何曉驍 王秉涵

摘 要：隨著航空兵聯(lián)合對(duì)抗訓(xùn)練和航空裝備實(shí)戰(zhàn)化作戰(zhàn)試驗(yàn)需求的快速增長(zhǎng)， “實(shí)況-虛擬-構(gòu)造”（Live-Virtual-Constructive， LVC）仿真技術(shù)呈現(xiàn)進(jìn)步迅速、 演示驗(yàn)證頻繁的發(fā)展趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)外的軍方和工業(yè)部門持續(xù)研究LVC相關(guān)技術(shù)， 利用LVC技術(shù)提高場(chǎng)景保真度、 費(fèi)效比和安全性方面的優(yōu)勢(shì)， 使其在軍事領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。 本文分析LVC技術(shù)的需求與發(fā)展特點(diǎn)， 較為全面地梳理了美軍基于LVC技術(shù)開展的航空兵聯(lián)合訓(xùn)練及相關(guān)作戰(zhàn)試驗(yàn)的發(fā)展現(xiàn)狀， 結(jié)合國(guó)外相關(guān)領(lǐng)域的研究基礎(chǔ)和部署， 總結(jié)歸納美軍LVC技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：???? 實(shí)況-虛擬-構(gòu)造; 空戰(zhàn)訓(xùn)練; 作戰(zhàn)試驗(yàn); 飛行模擬器; 航空兵; 仿真技術(shù)

中圖分類號(hào)：???? TJ765.4; V448.15+3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：??? A文章編號(hào)：???? 1673-5048（2021）06-0014-05

0 引? 言

根據(jù)美國(guó)《2018年國(guó)防戰(zhàn)略》要求， 美軍把國(guó)防戰(zhàn)略從反恐作戰(zhàn)轉(zhuǎn)向大國(guó)沖突， 這促使美國(guó)需要恢復(fù)高度戰(zhàn)備狀態(tài)， 保持一支能夠應(yīng)對(duì)大國(guó)沖突的軍隊(duì)。 隨著美軍對(duì)復(fù)雜環(huán)境下航空裝備訓(xùn)練和試驗(yàn)需求的增長(zhǎng)， 實(shí)況-虛擬-構(gòu)造仿真（Live-Virtual-Constructive， LVC）技術(shù)作為一種可以將物理域和數(shù)字域混合使用的手段， 發(fā)展和應(yīng)用較為迅速， 并初見成效。 LVC技術(shù)的應(yīng)用擴(kuò)大了美軍在試驗(yàn)訓(xùn)練領(lǐng)域的體系化、 實(shí)戰(zhàn)化和安全性方面的優(yōu)勢(shì)， 使試驗(yàn)訓(xùn)練更加有效果、 有效率。

1 LVC技術(shù)的概念與需求

1.1 LVC技術(shù)的概念

LVC技術(shù)是一種對(duì)仿真建模的分類方法， 指在仿真系統(tǒng)中同時(shí)具有實(shí)況仿真、 虛擬仿真和構(gòu)造仿真。 1996年， 國(guó)際上成立了“仿真互操作標(biāo)準(zhǔn)組織”（Simulation Interoperability Standards Organization， SISO）， 該國(guó)際組織致力于促進(jìn)建模與仿真的互操作性， 以及在更大范圍內(nèi)重用建模與仿真成果。 SISO的重大貢獻(xiàn)之一就是明確LVC技術(shù)， 并使其成為一種常用的模型與仿真分類方法。 實(shí)況仿真是指真實(shí)的人使用真實(shí)的裝備在真實(shí)環(huán)境中的活動(dòng); 虛擬仿真是指真實(shí)的人操作模擬的系統(tǒng)在數(shù)字環(huán)境中模擬作戰(zhàn); 構(gòu)造仿真是指計(jì)算機(jī)兵力生成和分析工具， 通常用模擬的人操作模擬的系統(tǒng)。

LVC剛提出的時(shí)候， 國(guó)際上只是把建模仿真進(jìn)行了區(qū)分， 并沒有混合使用實(shí)況、 虛擬、 構(gòu)造仿真。 隨著后來混合LVC概念的推廣， 目前國(guó)際上已經(jīng)基本統(tǒng)一， 使用LVC表示混合LVC。 由于虛擬和構(gòu)造仿真都更傾向于用數(shù)字化手段進(jìn)行模擬， 所以也將虛擬和構(gòu)造仿真的組合稱為合成環(huán)境[1-2]。

