美军近距支援对飞机的要求

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  空中力量和陆军火力。谁更胜任对地近距支援?
  
  以美军为例,它在陆军转型建设中,为适应快速反应作战,将部队轻量化以方便部署。比如一个“斯特赖克”旅总吨位约15000吨,而重型装甲旅总吨位可达25000吨。为达到这种效果,陆军把自己的火力支援标准如迫击炮、火炮和火箭弹等都减少到了历史最低水平。比如“斯特赖克”旅装备的155毫米炮弹仅仅是以前计划的三分之一。由于编制内火力支援力量的减少,陆军只能更经常地召唤空中打击。虽然良好的战场态势感知能力和更迅速的机动也许会降低陆军对火力支援的需求,但在许多时候仍需要大规模火力支援。比如要对敌方地面部队进行30分钟压制,这时不考虑精确性,只要求火力密度,仅靠陆军的火力不够。再如“斯特赖克”旅装备的中型装甲车辆可以防御传统的火箭筒和机枪,但无法抵抗更大口径的反坦克导弹和直瞄火炮的打击,这时只能召唤空中打击。此外有些任务中,如在城市环境中摧毁敌人坚固目标点,可能只有空中火力支援才能达到所要求的毁伤效果和打击精度。
  
  地面火力支援的及时性超过空中火力支援?
  
  在大部分地面作战中,火力支援的及时性是一个重要问题。如果己方部队处于敌人迫击炮或火炮打击之下,就必须在几分钟内提供反炮兵支援,在敌炮兵展开之前将其消灭。在伊战中,美军从召唤火力支援到第一发炮弹发射,时间标准是2分钟。在反炮兵任务中,由于及时性非常重要,因此一般用地面火力支援而不是空中支援。在伊战中发生过无数次这样的战斗,在几秒之内,美军地面部队可以用自己的直射火力进行反击,如占据数量优势,就可以控制局势;如不能控制局势,就需额外火力在几分钟内消灭敌人。当在不可预见的情况下发生战斗时,就要求空中力量听召唤出动,对地面部队提供连续保护。
  
  对地火力支援对飞机的具体要求
  
  对地火力支援的飞机要具备哪些能力,主要取决于当时的作战情况。特定情况下,任何一种能力都是关键的。最主要的是高速和大载荷能力,其次是:全天候能力;长巡航时间:态势感知能力,快速再次打击能力;混合武器挂载能力:精确发射武器能力;对抗防空系统的高生存能力,从简易机场出动的能力等。
  高速度可使飞机快速到达目标区域。在满足一定覆盖空域和反应时间时,速度越快,需要的飞机数量越少。但当飞机到达目标上空以后,较低速度和较小转弯半径又会成为优势。
  
  大载荷可保证飞机同时打击多个目标,从而覆盖更大区域。大载荷还不会轻易使飞机在地面作战结束前就耗尽弹药。
  飞机遂行近距空中支援任务时,应该能在昼间或夜间在各种复杂气象条件下出动。美军大部分固定翼飞机都具有这种作战性能。
  长巡航时间可以带来很多好处。它可以保证飞机更长时间呆在空中,从而就能用较少的飞机覆盖更大的区域。更重要的是这可以使飞行员实施连续打击,直到目标被摧毁或地面交战结束。如果没有较长的巡航’时间,空中打击任务可能还得交给另一位飞行员完成,而后者对战场的了解程度也许不如第一位飞行员。因此,长巡航时间与战场态势感知能力有一种潜在关系。
  对于不同飞机来说,态势感知能力是各不相同的。比如,AC-130的机组人员可以通过机载传感器为地面部队提供大量有用的侦察信息,而A-10飞行员在执行任务前只是了解地面指挥员的意图,执行任务时只能通过超低空飞行来简单地进行侦察,有时这种机动动作非常危险。飞行员也可以通过先进瞄准吊舱在高空进行侦察,这样风险就会降低,但获取的战场影像就极有限。
  当飞机投放无动力弹药时,必须从目标上空通过。如果战斗中要求必须多次通过目标,那么飞机再次进入目标的能力就非常关键。例如,在阿富汗“蟒蛇行动”作战头一个小时内,轰炸机再次进入目标需要的时间就比战斗机要长。相反,AC-130可以在目标上空盘旋,它们就不需要重复进入目标。今后的攻击飞机必须拥有从各个方位攻击目标的能力。
  挂载多种弹药可以使飞机有效打击各种变化的目标。当应召对地支援时,飞行员很少能提前知道要打击哪一类目标,携带多种弹药就可以有效应对这种不确定性。有些目标需要进行精确打击,有些则要求进行面状覆盖。大当量弹头在有些情况下需要,小当量弹头主要在降低附带损伤和减少误伤情况下使用。
  在近期作战中,美国空军在中高空活动时几乎没受到威胁。但在对付更先进的雷达制导防空导弹时,美国空军只能用隐身飞机和防区外打击武器。A-10一般只能在敌防空火力范围内活动,飞行员靠减少暴露在敌火力内的时间和变化战术来求得生存,同时也靠飞机的抗摧毁性。对AC-130来讲,由于它武器射程有限,从而降低了它在低空防空火力范围内的作战效率,因此,AC-130一般只能在夜间执行任务。
  从简易机场灵活起飞,可以保证飞机获得更长的巡航时间,同时降低了空中加油的要求,潜在的意义就是可以用更少的飞机覆盖更大的区域。另外,这种灵活性允许飞机在靠近地面部队作战的跑道上待命。尽管在跑道上待命非常费力和耗神,但怎么也比在空中盘旋等待召唤打击要省力。当然,这些前进基地必须能确保安全,而且能提供保障。
  除以上这些能力,机组人员的训练水平对作战效果影响非常大。每种飞机都具有一定执行近距空中支援的能力,但这种能力需要训练。美军这种训练经常由于各种条件的缺乏而受到限制,这种因素必须注意到。
  
