2021年1月報道，美空軍表示其聯(lián)合仿真環(huán)境（JSE）正在建設過程中，盡管技術方面的挑戰(zhàn)依然存在，但已經(jīng)實現(xiàn)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(lián)合仿真環(huán)境建設中存在兩個主要的挑戰(zhàn)：一是在安全的網(wǎng)絡環(huán)境中連接模擬器，并需要確保它們能用最新的作戰(zhàn)飛行程序（OFP）進行更新，這是使聯(lián)合仿真環(huán)境能完成使命任務的核心技術；二是開發(fā)聯(lián)合仿真環(huán)境中使用的數(shù)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(lián)合仿真環(huán)境計劃于2023年實現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力。

一、美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境總體情況

復雜、多域作戰(zhàn)能力的發(fā)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(zhàn)。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(lián)合仿真環(huán)境。

1、發(fā)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(lián)合仿真環(huán)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(jīng)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(lián)隊）。空軍試驗鑒定辦公室（AF／TE）要求第412試驗聯(lián)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(fā)和部署聯(lián)合仿真環(huán)境，使其具備初始作戰(zhàn)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(lián)合仿真環(huán)境緊密聯(lián)系，美海軍目前建設的該環(huán)境由美海軍、美空軍和情報機構聯(lián)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(lián)合仿真環(huán)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(lián)合仿真環(huán)境的建設工作。內利斯空軍基地的聯(lián)合仿真環(huán)境將專注于作戰(zhàn)試驗以及高端戰(zhàn)術和訓練，而愛德華茲空軍基地的聯(lián)合仿真環(huán)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(lián)合仿真環(huán)境（美空軍圖片）

2、總體目標

美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境能力的總體設想是提高開發(fā)和作戰(zhàn)試驗的質量和效率，為跨平臺高級訓練和戰(zhàn)術發(fā)展提供可靠、安全的環(huán)境，通過多保真度試驗和能力論證，提高裝備體系規(guī)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(xiàn)有露天試驗場限制，包括系統(tǒng)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(xiàn)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(lián)合仿真環(huán)境內的其他公共服務系統(tǒng)和盟友互操作，以及對其他所需模擬環(huán)境的擴展；（4）具備國際試驗和訓練／實驗的條件。

二、美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境需求論證

威脅的升級、技術的進步、信息為中心的戰(zhàn)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(tǒng)的試驗和訓練需要。美空軍聯(lián)合仿真環(huán)境需求開發(fā)工作主要涉及三個領域：（1）現(xiàn)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(xiàn)有露天試驗場的試驗限制

聯(lián)合仿真環(huán)境試圖通過開發(fā)虛擬試驗場來消除或限制這些約束，以在試驗系統(tǒng)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(guī)模的作戰(zhàn)中針對空中、地面威脅或綜合防空系統(tǒng)交戰(zhàn)、使用遠程武器、機動中驗證作戰(zhàn)概念或技戰(zhàn)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(huán)境。（3）電子戰(zhàn)限制包括用數(shù)字格式實時復制復雜的電子戰(zhàn)環(huán)境。通過使用復雜的全數(shù)字信號來實現(xiàn)電磁環(huán)境的仿真，將使模擬環(huán)境能夠短周期、低成本擴展環(huán)境，更好呈現(xiàn)出現(xiàn)代戰(zhàn)場的復雜電磁環(huán)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(zhàn)信號，而且包括敵我識別和話音無線電信號，可能與商業(yè)頻譜相鄰，導致意外的電磁泄漏。（5）作戰(zhàn)限制妨礙了任務效果呈現(xiàn)和殺傷鏈中的交戰(zhàn)環(huán)節(jié)，即限制了在有人系統(tǒng)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(zhàn)，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(tǒng)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(xié)同。聯(lián)合仿真環(huán)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(zhàn)場密度／復雜性：聯(lián)合仿真環(huán)境需要能夠產(chǎn)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(tǒng)（SUT）與之交互。

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

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

（4）未來殺傷鏈：聯(lián)合仿真環(huán)境須具有測試殺傷鏈的能力，覆蓋發(fā)現(xiàn)、鎖定、跟蹤、瞄準、交戰(zhàn)和評估（F2T2EA）全流程。

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

（6）自主化的試驗：未來的作戰(zhàn)系統(tǒng)將繼續(xù)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(lián)合仿真環(huán)境可以在試驗環(huán)境中提供動態(tài)變化的天氣條件。天氣條件將非成像和成像傳感器、網(wǎng)絡和節(jié)點相關聯(lián)。

（8）電子戰(zhàn)：聯(lián)合仿真環(huán)境可以避免露天試驗場上的電子戰(zhàn)問題。聯(lián)合仿真環(huán)境的電子戰(zhàn)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(yè)頻譜。

（9）數(shù)據(jù)安全性：當各種程序在一個共同的作戰(zhàn)空間內互用時，聯(lián)合仿真環(huán)境必須解決安全問題。