1.2 需求分析

目前， LVC技術(shù)在航空領(lǐng)域主要有兩個(gè)方向的使用需求比較清晰明確： 一是將LVC技術(shù)應(yīng)用于航空兵體系化對(duì)抗訓(xùn)練; 另一個(gè)是將其應(yīng)用于航空裝備的作戰(zhàn)試驗(yàn)、 試驗(yàn)鑒定， 以及工業(yè)部門在設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)測(cè)試工作[3]。

1.2.1 空戰(zhàn)訓(xùn)練領(lǐng)域的需求

采用實(shí)兵實(shí)裝對(duì)抗的日常訓(xùn)練、 軍事演習(xí)是各國(guó)部隊(duì)維持戰(zhàn)斗力和提高體系對(duì)抗能力的主要訓(xùn)練方式之一， 但如今面臨許多急需解決的問題。

首先是訓(xùn)練強(qiáng)度不夠。 實(shí)兵實(shí)裝演習(xí)受物理環(huán)境的限制， 呈現(xiàn)出飛機(jī)起落時(shí)間長(zhǎng)、 任務(wù)訓(xùn)練時(shí)間短、 機(jī)型不全、 協(xié)同較少的問題。 目前， 為了給飛行員營(yíng)造真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)， 需要以一定數(shù)量飛機(jī)充當(dāng)假想敵， 營(yíng)造威脅環(huán)境， 訓(xùn)練飛行員在實(shí)裝中應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)時(shí)的反應(yīng)。 隨著部分國(guó)家第四代戰(zhàn)斗機(jī)的批量裝備， 使四代機(jī)形成作戰(zhàn)能力并維持作戰(zhàn)能力成為棘手的問題。

其次是演習(xí)成本高昂。 實(shí)兵實(shí)裝演習(xí)中部隊(duì)轉(zhuǎn)場(chǎng)調(diào)動(dòng)、 燃油彈藥消耗、 裝備損耗折壽， 導(dǎo)致演習(xí)成本高， 且需要做大量的組織協(xié)調(diào)工作， 因此演習(xí)的頻率不高， 無(wú)法按照體系對(duì)抗的標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練[4-5]。

最后是訓(xùn)練架次不足。 對(duì)大國(guó)空軍而言， 現(xiàn)有的飛行訓(xùn)練架次受到各種因素影響， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足戰(zhàn)備訓(xùn)練架次的需求。 以美軍五代機(jī)訓(xùn)練架次需求為例， 現(xiàn)有的訓(xùn)練架次需求已經(jīng)是批復(fù)架次數(shù)的一倍以上。 此外， 到2020年， 前五代機(jī)的訓(xùn)練架次的占比都不到50%， 但到2030年， 五代機(jī)訓(xùn)練需求大約會(huì)達(dá)到80 000架次， 使傳統(tǒng)依靠實(shí)裝、 教練機(jī)、 陪練公司的模式無(wú)法有效開展。 到2030年， 美軍的訓(xùn)練將極大程度地依賴LVC技術(shù)， 其中使用仿真配合飛行員真實(shí)飛行訓(xùn)練占比將達(dá)總訓(xùn)練架次的70%， 詳見圖1。

1.2.2 試驗(yàn)測(cè)試等領(lǐng)域的需求

在體系能力的形成過程中， 并非單項(xiàng)裝備的能力越高越好， 關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)裝備之間的合理配合。 要重視研究裝備在作戰(zhàn)體系中的作用， 弱化對(duì)裝備單項(xiàng)性能指標(biāo)的測(cè)試驗(yàn)證， 使整個(gè)體系最優(yōu)化， 提升裝備的體系貢獻(xiàn)率， 達(dá)到“1+1>2”的整體效果。 在體系作戰(zhàn)大環(huán)境下， 小范圍的測(cè)試不足以反應(yīng)出裝備在實(shí)戰(zhàn)中的作戰(zhàn)效能， 不能滿足對(duì)體系貢獻(xiàn)率研究的需要， 無(wú)法測(cè)試到裝備在體系作戰(zhàn)中的能力邊界。

