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美国海军科学技术战略计划
美国海军科学技术战略计划
来源:
美国海军研究局
编译:
全球防务(知远/亦秋)
摘要:
这篇《海军科技(S&T)战略计划》阐述了海军研究局(ONR)的研究者们将如何将海军和海军陆战队未来操作概念变成现实。
此战略计划内容广泛,并且为未来海军的科技发展指明了方向。
在同时它也保留了灵活自由的执行途径,使得海军研究局能够应对海军高级领导阶层提出的各种技术上的挑战和相关问题。
海军研究局为海军部门(DON)提供科学与技术方面的支持,因此主要负责为未来的海军和海军陆战队提供必要的科技(S&T),以满足未来海军与海军陆战队的行动需要。
在长期发展的同时,ONR能够迅速的调整S&T的发展方向,从而能够满足美国海军在全球范围内的优先级短中期紧急需求。
正如过去的六十年,ONR将继续进行科技的革新并着眼于未来,进行科技的变革,来满足海军在未来对科技的需求并用于可能会出现的战争。
此战略的贯彻过程将需要海军领域围内外的研究院,合作伙伴和客户们共同进行。
这涉及到相关部门对指导性文件与其他研究策略以及作战司令部优先级有所考虑,并且同海军系统,海军陆战队作战发展指挥部(MCCDC),海军行动指挥部(OPNAV),海军陆战队总部官员,以及海军S&T部门之间进行合作。
而海军S&T部门则由ONR,海军研究实验室(NRL),高级系统指挥官,海军研究委员会(NSB)以及海军研究顾问委员会(NRAC)组成。
这次合作与合作范围的扩大导致了一种平衡的发展策略的产生。
此发展策略明确的着眼于未来,并且与海军的任务与未来战争需要息息相关。
此战略计划列举了将会为未来海军和海军陆战队提供技术革新的S&T研究项目。
这并且这些项目的投资将会使得海军与海军陆战队获得以下:
1.电磁与虚拟网络的控制权
2.定向能武器-----光速打击能力
3.全领域独立持久的监视能力
4.拥有全面广泛的海域支配意识与大型船舶与大规模杀伤性武器的拦截与侦测能力,为海上拦截行动提供支援。
5.武器平台设计与建设的综合承受能力
6.灵活的无线电通信网络
7.为指挥官提供战术优势的决策工具
8.通过社会和文化的了解,定位威胁意图的能力
9.更轻,更快,更致命的海军舰队
10.快速的小组训练与技能培养能力
11.使用高效的动力与燃料,提高行动效率
12.为分散行动的军事力量提供相应的后勤补给
13.通过对情报与战场环境的利用获得战术优势。
目录
序言..................................................................................................i
科学与技术决策备忘录..............................................................iii
1.0介绍.........................................................................................1
2.0背景.............................. ........................................................2
2.1处理方法.................................................................................3
2.2S&T产出.................................................................................3
3.0战略发展..................................................................................3
3.1战略过程.................................................................................4
3.2战略时间框架...........................................................................4
4.0海军S&T重点领域....................................................................5
4.1动力与能源...............................................................................6
4.2作战环境...................................................................................7
4.3海域意识.................................................................................8
4.4非对称性战争............................................................................9
4.5信息,分析与交流...................................................................10
