澳门bet356·体育在线官网|何晓骁？美军现代空战环境仿真软件“MACE”特点分析

2024-10-31 12:55:01

据美军“现实－虚拟世界－结构”（Live－Virtual－Constructive，LVC）建模训练的总承包商立方体公司网站于2019年8月7日公布的公告，其防务业务部门和登陆作战空间建模公司（BSI）签订协议，联合开发LVC训练解决方案。BSI是仿真威胁环境和计算机兵力分解工具的领导者。根据协议，双方将把BSI的现代空战环境（ModernAirCombatEnvironment，MACE）统合到立方体公司的空中和地面训练产品中，以符合军方日益增长的在现实和简单战场环境中训练的市场需求。

MACE将获取多域计算机兵力分解，还包括仿真武器制导和升空、最先进设备的武器系统和基于物理的电磁波序建模。LVC环境作为未来主流的训练手段，为何不会顺位MACE？一、MACE概述BSI公司的MACE是一种美军用作联合作战、电子战训练和目标分解的计算机兵力分解／半自动分解（CGF／SAF）应用程序。

MACE容许用户配备平台、武器、环境的参数，以及雷达脉冲、扫瞄范围和波束特性等。反对分布式交互建模（DIS）体系结构，还包括建模管理、实体状态、杀伤评估和数据记录等，具备大规模和用户可拓展的登陆作战环境，需要限于于多种建模层级，特别是在在激战级具备极高的逼真度。

此外，MACE的视景系统能用作无人机系统和牵头近距提供支援的新增训练中。MACE可以仿真五代机（国内称之为第四代）平台，还包括较低可观测平台、有源和无源电子扫描阵列（AESA和PESA雷达）以及简单电磁环境的战场MACE经证书可用作美空军的分布式任务操作者网络（DMON），非常适合独立国家场景创立、任务预演和分布式任务仿真。凭借MACE强劲的数据记录模块，可以记录DIS网络上的数据并且动态加到标示，表明出有各类关键事件再次发生时间。近期版本的MACE早已重新加入了增强现实和虚拟现实技术。

增强现实镜头下的动态沙盘（美国登陆作战空间建模公司图片）二、MACE主要特点1．用户范围广MACE部署地点（美国登陆作战空间建模公司图片）MACE获得美空军分布式任务登陆作战（CAF－DMO）证书，享有800多个生产许可证。MACE目前应用于美空军A－10项目、第160特种登陆作战航空团（SOAR）、分布式任务登陆作战中心（DMOC）、分布式训练登陆作战中心（DTOC）、分布式训练中心（DTC）、任务打算登陆作战中心（MROC）以及100多套已部署和采购中的联合作战训练设备，还包括先进设备的空中国民警卫队牵头末端反击掌控员（JTAC）训练系统、牵头终端掌控训练和军事演习系统（JTCTRS）、JTAC／“战术空中控制组”（TACP）登陆作战仿真套件、美海军牵头虚拟环境（CAVE）等。此外，美空军研究实验室（AFRL）在其5米JTAC球幕以及牵头战区空地仿真套件中用于MACE展开空中提供支援登陆作战中心（ASOC）训练，并在其MQ－1“捕食者”／MQ－9“死神”无人机的综合网络登陆作战环境（PRINCE）中用于MACE。两个主要的MQ－9“死神”收成者训练系统最近也转换到了MACE（这两个项目之间总共有约100个系统）。

美军特种登陆作战司令部最近宣告，他们所有的模拟器将升级，用于MACE作为结构环境，还包括AC－130、MC－130和CV－22模拟器。MACE和MACE－EW都具备完全相同的信号分解能力。MACE－EW的区别在于还包括两个独立国家的全向接收机、方位显示器、一个仿真的ALE－50装载诱饵和一个仿真的USQ－113通信干扰机。

由于MACE－EW具备分解高保真雷达信号的建模能力，也被普遍用于独立国家的或可联网的电子战模拟训练。BSI为英国和澳大利亚获取了两个独立国家的电子战培训教室。此外，所有美国空军登陆作战系统军官（CSO）用于BSI仿真的电子战表明套件展开飞行中训练。

电子战表明套件（美国登陆作战空间建模公司图片）2．环境大、装备全MACE有成熟期的地理信息系统（GIS），用于了从OpenStreetmap全球栅格服务器和道路数据库，可以全球任何地点创立适合于训练和任务预演的场景。MACE是多线程的，可以获取很慢的视觉和空气动力学计算出来，反对动态、多机对付的较慢解算。MACE既反对数字地形高程数据（DTED）又反对天基雷达地形任务（SRTM）高程数据，还可以必要从一些最风行的商业图像生成器中加载高程以构建极为准确的武器效果，甚至可以超过子弹弹道建模的级别。