以第四代戰(zhàn)斗機(jī)為例， 其任務(wù)系統(tǒng)功能復(fù)雜、 能力全面， 導(dǎo)致四代機(jī)的測(cè)試成本高、 測(cè)試不全面， 部分測(cè)試項(xiàng)不能通過傳統(tǒng)外場(chǎng)飛行試驗(yàn)完成。 四代機(jī)及其后續(xù)機(jī)型所需要的開發(fā)和測(cè)試環(huán)境遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)飛機(jī)的需求。 傳統(tǒng)型號(hào)大部分的復(fù)雜性體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室硬件配置中， 但隨著航空裝備能力的增加， 其復(fù)雜性也體現(xiàn)在測(cè)試任務(wù)系統(tǒng)模型、 飛機(jī)系統(tǒng)模型與環(huán)境（包括大氣、 地形、 目標(biāo)、 武器和威脅）的交互。

LVC技術(shù)用于裝備測(cè)試可以構(gòu)建一個(gè)人在環(huán)、 裝備在環(huán)的仿真系統(tǒng)， 具有開放式架構(gòu)、 可定制化、 方便擴(kuò)展的特點(diǎn)， 如圖2所示。 能夠充分利用現(xiàn)有資產(chǎn)和條件， 將已有設(shè)施、 模型、 成果、 方法和工具集成使用， 滿足新裝備開發(fā)、 作戰(zhàn)測(cè)試和互用性測(cè)試， 提高體系環(huán)境下的經(jīng)濟(jì)性和測(cè)試效率。 LVC技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)將部分測(cè)試和驗(yàn)證工作向高保真的數(shù)字樣機(jī)測(cè)試轉(zhuǎn)移。

2 LVC技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

2.1 各域獨(dú)立發(fā)展

美軍的實(shí)戰(zhàn)化演訓(xùn)工作起步早、 效果好， LVC技術(shù)使其將合成的虛假實(shí)體融入到真實(shí)環(huán)境中， 用數(shù)字構(gòu)建生成的力量擴(kuò)大了場(chǎng)景范圍， 并真實(shí)地創(chuàng)建了與飛行員在真正沖突中實(shí)際看到的相似訓(xùn)練環(huán)境， “欺騙”飛機(jī)傳感器， 以增加試訓(xùn)的復(fù)雜性和真實(shí)性， 實(shí)現(xiàn)了實(shí)裝和合成實(shí)體的無(wú)縫集成。 但由于不同機(jī)構(gòu)、 部隊(duì)、 人員對(duì)軍事仿真的需求不同， 這導(dǎo)致了航空裝備仿真在實(shí)況、 虛擬、 構(gòu)造三個(gè)方向上分別都取得了突破， 基本滿足了各行各業(yè)的需求[6]。

2.1.1 實(shí)兵實(shí)裝持續(xù)發(fā)展

50多年前， 美國(guó)空軍和海軍在越南上空總結(jié)出了“像實(shí)戰(zhàn)一樣的訓(xùn)練”這一教訓(xùn)， 這也促使了美國(guó)首先在空戰(zhàn)訓(xùn)練方面得到了突破。

越南戰(zhàn)爭(zhēng)初期， 由于缺乏足夠的訓(xùn)練， 美國(guó)在空戰(zhàn)中遭受了意想不到的損失。 為了應(yīng)對(duì)越南空戰(zhàn)帶來的挑戰(zhàn)， 空軍和海軍全面改造了訓(xùn)練體系， 創(chuàng)建了空戰(zhàn)訓(xùn)練學(xué)校和先進(jìn)訓(xùn)練場(chǎng)， 研發(fā)了第一代空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)。 這些創(chuàng)新非常有效， 強(qiáng)化訓(xùn)練的結(jié)果是在越南的空戰(zhàn)交換比從2∶1大幅提高到12∶1。 到了“沙漠風(fēng)暴”行動(dòng)的時(shí)候， 即使是新飛行員也能執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)。

此后， 美國(guó)防部對(duì)空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)繼續(xù)投入巨資， 確保飛行員的訓(xùn)練盡可能貼近實(shí)戰(zhàn)。 空軍和海軍開展了真實(shí)、 實(shí)時(shí)的空對(duì)空、 空對(duì)地、 地對(duì)空和電子戰(zhàn)作戰(zhàn)訓(xùn)練。 美國(guó)空軍現(xiàn)役的P5空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)已經(jīng)支持空軍能夠在本場(chǎng)以及大型聯(lián)合演習(xí)中進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)抗訓(xùn)練， 提高了單位飛行小時(shí)內(nèi)的訓(xùn)練效率， 如圖3所示。 通過美軍發(fā)布的研制需求來看， 下一代P6空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)在形態(tài)、 功能、 用途等方面上與現(xiàn)役的P5空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)區(qū)別不大， 主要是提出了對(duì)LVC技術(shù)更強(qiáng)烈的需求， 以及對(duì)鏈路性能和機(jī)載端處理能力的提升要求。