4.6军力投放....................................................................................11
4.7保险途径与风险性研究..............................................................12
4.8分散行动....................................................................................14
4.9海军武器的使用与维护..............................................................15
4.10战场存活与自卫能力................................................................16
4.11武器平台的机动能力................................................................18
4.12舰队与军队给养........................................................................19
4.13延续,保养与依赖....................................................................20
4.14S&T增效....................................................................................21
5.0海军S&T项目的完成....…..........................................................22
5.1发现与创造(D&I).........................................................................22
5.2获得增效......................................................................................22
5.3快速领先的技术革新.........….........................................................22
5.4快速反应和其他S&T项目...........................................................23
5.5海军研究实验室(NRL)...............................................................23
5.6全球科技意识................................................................................24
5.7科学与工程研究……………….......................................................24
5.8部门间的合作与交流……………......................................................25
5.9成果评估........................................................................................26
5.10商务行为......................................................................................26
6.0DON前景…………………………………………................................26
7.0结论................................................................................................26
附件:
A:
海军S&T研究领域...........................................................................29
B.参考文献.............................................................................................32
C:
字母索引单.........................................................................................33
列表:
表格1:
S&T重点领域与研究周期............................................................2
表格2:
海军S&T策略进程......................................................................4
表格3:
海军作战能力..............................................................................5
表格4:
S&T计划评估标准……………………….......................................25
1.0简介
作为海军部门(DON)科技(S&T)的来源,海军研究局为海军和海军陆战队提供各种S&T问题解决方案。
按照规定,我们的工作就是“计划,培养和鼓励科学研究从而认识其自身对未来海军与国家安全的重要意义;并且对海军使用的基本技术加以研究,从而带动更加先进的技术的研究发展与应用。
海军S&T目标:
进行科学研究并利用科技来:
•使未来的美国海军拥有更加强大的能力
•完善并将S&T成果应用于海军作战能力的提高
•满足海军当前的迫切需要
•继续进行科技研究,用以实现新的技术突破
海军科技委员会由助理海军部长(研发与采办)(ASN-RDA),海军作战部副部长(VCNO)以及海军陆战队助理司令(ACMC)组成。
他们于二零零五年五月三日给出的指导文件指示了海军研究局部长来发展一个海军S&T战略计划。
此战略计划保证了海军研究局的投资既能够满足海军当前的需要,也能满足海军新式作战理念的需要。
基于海军与海军陆战队的需要以及海军研究系统(NRE)的利益攸关者(包括海军系统,作战司令部,OPNAV和HQMC)的指导与投入,这个战略计划有三个基本目标:
•保证海军S&T项目的步伐能够同海军未来作战需求保持一致
•平衡并管理S&T研究计划
•同高级决策者,利益攸关者,S&T研究伙伴与最终使用者进行海军S&T相关情况的交流
海军研究局的目标和S&T项目的作用将会在以下部分进行讨论。
第二部分提供S&T研究的背景,第三部分阐述了S&T战略的发展过程,第四部分展示了基于海军能力需要的S&T关键领域的研究。
第五部分则列举了当前海军研究局将S&T科技应用于海军领域的情况。
第六部分则对此战略计划的成功将会为海军与海军陆战队带来的好处。
第七部分则提供了结论与到ONR网站的链接。
2.0背景
为满足当前迫切的作战需要与提升未来海军实力的需要,海军研究局在展开中长期的研究的同时,也发展了研究周期较短的科技。
图1展示了此战略计划主要组成部分,并且通过百分比来展示S&T研究项目所余下的10%资金将如何被应用于发展优先级的项目。
S&T的任务不是避开风险,而是发现可能存在的风险。
ONR采用了各种方法来确定将要进行研究的科技并减少研究过程中存在的风险。
S&T计划也采用了各种方法来减少军事系统的费用。
这将在第五部分进行讲述。
图1:
S&T重点领域vs.研究周期
S&T项目为最终的科技产品的生产提供了技术,概念与原型,并且建立了一个由科学家,工程师和研究者组成的骨干机构,主要对海军领域进行研究。
没有这个机构,美国就将处于失去海军科技优势的危险边缘。
海军研究局在大学研究中心(UARC),海军实验室,学术界和工业部门发起的技术研究已经解决了许多紧急问题。
如为佛吉尼亚级核潜艇设计的光纤轻型大孔径天线基阵,应用于AN/SPQ-9B雷达上的对低可见度与海面目标进行侦测的雷达波形与信号处理系统,联合战术雷达系统上的软件可编程雷达处理与控制系统,为海军陆战队单兵防御而准备的五阶单兵盔甲都是海军研究局近期的科研成果。
而且只有经验丰富的科学家在必要的工具和技术的帮助下,才能取得上述的成果。
2.1管理方法:
为未来海军性能而进行的选择性研究必须同当前阶段的现实情况相符。
海军的S&T项目预算近几年没有得到增加,但是其所需要完成的任务量却不断的变大。
这样海军S&T项目的投资环境就具有很强的挑战性。
因此海军研究局计划:
•满足海军长期的需要
•将资金与劳动力应用在对海军与海军陆战队有着关键作用的领域里
•鼓励新的研究者加入海军领域的研究中来并引入竞争机制
•寻求能够为S&T研究提供支持与合作的伙伴
•敢于冒险并从失败中获取经验
•为S&T转化转化为实际应用技术提供必要的途径,包括S&T科技与潜在用户之间的早期互动。
• 获得技术突破
2.2S&T产出:
S&T投资通过知识的创在,转变与人才的培养来提升海军的技术优势:
•知识:
新的科学发现为海军能力的提升与行动理念的革新提供了科学技术基础。
在成功与失败的科学实验中所掌握的知识为新科技的产生铺好了道路并减少了在研究与发展的后期阶段所存在的风险。
带来了新技术并减少了后续研究与发展过程中的风险。
海军研究局不断的进行研究来挖掘海军所存在的潜力,以求突破,并在世界科技发展的同时保持自身的知识水平。
•转变:
海军研究局努力的为科学的发现与科技的成熟提供各种途径,并且将其转换成实用技术并交付给DON,国防部,工业部门,用于战争机器的制造。
海军研究局研究的项目与其进行的商业行为简化了科技向使用技术的转变,并且为S&T与采办项目牵线搭桥。
•人力资源:
海军研究院专注于发展美国所需要的用来维持其科技优势的S&T劳动力。
超过一半的ONR基本研究资金都被用于各大学进行的项目研究。
除了支持个人研究之外,ONR还为计划到海军实验室工作的美国公民提供职业,学校教育与社会教育的机会。
一些特设的项目也为少数学生和某方面才能突出的人员提供教育与专业发展方面的帮助。
3.0战略发展
在这个十年里,战略格局的显著变化导致了海军不得不采取新的投资策略,用以应付动荡,暴乱和战争并保持对潜在竞争对手的科技优势。
这都需要一个全新的S&T发展计划。
3.1战略过程:
海军从上到下都在贯彻其S&T战略。
海军的主要的指导文件为国防部对海军与海军陆战队的任务,能力与技术方面的需求提供了全程的支持。
图2:
海军S&T战略过程