  支援地面作战时,需要多少飞机?
  
  支援飞机的数量也与高速度和大载荷有关。下面只考虑飞机持续提供支援和投放武器的能力需求,不评估飞机执行任务时的其它相关能力需求。为了评估执行听召唤打击时需要多少架飞机,假定地面部队在一个正方形区域内作战,每边长100千米。假定地面部队在这个区域的任何地方都可以召唤航空火力。对于战斗机,我们假定有一个双机组随意盘旋在待战区域内等待召唤。对于轰炸机和MQ-9“死神”B型无人机,我们也假定空中各有一架待命。知道每架飞机的速度,就可以计算出它从待战地点飞到目标上空所需时间。再加上延迟时间,如指挥控制过程时间、战术引导员的引导时间以及武器投放时间。根据90%以上的时间分布,可以建立期望反应时间标准。知道每架飞机的覆盖区域和每场战斗所需要的弹药数量,就可以计算出需要的飞机数量。
  
  当一架飞机听召唤出动时,它就不能响应另外的召唤出动。因此,每个区域都需要一定的飞机听召唤待命。当增加一个地面部队作战区域时,就需要增加一个听召唤出动的区域和相应的出动飞机。地面作战区域和相应出动区域增加起来非常快,因此需要大量飞机以满足对增加区域的覆盖。但把空中力量分散配置在一个个机场对分散的地面部队提供支援,是非常低效的办法。很多飞机会保持空闲,等待那些永远不可能到达的任务。因此,飞机经常集中配置给大型作战集团,如伊战 中的美军第5军团或第3机步师,这样他们就可以向那些急需的单位提供空中支援。
  
  对地面部队提供连续掩护需要什么机种?
  
