虚拟宙斯盾系统?美海军用软件提升未来战力

虚拟宙斯盾系统?美海军用软件提升未来战力
近期,美国海军首艘配备虚拟宙斯盾系统的阿利·伯克级驱逐舰“温斯顿·丘吉尔”号完成相关测试。同时,针对另外6艘该级驱逐舰和4座陆基宙斯盾系统站展开升级计划。虚拟宙斯盾系统是美海军宙斯盾系统软件组成部分,能够降低舰艇对宙斯盾硬件系统的部署需求,提高该系统利用效率,扩大其平台使用范围。

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  虚拟宙斯盾系统是在美海军海上系统司令部的“自动测试与重测试”(ATRT)项目支持下的一项开发计划,同时也是该项目下首个取得突破的试点计划。“自动测试与重测试”项目是美国军方于2006年启动的概念论证项目,目的是利用商用自动测试技术减少美海军作战系统软件的研发成本、提高软件质量、缩短软件认证时间。2009年该项目转入正式研究后,美海军海上系统司令部通过小微企业创新计划向该项目注资,并选择宙斯盾作战系统、舰艇自防御系统、近海战斗舰等作为试点,开发虚拟宙斯盾系统。

  虚拟宙斯盾系统是将原宙斯盾系统中的软件、数据资源和工具等,进行虚拟化实现。其搭建的虚拟运算环境包含现有宙斯盾系统中的所有软件,最终目标是将宙斯盾作战系统的软件与底层计算机硬件完全分离,使得宙斯盾系统软件可以运行在通用硬件服务器上,而不需要特定的硬件服务器,从而极大节省硬件服务器成本,提高舰船综合作战能力。

     对于那些无法配备宙斯盾系统的小型舰艇和陆地车辆、站点,也可以通过配备虚拟宙斯盾系统获得相应作战能力。虚拟宙斯盾系统解除了原系统中软件与硬件的绑定,有利于加速系统能力生成。由于使用商业计算机硬件,其服务器十分小巧,只需简易气冷设备,大大降低了舰船等平台的安装门槛。

推动软件开发速度

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  2019年3月,美国海军首次在阿利·伯克级驱逐舰“托马斯·哈德纳”号上使用虚拟宙斯盾系统进行实弹拦截试验。2020年9月,美印太司令部使用虚拟宙斯盾系统向陆军和空军单位传递目标信息,供美陆军的高机动火箭炮系统和“爱国者”-3导弹防御系统使用。2022年,美印太司令部在“英勇盾牌-2022”演习期间使用“钻石盾牌”战斗管理系统,成功与数百英里外数个虚拟宙斯盾系统配对,将精确的目指情报发送给前线的“爱国者”-3分段增强型导弹和“海马斯”火箭炮系统。2023年12月15日,美海军完成虚拟宙斯盾系统的首次上舰测试,预计后续将增加试验舰艇数量。

  美海军认为,虚拟宙斯盾系统的出现,将大大推动宙斯盾系统的软件开发速度。以往宙斯盾系统在开发新的软件功能时,通常会在陆上实验室进行先期测试,当软件具备一定成熟度时再上舰测试。研发团队根据测试数据再进行修改、认证及下一轮测试,整个流程需要花费18至24个月。虚拟宙斯盾系统出现后,大大加速这一进程。新软件在进入专门的测试程序前,就能上舰在实弹演习环境下进行测试,从舰船传感器、子系统中获得各项数据测试新软件功能,整个过程不会影响舰船本身的战斗任务,也不产生额外费用。

  另外,虚拟宙斯盾系统极大拓展了宙斯盾系统的应用范围。虚拟宙斯盾系统的安装标准远远低于传统宙斯盾系统,且作战功能不受影响。该系统还可以在无人舰艇上安装使用,提高无人舰艇作战能力,这将对美海军打造分布式海上作战模式提供较大支持。