2.1.2 模擬訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)健全

21世紀(jì)初期， 隨著仿真技術(shù)的進(jìn)步， 飛行模擬器的保真度有所突破， 且形成了一定部署規(guī)模。 2000年， 美國(guó)空軍依托建模仿真局（Air Force Agency for Modeling and Simulation， AFAMS）將模擬器聯(lián)網(wǎng)訓(xùn)練， 拉開了首次“虛擬旗（Virtual Flag）”軍演的大幕。 模擬器組成虛擬訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)， 能讓分布在世界各地的飛行員共享虛擬的訓(xùn)練環(huán)境， 切磋戰(zhàn)法戰(zhàn)術(shù)。 2020年7月1日， 洛克希德·馬丁公司、 F-35項(xiàng)目辦和美國(guó)空軍在內(nèi)利斯空軍基地進(jìn)行的分布式任務(wù)訓(xùn)練最終驗(yàn)收測(cè)試。 在模擬對(duì)抗環(huán)境中成功連接了F-35， F-22， F-16和E-3飛行模擬器。 這次模擬培訓(xùn)活動(dòng)是這些平臺(tái)首次虛擬連接; 其他平臺(tái)（如F-15）也可以連接到此共享虛擬環(huán)境[7-8]。

相比于1975年的“紅旗（Red Flag）”軍演， “虛擬旗”軍演具有以下優(yōu)勢(shì)： （1）成本低， 安全性高， 不用消耗燃油、 彈藥和損耗裝備; （2）參訓(xùn)裝備全， 使美國(guó)空軍全譜系作戰(zhàn)裝備都能參與其中， 場(chǎng)景中同時(shí)活動(dòng)的飛機(jī)超過300架， 大于“紅旗”幾十架的規(guī)模; （3）訓(xùn)練強(qiáng)度大， 演習(xí)一般會(huì)持續(xù)一周左右， 基本上每天都處于任務(wù)飽和的狀態(tài)， 如特種飛機(jī)機(jī)組連續(xù)工作時(shí)間會(huì)超過15 h， 同時(shí)指揮比“紅旗”數(shù)量更多的飛機(jī); （4）訓(xùn)練范圍廣， 虛擬作戰(zhàn)區(qū)域面積不受限制， 而“紅旗”作戰(zhàn)區(qū)域面積一般只有3.8×104 km2左右; （5）演習(xí)更自由， 在演習(xí)中可以隨時(shí)調(diào)整部署甚至?xí)和！?復(fù)盤， 減少起降和集結(jié)的耗時(shí); （6）場(chǎng)景更真實(shí)， 可以使“陣亡者”實(shí)時(shí)“消失”， 不存在實(shí)裝訓(xùn)練中的攪局者。

2.1.3 構(gòu)造仿真效果提升

構(gòu)造仿真是用于聯(lián)合作戰(zhàn)、 電子戰(zhàn)訓(xùn)練和目標(biāo)生成的計(jì)算機(jī)兵力生成/半自動(dòng)生成應(yīng)用程序， 允許用戶配置平臺(tái)、 武器、 環(huán)境的參數(shù)， 以及雷達(dá)脈沖、 掃描范圍和波束特性等。 此類軟件一般具有良好的可擴(kuò)展性。 采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式， 用戶可以添加或編輯自己的威脅數(shù)據(jù)， 以及電子戰(zhàn)相關(guān)參數(shù)。 支持分布式交互仿真， 包括仿真管理、 實(shí)體狀態(tài)、 毀傷評(píng)估和數(shù)據(jù)記錄等， 具有大規(guī)模和用戶可擴(kuò)展的作戰(zhàn)環(huán)境， 能夠適用于多種仿真層級(jí)， 尤其在交戰(zhàn)級(jí)具有極高的逼真度。