  下面的分析假定需要全天24小时提供近距空中支援,每周7天都是如此。要实现这个能力,飞机数量和机组人员数量,必须满足要求。计算飞机数量时,使用了兰德早期的一个飞机出动率模型,该模型基于经验数据,以下面公式计算飞机出动率:飞机出动率=24/(飞行时间 再次出动准备时间 维护时间)
  飞行时间包括飞机执行任务时的所有在空时间,无论是在空中任务区待命还是实施打击,所用时间都包括在内。再次出动准备时间是指飞机准备任务的所有时间,包括装载弹药、检查程序以及把飞机拖到跑道上等时间。在这个分析中,我们假定所有类型的飞机再次出动准备时间大约为3小时。维护时间是常规维护飞机所需时间,计算为3.4小时再加上飞行时间的0.68倍。对于AH-64D直升机,假定其维护时间为2小时。
  在任何时候,都会有飞机因损坏而不能出动。在计算这部分飞机数量时,采用了美军在伊战中的飞机任务可用率。
  机组人员的数量需求取决于美国空军对飞行时间的限制政策。比如每个编队都使用无人机,而且只需要一个飞行员对其操纵,那么机组人员的数量需求就会降低。美国空军制定了一个适中的作战节奏,该节奏不会影响训练、安全和个人战斗力的保持。在下面的分析中,假设在30天的连续作战中,机组人员的飞行时间不能超过125小时。当连续作战时间超过一个月时,美国空军会把飞行限制时间降得更低。
  作战中,空军通常要同时完成多项任务,比如伊战中的美军。在北部,美军轻型力量和特种部队主要支援当地库尔德军队打击伊拉克正规军和共和国卫队。在伊拉克西部,美军和盟军的特种部队主要是搜寻伊拉克的弹道导弹,甚至还封锁了一些机场。在伊拉克中部,美国的常规部队,主要是第3机步师和陆战第1师,迅速向前推进,打击伊拉克正规军残余力量和大量的游击队武装。在伊拉克南部,伊各种作战力量对美军从科威特至巴格达的通信线路构成很大威胁。根据伊战经验,美军明确了4种典型任务(见表1),并按以下方面对每种任务进行了描述:目标所处区域:必须实施空中打击的时间;要求的打击力度,通常以对固定目标投弹吨数或打击活动目标个数来衡量。
  对于每一种任务,可以计算出对5种不同飞机的需求数量:B-1B、F-16Bloek50、A-10、AH-64D和MQ-9无人攻击机。反应时间包括指挥与控制时间、飞机到达目标区域时间以及投射一枚或多枚武器所需时间(如控制过程时间、指认目标时间以及武器离机后到达目标时间)。不同情况下,以上时间会变化。假定指挥与控制时间为2分钟,这个时间是从召唤开始算起,直到分配飞机并向目标区域飞去。飞机到达目标区后,投射武器时间长短有所不同。对于F-16、A-IO和AH-64D,假定第一枚武器可在2分钟内发射,后续的武器每分钟发射一枚。当这些飞行器以双机编队对两个以上的目标进行攻击时,假定双机可在规定时间内发射武器。由于MQ-9无人攻击机态势感知能力不如有人飞机,因此假定它发射第一枚武器需要4分钟,而后续每2分钟发射一枚武器。B-IB发射武器的时间与其它机型略有不同,因为武器控制官就在飞机上。假定B-1B所有武器为GPS制导武器,这时,武器控制官每1分钟就可发射一枚JADM。对于机动目标,我们假定同时发射10枚CBU-103制导炸弹。这需要武器控制官花费8分钟时间向武器装定坐标。对B-1B来讲,后续攻击时间与第一次攻击相同。由于B-1B武器控制官在飞机上,这个过程可能从机组人员接到任务指令就开始,并在飞向目标途中完成此任务,因此这8分钟不会增加B-1B的攻击时间,除非B-1B飞向目标区域所用时间小于8分钟。而对其它飞机来说,只有当飞机到达目标区域后交战时间才开始。
  这里所列的时间都是理论数值,实际上随着作战形势不同,这些时间会发生很大变化。比如AH-64D在有些情况下,如果两个目标都在射击距离内,它在第一次攻击完成后,过几秒钟就可以实施第二次攻击。而在另外的情况下,如果第二个目标不在瞄准范围内,或遭受到敌火力射击需要机动规避,那么实施第二次攻击可能就要很长时间。另外一个例子,如果B-1B在同一目标区域内对多个目标打击,二次打击需要的时间就长,因为它需要时间重新飞回来。另外,再次交战时间与飞机飞行性能有关。比如,B-1B以720千米/小时的速度飞行时,以1.5g载荷完成360度转弯需要1.5分钟。与之相比,A-10以480千米/小时的速度飞行时,如果以3g载荷转弯360度,只需要半分钟。另外,A-10飞行员改出转弯后就可以实施攻击,而B-1B飞行员还需要等到合适的发射点才能攻击。然而,A-10飞行员也许需要多次通过目标,直到他确信可以安全发射武器为止,而B-1B却是依靠坐标发射武器。
  为了评估每种飞机可以攻击目标的数量,可以对每种飞机攻击固定和机动目标的载弹量进行确定。假定B-1B攻击固定目标可以携带24枚GBU-31炸弹,攻击机动目标时携带30枚CBU-103或30枚CBU-105集束炸弹。假设在攻击装甲部队时,这些武器每次战斗都使用10枚。表2列出了5种飞机的载弹量。假定B-1B和F-16从6000米高空投射武器,武器下落时间定为1分钟。对于其它飞机,假定武器下落时间在数秒之内,因此在计算时将其忽略。
  这里还使用了其它参数来完成计算,包括每架飞机的速度、巡航时间、从基地到目标区域的出动时间、任务完成率以及再次出动准备时间,见表3。速度用来计算飞机多快能够到达目标区域。出动时间主要用来计算出动率,并反映目标区域与基地的距离,但这主要取决于飞机类型。比如,B-IB经常远离目标部署,因此出动时间就会长一些,相反,AH-64D经常靠近战场部署,出动时间就短。任务完成率,通常以小数形式表示,主要反映了每种飞机的任务完成概率。
  运用表1、表2、表3所列的数据,可以计算出在要求时间内对一定地域连续提供空中火力掩护所需要的空中待命区数量和飞机数量。有些情况下,空中待命区可能只需要一架飞机,但当目标数量超出一架飞机载弹能力时,同一空中待命区中应能提供后续飞机。当时间要求超过一个空中待命区中飞机的作战能力时,就需要在这个目标区域内的另外一个地方建立第二个空中待命区,以缩短反应时间。
  