  虚拟宙斯盾系统的出现,还让宙斯盾系统实现快速升级。以目前宙斯盾系统的迭代周期看,美海军每两年发布一次宙斯盾系统软件的最新版本,安装宙斯盾系统的舰艇需要排队进行升级,升级等待时间约6至9年。虚拟宙斯盾系统的出现,将彻底改变这一局面,其以近乎实时的软件更新速度,提升宙斯盾系统的作战能力。

  正因如此,虚拟宙斯盾系统为美海军作战能力生成提供了新的发展方向。美海军认为,随着该系统逐步融入各个作战环节,并推广部署至小型平台,美航母编队所有平台或将配备虚拟宙斯盾系统,实现通信、预警、态势感知等情报的共侦共视,以及多军种目指情报的远程实时共享,其带来的影响值得进一步关注。

核潜艇采购出现新动向

  去年底,拜登签署的“2025财年国防授权法案”,将弗吉尼亚级攻击型核潜艇在2025财年的采购数量削减为1艘。弗吉尼亚级是美军现役最新型核潜艇。自2011财年以来,美海军年均采购2艘,但为何在2025财年打破年均采购2艘的惯例?

  一是工业产能不够。美海军核潜艇的建造工作主要由位于康涅狄格州的电船公司和位于弗吉尼亚州的纽波特纽斯造船厂负责,前者只建造潜艇,后者还承担核动力航母和其他水面舰艇的建造工作。

     自2022年以来,受劳动力短缺和供应链韧性不足的影响,美国造船企业最高只能达到年均1.4艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇的建造速度,导致不少潜艇已经采购却尚未建造。此外,目前美海军处于维护中和等待维护的攻击型核潜艇数量从2012年的11艘增长到2023年的16艘,占核潜艇总数的33%,繁重的维护工作挤占了美国造船企业本已捉襟见肘的产能。

  二是建造成本超支。弗吉尼亚级攻击型核潜艇可搭载25枚鱼雷和12枚战斧巡航导弹。自2019财年以来,为应对4艘俄亥俄级核潜艇退役后发射能力的“不足”,美海军开始采购配备“有效载荷模块”的加长版弗吉尼亚级攻击型核潜艇。这一变化使得弗吉尼亚级攻击型核潜艇的搭载武器数量由37枚升至65枚,其中可搭载40枚战斧巡航导弹。

     有消息称,若以年均采购2艘的速度计算,加长版弗吉尼亚级攻击型核潜艇单价高达45亿美元。2024财年,美海军采购2艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇的成本增长了19.5亿美元,到2030财年,采购资金缺口预计将高达170亿美元,造成潜艇建造成本严重超支。

  三是国防预算受限。根据美国国会民主党与共和党之前达成的债务上限协议,2025财年国防支出最高只能比2024财年增加1%,不超过8950亿美元。尽管这一数额足够庞大,但对穷兵黩武的美国来说仍嫌不足。美军各军种都有数量庞大的装备需求,削减任何项目的预算都并非易事。从美国国防部提交的预算申请看,控制国防支出主要是通过削减弗吉尼亚级攻击型核潜艇的采购数量来实现。

  值得注意的是,美国虽然削减弗吉尼亚级攻击型核潜艇采购数量,但夯实潜艇工业基础的步伐并未停止。美海军认为,能否实现装备66艘攻击型核潜艇的目标,关键在于潜艇工业基础是否牢固。

     自2018财年以来,美海军已陆续投入巨额资金用于夯实潜艇工业基础,包括扩建基础设施、加强人员招聘和培训、提升行业薪资待遇水平、拓宽供应链渠道、开发先进制造技术等。这些资金流向上游造船厂和下游供应商。在“2025财年国防授权法案”中,尽管弗吉尼亚级攻击型核潜艇采购数量削减,但潜艇工业基地仍获得巨额资金投入,其深层用意颇值得关注。


     来源:解放军报、中国军网、中国国防报等综合