美智库提出基于“网络力量包”的装备体系效费评估新方法
作为中间层的网络化部队包。
《国防部应该按照“网络力量包”的方式评估武器系统》研究报告封面。
表 1 各“网络力量包”任务成本对比
张海涛
2023年8月,美智库战略与预算评估中心(CSBA)发布《国防部应该按照“网络力量包”的方式评估武器系统》研究报告,提出了使用“网络力量包”(Networked Force Packages)评估武器装备系统或体系作战成本效益(Cost-Effectiveness)的新思路,认为该方法可适应当前联合作战的新需求,改变当前以平台为中心的评估理念,与美军现有作战方式保持一致,可使国防部在规划作战行动、制定采办要求、编制预算和执行其他任务时能够更加准确地分配资源。同时,该报告以战斗机实施对地面移动弹道导弹打击和空中拦截为作战想定,分析得出4架F-35A战斗机和由F-16战斗机、F-15E战斗机与提供信号收集、电子战与机载预警等能力的作战支援飞机组成的打击包相比,在实现同等作战效能(大致相当的武器载重)的情况下,其每飞行小时的使用与保障成本降低约50%~70%。
“网络力量包”的定义与内涵
“网络力量包”指的是单个武器系统之上和作战网络与兵力结构之间的中间层,是执行军事任务的两个或多个相互联通的武器系统组成的临时分组。“相互连接”意味着通信(通常是电子通信)足够连续和信息丰富,一个武器系统可以基于另一个武器系统提供的信息有效运行。“武器系统”是指任何武器或平台以及指挥和操作所需的通信设备、人员、子系统和组件,包括传感器、指挥与控制单元以及电子设备等。“任务”指的是为特定目的派遣部队执行特定任务,例如飞机执行空中拦截、摧毁敌方坦克等。
自20世纪60年代提出“总体兵力分析”(Total Force Analysis)方法和90年提出“系统之系统”(System of Systems)理念以来,美国国防界始终致力于开发武器装备体系的评估方法。近几年,美国防部通过在杀伤链、任务工程和战役分析等方面的技术工作,进一步发展了更全面的武器装备体系评估方法。2021年9月,美国防部开始推行武器系统投资组合评估,并将“系统簇”(Family of Systems)方法应用到具体采办项目中,如陆军未来垂直起降航空器项目、海军陆战队近海作战团项目、巨型星座以及未来航母打击群项目等。
“网络力量包”与其他概念有两个区别:持久性和地理规模。与部队结构要素(如旅)或武器系统(如潜艇)不同,“网络力量包”在任何意义上都不存在。相反,当它被分配到一个任务时,它的存在就开始了,当任务完成时,它就结束了。同一个“网络力量包”将来可能会再次执行相同的任务,但从技术上讲,这将代表第二个“网络力量包”,而不是第一个“网络力量包”的延续。“网络力量包”与作战网络和相关术语(如察打一体)共享这种短暂性。“网络力量包”是作战网络的子级组成部分。这两个概念通常都同等重视网络和与其联通的武器系统。这两个理念的区别在于规模,尤其是地理规模。“网络力量包”可以小到搜索一段道路的两个相互联通的武器系统,也可以大到在公海巡逻的多国舰队,而作战网络通常只指在大距离上排列的武器系统的大型组合。
在战斗机作战成本效益评估中的应用
在评估装备成本效益时,与单一平台评估方法不同的是,“网络力量包”方法更关注任务级成本规避(Cost Avoidance)问题,即某个装备平台可减少支援装备或活动的需求,进而降低作战任务的预期成本,即使该平台单位成本较高,那么使用该平台可使整个装备体系的成本效益显著提升。
战略与预算评估中心以2030年左右美空军某次战斗机不加油作战半径内的时敏目标打击行动为作战场景,以实施地面移动弹道导弹打击和空中拦截为作战想定,以挂载大致相当的武器载重为作战效能的衡量标准,给出了两种“网络力量包”组合方案,作战行动时间均为1小时。