  计算中还考虑了不同飞机的作战样式,比如,F-16和A-10经常以长机和僚机的形式进行双机作战,而B-1B和MQ-9一般是单机活动。表4计算出了对地面部队提供24小时空中掩护时各型飞机及其机组人员的需要数量。对机组人员的数量需求主要依据空军制定的每月最大飞行小时数来定。表4所列的飞机和空中待命区的数量要求只是为完成目标任务区中的掩护任务,而不是整个战场范围。当需要 同时完成多个任务时,飞机和空中待命区数量就会按比例增加。
  以上分析表明,轰炸机由于可挂载足够的弹药,因此最适合遂行听召唤空中打击任务。对战斗机来说,比如F-16,最适合遂行那些要求反应时间快、打击迅速的任务,但不适合执行要求挂载大量弹药的任务。如果让战斗机挂载大量小型炸弹,也许它们可以有效对付面状目标。受速度和挂载能力的限制,MQ-9无人机最适合在非紧急情况下打击离散目标。AH-64D和MQ-9不适合执行那些要求带弹量多的任务,如突破敌战线的任务。A-10和AH-64D最适合对机动目标进行快速打击。
  如果地面部队对出动反应时间要求很高,飞机在跑道上待命是有效方法。图1表明空中巡逻和跑道待命两种方式从听召唤出动开始到与目标交战所需时间。这里是按F-16计算的,因为F-16速度相对较快,反应灵敏。如果听召唤反应时间要求是45分钟,机场待命方式就可以满足要求,前提是距离目标200千米范围内有合适的基地可用。在需要紧急起飞的情况下,跑道待命比战斗巡逻需要更少的飞机。图2探讨了完成紧急起飞任务时,如果两架飞机在跑道待命,保持平均出动三次,每次持续出动2至4小时所需要的机组数量。通常至少需要8名飞行员共2架飞机在跑道上待命。当紧急起飞任务增加时,最低限制飞行时间将增加,飞行员会执行特殊时期内的飞行时间标准。
  最后会得出什么结论?飞机持续呆在空中以支援地面部队是可行的。一架持续盘旋在空中的B-1B可以完成上面任何一种支援作战任务。然而要保持一架B-1B持续呆在空中,至少需5架飞机和9名机组成员持续待命。美军一般不会用战斗机来提供持续掩护,因为代价巨大,也需要大量弹药。即使有些任务如打击暴露目标或坚固目标时对弹药数量要求不高,但若需要战斗机提供持续不断的掩护时,飞机数量需求也是非常大的,这就会丧失空中力量的灵活性。可能的解决措施是使用无人机编队长期盘旋在目标区上空。另外,陆军不应把近距空中支援当作炮兵替代物,空军也不应因为在近距空中打击中要听从陆军军官的指挥而产生厌恶。在训练上,空军与陆军分离的训练制度会引起误解,并造成相互缺乏信任。只有在战术层次上共同训练,陆军才能感受到空军带来的好处,空军也才能理解如何为地面的弟兄们提供帮助。
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