構(gòu)造仿真經(jīng)認(rèn)證可用于分布式模擬器網(wǎng)絡(luò)中， 非常適合獨(dú)立場(chǎng)景創(chuàng)建、 任務(wù)預(yù)演和分布式任務(wù)模擬， 包括一個(gè)龐大的實(shí)體庫(kù)： 民用和軍用飛機(jī)、 地對(duì)空威脅、 車輛、 目標(biāo)建筑物和人員。 實(shí)裝和模擬器訓(xùn)練都需要構(gòu)造仿真的配合才能發(fā)揮更好的效果， 如實(shí)裝與構(gòu)造仿真結(jié)合是機(jī)載嵌入式訓(xùn)練系統(tǒng)目標(biāo)生成的實(shí)現(xiàn)方式[9]。

2.2 各域按需互聯(lián)互通

通過分布式網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、 軟件之間互聯(lián)互通， 匯聚各自優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)項(xiàng)， 解決更為復(fù)雜的問題。

2.2.1 現(xiàn)有主要仿真架構(gòu)

LVC仿真體系由人員、 硬件和軟件構(gòu)成， 以網(wǎng)絡(luò)為中心， 通過通用協(xié)議、 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和接口將三個(gè)不同的環(huán)境結(jié)合起來， 進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、 管理、 檢索、 實(shí)時(shí)交換等。 使用規(guī)范、 統(tǒng)一的仿真架構(gòu)將有助于分布式仿真的實(shí)現(xiàn)。 國(guó)際組織的很多建模范式和架構(gòu)都可能被用于軍事建模仿真， 仿真器聯(lián)網(wǎng)（SIMNET）和聚合級(jí)仿真協(xié)議（ALSP）已經(jīng)不再使用， 而分布式交互仿真（DIS）、 高層體系結(jié)構(gòu)（HLA）、 測(cè)試與訓(xùn)練使能架構(gòu)（TENA）等仍在廣泛使用， 詳見圖4。

DIS為IEEE.1278， 是關(guān)于分布式交互仿真的標(biāo)準(zhǔn)， 由一個(gè)大型團(tuán)體開發(fā)， 以支持模擬器和實(shí)體級(jí)仿真。 該標(biāo)準(zhǔn)定義了實(shí)時(shí)系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)包， 即協(xié)議單元數(shù)據(jù)， 描述了預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)化事件， 如向另一個(gè)實(shí)體開火、 無(wú)線電通信、 物體碰撞等。

HLA為IEEE.1516， 為仿真系統(tǒng)組成的集合定義了規(guī)則， 為仿真系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)基礎(chǔ)架構(gòu)提供了一組服務(wù)， 并使用對(duì)象模型模板定義系統(tǒng)間的交互數(shù)據(jù)。 HLA是一個(gè)通用分布式仿真架構(gòu)， 沒有任何專門針對(duì)作戰(zhàn)建模的具體特征， 但非常適合用于作戰(zhàn)建模的實(shí)現(xiàn)。

TENA的設(shè)計(jì)目的是為美軍測(cè)試與訓(xùn)練靶場(chǎng)及其用戶帶來便捷的互操作性。 通過使用大規(guī)模、 分布式、 實(shí)時(shí)的綜合環(huán)境， TENA的設(shè)計(jì)促進(jìn)了基于采辦的集成測(cè)試和仿真。 綜合環(huán)境綜合了測(cè)試、 訓(xùn)練、 仿真和高性能計(jì)算， 使用公共架構(gòu)， 在“邏輯靶場(chǎng)”上可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的裝備之間、 及其與仿真武器和兵力的交互， 不論這些兵力實(shí)際上存在于世界的哪個(gè)地方[10]。

2.2.2 仿真架構(gòu)的共存和統(tǒng)一

建模和仿真領(lǐng)域的最終目標(biāo)是創(chuàng)建統(tǒng)一的LVC集成架構(gòu)（Live-Virtual-Construction Integrating Architecture， LVC-IA）， 可以快速集成模型和開展仿真， 形成一個(gè)有效的LVC環(huán)境， 可以用來飛行訓(xùn)練、 戰(zhàn)術(shù)協(xié)同、 制定作戰(zhàn)計(jì)劃和評(píng)估作戰(zhàn)情況等。

