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运筹学、情报分析与目标选择:二战战略轰炸的几个侧面

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发表于 2019-10-18 09:00:09 | 显示全部楼层 |阅读模式

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作者:菲利普•迈林格(Phillip S. Meilinger)
翻译:李昭辉
原文发表在2010年6月刊的美国《空军》杂志(AIR FORCE Magazine)
来自空军之翼

  译者注:本文原文发表在2010年6月刊的美国《空军》杂志(AIR FORCE  Magazine)上,原作者是菲利普•迈林格(Phillip S.  Meilinger)。迈林格是一名退役的空军飞行员,拥有30年的服务经历,还获得了密歇根大学的军事历史学博士学位。迈林格撰写过7本书和80多篇军事文章,他的最新著作是《休伯特•哈蒙:飞行员、军官和空军学院之父》(Hubert  R. Harmon: Airman, Officer, and Father of the Air Force Academy)。译文所配图片有改动。
  “在第二次世界大战的窘境中,酝酿出了运筹学的起源。”
背景概述
  无论在美国还是在英国,其空中力量在第二次世界大战之前的军事学说都要求对敌人的工业中心进行战略性的大规模轰炸。这是一种“基于信仰”的理论,缺乏证据的支持。由于在1939年之前很少有国家进行过战略轰炸,所以事情最终并未像人们预先计划的那样进行。对飞行员们来说,运用这套全新的武器系统意味着总是会出现意想不到的情况。
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第359轰炸中队的一架B-17轰炸机(俯视图)
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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:10 | 显示全部楼层
  那么,英美两国空中力量的指挥官们是如何应对的?
  首先,他们意识到一些关于战术、流程和因果关系的最基本的问题仍然需要找出答案。例如,你该如何破坏铁路运输系统?或者是,哪种尺寸和类型的炸弹最适合轰炸炼油厂以迫使其停工?为了最大限度地提高轰炸的准确性,同时最大限度地减少敌人防空火力的威胁,什么样的轰炸机编队才是理想的?
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在第二次世界大战期间的一次轰炸任务中,第547轰炸中队的B-17轰炸机正在投弹

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:11 | 显示全部楼层
  在此之前,这类问题从未被真正地提出过,原因很简单:没有空中武器可用来攻击这些目标。要解决这些特殊的问题,就需要一门崭新的学科,即运筹学。从本质上讲,运筹学就是利用科学和数学方法研究军事行动,目的是使行动更有效率。
  运筹学这一理念首先在第一次世界大战中经受了考验,当时英国科学家被海军部召集起来,帮助提出减少德国潜艇威胁的方案。然而,在战争结束后,这门学科基本上就被人们遗忘了。科学家们回到了他们的私人生活和学术活动中,军官们则忙于处理其他事务。
  第二次世界大战的爆发很快再次明确了对运筹学这门学科的迫切需求。1940年,英国皇家空军开始将科学家和其他专家派遣到其主要的作战司令部中;1941年秋天,这些科学家被组织成了一个个运筹学部门,每个部门都对其所在单位的指挥官负责。这些运筹学部门的主要成员包括科学家和工程师,其他工作人员则是些经受过“以量化思维进行思考”的训练的人员。
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二战期间盟军的运筹学研究人员合影

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:12 | 显示全部楼层
  运筹学部门研究的问题主要是战术或技术问题,如怎样最有效地利用航空照相侦察、伪装措施、机载雷达、探照灯、无线电和雷达等。也许更重要的是,他们也开始研究战略轰炸的有效性。具体而言,运筹学研究人员试图回答英国皇家空军的轰炸机对德国进行轰炸时产生的一系列问题,然后找出提高投弹准确性和有效性的方法,并降低机组人员的伤亡风险。
  1941年,英国皇家空军轰炸机司令部在夜间定位要空袭的城市时遇到了困难,这些困难导致了一系列雷达和无线电辅助设备,如“羁”(Gee)导航设备、“双簧管”(Oboe)导航系统和“硫化氢”全景机载雷达(H2S)的诞生。运筹学研究人员将对这些方法进行测试和评估,并对这些导航和定位技术进行改进。
  随着时间的推移,这些辅助设备也变得越来越有效:1942年年初,只有不到25%的炸弹落在距目标3英里(约4.83千米)的范围内;而到战争结束时,这一数字已上升至95%,其中50%的炸弹落到了距瞄准点1英里(约1.61千米)左右的范围内。
  二战期间,美国陆军航空队的轰炸机主要是排成庞大密集的编队飞向目标。英国皇家空军轰炸机司令部的夜间轰炸机却不这样做,相反,他们更倾向于排成长长的队型(通常延伸超过100英里,约160千米),单独一架一架地飞临目标空域进行轰炸。运筹学研究表明,与机组人员的直觉相反,应该增加飞临目标上空的轰炸机数量。
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一支庞大的B-17轰炸机编队从天空中飞过。运筹学将科学元素注入到了轰炸艺术之中
  运筹学家们通过计算得出,飞机在空中发生碰撞的概率非常小,平均每小时不超过一起;而飞在下面的飞机被上面某架飞机的炸弹击中的可能性更是微不足道。这些计算结果打消了机组人员的恐惧,因此飞临目标空域的轰炸机集中度从每分钟不足10架飞机逐渐增加到了每分钟30架。

