虛擬宙斯盾系統?美海軍用軟體提升未來戰力

虛擬宙斯盾系統?美海軍用軟體提升未來戰力
近期,美國海軍首艘配備虛擬宙斯盾系統的阿利·伯克級驅逐艦“溫斯頓·丘吉爾”號完成相關測試。同時,針對另外6艘該級驅逐艦和4座陸基宙斯盾系統站展開升級計劃。虛擬宙斯盾系統是美海軍宙斯盾系統軟體組成部分,能夠降低艦艇對宙斯盾硬體系統的部署需求,提高該系統利用效率,擴大其平臺使用範圍。

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  虛擬宙斯盾系統是在美海軍海上系統司令部的“自動測試與重測試”(ATRT)項目支援下的一項開發計劃,同時也是該項目下首個取得突破的試點計劃。“自動測試與重測試”項目是美國軍方于2006年啟動的概念論證項目,目的是利用商用自動測試技術減少美海軍作戰系統軟體的研發成本、提高軟體品質、縮短軟體認證時間。2009年該項目轉入正式研究後,美海軍海上系統司令部通過小微企業創新計劃向該項目注資,並選擇宙斯盾作戰系統、艦艇自防禦系統、近海戰鬥艦等作為試點,開發虛擬宙斯盾系統。

  虛擬宙斯盾系統是將原宙斯盾系統中的軟體、數據資源和工具等,進行虛擬化實現。其搭建的虛擬運算環境包含現有宙斯盾系統中的所有軟體,最終目標是將宙斯盾作戰系統的軟體與底層電腦硬體完全分離,使得宙斯盾系統軟體可以運作在通用硬體伺服器上,而不需要特定的硬體伺服器,從而極大節省硬體伺服器成本,提高艦船綜合作戰能力。

     對於那些無法配備宙斯盾系統的小型艦艇和陸地車輛、站點,也可以通過配備虛擬宙斯盾系統獲得相應作戰能力。虛擬宙斯盾系統解除了原系統中軟體與硬體的綁定,有利於加速系統能力生成。由於使用商業電腦硬體,其伺服器十分小巧,只需簡易氣冷設備,大大降低了艦船等平臺的安裝門檻。

推動軟體開發速度

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  2019年3月,美國海軍首次在阿利·伯克級驅逐艦“托馬斯·哈德納”號上使用虛擬宙斯盾系統進行實彈攔截試驗。2020年9月,美印太司令部使用虛擬宙斯盾系統向陸軍和空軍單位傳遞目標資訊,供美陸軍的高機動火箭炮系統和“愛國者”-3導彈防禦系統使用。2022年,美印太司令部在“英勇盾牌-2022”演習期間使用“鑽石盾牌”戰鬥管理系統,成功與數百英里外數個虛擬宙斯盾系統配對,將精確的目指情報發送給前線的“愛國者”-3分段增強型導彈和“海馬斯”火箭炮系統。2023年12月15日,美海軍完成虛擬宙斯盾系統的首次上艦測試,預計後續將增加試驗艦艇數量。

  美海軍認為,虛擬宙斯盾系統的出現,將大大推動宙斯盾系統的軟體開發速度。以往宙斯盾系統在開發新的軟體功能時,通常會在陸上實驗室進行先期測試,當軟體具備一定成熟度時再上艦測試。研發團隊根據測試數據再進行修改、認證及下一輪測試,整個流程需要花費18至24個月。虛擬宙斯盾系統出現後,大大加速這一進程。新軟體在進入專門的測試程式前,就能上艦在實彈演習環境下進行測試,從艦船感測器、子系統中獲得各項數據測試新軟體功能,整個過程不會影響艦船本身的戰鬥任務,也不産生額外費用。

  另外,虛擬宙斯盾系統極大拓展了宙斯盾系統的應用範圍。虛擬宙斯盾系統的安裝標準遠遠低於傳統宙斯盾系統,且作戰功能不受影響。該系統還可以在無人艦艇上安裝使用,提高無人艦艇作戰能力,這將對美海軍打造分佈式海上作戰模式提供較大支援。

