下一代吊舱的演训试用标志空战训练迈入虚实结合时代

美空军SLATE-ATD期间的虚实混合验证场景。

TCTS Ⅱ于2021年 2 月在由 F/A-18测试飞机首次挂飞。

TCTS Ⅱ的运行概念图。

TCTS Ⅱ于2020年11月6日完成其初始硬件资格测试。

挂载TCTS Ⅱ的F/A-18，其训练链天线与上一代有明显变化。

2021年8月，美海军使用下一代空战训练系统（战术作战训练系统增量Ⅱ，简称TCTSⅡ）在“海军先进技术演习”21（ANTX-21）中首次大规模实战化应用，展示了TCTSⅡ系统初步阶段的“真实、虚拟和构造”（LVC）能力，创造了美海军航空训练的许多“第一”。在ANTX-21中，将挂载TCTSⅡ的实装F/A-18和EA18G连接到包括F/A-18模拟器、驱逐舰、码头侧舰载仿真武器和联合半自动部队（JSAF）和下一代威胁系统（NGTS）等构成的海军连续训练环境（NCTE），将航空装备纳入到了现有以舰船为主的LVC环境。这是TCTSⅡ首次挂载在作战部队的飞机上飞行；也是该系统首次用于建立LVC地对空交战，首次F/A-18模拟器在实战背景下与虚拟／构造飞机交战，首次码头侧作战舰艇接收并与TCTSⅡ信息协同（验证海军机舰一体化防空）。在活动期间TCTSⅡ系统初步LVC能力与现有训练环境的成功集成，基本证明了其掌握了实时、多系统、多领域的综合作战训练能力。

对下一代训练吊舱的需求

1.多域下的混合训练美国的全球化军事力量依赖于科学训练和技术创新这两大支柱。近年来，随着数字技术实现突破并带动了训练方法进步，两大支柱趋于汇聚在一起，这一点在空战训练中最早得到体现。传统上，空战训练包括实装训练和模拟训练的混合。随着技术进步、威胁升级，现代作战场景的训练需求也发生了变化。在单一飞机上进行特定任务或在传统空对空或空对地领域内进行独立训练的日子已经一去不复返了。为确保机组人员在强对抗、高密度的空战场景中做好战斗准备，他们必须同时在涉及空中、陆地、海上、太空和网络的多域空间中训练。这要求各行业寻找创新训练方法，以彻底改变空战训练方式，提高空战训练综合水平。

新的空战训练系统强调需要加快训练环境的现代化升级，使用户能够在安全的环境中训练和改进联合战术、技术和程序，以应对同级别对手的对等威胁，这与以往任何情况都不一样。LVC混合训练是一种开发和测试新兴技术的高效解决方案，对于为机组人员提供逼真的任务训练至关重要，能预演他们在实际作战场景中可能面临的实战场景。美海军、海军陆战队和空军都确定了对这种通用、加密和多级安全训练系统的迫切需求，并形成了共识。

2.分布下的自由训练“像实战一样训练”是空战训练领域多年来的热词。考虑到航空兵部队日常部署的现状，机组人员更需要在驻地实现更真实、更安全的跨军种空战训练。LVC训练是帮助他们在不断变化环境中完成任务的方法，已具备了仅用少数实装参与就能模拟大规模战争的能力。使用实战装备适合开展战术级训练，使用数字仿真更适合开展战役级训练。日常能在驻地以分布式的形式开展体系化训练确保机组人员达到所需的战备水平的关键能力，而不是指望多年一次的集中式体系化训练。

在论证下一代空战训练系统时，以在本场实战化训练为主要场景，以各自驻地所属战区的主要威胁方向为训练场景，用数字环境模拟无法到达的威胁区域和无法获得的对手装备。同时兼顾特定时期大型试验场集中演训的能力，在本场用模拟器参与其他基地或试验场联合任务。