MACE反对DTED0－DTED3，以及30米和90米SRTM。地理信息图片（美国登陆作战空间建模公司图片）对雷达通视建模图（美国登陆作战空间建模公司图片）市场上大多数的不具备对付功能的CGF／SAF项目要么是由部队的分支机构专门研发的，要么是为明确装备专门研发的，MACE从源头上是一种标准化的登陆作战仿真的全装备范围软件，在联合作战和牵头防空仿真领域表现出色。MACE可以协助用户出局掉多种专用建模CFG，减少软件恐慌的问题。

软件实体模型库界面（美国登陆作战空间建模公司图片）3．简单电磁环境下的高强度对付仿真MACE可以仿真简单战场环境，还包括由预警机、地面雷达网和防空火力构成的一体化防空系统（IADS）。IADS可以从FalconView（4．0或更高版本）引入，也可以在MACE中创立，甚至可以以PCI格式引入确实的电子登陆作战命令（EOB），这是MACE与别的倚赖脚本或非常简单规则启动时雷达活动的建模软件的仅次于区别。

MACE还可以通过DIS仿真先进设备的第五代AESA和PESA雷达。每个传感器都被建模为脉冲级，由高保真发射器动态分解电磁波。

MACE仿真空对空和地对空导弹以及空对地武器模型和弹道。教员可以通过加到或移动威胁（还包括地空导弹系统和装备机载雷达和空对空导弹的飞机）来对场景展开动态动态输出。MACE用户界面使场景管理显得非常简单。

MACE容许用户加到和移除实体、新的读取武器、用于武器、转变环境因素、电子战以及继续执行各种数据分析功能，而会中断任何场景。在MACE中，对登陆作战空间中的每个传感器继续执行一个简单的算法。MACE问了大多数人对电子战建模的批评：传感器对目标否通视？目标否被防区外阻碍遮挡？如果不存在阻碍，传感器否“烧坏”了？在分辨率单元中有投入箔条？雷达否早已追踪其仅次于目标数量？目标否远超过了雷达距离方程确认的传感器仅次于范围，考虑到传感器的频率和目标的雷达光线横截面，而某种程度是非常简单的“仅次于范围”数字？雷达站是独立国家运营的，还是链接到IADS？节点否仍能与其上级或下级通信？目标否已分配给其他目标跟踪站？哪个目标最有威胁？所有在MACE中以视觉和听力呈现出的威胁雷达信号实质上都是由威胁系统的参数动态分解的，将各种扫瞄速率和模式精确地呈现出给用户。人工升空掌控界面（美国登陆作战空间建模公司图片）4．模型高保真雷达测距方程。

MACE还包括一个十分高保真的“目标模型”，用作登陆作战空间中的每个传感器，不足以让MACE运营脉冲级动态双向雷达距离方程。右图表明了目标追踪雷达（TTR）的视线分析，其中外圆回应涉及地对空导弹（SAM）的仅次于射程。左边的分析是由一个没充足数据来运营雷达测距方程的程序运行结果，其仍然伸延到仅次于射程。

在右图中，MACE的分析还包括地形和雷达距离方程，在这种情况下，不会在SAM的运动范围内产生容许。这种类似的分析针对的是雷达截面积为1平方米的目标。如果用于RCS较小的目标，左侧的图会转变，但右侧的MACE检测范围不会更加小。

雷达距离模型对比图，其中右图为MACE（美国登陆作战空间建模公司图片）基于能量的飞机气动模型。MACE用于基于能量的空气动力学模型展开飞机飞行中建模。单位剩下功率（Ps）是叙述飞机飞行中性能的主要因素。

当PS为正值时，飞机可以权利弯道、飞行高度或加快；当PS为负值时，飞机不得不滑行或低空或两者兼而有之。PS也可用作叙述飞机的包线，如果PS超过零，飞机既无法飞行高度也无法加快，因此飞机早已超过其最低或最低水平速度。当飞机机动时，根据在当前高度、马赫数和载荷的单位剩下功率，计算出来飞行高度亲率、扯转角和加速度。

随着飞机的高度、速度和载荷的变化，其能量状态也随之变化。能量模型大大地改版能用的不足功率，并调整其飞行高度亲率、扯转角和加速度，改版能量状态。基于能量的气动模型在仿真大量CGF时，在合理计算出来相似的飞机性能和受限的CPU用于之间是一个很好的均衡。最后的方程产生了一种比较非常简单的方法来研发包括适当参数（即发动机、重量、阻力、载荷系数、机翼面积、马赫数和动态压力）的数据表，以产生准确的PS数据。

