美国第三次抵消战略及海军科技创新动向概述

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利用自己的技术创新优势，掌握世界军事革命以及技术发展的主动权，从而抵消对手的核心优势，是美国军方的一贯做法。近年来，美国军方针对世界政治格局、军事形势等方面的变化制定了包括“网络中心战”、“海基能力”、“海空一体化”、“联合全球公域介入与机动”等多个重大战略理论和计划，意图通过科技创新和军事作战理论创新实现军事作战能力的遥遥领先。在描述有关战争的“下一件大事情”方面，美国五角大楼从不缺少吸引眼球的简洁词语，本文将就当前美国热炒的“第三次抵消战略”作一简要介绍，浅层次地了解美国未来军事科技革命的发展与变革动向。
一、第三次抵消战略的提出

1  发展历程
2014年11月，美国国防部明确提出以第三次抵消战略为内涵的“国防创新计划”，国防创新计划备忘录强调在以下领域进行创新：① 创新领导培养模式，② 强调颠覆性技术的识别、开发、试验、推演，特别是机器人、自治系统、小型化、大数据和先进制造业等领域，③ 对战略目标的实现路径以及安全环境进行兵棋推演，④ 开发新型作战概念，⑤ 此计划涉及到政策，采办、技术与后勤，情报，参谋长联席会议和各军种部等相关部门，⑥ 审视业务实践，并通过学习外部标杆和聚焦内部评审以提高效率和效能。为支持第三次抵消战略，美国国防部启动了“长期研究与发展规划”（LRRDP）制定工作，确定了五大重点领域：太空技术、水下技术、空中主导和攻击技术、防空反导技术以及技术驱动概念，该规划旨在识别可确保美军在2030年保持和获得领先优势的技术清单，以实现美军历史上的“第三次抵消”。2016年2月，奥巴马政府提交的国防预算中，第三次战略形成了方案并提交了落实资金的申请，2017财年支出约为36亿美元。2016年4月，美国军方计划未来5年投入高达180亿美元的经费来执行“第三次抵消战略”，费用相当于建造4艘“尼米兹”级航母的成本。详见表1。
表1  美国第三次抵消战略的推出与发展历程
主要时间

主要事件

2014年8月

美国国防部称，为重新占领新的军事制高点，战胜各个已存在的和潜在的对手，美国应实施第三次抵消战略。为了在军事转型过程中继续保持军事技术优势，除新技术之外，还需要有创新性思维，更新作战概念与组织方式，构建长远战略。

2014年9月

美国国防部开启该战略的制定。

2014年11月

美国国防部明确提出以第三次抵消战略为内涵的国防创新计划，这是一项雄心勃勃的计划，旨在明确需要创新的方向并对其进行投资，从而维持和增强美国在21世纪的军事优势。

2015年4月

美国国防部阐述了第三次抵消战略的最新设想：首要是发展新型能力对抗对手精确制导武器，投入使用电磁炮是对抗“反介入/区域拒止”能力是一个可选方案；恢复对电子战的关注，将充分发挥电子武器和高端系统混合作战的能力；实施“空地一体战”2.0版。

2015年9月

美国国防部呼吁北约及盟国参与第三次“抵销战略”。

2015年11月

美国国防部公开了美国第三次抵消战略核心内容的关键技术、概念和武器系统。

2015年12月

美国国防部称希望将2016年作为第三次“抵消战略”理论的试验年，为美国未来25年的全球主导地位奠定基础。

2016年2月

奥巴马政府提交的国防预算中，第三次战略形成了方案并提交了落实资金的申请，2017财年支出约为36亿美元。

2016年4月

美国国防部在主题为“2017财年国防授权请求中的国防部技术抵消战略与实施情况”的参议院武装力量委员会新兴威胁与能力分委会听证会上公布了国防科技发展重点：能力、技术、项目。

