NGAD体系在哪些方面有突破？

针对未来空中作战需要，美国空军提出了下一代空中优势（NGAD）体系，经过多年的发展，逐步形成了以第六代战斗机为核心，无人协作战斗机为僚机的生态。

数字孪生战场实验室最新研究显示，围绕理论、设计和系统三个层面的NGAD体系，已经获得重大突破，开始进入持续部署阶段。

本文从理论突破、体系设计和系统部署三方面做一定介绍，以帮助《数字空军白皮书》的读者理解当前变化，更好理解白皮书相关内容。

首先，美国空军是数字孪生体、人工智能和数据科学等新一代数字技术的拥趸，它直接推动了这些先进技术的颠覆性创新，并成为这些技术的试验田。

在大国竞争背景下，为了“压榨”先进科学技术的潜力，美国空军科学委员会组织了来自MIT、卡耐基梅隆大学、斯坦福大学等知名高校及研究机构的数十位顶级科学家，专门对数字孪生体、人工智能和数据科学等主题做研究，要求评价其长期价值和影响。

据数字孪生战场实验室最近获得的报告显示，美国空军对数字孪生体、人工智能在NGAD体系的价值评价非常高，并认为这是“不可或缺”的技术。

与此同时，美国空军利用DARPA和AFRL已有研究成果，在理论层面输出了作战概念（CONOP）和交战概念（CONEMP），这为NGAD的体系设计提供了“输入”。

大部分读者对作战概念比较熟悉，对交战概念有可能不清楚，建议阅读兰德公司2003年发布的《美国空军现代化框架》（A Framework for Modernization within the United States Air Force），以及最新的《推进作战保障以维持敏捷作战运用概念》（Advancing Combat Support to Sustain Agile Combat Employment Concepts）。

大家应该注意，本文主要分析NGAD体系，因此作战概念和交战概念都是与之有关。

当美国空军科学委员会完成了作战概念和交战概念的成果，这就为NGAD的体系设计确定了方向，例如，研究结果确定了传感器、武器、电磁战、导航和通信系统等五方面的NGAD体系模块。

NGAD的体系设计不仅仅是完成一套文档，还应开展相关试验，为此，美国空军兵分两路：一路以DARPA为主，以空战演进（ACE）推进，主攻自主性；另一路是AFRL开展的Skyborg项目，强调交战概念的实现问题。

DARPA和AFRL两者开展的项目看似相同，但实际上差异很大。

空战演进的目的是为了解决NGAD体系不断优化演进的问题，它的研究基础是数字孪生靶场，由于DARPA是提出数字孪生体概念的单位，它深谙复杂系统的构建和优化方法，所以较为擅长去设计一个灵活的NGAD体系。

数字孪生战场实验室开展的同类型研究显示，空战演进的难点主要在于模拟一个跟真实复杂战场类似的环境，让第六代战斗机和协作战斗机能够“自由”的进行行动，并能够进行效能评估。

了解试验鉴定的同学应该明白，体系级的武器装备及作战效能评估，一直是业界的痛点。

对于空中交战的数据采集、处理和分析，是空战演进研究中首先要解决的。

DARPA为此开展了数个研究项目，最终确定了采用矢量数据库，这样才可以充分存储这些数据，同时不丧失其“可计算性”，这是分析演进的前提要求。

对于AFRL开展的Skyborg项目来讲，它更关注交战概念的实现，这一点跟DARPA的空战演进有较大的不同，双方的着力点也就不一样了。

以第三次抵消战略的速度为核心，美军提出了“感知-理解-行动”（SMA）替代传统OODA的新交战理念，那么这需要Skyborg能够在SMA环中起到作用，按照AFRL的设计，人工智能驱动的Skyborg能够让侦察和态势感知环节实现自动化和精确化，大幅减少人的干预，借此大幅缩减相关时间。

Skyborg需要实现的功能很容易理解，它就是利用人工智能助手的能力，帮助载人飞机（例如F-35战斗机）实现侦察及火力掩护等，这一点在当前高度对抗的战场非常重要，它的出现将改变传统的电磁战交战规则。

AFRL需要保证的是人工智能的有效性，为此，美国空军科学委员会还专门做了“人工智能支援交战”的研究，并得出了让人振奋的结果。

正如数字孪生战场实验室在《军事人工智能白皮书》中所讲，释放人工智能在军事领域的潜力，首当其冲应解决物理战场的数字孪生化问题，因此，必须建立数字孪生靶场。

为了解决这个问题，AFRL专门建设了数字孪生体实验室，搭建了数字红蓝军体系，为其开展Skyborg的研究工作提供了非常好的条件。

经过几年时间的努力，AFRL在Skyborg项目上有了一定的突破，值得注意的是，AFRL借此还研发了系列数字孪生靶场工具集，形成了数字孪生靶场生态，这大大改善了后续进一步开展试验鉴定的能力。

2023年，美国空军认为DARPA和AFRL的研究工作已经到了一定的阶段，可以开展相关部署和试验了，于是决定把两家单位的项目都纳入到协作战斗机体系中来，成为面向实战的NGAD试验体系，跟实际部署的协作战斗机集群同步进行。

据获得的最新消息显示，目前有波音公司、通用原子、洛马公司、诺格公司和Anduril公司被纳入协作战斗机供应商体系。

按照当前正在开展的美国空军重组进度，后续有可能将集中到试验作战单位（EOU，Experimental Operations Unit）的体系中去，利用F-16改造的VENOM平台开展NGAD新型作战样式的研发工作，使之更接近实际战争需要，特别是针对太平洋战场还专门拨备了相关设备和人员配备。

由上分析可知，美国空军在NGAD体系的构建中已经进入系统部署、试验与优化阶段，在装备就绪、人员配备和战法形成等方面有了安排，为其2028年正式服役开始做相关准备了。

请数字孪生国防系列报告的读者，注意了解相关情况，可以参加数字孪生战场实验室的相关讨论。