2021年1月報(bào)道，美空軍表示其聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）正在建設(shè)過(guò)程中，盡管技術(shù)方面的挑戰(zhàn)依然存在，但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了將四代機(jī)和五代機(jī)的模擬器連接以進(jìn)行高保真度試驗(yàn)和訓(xùn)練。在聯(lián)合仿真環(huán)境建設(shè)中存在兩個(gè)主要的挑戰(zhàn)：一是在安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中連接模擬器，并需要確保它們能用最新的作戰(zhàn)飛行程序（OFP）進(jìn)行更新，這是使聯(lián)合仿真環(huán)境能完成使命任務(wù)的核心技術(shù)；二是開(kāi)發(fā)聯(lián)合仿真環(huán)境中使用的數(shù)字模型，并驗(yàn)證其是否可以替代露天試驗(yàn)場(chǎng)的部分作用。美空軍的兩套聯(lián)合仿真環(huán)境計(jì)劃于2023年實(shí)現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力。

一、美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境總體情況

復(fù)雜、多域作戰(zhàn)能力的發(fā)展對(duì)美軍快速設(shè)計(jì)、研制、部署、保障、試驗(yàn)和訓(xùn)練下一代武器裝備提出了挑戰(zhàn)。未來(lái)的試驗(yàn)?zāi)芰π枰�通過(guò)先進(jìn)的建模和仿真技術(shù)來(lái)增強(qiáng)，形成一個(gè)能夠以短周期、低成本的方式滿足研制、試驗(yàn)和訓(xùn)練需求的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)，即聯(lián)合仿真環(huán)境。

1、發(fā)展歷程

2017年，美空軍參謀長(zhǎng)首次提出空軍需要綜合試驗(yàn)?zāi)芰Γ�即�?lián)合仿真環(huán)境，用于解決當(dāng)前和未來(lái)的試驗(yàn)和訓(xùn)練能力的不足。從2019財(cái)年，空軍開(kāi)始為這項(xiàng)工作提供經(jīng)費(fèi)，并在試驗(yàn)領(lǐng)域內(nèi)成立了一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)（位于美國(guó)加利福尼亞州愛(ài)德華茲空軍基地的第412試驗(yàn)聯(lián)隊(duì)）�？哲娫囼�(yàn)鑒定辦公室（AF／TE）要求第412試驗(yàn)聯(lián)隊(duì)需要在2023年前分別在愛(ài)德華茲和內(nèi)華達(dá)州內(nèi)利斯空軍基地開(kāi)發(fā)和部署聯(lián)合仿真環(huán)境，使其具備初始作戰(zhàn)能力。這項(xiàng)工作與目前美海軍正在建設(shè)中的、位于馬里蘭州帕圖克森特河海軍航空站（NAS）的聯(lián)合仿真環(huán)境緊密聯(lián)系，美海軍目前建設(shè)的該環(huán)境由美海軍、美空軍和情報(bào)機(jī)構(gòu)聯(lián)合參與。美空軍于2020年11月在內(nèi)利斯空軍基地啟動(dòng)了第一個(gè)聯(lián)合仿真環(huán)境設(shè)施的建設(shè)，并將于2021年2月在加州愛(ài)德華茲空軍基地開(kāi)始第二個(gè)聯(lián)合仿真環(huán)境的建設(shè)工作。內(nèi)利斯空軍基地的聯(lián)合仿真環(huán)境將專注于作戰(zhàn)試驗(yàn)以及高端戰(zhàn)術(shù)和訓(xùn)練，而愛(ài)德華茲空軍基地的聯(lián)合仿真環(huán)境將專注于多平臺(tái)、多域和多層級(jí)安全性研究。

美海軍首先在帕圖克森特河海軍航空站部署的聯(lián)合仿真環(huán)境（美空軍圖片）

2、總體目標(biāo)

美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境能力的總體設(shè)想是提高開(kāi)發(fā)和作戰(zhàn)試驗(yàn)的質(zhì)量和效率，為跨平臺(tái)高級(jí)訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)發(fā)展提供可靠、安全的環(huán)境，通過(guò)多保真度試驗(yàn)和能力論證，提高裝備體系規(guī)模結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)量，更好地為未來(lái)的采辦決策提供信息支持。具體的目標(biāo)包括：（1）多平臺(tái)高級(jí)建模仿真能力，克服現(xiàn)有露天試驗(yàn)場(chǎng)限制，包括系統(tǒng)可用性、威脅密度以及安全問(wèn)題；（2）使用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)不同保真度模型的集成，包括紅藍(lán)雙方人在回路的飛行模擬器、威脅、武器、地形和天氣；（3）可與聯(lián)合仿真環(huán)境內(nèi)的其他公共服務(wù)系統(tǒng)和盟友互操作，以及對(duì)其他所需模擬環(huán)境的擴(kuò)展；（4）具備國(guó)際試驗(yàn)和訓(xùn)練／實(shí)驗(yàn)的條件。

二、美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境需求論證

威脅的升級(jí)、技術(shù)的進(jìn)步、信息為中心的戰(zhàn)爭(zhēng)以及試驗(yàn)復(fù)雜性推動(dòng)了對(duì)新試驗(yàn)?zāi)芰Φ男枨蟆Ｄ壳暗穆短煸囼?yàn)場(chǎng)難以滿足下一代武器系統(tǒng)的試驗(yàn)和訓(xùn)練需要。美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境需求開(kāi)發(fā)工作主要涉及三個(gè)領(lǐng)域：（1）現(xiàn)有露天試驗(yàn)場(chǎng)的試驗(yàn)限制；（2）對(duì)未來(lái)能力和相關(guān)需求的預(yù)測(cè)；（3）成本與風(fēng)險(xiǎn)的平衡。