注：截至2016年年中，综合整理而成。

2  推出背景和源由
美国军方为什么在当前制定仅在冷战时期出现过的抵消战略呢？主要原因是，随着网络信息技术的广泛应用以及科技的不断进步，美国五角大楼担心随着中国和俄罗斯完善精确制导武器，两国正获得不对称优势，而且还有可能令美军战舰和战斗机长期拥有的主导优势被侵蚀。美国国防部称，目前美国及北约盟国面临对手新的混合战挑战，急需新型作战概念，但是没有哪种方法能够对抗高端常规作战的杀伤性和破坏性，美国及北约盟友必须竭尽全力阻止高端战争爆发。美国五角大楼认为接下来的25年将被定义为“大国之间的竞争”，当前其面对的主要安全挑战是俄罗斯，美国国防部认为俄罗斯依赖“小绿人”非正规战争理论在乌克兰展开的行动，已经证明为“未来21世纪战争的实验室”，预计俄罗斯将在接下来多年里保持攻势。长期面临的挑战则是中国，作为一个正在崛起的国家，中国的潜在军事技术能力引人注目，随着其抱负和目标不断在亚洲、西太平洋、非洲沿海、拉美及其他地方得以扩展，中国“可能对美国构成更长久的战略挑战”。因此美国未来必须具备联合作战能力，必须具备在太空、空中、海上、水下、地面和网络领域的协同作战能力，通过在计算机科学、高级电子、创新通信和传感器、人机界面等技术的颠覆性突破，更快更好更协调地在有人、无人以及网络空间中决策与行动。
3  智库助力战略制定
美国第三次抵消战略的推出、完善和实施过程中，美国智库发挥了重要作用，不断为美国军方决策者出谋划策，例如2013年9月新美国安全中心发布《改变游戏规则：颠覆性技术和美国国防战略》，详细论述了“增材制造、自主系统、定向能、网络技术、人员能力改善”等具有改变战争游戏规则潜能的下一代技术，这份报告中的5条建议全部被国防创新计划备忘录采纳。此外，新美国安全中心、战略与预算评估中心、兰德公司还就“机器人时代的战争”、“超越抵消：美国如何保持其军事优势”、“恢复美国全球力量投送能力”、“海空力量在第三次抵消战略中的作用”、“避免五角大楼新倡议出现核盲点”等专题为第三次抵消战略的制定和开展建言献策。

二、第三次抵消战略的主要内容

目前，第三次抵消战略还未形成规划未来能力发展的正式文件，大多数是对国防部未来期望发展的多种作战能力的描述。原因可能是预计相关战略具体内容仍在制定以及美国国防部保密要求的影响。以下仅根据美国军方公开资料，简单介绍第三次抵消战略的主要内容。

2015年12月，美国国防部确定“第三次抵消战略”的5项关键技术是：具有学习能力的机器、人机协同与合作技术、辅助人类行动的技术、先进的有人/无人作战编组、网络攻击和电子战环境中使用的网络增强型武器。美方认为，突破创新主要是通过计算机、人工智能、3D打印技术等科技创新，推动定向能武器、电磁炮、单兵装备系统、无人系统、智能武器和超高速武器等新概念武器的发展。2016年4月，美国国防部披露了为支持第三次抵消战略，美军将发展6种作战能力、5大技术领域以及国防高级研究项目局（DARPA）的重点项目。以下将从装备技术研发、作战概念的创新、组织机构的改革等三个方面论述与第三次抵消战略相关的各类改革创新。

1  颠覆性装备与技术的研发
为支持第三次抵消战略，2016年4月美国国防部决定重点发展以下5个技术领域：一是自主学习系统。这些系统能够基于大数据分析制定决策，尤其是将应用于需要比人类反应时间更快的领域。如网络防御、电子战、导弹防御和主动防护系统等。二是人-机协作。将人类的思考能力与人工智能快速解决问题的方法相结合，使机器能够帮助人类更好、更快地做出决策。三是机器辅助人员作战。使用软件系统加强人员作战效能。四是有人-无人作战编队。利用有人及无人系统间的创新性协作，发展先进的“系统之系统”作战能力。五是具备较强应对网络和电子战攻击的武器系统及网络化半自主武器系统，其核心是提高武器系统应对网络和电子战攻击能力。DARPA为支持第三次抵消战略，将重点开展两类研究项目：下一代技术和支持远期竞争优势的基础性技术，详见表2。
表2  DARPA重点支持第三次抵消战略的两类研发项目

下一代技术项目

远期基础性技术项目

已采用

技术

极端射频条件下的通信项目、认知电子战技术、嵌入式计算技术的功效革命项目、远程反舰导弹项目、计算机安全新方案研究、主动认证项目

增材制造性能应用、特定疾病现场精确诊断、生物医学技术

正在研发技术

自主持续反潜跟踪无人艇项目、XS-1实验性空天飞机项目、保持空中优势的“系统之系统”、分布式战斗管理项目、高可信网络军事系统项目、大型网络挑战赛、信息挖掘与理解型软件开发项目