  虛擬宙斯盾系統的出現,還讓宙斯盾系統實現快速升級。以目前宙斯盾系統的迭代週期看,美海軍每兩年發佈一次宙斯盾系統軟體的最新版本,安裝宙斯盾系統的艦艇需要排隊進行升級,升級等待時間約6至9年。虛擬宙斯盾系統的出現,將徹底改變這一局面,其以近乎實時的軟體更新速度,提升宙斯盾系統的作戰能力。

  正因如此,虛擬宙斯盾系統為美海軍作戰能力生成提供了新的發展方向。美海軍認為,隨著該系統逐步融入各個作戰環節,並推廣部署至小型平臺,美航母編隊所有平臺或將配備虛擬宙斯盾系統,實現通信、預警、態勢感知等情報的共偵共視,以及多軍種目指情報的遠端實時共用,其帶來的影響值得進一步關注。

核潛艇採購出現新動向

  去年底,拜登簽署的“2025財年國防授權法案”,將弗吉尼亞級攻擊型核潛艇在2025財年的採購數量削減為1艘。弗吉尼亞級是美軍現役最新型核潛艇。自2011財年以來,美海軍年均採購2艘,但為何在2025財年打破年均採購2艘的慣例?

  一是工業産能不夠。美海軍核潛艇的建造工作主要由位於康涅狄格州的電船公司和位於弗吉尼亞州的紐波特紐斯造船廠負責,前者只建造潛艇,後者還承擔核動力航母和其他水面艦艇的建造工作。

     自2022年以來,受勞動力短缺和供應鏈韌性不足的影響,美國造船企業最高只能達到年均1.4艘弗吉尼亞級攻擊型核潛艇的建造速度,導致不少潛艇已經採購卻尚未建造。此外,目前美海軍處於維護中和等待維護的攻擊型核潛艇數量從2012年的11艘增長到2023年的16艘,佔核潛艇總數的33%,繁重的維護工作擠佔了美國造船企業本已捉襟見肘的産能。

  二是建造成本超支。弗吉尼亞級攻擊型核潛艇可搭載25枚魚雷和12枚戰斧巡航導彈。自2019財年以來,為應對4艘俄亥俄級核潛艇退役後發射能力的“不足”,美海軍開始採購配備“有效載荷模組”的加長版弗吉尼亞級攻擊型核潛艇。這一變化使得弗吉尼亞級攻擊型核潛艇的搭載武器數量由37枚升至65枚,其中可搭載40枚戰斧巡航導彈。

     有消息稱,若以年均採購2艘的速度計算,加長版弗吉尼亞級攻擊型核潛艇單價高達45億美元。2024財年,美海軍採購2艘弗吉尼亞級攻擊型核潛艇的成本增長了19.5億美元,到2030財年,採購資金缺口預計將高達170億美元,造成潛艇建造成本嚴重超支。

  三是國防預算受限。根據美國國會民主黨與共和黨之前達成的債務上限協議,2025財年國防支出最高只能比2024財年增加1%,不超過8950億美元。儘管這一數額足夠龐大,但對窮兵黷武的美國來説仍嫌不足。美軍各軍種都有數量龐大的裝備需求,削減任何項目的預算都並非易事。從美國國防部提交的預算申請看,控制國防支出主要是通過削減弗吉尼亞級攻擊型核潛艇的採購數量來實現。

  值得注意的是,美國雖然削減弗吉尼亞級攻擊型核潛艇採購數量,但夯實潛艇工業基礎的步伐並未停止。美海軍認為,能否實現裝備66艘攻擊型核潛艇的目標,關鍵在於潛艇工業基礎是否牢固。

     自2018財年以來,美海軍已陸續投入鉅額資金用於夯實潛艇工業基礎,包括擴建基礎設施、加強人員招聘和培訓、提升行業薪資待遇水準、拓寬供應鏈渠道、開發先進製造技術等。這些資金流向上游造船廠和下游供應商。在“2025財年國防授權法案”中,儘管弗吉尼亞級攻擊型核潛艇採購數量削減,但潛艇工業基地仍獲得鉅額資金投入,其深層用意頗值得關注。


     來源:解放軍報、中國軍網、中國國防報等綜合