第一种方案是4架独立作战的F-35A战斗机,第二种方案是4架F-16战斗机+作战支援飞机或1架F-16战斗机、2架F-15E战斗机+作战支援飞机。其中,“网络力量包”1表示“仅攻击”,因为F-35A战斗机具有隐身能力,机载系统能力较强,包括如信号收集、电子战和空中预警等,可在该场景下独立作战,不需要作战支援飞机;“网络力量包”2表示F-16战斗机和F-15E战斗机在该场景下需要作战支援飞机来协同作战,利用U-2侦察机、RC-135侦察机、E-8C侦察机实施信号收集,利用EC-130H电子战飞机处理电子威胁,利用E-3预警机提供空中预警。
在评估飞机作战成本时,美军和相关研究机构通常使用每飞行小时的使用与保障成本作为衡量标准(不包括研制和采购成本)。战略与预算评估中心分析认为,即使考虑每架飞机每飞行小时的研制和采购成本(研制+采购成本除以预计服役年限小时数),进而延伸至全寿命周期成本,并不影响结果的整体趋势。
按照作战行动1小时为边界条件,将各“网络力量包”组合中飞机数量乘以每架飞机每飞行小时的使用与保障成本,即可得到得出各“网络力量包”方案的作战成本,如表1所示。
从表中看出,尽管F-35A战斗机单机每飞行小时的使用与保障成本是F-16战斗机的2倍,但4架F-35A构成的“网络力量包”1的作战成本最低,较“网络力量包”2.1低约49%,较“网络力量包”2.4低约72%。也就是说,尽管F-35A战斗机的单位成本更高,但放到整个装备体系中,其独立作战的特点可提升整个体系作战的效费特性。
同时,战略与预算评估中心将“网络力量包”方法运用到F-117攻击机和B-2轰炸机上进行了定性分析,认为就每架次摧毁的战略目标和每架次所需的支援飞机而言,F-117隐身攻击机比廉价的非隐身飞机更有效率;在同样摧毁机场上16个瞄准点时,与由大量攻击和支援飞机组成的“网络力量包”相比,独立作战的隐身B-2轰炸机组成的小型“网络力量包”成本更低(采购成本+20年的使用与保障成本)。
小结
科学、全面的武器装备体系评估方法是提升武器装备型号论证科学性的必要手段。为适应新的联合作战需求,美军持续研究新研装备对体系对抗能力和成本效益的影响,并将其作为优先发展项目的评价依据,希望更好地平衡国防经费投入与装备建设需求的矛盾,利用有限的国防经费,最大限度地提升装备建设水平,保证武器装备体系可持续发展。
美智库战略与预算评估中心分析认为,某个装备的单价可能较高,但放入整个装备作战体系中,如果能减少支援装备或活动的需求,进而降低装备体系的整体成本,即实现成本规避,那么该装备的成本效益也是较高的。
随着美军未来部队结构越来越多地以可消耗无人机、无人弹药运载工具等为主,平台和武器系统之间的界限将越来越模糊,“网络力量包”方法在平台和武器系统之间设置的“中间层”,为评估联合作战成本效益创造了新的机会,其应用预计也将越来越广泛。
表1 各“网络力量包”任务成本对比
“网络力量包”方案
任务成本(美元/时,2022年币值)
“网络力量包”1:4架飞机4架F-35A 4355
“网络力量包”2.1:7架飞机4架F-16、1架U-2、1架EC-130H、1架E-3 8537“网络力量包”2.2:6架飞机2架F-15E、1架F-16、1架U-2、1架EC-130H、1架E-315323“网络力量包”2.3:8架飞机4架F-16、1架RC-135、1架E-8C、1架EC-130H、1架E-39048“网络力量包”2.4:7架飞机2架F-15E、1架F-16、1架RC-135、1架E-8C、1架EC-130H、1架E-3 15834
备注:(1)相关飞机单机每飞行小时使用与保障成本如下(均为2022年币值):F-35A战斗机,1089美元;F-15E战斗机,1058美元;F-16战斗机,535美元;E-8C侦察机,7662美元;E-3预警机,3254美元;U-2侦察机,2192美元;RC-135侦察机,1316美元;EC-130H电子战飞机,950美元。(2)单机每飞行小时使用与保障成本是按照机队每年使用与保障成本支出总额除以当年机队中的飞机数量,再按照每架飞机每年飞行小时数8760小时统一折算至每飞行小时成本。