利用最前沿的物理学：高速率和远距离量子通信的新技术项目、量子辅助传感与读数项目激光源开发技术、超快激光科学与工程项目、分布式机敏猎潜项目

探索技术/概念

海上“系统之系统”、具有内在可信性的前沿电子技术、电网网络安全

重建安全与隐私间平衡项目、人机沟通项目、挖掘不可见光的价值：利用主动光场革命性加强可见性项目、复杂动态系统设计：复杂自适应系统构成与设计环境项目

注：来源于《第三次“抵消战略”背景下美国国防科技发展》。

2  作战概念与能力的创新
第三次抵消战略突出信息主导理论创新，推出“作战云”概念、“水下作战”概念以及“全球监视和打击”概念等。未来几年，美国防部将通过开展原型系统实验、更加重视作战模拟演习和推演、强调创新需求、加强向作战人员交付新型、强化的系统，发展相关先进技术。美军设想，通过第三次抵消战略，将具备以下6种能力：① 联合部队能够实施分布式、远程打击并实现预定作战效能；② 联合部队能利用作战距离、精确性及速度掌握并保持主动；③ 联合部队能利用分散部署及新的作战防护样式提高生存能力；④ 联合部队能以大量低成本、互相协作的武器系统，实现集群效应；⑤ 联合部队能够综合运用动能武器、电子战、网络战，发展新型分布式机动和近距离作战技术；⑥ 大幅降低联合部队的作战网络脆弱性，提升网络攻击和电子战攻击应对能力（注：来源于《美国防部CTO阐述“第三次抵消战略”的目标、技术领域和投资项目》）
3  组织机构改革与创新力量发展
国防采办系统是美国国防建设的重要载体，也是抵消战略实施的集中体现，其中战略能力办公室（SCO）与国防高级研究计划局（DARPA）同为推动美国国防科技创新的重要机构。SCO更关注满足近期现实作战需求，重点在于通过系统集成和作战概念创新，快速发展和部署新的作战能力，主要职能是为DARPA争取时间，使其能够研制下一代领先技术。DARPA更关注谋求远期技术优势，重点通过原始性创新，发展未来颠覆性技术。为加速技术引入，美国军方采取了四大举措，从技术来源、技术孵化、体制机制和系统设计方面多管齐下，全面破除大量快速低成本引入新技术的束缚。2015年以来美国军方出台多项战略政策文件，推动国防采办的创新发展，主要涵盖三个方面，第一，完善组织机构创新职能：增设技术净评估办公室，提升DARPA行政级别和增设核心领导岗位，增设国防科技创新小组、改革流程助力中小企业参与研发等。第二，吸收商业创新力量：设立国防创新咨询委员会并聘请商业人员组成委员会，采用风险投资、合资、众包等模式挖掘先进商业技术与增强军民成果转化，举行大众创新活动广泛吸收科技创意等（注：来源于《第三次“抵消战略”下美国国防采办改革与发展》）。
三、美国海军近期科技发展与创新动向

1  海军近期主要创新战略
近几年，美国海军以及海军陆战队均制定了一系列关于创新发展方面的战略文件，涉及到网络战、航空力量、颠覆性技术、能源等，其中包括《未来海上创新》、《颠覆性海上技术》、《海军未来海上能力》、《保持海上优势的设计》、《挑战时期的海上创新》、《2015先进技术投资规划》、《远程力量顶层概念》、《2016~2025年海军航空愿景》、《水下战科技2016战略》、《美国舰队网络司令部战略规划2015~2020》《信息主导路线图2013~2028》、《海上动力系统技术路线图》、《海军陆战队远景与战略2025》等。

对于第三次抵消战略任务要求与需求，美国海军在2016年2月举行的2017财年财政预算会议上强调其战略是采用颠覆性科学研究、创新技术、人才培养等组合策略，发现、开发和交付从短期到长期的海上决定性能力。美国海军科技战略重点关注以下九个研究投资领域，分别是① 确保进入海上作战空间、② 自主化和无人系统、③ 电磁战、④ 远征战与非常规战争、⑤ 网络信息主导、⑥ 平台设计与生存性、⑦ 功率与能量、⑧ 武力投送和集成防御、⑨ 作战人员能力。海军科技投资类别由四个部分组成：第一是发明和创新，第二是跨越式创新（海上原型创新），第三是技术成熟（未来海军能力），第四是应对紧急需求的科技快速响应能力。