需求1：現(xiàn)有露天試驗(yàn)場(chǎng)的試驗(yàn)限制

聯(lián)合仿真環(huán)境試圖通過(guò)開(kāi)發(fā)虛擬試驗(yàn)場(chǎng)來(lái)消除或限制這些約束，以在試驗(yàn)系統(tǒng)或體系時(shí)增加試驗(yàn)手段。（1）地理上的限制測(cè)試裝備的能力，需要使之能夠在較大規(guī)模的作戰(zhàn)中針對(duì)空中、地面威脅或綜合防空系統(tǒng)交戰(zhàn)、使用遠(yuǎn)程武器、機(jī)動(dòng)中驗(yàn)證作戰(zhàn)概念或技戰(zhàn)術(shù)程序。（2）技術(shù)限制阻礙了試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)裝與建模仿真的集成，例如不能利用復(fù)雜信號(hào)實(shí)時(shí)復(fù)制威脅環(huán)境。（3）電子戰(zhàn)限制包括用數(shù)字格式實(shí)時(shí)復(fù)制復(fù)雜的電子戰(zhàn)環(huán)境。通過(guò)使用復(fù)雜的全數(shù)字信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁環(huán)境的仿真，將使模擬環(huán)境能夠短周期、低成本擴(kuò)展環(huán)境，更好呈現(xiàn)出現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的復(fù)雜電磁環(huán)境。（4）頻譜干擾限制了露天試驗(yàn)場(chǎng)電子信號(hào)類(lèi)型和強(qiáng)度。這可不僅包括電子戰(zhàn)信號(hào)，而且包括敵我識(shí)別和話音無(wú)線電信號(hào)，可能與商業(yè)頻譜相鄰，導(dǎo)致意外的電磁泄漏。（5）作戰(zhàn)限制妨礙了任務(wù)效果呈現(xiàn)和殺傷鏈中的交戰(zhàn)環(huán)節(jié)，即限制了在有人系統(tǒng)附件使用實(shí)彈。（6）安全問(wèn)題還涉及多平臺(tái)在有限空域中大幅度機(jī)動(dòng)交戰(zhàn)，還需要考慮到地形因素限制。保持安全距離是試驗(yàn)飛機(jī)過(guò)程中主要關(guān)心的問(wèn)題，但安全會(huì)影響試驗(yàn)的效果及真實(shí)性。

美軍航空兵長(zhǎng)期將防空系統(tǒng)作為主要威脅（美軍圖片）

需求2：對(duì)未來(lái)能力和相關(guān)需求的預(yù)測(cè)

未來(lái)的試驗(yàn)將不僅包括先進(jìn)的平臺(tái)和武器，而且包括基于信息的密切協(xié)同。聯(lián)合仿真環(huán)境可能是試驗(yàn)未來(lái)基于信息的平臺(tái)／體系殺傷鏈的唯一可行手段。

（1）戰(zhàn)場(chǎng)密度／復(fù)雜性：聯(lián)合仿真環(huán)境需要能夠產(chǎn)生大量不同復(fù)雜性的實(shí)體，將虛擬實(shí)體和建設(shè)性實(shí)體的組合送到被測(cè)系統(tǒng)（SUT）與之交互。

（2）特定地理位置／時(shí)間試驗(yàn)：聯(lián)合仿真環(huán)境需要生成世界任何地區(qū)特定地理地形的能力。

（3）多域集成：聯(lián)合仿真環(huán)境須具有試驗(yàn)跨越多個(gè)領(lǐng)域（包括空中、太空、海洋、陸地和網(wǎng)絡(luò)）的殺傷鏈的能力。

（4）未來(lái)殺傷鏈：聯(lián)合仿真環(huán)境須具有測(cè)試殺傷鏈的能力，覆蓋發(fā)現(xiàn)、鎖定、跟蹤、瞄準(zhǔn)、交戰(zhàn)和評(píng)估（F2T2EA）全流程。

（5）消息協(xié)同：由美國(guó)和北約組織擁有的平臺(tái)／傳感器必須在戰(zhàn)場(chǎng)內(nèi)協(xié)同工作，并動(dòng)態(tài)共享原始和／或處理的信息。

（6）自主化的試驗(yàn)：未來(lái)的作戰(zhàn)系統(tǒng)將繼續(xù)改進(jìn)自動(dòng)化，需要支持試驗(yàn)各個(gè)層次的自主性的能力，從輔助飛行員的自主性到完成無(wú)需人工干預(yù)的自主性。

（7）特定天氣：露天試驗(yàn)場(chǎng)無(wú)法控制天氣，但聯(lián)合仿真環(huán)境可以在試驗(yàn)環(huán)境中提供動(dòng)態(tài)變化的天氣條件。天氣條件將非成像和成像傳感器、網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。

（8）電子戰(zhàn)：聯(lián)合仿真環(huán)境可以避免露天試驗(yàn)場(chǎng)上的電子戰(zhàn)問(wèn)題。聯(lián)合仿真環(huán)境的電子戰(zhàn)信號(hào)不能被敵人觀察到（不在物理空間中傳播），也不侵犯商業(yè)頻譜。

（9）數(shù)據(jù)安全性：當(dāng)各種程序在一個(gè)共同的作戰(zhàn)空間內(nèi)互用時(shí)，聯(lián)合仿真環(huán)境必須解決安全問(wèn)題。