TCTSⅡ的发展与传承

TCTSⅡ是美军使用LVC技术来模拟实战任务的系统，最初是一项海军计划，后来空军表示也将采用，利用海军投资以更快的采办、更低的成本提供这些训练能力。由柯林斯公司和莱昂纳多DRS公司开发的TCTSⅡ系统（空军型为P6 CTS），是最初由Cubic公司开发的TCTS的升级，将取代目前美海军、海军陆战队和空军用于训练的TCTS/P5CTS吊舱。2017年3月，海军最初将TCTSⅡ项目1.42亿美元的潜在合同价值授予柯林斯公司。2020年初开始对TCTSⅡ的飞行测试阶段，并立即开始试验。此阶段飞行测试使用民用飞机，能确保系统满足测试要求但不会占用军事资源。2020年11月6日完成对TCTSⅡ初步测试。测试在帕图克森特河海军航空站空中测试和评估中队（VX-23）F/A-18E/F上进行的。今年4月27日达到里程碑C，标志着美海军TCTSⅡ进入生产阶段，已获准投入低速初始生产。TCTSⅡ将于2022年达到初始作战能力，空军的P6 CTS预计将于2022年或2023年在空军部署。

与TCTS 一样，新吊舱保持与AIM-9空空导弹相同的外形，使用AIM-9和AIM-120的挂架和挂点接口，在F-35上将有内部安装的形态。虽然尚未得到证实，但TCTSⅡ吊舱应该沿用与其上代类似的惯性测量单元（IMU）、GPS和固态记录器（SSR），从其吊舱上的新天线可推测其数据链应该是新研制的。上一代TCTS吊舱具有实时武器模拟和空对空、空对地和地对空任务的实时监控功能，具有实时杀伤通知（RTKN）、模拟发射武器评估（NDWS）和电子战模拟功能，新的TCTSⅡ吊舱将上一代吊舱的所有功能集成到一个开放式架构系统中，本质上比过去的专有设计更灵活。符合未来的机载能力环境（FACE）要求的开放式体系架构适合与各种讲评和实时监控软件系统进行接口，该系统符合如HLA、DIS、TENA和以太网等标准接口。用户拥有与该系统相关的数据权利，能够通过开放体系架构促进新技术引入，以便它可以在开放式架构环境中充分发挥硬件能力和经常更新软件的潜力。此外，由于可以使用软件重新配置整个系统，因此可以快速加载新威胁，让飞行员快速了解最新挑战。

为何能称为下一代

1.虚拟构造助力相比于上一代训练系统，TCTSⅡ是首个支持合成环境（VC）注入实装的系统（SITL），可以更真实地模拟单机和编队模式下的复杂对抗环境。由于大多数虚拟场景都涉及一些计算机仿真，因此“V”和“C”几乎总是配对在一起使用的。SITL使合成威胁从地面模拟器输入到实装驾驶舱显示器中，在此之前从未出现过支持SITL的空战训练系统。用户定义的信息直接与飞行员交互，模仿对手的战术，快速构建适应新威胁和新任务训练场景。增强的可扩展培训能力，在相同带宽内网络容量是现有作战训练系统的10倍，支持100多名实装参与者，同时混合LVC演训，有助于缩小高端作战的作战需求和训练能力方面的缺口。

如今的战术训练演习主要是超视距空战，因此从飞行员量子界面上所呈现由软件生成的威胁看起来就像真正的敌机。因此如果对威胁进行严格建模仿真，飞行员可以获得与实际对手作战时相同的训练体验。这意味着，可以有效降低对假想敌部队的需求和训练成本。在未来使用LVC时，一种很有可能出现的场景是L：VC的近似于1:10左右。如在LVC场景中使用30个虚拟或构造实体，而只使用3架实装飞机。

2.仿真基础扎实在实装环境和合成环境的独立训练是当前的主要训练手段。开展LVC技术研究的基础是扎实的仿真建模水平，而TCTSⅡ是联通实装环境和合成环境的桥梁。可扩展的系统通过连接到海军连续训练环境（NCTE），使合成威胁能够通过多级独立安全架构来激励飞机的传感器。

NCTE是一个较为成熟的分布式训练体系结构和网络，用于连接115个海军、联合和联盟训练基地，并支持美海军的LVC能力。在水面方面，海军舰船由于其可在码头测停靠状态下在实际战位开展人在环虚实结合训练，算是已经使用训练LVC模式有一段时间了，通过联网环境下重复训练复杂场景的能力。美空军的分布作战网络（DMON）是一个以事件为中心、基于标准、集中管理、具备多域能力、高性能、广域网加密运行的环境，支持作战空军（CAF）的全球分布式任务作战（DMO）训练。自2002年以来，DMON每天都在使用，用于日常团队训练，以在通用合成战场上提供有效的战术和小单位训练。DMON还用于支持每年两到三次的“虚拟旗”演习。