盡管TENA是基于這個(gè)目的開發(fā)的， 但是也沒能有效解決仿真架構(gòu)多樣性的問題。 特別是DIS和HLA， 繼續(xù)得到廣泛甚至不斷增長(zhǎng)的建模與仿真用戶的支持。 對(duì)LVC-IA的研究還需要不斷發(fā)展， 但在一定時(shí)期內(nèi)遷移到單個(gè)仿真架構(gòu)是不切實(shí)際的， 將仍然是多個(gè)仿真架構(gòu)共存的狀態(tài)。? 在需要使用某些LVC仿真系統(tǒng)的情況下， 這些仿真系統(tǒng)必須具有跨多個(gè)仿真架構(gòu)的接口。 因此， 網(wǎng)關(guān)、 代理、 中間件與協(xié)議是連接多個(gè)異構(gòu)站點(diǎn)以支持大規(guī)模LVC集成的主要方法手段[11]。

3 美軍LVC技術(shù)的現(xiàn)狀

3.1 在空戰(zhàn)訓(xùn)練領(lǐng)域的項(xiàng)目進(jìn)展

3.1.1 SLATE-ATD項(xiàng)目

美軍已將建模與仿真技術(shù)作為提升戰(zhàn)備能力， 促進(jìn)部隊(duì)現(xiàn)代化、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要手段。 這種虛實(shí)結(jié)合的訓(xùn)練方法是外場(chǎng)試訓(xùn)的一種增強(qiáng)和補(bǔ)充， 在一定程度上緩解了可用空域不足的問題， 是一種先進(jìn)的試訓(xùn)環(huán)境， 能夠有效模擬在外場(chǎng)中無(wú)法模擬的高級(jí)威脅環(huán)境以及其他大量的敵我雙方實(shí)體， 對(duì)裝備開展全面、 充分的測(cè)試驗(yàn)證。 2015年， 美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室牽頭研究“安全虛實(shí)對(duì)抗訓(xùn)練環(huán)境”（Secure LVC Advanced Training Environment， SLATE）， 目標(biāo)是提升LVC技術(shù)成熟度。 2018年6月～9月， 在內(nèi)利斯空軍基地成功開展了最后一輪系統(tǒng)驗(yàn)證， 包括8架F-15和8架F/A-18戰(zhàn)機(jī)、 4臺(tái)F-16和F/A-18戰(zhàn)機(jī)人在環(huán)模擬器， 以及數(shù)百個(gè)由計(jì)算機(jī)構(gòu)建的空中和地面兵力模型。 本次驗(yàn)證證實(shí)了SLATE技術(shù)成熟度達(dá)到8級(jí)（實(shí)用水平）， 比國(guó)防部預(yù)期進(jìn)度提前了8年。 參與SLATE-ATD的飛機(jī)在翼尖搭載了由立方體公司制造的吊艙， 該吊艙在以前的P5吊艙基礎(chǔ)上安裝了可以處理新波形的新組件， 并增加了LVC處理機(jī)， 將（敵對(duì)的）合成實(shí)體注入到SLATE靶場(chǎng)環(huán)境中， 去“欺騙”飛機(jī)傳感器和飛行員， 吊艙見圖5。

3.1.2 安全實(shí)時(shí)空對(duì)空任務(wù)演示驗(yàn)證項(xiàng)目

安全實(shí)時(shí)空對(duì)空任務(wù)演示是美國(guó)海軍主導(dǎo)的LVC訓(xùn)練技術(shù)驗(yàn)證。 2019年4月， 柯林斯航宇系統(tǒng)公司與美國(guó)愛荷華大學(xué)的作戰(zhàn)效能實(shí)驗(yàn)室合作， 展示了混合LVC空戰(zhàn)訓(xùn)練能力。 演示過程中， 柯林斯航宇系統(tǒng)公司的聯(lián)合安全空戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)與美國(guó)防部批準(zhǔn)的下一代威脅系統(tǒng)和現(xiàn)代空戰(zhàn)環(huán)境軟件的地面系統(tǒng)連接， 愛荷華大學(xué)則提供了裝有LVC吊艙的飛機(jī)。 演示證明如今已經(jīng)可以使用量產(chǎn)硬件在LVC系統(tǒng)中注入合成實(shí)體的能力， LVC技術(shù)已經(jīng)具備推廣應(yīng)用的條件[12-13]。

