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2021年1月報道，美空軍表示其聯合仿真環境（JSE）正在建設過程中，盡管技術方面的挑戰依然存在，但已經實現了將四代機和五代機的模擬器連接以進行高保真度試驗和訓練。在聯合仿真環境建設中存在兩個主要的挑戰：一是在安全的網絡環境中連接模擬器，并需要確保它們能用最新的作戰飛行程序（OFP）進行更新，這是使聯合仿真環境能完成使命任務的核心技術；二是開發聯合仿真環境中使用的數字模型，并驗證其是否可以替代露天試驗場的部分作用。美空軍的兩套聯合仿真環境計劃于2023年實現初始作戰能力。

一、美空軍聯合仿真環境總體情況

復雜、多域作戰能力的發展對美軍快速設計、研制、部署、保障、試驗和訓練下一代武器裝備提出了挑戰。未來的試驗能力需要通過先進的建模和仿真技術來增強，形成一個能夠以短周期、低成本的方式滿足研制、試驗和訓練需求的虛擬試驗場，即聯合仿真環境。

1、發展歷程

2017年，美空軍參謀長首次提出空軍需要綜合試驗能力，即聯合仿真環境，用于解決當前和未來的試驗和訓練能力的不足。從2019財年，空軍開始為這項工作提供經費，并在試驗領域內成立了一個領導機構（位于美國加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的第412試驗聯隊）。空軍試驗鑒定辦公室（AF／TE）要求第412試驗聯隊需要在2023年前分別在愛德華茲和內華達州內利斯空軍基地開發和部署聯合仿真環境，使其具備初始作戰能力。這項工作與目前美海軍正在建設中的、位于馬里蘭州帕圖克森特河海軍航空站（NAS）的聯合仿真環境緊密聯系，美海軍目前建設的該環境由美海軍、美空軍和情報機構聯合參與。美空軍于2020年11月在內利斯空軍基地啟動了第一個聯合仿真環境設施的建設，并將于2021年2月在加州愛德華茲空軍基地開始第二個聯合仿真環境的建設工作。內利斯空軍基地的聯合仿真環境將專注于作戰試驗以及高端戰術和訓練，而愛德華茲空軍基地的聯合仿真環境將專注于多平臺、多域和多層級安全性研究。

美海軍首先在帕圖克森特河海軍航空站部署的聯合仿真環境（美空軍圖片）

2、總體目標

美空軍聯合仿真環境能力的總體設想是提高開發和作戰試驗的質量和效率，為跨平臺高級訓練和戰術發展提供可靠、安全的環境，通過多保真度試驗和能力論證，提高裝備體系規模結構分析的質量，更好地為未來的采辦決策提供信息支持。具體的目標包括：（1）多平臺高級建模仿真能力，克服現有露天試驗場限制，包括系統可用性、威脅密度以及安全問題；（2）使用開放式體系結構，可實現不同保真度模型的集成，包括紅藍雙方人在回路的飛行模擬器、威脅、武器、地形和天氣；（3）可與聯合仿真環境內的其他公共服務系統和盟友互操作，以及對其他所需模擬環境的擴展；（4）具備國際試驗和訓練／實驗的條件。

二、美空軍聯合仿真環境需求論證

威脅的升級、技術的進步、信息為中心的戰爭以及試驗復雜性推動了對新試驗能力的需求。目前的露天試驗場難以滿足下一代武器系統的試驗和訓練需要。美空軍聯合仿真環境需求開發工作主要涉及三個領域：（1）現有露天試驗場的試驗限制；（2）對未來能力和相關需求的預測；（3）成本與風險的平衡。

需求1：現有露天試驗場的試驗限制

聯合仿真環境試圖通過開發虛擬試驗場來消除或限制這些約束，以在試驗系統或體系時增加試驗手段。（1）地理上的限制測試裝備的能力，需要使之能夠在較大規模的作戰中針對空中、地面威脅或綜合防空系統交戰、使用遠程武器、機動中驗證作戰概念或技戰術程序。（2）技術限制阻礙了試驗過程中實裝與建模仿真的集成，例如不能利用復雜信號實時復制威脅環境。（3）電子戰限制包括用數字格式實時復制復雜的電子戰環境。通過使用復雜的全數字信號來實現電磁環境的仿真，將使模擬環境能夠短周期、低成本擴展環境，更好呈現出現代戰場的復雜電磁環境。（4）頻譜干擾限制了露天試驗場電子信號類型和強度。這可不僅包括電子戰信號，而且包括敵我識別和話音無線電信號，可能與商業頻譜相鄰，導致意外的電磁泄漏。（5）作戰限制妨礙了任務效果呈現和殺傷鏈中的交戰環節，即限制了在有人系統附件使用實彈。（6）安全問題還涉及多平臺在有限空域中大幅度機動交戰，還需要考慮到地形因素限制。保持安全距離是試驗飛機過程中主要關心的問題，但安全會影響試驗的效果及真實性。

美軍航空兵長期將防空系統作為主要威脅（美軍圖片）

需求2：對未來能力和相關需求的預測

未來的試驗將不僅包括先進的平臺和武器，而且包括基于信息的密切協同。聯合仿真環境可能是試驗未來基于信息的平臺／體系殺傷鏈的唯一可行手段。

（1）戰場密度／復雜性：聯合仿真環境需要能夠產生大量不同復雜性的實體，將虛擬實體和建設性實體的組合送到被測系統（SUT）與之交互。

（2）特定地理位置／時間試驗：聯合仿真環境需要生成世界任何地區特定地理地形的能力。

（3）多域集成：聯合仿真環境須具有試驗跨越多個領域（包括空中、太空、海洋、陸地和網絡）的殺傷鏈的能力。

（4）未來殺傷鏈：聯合仿真環境須具有測試殺傷鏈的能力，覆蓋發現、鎖定、跟蹤、瞄準、交戰和評估（F2T2EA）全流程。

（5）消息協同：由美國和北約組織擁有的平臺／傳感器必須在戰場內協同工作，并動態共享原始和／或處理的信息。

（6）自主化的試驗：未來的作戰系統將繼續改進自動化，需要支持試驗各個層次的自主性的能力，從輔助飛行員的自主性到完成無需人工干預的自主性。

（7）特定天氣：露天試驗場無法控制天氣，但聯合仿真環境可以在試驗環境中提供動態變化的天氣條件。天氣條件將非成像和成像傳感器、網絡和節點相關聯。

（8）電子戰：聯合仿真環境可以避免露天試驗場上的電子戰問題。聯合仿真環境的電子戰信號不能被敵人觀察到（不在物理空間中傳播），也不侵犯商業頻譜。

（9）數據安全性：當各種程序在一個共同的作戰空間內互用時，聯合仿真環境必須解決安全問題。