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:13 | 显示全部楼层
确定轰炸精度
  类似的,运筹学人员确定,在目标上空采取规避机动这种行为是“毫无意义的”。虽然快速改变航向和飞行高度可能会让机组人员感觉更好,但这对降低飞机被击中的概率而言没有任何帮助。更糟糕的是,空中机动增加了发生碰撞的概率,同时降低了投弹的准确性。
  更有甚者,如果由此导致轰炸精确度太差而需要重新空袭,那么机组人员被击落的风险实际上会因为采取了“规避机动”而增加。总而言之,机组人员被告知,要咬紧牙关,克制住内心的恐惧,保持飞机笔直和平稳地飞行,并将他们的炸弹扔到目标上,这是保证他们能活下去的最佳方法。
  美国的运筹分析人员大量借用了其英国同行的经验。1942年9月,新任第8航空队指挥官伊拉•克拉伦斯•埃克少将建立了一个用于研究轰炸准确性和损失率的运筹学分部。大约在同一时间,陆军航空队指挥官亨利•“哈普”•阿诺德上将在华盛顿成立了由数学家、律师、物理学家、工程师(甚至还有一位建筑师)组成的“运筹分析师委员会”(Committee  of Operations  Analysts,COA)。该委员会及其在第8航空队的分委员会审查的问题与英国皇家空军轰炸机司令部下属的运筹学分部所研究的类似。他们的首要任务是确定美军轰炸机的轰炸精度,然后提出改进方法。
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对德夜间战略轰炸

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:14 | 显示全部楼层
  通过使用在炸弹下落过程中自动拍照的相机,运筹学研究人员发现,天气条件越好,轰炸的准确性越高,这一点似乎并不让人感到意外。因此,辅助轰炸的电子设备就显得至关重要了,因为德国上空的天气通常很糟糕。然而,无论使用何种类型的无线电或雷达辅助设备,其精度始终赶不上在好天气下进行的目视瞄准轰炸。截至1944年10月,第8航空队在目视瞄准轰炸中,41.5%的炸弹会落在距离瞄准点1000英尺(约305米)的范围内;相比之下,仅使用无线电或雷达辅助设备的话,精度将下降到可怜的5%。
  与英国皇家空军轰炸机司令部一样,美军的运筹分析人员也解决了许多具体问题,包括航程延伸、战术编队、炸弹重量和引信、燃烧弹的效用,以及最佳的打击任务规模。其中,一个典型的问题是确定敌方战斗机与防空高射炮兵的相对威胁程度。经过对机组成员的广泛走访,特别是那些被击落并活下来的机组人员的证词,运筹分析人员发现,落后的飞机情况最糟糕:每当有1架轰炸机从飞行编队中脱离时,几乎立刻就会有6架敌人的战斗机扑上去。然而,一旦轰炸机被防空火力击中,其通常都会从飞行编队中脱离出来。具体而言,一旦飞机发动机被高炮炮弹击中并开始起火,就会导致飞机失去动力,退出飞行编队,成为一架落后的飞机。解决方法是在易受攻击的发动机周围安装防护装甲,以减少防空高射炮的伤害,从而减少落后飞机的数量和敌方战斗机给己方造成的损失。
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一场战斗结束后,地勤人员正在检查这架轰炸机的受损情况

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:15 | 显示全部楼层
  运筹学分析人员考虑的另一个问题涉及轰炸准确性。在研究了无数张空袭照片之后,分析人员确定,与标准的轰炸流程和普遍的看法相反,如果整个轰炸编队在领航机投弹时立即跟着开始投弹——而不是让每架轰炸机选择自己的炸弹落点,那么轰炸的准确性将大大提高。
  在战争爆发之前,这些技术问题并未被完全忽视,但许多结论后来被证明是荒谬的。例如,某所学校在1938年的轰炸教材中就指出,100磅(约45.4千克)重的炸弹“对摧毁普通工厂或仓库特别有效”。然而,这种小型炸弹在实战中被证明是无用的。
  正是由于存在战前种种混乱的思想,因此运筹学对盟军战略轰炸战役的成功可谓是至关重要。盟军一些顶级的空军指挥官认识到了这一点,并给予科学家们全力的支持,不过也面临着其他问题:理论分析和相关学说假设,对敌人的工业基础设施进行战略轰炸会产生决定性的结果,其会削弱并最终击垮敌人的抵抗意志和能力。然而,这是个涉及“(敌人的)信心”的问题,这类问题很难用“科学”来研究。
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低空轰炸普洛耶什蒂油田的B-24轰炸机
  运筹学研究为指挥官和战争规划人员提供了如何最好地摧毁敌方基础设施的具体要素的指导,但更大的问题依然存在:摧毁炼油厂或铁路编组站对赢得战争或击垮敌人的意志和能力这一总体目标有什么影响?简单来说,你知道如何摧毁工厂并不一定意味着你应该摧毁它。运筹学可以告诉空中力量指挥官如何正确地击中目标,但他们现在需要知道的是哪些才是需要打击的正确的目标。