3.2 在試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域的項(xiàng)目進(jìn)展

聯(lián)合仿真環(huán)境（Joint Simulation Environment，JSE）是一個(gè)可伸縮、 可擴(kuò)展、 高保真的政府所有的、 非專有的建模和仿真環(huán)境， 能解決物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在的空域限制問題、 GPS干擾限制以及其他安全問題等， 如圖6所示。 JSE的總體目標(biāo)是允許測(cè)試人員和工程師同時(shí)測(cè)試多個(gè)飛機(jī)平臺(tái)， 為F-35和其他裝備開發(fā)高保真模型和模擬環(huán)境， 提供全新的飛機(jī)測(cè)試方法。 將LVC技術(shù)用于裝備測(cè)試后， 把數(shù)字化手段、 地面模擬器和真實(shí)裝備相結(jié)合可以模擬出傳統(tǒng)裝備方法必須用大量實(shí)裝才能得到的試驗(yàn)效果。 利用這種LVC環(huán)境的測(cè)試潛力非常大， LVC技術(shù)可以模擬全球某個(gè)密集威脅環(huán)境， 可以將其仿真場(chǎng)景用于驗(yàn)證、 測(cè)試和評(píng)估， 也可以進(jìn)行作戰(zhàn)訓(xùn)練[14]。

F-35強(qiáng)調(diào)根據(jù)合同規(guī)范驗(yàn)證系統(tǒng)能力， 約43%的測(cè)試任務(wù)將在F-35實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。 JSE不是F-35的專用環(huán)境， 而是一個(gè)通用的測(cè)試環(huán)境。 JSE需要支持大范圍作戰(zhàn)場(chǎng)景， 可接入大量的真實(shí)裝備， 可模擬復(fù)雜任務(wù)， 可支持極高的保真度， 可完成前所未有的全面驗(yàn)證評(píng)估。 美軍的兩套JSE已經(jīng)開始建設(shè)， 預(yù)計(jì)2023年達(dá)到初始作戰(zhàn)能力。

4 結(jié) 束 語(yǔ)

實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練領(lǐng)域不斷成熟， 新的訓(xùn)練技術(shù)在融入并豐富訓(xùn)練場(chǎng)， 為軍方提供更逼真、 更嚴(yán)格的訓(xùn)練環(huán)境。 盡管讓LVC技術(shù)顛覆現(xiàn)有實(shí)裝訓(xùn)練架構(gòu)還為時(shí)過早， 但一定比例的虛擬和構(gòu)造仿真繼續(xù)被有計(jì)劃地推廣到實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練中， 將傳統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練進(jìn)一步帶入LVC環(huán)境中。 這種虛實(shí)結(jié)合的試訓(xùn)方法是外場(chǎng)試訓(xùn)的一種增強(qiáng)和補(bǔ)充， 在一定程度上緩解了可用空域不足的問題， 能夠有效模擬在外場(chǎng)中無(wú)法模擬的高級(jí)威脅環(huán)境以及其他大量的敵我雙方實(shí)體， 對(duì)裝備開展全面、 充分的測(cè)試驗(yàn)證。 未來， 美軍還將繼續(xù)挖掘LVC技術(shù)在軍事中的巨大作用， 以實(shí)戰(zhàn)化演訓(xùn)為前提， 以建模仿真為核心， 以安全高效為目標(biāo)， 將仿真訓(xùn)練作為提升戰(zhàn)備能力， 促進(jìn)部隊(duì)現(xiàn)代化、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要手段。

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Research on Development and Application of

LVC Simulation Technology in US

He Xiaoxiao1， Wang Binghan2*

（1. Aviation Industry Development Research Center， Beijing 100029，China;

2. Unit 95910 of PLA， Jiuquan 735000，China）

Abstract： With the rapid growth of aviation joint combat training and aviation equipment combat test requirements， LVC simulation technology presents the trend of rapid technological progress and frequent demonstration and verification. Military and industrial departments at home and abroad continue to study LVC related technologies. By taking advantage of LVC technology in improving scene fidelity， cost-effectiveness ratio and security， LVC can play a greater role in the military field. In terms of analyzing the requirements and development characteristics of LVC technology， the paper comprehensively combs the development status of joint training and related combat tests of aviation soldiers based on LVC technology. Combined with the research basis and deployment in foreign related fields， the development characteristics and development trend of LVC technology in? US are summarized.

Key words： LVC; air combat training; operational test; flight simulator; aviation; simulation technology