单位剩下功率计算方法（美国登陆作战空间建模公司图片）MACE还包括限于于所有旋翼机的6维度模型、限于于所有地面、水面和水下平台的6维度水动力模型以及限于于较慢移动战斗机和较慢移动攻击型飞机的5维度基于物理的可飞行中模型。这些模型并非目的获取飞行中训练，而是建构一个“充足现实”的飞行中模型，用作仿真飞机对人在环飞行中对掌控输出的号召。在MACE中，您可以较慢地将一个实体从结构（计算机）掌控移往到虚拟世界（人在环）掌控，然后再行回到。

例如，一名白军操作员可以掌控并驾驶员一架F－16战斗机，以反对蓝军。这些模型可以应用于MACE的任何航空实体。MACE使用基于物理的空气动力学模型和制导模型展开导弹建模。导弹的力学特性就是指武器的发动机、阻力和重量中推论出来的。

武器发动机由发动机的质量流量和比冲计算出来。阻力由导弹的阻力参照面积、阻力系数（亚音速和超音速）、速度和飞行高度的大气条件计算出来。

当发射药自燃时，导弹重量增大。制导模型将使导弹的飞行中轨迹构成一个低抛掷、必要截击或低空剖面，同时将目标维持在导引头的框架范围内。

MACE还用于了一个基于物理的炸弹空气动力学模型。弹道飞行中轨迹由阻力和重量要求。

阻力由武器的阻力参照面积、阻力系数（亚音速和超音速）、速度和飞行高度的大气条件计算出来。武器的弯曲角度与它的飞行中轨迹相匹配。

弹道模型对于炸弹、火炮和子弹来说充足灵活性。5．软件扩展性好MACE具备构建测试和训练使能结构（TENA）的模块，可与靶场展开互操作，限于于LVC建模。任何MACE平台都可以是结构或虚拟世界的，用操纵杆可以对构造性实体展开人在环虚拟世界掌控。

LVC应用于示意图（美国登陆作战空间建模公司图片）MACE使用数据驱动的方式，用户可以加到或编辑自己的威胁数据，以及电子战先关参数。MACE还具备一个插件API，用作撰写自己的代码来拓展（VisualStudio2017）。

MACE同时用于分布式交互建模（DIS）标准的图像模块（CommonImageGeneratorInterface，CIGI），以便在3D登陆作战空间中呈现出实体。MACE还包括一个可观的实体库，还包括民用和军用飞机、地对空威胁、车辆、目标建筑物和人员。实体的例子还包括飞行中操控面、机械雷达运动、人的动作（如运营或照亮武器）和车辆掌控（如刹车灯和运动部件）。三、小结第一，MACE的用户界面设计十分友好关系，并且功能强大，不足以较慢的建构非常简单或简单的场景。

此外，还有极高的保真度、通用性和用户可扩展性。为了适应环境未来主流的“元神”与“实”结合的建模，BSI公司也在对MACE做到提高以提升在LVC环境中的互操作性。第二，MACE在美军和北约内普遍用于，并且软件递归升级迅速。在优化升级过程中获得了很多一线部队和军方机构的大力支持，利用实战经验完备建模工具。

第三，美军LVC训练总承包商立方体公司自由选择MACE作为其LVC建模中的“C”，有可能解释美军目前LVC建模训练中“结构”能力严重不足，也有可能解释“结构”在LVC中充分发挥的起到相当大。何晓骁先生已为《空天防务仔细观察》获取9篇专栏文章，如下表格：序号篇名公开发表日期1美军“安全性保密的现实－虚拟世界－结构高级训练环境”（SLATE）空战训练系统分析2019年1月4日2美军在五代机测试现实－虚拟世界－结构空战训练技术2019年1月23日3以色列自律研发空战训练系统2月28日4空战训练系统鼻祖——美国立方体公司3月20日5美军“牵头建模环境”的构成与建设发展4月15日6美军现实－虚拟世界－结构空战训练网络包含及发展规划4月24日7空战训练中电子战威胁仿真专家——莱昂纳多DRS公司6月3日8美军分布式的建模训练及“虚拟世界旗”军演情况分析6月24日9美军现代空战环境建模软件“MACE”特点分析（即本篇）8月20日有兴趣的读者，可页面涉及文章的“篇名”读者原文。

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