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:16 | 显示全部楼层
情报搜集
  为了解决这个问题,英美空中力量的领导者们必须从运筹学分析转向更高的抽象层次。空军人员意识到,他们并不清楚地了解经济是如何运作的。毕竟,像海上封锁和水面破袭之类的海战一样,战略轰炸和它们都是经济战的一种形式。但如果你不确定经济是如何正常运作的,你怎么知道采取什么举措才会让敌国的经济运作失败呢?
  战术学校的军官们之前曾意识到过这个问题,并在20世纪30年代首次进行了研究现代工业化国家经济运作的初步尝试。然而,美国陆军部禁止搜集外国的经济情报,因此在1936年,战术学校的学员和教官们研究了美国东北部的工业基础设施。通过调查,他们得出了这样的结论:在合适的位置投下100枚炸弹可以干掉该地区75%的发电能力;其他目标包括铁路线、燃料储存库、钢铁厂、食品配送和保护设施,对这些设施展开空袭的结果是将使经济运行瘫痪。
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美军第8航空队摧毁了施韦因富特约75%的滚珠轴承产能,并给当地的工业、铁路和城市社区造成了严重破坏

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:17 | 显示全部楼层
  这听起来颇有前景,虽然其在实践中被证明过于乐观。也正是因为如此,当战争爆发后,美军的空战规划人员呼吁工业家们研究德国经济。他们还造访了战前曾在德国投入过巨资的纽约金融机构。这些银行拥有工厂蓝图、生产计划以及其他与德国经济有关的重要数据。利用这些情报,再加上英国提供的情报以及对美国工业的了解,美军的战争规划人员预测了哪些特定的体系最重要,也最脆弱。
  更重要的问题是在获得了基本经济和工业数据后出现的:如果你能够打掉一个国家的铁路网的一部分,那么对整个敌国的经济会产生什么样的影响?简而言之,空中力量指挥官和规划人员对确定他们开展的轰炸行动的经济影响非常感兴趣。
  空勤人员们是如何解决这个问题的呢?他们雇佣或征召了数百名男女担任情报收集者和分析员,这些人都具有商业、金融、科学、工程和法律背景。这是一个缓慢的过程,直到1939年,美国陆军的整个G-2情报部门只有22人(译者注:G是美国陆军部门的代号,如G-1是人事,G-2是情报,G-3∕5∕7为作战,G-4为后勤,G-8为财务,等等)。尽管G-2情报部门在迅速扩张,但几百名新雇员在情报搜集或分析方面几乎没有任何经验。
  幸运的是,英国人提供了很多帮助。英国经济战部早在战争初期就设立了一个情报部门,负责整理和分析经济情报。当美国参战并且第8航空队于1942年开始部署到英国的空军基地时,埃克少将呼吁建立一个类似的咨询机构。其结果是,成立了一个专门研究敌人目标的单位,直接隶属于第8航空队总部。该单位由文职经济学家和律师组成,他们的工作是提供对指定目标的详细分析,包括某个行业中特定工厂的重要性、这些工厂的脆弱性以及空袭后恢复所需的时间。
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第8航空队指挥官伊拉•克拉伦斯•埃克将军(照片中他的军衔还是准将)呼吁建立一个专门研究敌人目标的单位,其任务是提供对指定目标的详细分析

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 楼主| 发表于 2019-10-18 09:00:18 | 显示全部楼层
  对于前述最后一项分析,英国人专门建立了一个名为“RE8”的分部,该分部几乎专注于轰炸毁伤评估。到1943年中期,美国人加入了RE8,之后还向皇家空军轰炸机司令部和第8航空队提供了详细的轰炸毁伤评估情报。由于从飞行高度较高的飞机上拍摄的照片难以评估对地面目标造成的损害,再加上德国方面企图隐蔽目标和故意误导盟军的分析师,因此人们很快就发现,像现在的许多学问一样,轰炸毁伤评估既是一门科学也是一门艺术。
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1943年10月14日的轰炸结束后,外国劳工正在VKF公司二号工厂内清理受损的铣床
  尽管付出了所有这些努力,关于战略轰炸的基本问题仍然没有得到答案或存在争议。例如,在1944年年初,登陆诺曼底的计划人员还在考虑,如何最有效地使用重型轰炸机来支援登陆行动。

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