2 近期海军技术与装备创新研究方向
  2.1  未来重点开发的创新型技术

为支撑新抵消战略，美国国防部在2017~2021财年规划《未来几年国防项目》（FYDP）申请投资180亿美元，直接为第三次“抵消战略”相关目标提供支持，主要支持国防部原型化、试验及作战验证，其中一部分与海军装备研发与作战能力提升有关。详见表3。（此外还有许多对外保密的支持性能力研发项目）。2017财年国防部研究资金指南列出了7项优先发展的交叉科研领域：自主、应对大规模杀伤性武器、网络科学、数据决策、电子战、工程弹性系统和人类系统。

表3  投资180亿美元的《未来几年国防项目》
主要目标

投资金额

投资项目

应对反介入威胁及制导弹药威胁的双向挑战

超过30亿美元

对陆/舰打击及对空作战武器和概念，以及对现有系统的升级

确保美国在未来制导弹药齐射竞争中取得胜利

约5亿美元

研究具有效费比的方案，以防御、分散及保护关键作战能力和作战地点

确保美国继续拥有世界上最具杀伤力的潜艇及水下力量

至少30亿美元

利用新型水下系统和有效载荷、更佳的传感器来加强威慑

促成协同集成作战能力

约30亿美元

推动发展人机编队能力，发展将复杂系统分解成众多协同运作的、低成本系统的能力

研发网络及电子战能力

超过17亿美元

发展可实时自主感知、学习、回应新型或未知威胁并生成有效对抗措施的认知系统

探索地面战新型作战概念和能力

超过5亿美元

扩大战争沙盘推演，试验新型作战概念、技战术及程序，验证先进能力

注：来源于《美国防部CTO阐述“第三次抵消战略”的目标、技术领域和投资项目》。

美国海军和海军陆战队主要的科技创新研发机构包括海军研究办公室（ONR）、海军研究实验室、海军作战中心（包括海军水面作战中心、海军空战中心、海军水下作战中心、太空和海军战系统中心）、海军医疗研究中心、海军研究生院等。从研究经费与研究任务看，根据2017财年资金申请报告，海军研究办公室在基础研究领域关注的重点是舰员、舰船和海洋任务，2017财年海军基础研究申请资金5.23亿美元，见表4。2017财年海军应用研究和先进技术开发的资金需求约为8.61亿美元，2017财年应用研究内容主要包括① 增强型人力、② 企业和平台使能器、③ 远征战、④ 兵力健康保护、⑤ FORCEnet、⑥ 功率和能量、⑦ 海上基地、⑧ 海上防护、⑨ 海上攻击等技术，见表5。例如海上“系统之系统”中的跨域海上监视与瞄准项目将开发定位导航与授时、通信指挥与控制、网络与后勤系统等多种功能模块分散部署到多种低成本、水上及水下平台的技术，迫使敌投入高额成本进行广域防御。

表4  2017财年海军基础研究资金申请表
基本研究类别

研究申请费用

（万美元）

生物/生命科学

人类系统

1600

生物/医学

1700

电子/光电学

4700

机械学

5300

环  境

海洋

7000

大气和太空

2400

计算机、信息科学、数学

4200

空中/陆地/海上装置

5200

武  器

1800

应对简单爆炸装置

1700

科学教育及交流

4600

转型/基础研究变革

1900

多学科大学研究计划

7300

国防大学仪器项目

2100

白宫青年科学家总统奖

800

总  计

52300

注：来源于《Guide to FY2017 Research Funding at the Department of Defense》。

表5  2017财年海军应用研究主要申报内容
主类别

具体研究内容

先进能量

用于先进固态和液态火箭构成的推进系统电力的开关研究

盐酸羟胺偶氮呋咱的工艺研究和开发

铵等物质的工艺研究和开发

水面舰艇、潜艇船体机械力和电力

抗爆炸涂层

开发试验方法体系以验证玻质材料的计算编码和本构模型

理解平台优化以更好地进入极地环境

研究开发模块化、可重构、集成的多模式间隔探测和排除爆炸危险系统

电磁系统应用研究固态电子

开发高线源电场工程化HEMT设备

开发超高效含氮极性毫米波晶体管

电磁应用研究计划

开发高输出阻抗射频放大器，用于光子增强星型结构

开发高射频阻抗光电调制器，用于光子增强星型结构

未来海军能力应用研究（新项目）

电子战：用于集成的通信和兼容操作

电子战：潜艇同时发射和接收

电子战：弹性船体/上层建筑机械与电力安全

功率与能量：鱼雷先进推进系统

防护：用于水雷战的自主航行水面艇

电子战：深水可靠噪声路径开发系统

海上攻击：先进信号处理系统的概念和技术开发

注：表格内容来源于《Guide to FY2017 Research Funding at the Department of Defense》。