月份,北美防空聯合司令部首次對報告進行了解密,這表明俄羅斯對北美的接觸在2014年達到了15個任務的峰值。因此,在10月份,當兩架F-22在KC-135加油機和預警飛機的支持下,在阿拉斯加海岸附近的國際領空攔截俄羅斯轟炸機時,它標誌着第14架,而且步伐使時間達到了新的高度要設置。

北美防空聯合司令部負責作戰指揮的副司令蒂文·阿姆斯特朗將軍認爲,在冷戰期間,俄羅斯人的行動是可以預見的,如果他們想在空中領域對我們發動某種攻擊,特別是使用轟炸機,他們必須飛往特定的地點或地點才能發射巡航導彈。正如我們在過去幾年中看到的那樣,在過去十年中,尤其是像我們一樣,他們能夠更新其武器系統,因此它們不必具有可預測性。…因此,現在它們可以起飛,並具有相當於全球定位衛星系統的水平,可以到達太空中的某個地點,現在可以實際從其空域發射武器,並襲擊我們在加拿大或阿拉斯加的資產,在某些情況下下降到較低。俄羅斯的新型AS-23巡航導彈和模塊化KALIBR-NK巡航導彈系統及其精確的對地攻擊能力尤其令人關注。

阿姆斯特朗說,種種跡象表明,美國本土已不再是安全的庇護所,大西洋、太平洋和北冰洋不再提供以前的緩衝區域。我們與潛在敵方戰鬥人員之間的所有空間:一次花費了他們時間,花費了他們巨大的能力到達我們的海岸。我們正在開發的某些武器系統和現有的能力已不再是這種情況。現在,我們必須改變我們的防禦模式:我們必須具備遠距離的打擊能力,而不僅僅是在它們到達我們身邊時採取行動。