图2所示的战略过程浓缩了领导阶层与利益攸关者对海军需求的精华。
根据其要求海军会确定对哪些S&T项目展开研究(图3)。
在附件B里面,我们可以看到海军S&T研究的重点领域:
•海军重点领域:
由OPNAVN81和MCCDC出品的《21世纪的海军》,《海军战略计划》以及战争能力分析报告向我们阐述了海军重点研究领域与基于任务需要以应对安全挑战的关键因数。
•海军系统及USMC的需求:
ONR直接集中了海军系统与USMC所需要的科技。
其他S&T投资计划包括《海军陆战队S&T计划》,《海军航空系统S&T计划》以及其他海军系统的技术小组的投资计划(CARTECH,SURFTECH,SUBTECH与ITECH)。
•科技与突发威胁:
涵括海军各领域的S&T科技通过对其自身进行完善来应对未来可能遇到的安全威胁。
如果可行,S&T研究计划将能够获得各个领域的优先发展权。
•S&T发展形势:
分散投资可以为海军提供其所需的科技并供其选择。
包括S&T机遇
3.2战略时间:
此战略计划将会每两年进行一次复核,从而能够跟上用户的需要与技术进步的需要。
这样ONR能够调整S&T项目的研究方向并加强研究者与用户之间的沟通。
4.0海军S&T重点领域
海军的重点研究领域共有十三个,每一个领域都有一个S&T假想与目标。
这将展示S&T将如何提升海军的能力并引导我们的投资行为。
在下面的章节里,本文将对提交给海军法人委员会的假想,目标进行概述。
对应的《S&T研究领域》将会在附件A中列出。
以下内容就是海军进行研究的重点领域:
•基于海军需要
•增强海军的战力
•合理的范围与尺度
•从战争功能的直接追溯(表3)
海军S&T重点领域 海军战斗与支援能力
动力&能源 •能源产生与存储•可靠的能源•手提轻型高密度动力
操作环境 •海洋学与调查(海洋/湖泊/河流)•气象学•空间环境影响
海上主权意识 •ISR采集与整合•CBRNE(爆炸物与WMD探测)•港口/基地安全•潜艇监测•广域战场监控(包括海岸)•社会/文化了解•MIO感知•HLS船只跟踪
非对称型战争 •行动适应性•海上拦截行动•远程安全•船只致残能力(应用非致命性系统与武器)•战场讨论(近实时)•反路边炸弹与狙击手•内河行动•战术采用,跟踪与定位•海上特别行动•恐怖分子网络辨认
信息分析与交流 •安全可靠的通信系统•电子战•电脑网络行动•行动安全•军事欺骗•跨文化交流•危险定位•C4系统
军力投放 •高速精确的战术定位•实时打击•效果威慑武器•海军攻击整合与控制•机动演习
保险途径与风险性研究 •持续的监控•目标搜寻/跟踪与定位•外科式打击行动•战略目标的跟踪•信息确认•船只车辆的停驻•MIO•ASW&MCM•欺骗/诱骗
分散军事行动 •高效的后勤•小组ISR收集/宣传/吸收与生效•战术机动演习与灵活性•火力整合控制•市区与极端环境下的训练行动•低投入高受益的军事行动•控制附带损伤•分散式可调整C2网络
海军士兵行动与防护 •单兵防御•耐力•决策工具•决策/训练工具•事故预防/照料•海上医药•增强型单兵能力•在极端/恶劣环境下的行动 •远程安全•市区环境下的训练行动
战场存活与自卫能力 •导弹防御•水雷防御•LO/CLO•战术EW•损伤控制与预防•部队防御•实时终端防御
平台机动 •平台行动与灵活性•密集动力推进•操作调整性•战术机动移动
船队部队给养 •海基型•行动型后勤•调动
持续性,可保养性与可靠性 •增长的战斗能力•后勤最优化减少失误几率•海军工程自动化•飞机推进器设计•减少人工操作•M&S自动化•减少升级费用
表3:
海军战争能力
4.1动力与能源
假想:
提供稳定的能源与高效的动力系统来提高海军自由行动的能力,为海军提供平台级,系统级与单兵级动力。
概述:
高效的动力系统需要最低的能源消耗。
这些高效的动力系统通常工作可靠,并使用便于运输的可再生能源。
此目标在于将动力转换技术同可以提供稳定动力的各种能源相结合,为所有非核子驱动的海军海陆空武器平台。
目标:
•复合能源系统
–使用合成碳氢燃料和复合燃料
–波能与双能量转换
•能源存储
–便携式可充电的储备型电池
–单兵动力
•高效能源与动力转换系统
–增强动力强度与效率的材料
–动力分配设备
–发动机与促动器
–润滑与摩擦技术
•高能量脉冲动力
–能量存储的动力系统
–脉冲动力能源的控制系统
4.2行动环境
假想:
在战争战略时期,通过对海洋,空气,沿海与内河环境的精确预测,方便军队充分利用作战环境。
概述:
海军海陆空三个领域实施军事行动,并且足迹遍布全世界。
海军军事行动需要海军熟悉其所置身的战场环境,从而能够充分利用环境来打击熟悉环境的敌对分子。
为了这个目标,海军与海军陆战队需要对他们的行动环境进行充分的挖掘。
在高分辨率与广度时间范围的前提下,对他们的胜利起关键作用的是他们对沿海地域与特定的海洋环境的理解与分析。
这就需要海军装备实时的战场监视系统,处理系统并采用相关战术。
战场环境的模仿(包括与系统的互动)对行动的结果起着关键的作用。
同时革新的战场环境模仿能力也是我们所要追求的。
目标:
•自主战场环境感知
–对海洋与海岸进行自主感知并实施登陆
–实用的战场环境感知,根据环境的变化改变感知策略。
•将预测能力用于战术选用
– 对海洋-大气层进行全球,区域与当地的双重建模与预测,为行动战术提供参考
– 对折射度,雾,雨,云,可适度,风暴进行全球,区域与当地范围上的预报,提高任务计划的成功率。
• 根据环境调整系统
–对声学与电磁学的增值与扩散,周边噪音与海底自然噪音干扰进行处理
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