有很多方法可以将现场飞机与模拟器无线链接，包括使用飞机的训练吊舱，这种高带宽数据链接将训练数据与试验场联通。在此之前，吊舱主要用途是跟踪训练飞机的位置，以判断战术和虚拟发射的武器是否会造成杀伤。在2014年11月美海军首次展示将预编程的训练场景加载到飞机上，或者将构造目标传输到数据链路网络，战斗机可以接收构造目标并将其置于屏显的雷达画面内以练习超视距战术。但这些场景充满了预先编程，更像是操作程序训练而不是对抗任务训练。为了让飞行员可以与模拟器中的人并肩飞行或与之对抗，就需要地面的成熟战术级模拟器网络的支持。对于训练吊舱是否是连接实装的最佳方式，还有其他一些争论，包括Link 16或“未来某些尚待开发的数据链路”，这些单独或组合使用可能是传输丰富信息的最佳选择。

3.数据安全加密在越是大型的演训期间，也是敌特最活跃的时间。引入LVC后让视觉观察飞行的敌特几乎不可能弄清楚飞行员正在训练什么战术和技术，因为只能看到实装在空中机动，合成部分内容对敌特不可见。当然这里说的不仅仅是战术保密，更重要的是数据保密。一旦完成了LVC环境的建设，保护这个核心资产的安全是另一个挑战。一旦将模拟器网络连接到飞机上，数据安全就显得尤为重要。将实装飞机与模拟器连接起来的主要障碍并不是无法做到这一点（当前技术可以完成这项任务），而是可以在一个安全的网络内做到这一点，并且可以免受外部窃取或篡改。

TCTSⅡ具有支持多级加密要求的安全认证，其机载和地面设备是首个经过国家安全局（NSA）认证的加密、多独立安全级别（MILS）的训练系统，能够同时提供从非密到绝密的四个加密通道，满足现役第5代和第4代战斗机的安全要求。与新系统使用的加密标准不同，现有的试验场环境是非机密的，可能容易让飞行员正在练习的最敏感的战术和技术被对手截获，将他们最严密技战术程序置于危险之中。使用数字加密软件，新系统可以更好地保护敏感信息。有了所需的安全网络连接，才能在最具挑战性的训练场景中与合适的人共享合适的数据。该软件可以将数据传输分成四个加密通道，因此来自美国和盟国的训练飞行员只能接收他们已获准拥有并能够解读的信息。

两点认识

在大国持久对峙的场景下，不仅是追求装备技术层面的领先，更是考验谁能有科学高效保持战备状态的能力，要避免“冷战”模式发展，防止在持久对峙中被拖垮。

1.训练代差的危害不亚于装备代差

TCTSⅡ的诞生提高了训练的真实性，更接近“像战斗一样训练”，同时保护了战术、技术和操作规程（TTP），并实现了从个体到集体、从驻地到基地以及跨军种、盟军的可扩展训练场景。开放系统多个独立安全级别体系架构和用户掌握数据权限的结合确保了能快速适应新出现的威胁和任务。LVC将实装和合成环境中的人在环模拟器连接起来，增加构造仿真力量，创建一个超级试验场或一个共同的训练战场，为未来的联合全域指挥控制（JADC2）做好准备。当LVC环境投入使用的结果就是飞行员训练更严格，敏感信息更安全，成本比传统空战训练更低廉。

2.用起来看着像比更精确重要在初始建设LVC环境过程中，建模仿真成果的积累不足和行业水平的参差不齐往往会阻碍LVC的发展，最后因置信度问题导致推进困难。毕竟在实装对抗环境下也无法准确模拟对手，何必在合成环境中为难自己。如果过于强调合成环境的准确性或公平性，也许是一种比武、考核的建设思路。体系化试训的任务自由度大于公平度，就像在美剧《西部世界》和游戏《侠盗猎车手》中给用户多种创建任务的手段和完成任务的选择。此外，训练覆盖的广度大于深度，重要的是训练面对复杂战场、多源威胁的应对能力。