训练严格、装备精良是各军事强国的名片。军事实力除了建立在先进作战装备的基础上，也依赖于训练技术和训练装备的有力支撑。航空装备的“灵活敏捷”以及“相对昂贵”这两个特点，给实战化训练所需的场地建设、威胁复杂、导调控制提出了一定挑战。美空军在实战化训练方面的起步早、发展快，除了每年度开展系列演习演训活动甚至有时用实战补充训练以外，还投入资金用于提升综合测试和训练基础设施。对于涉及到复杂场景和联合战术的“高级”训练，将逐步迁移到虚拟环境以满足多方面的约束要求。

一、美空军虚拟环境建设总体要求

2017年9月，美空军发布了《空军2035年作战训练基础飞行计划》，该计划描述了美空军对实装训练和虚拟训练环境的愿景，确定了相关资源和使用需求的优先次序，并为获取能力需求制定一条时间线。一方面强调了“高级”训练能力必须跨越多代飞机和相关训练系统，能够连接到虚拟环境中进行高保真测试和训练，提高分布式训练网络能力和互操作性。另一方面强调了系统工程思想和开放式系统架构要求。

1.明确开放式系统的顶层要求

《空军2035年作战训练基础飞行计划》将开放系统架构定义为一种标准，描述了分布式数据处理系统的分层层次结构或模型：

（1）使系统的设计、开发、安装、操作、改进和维护等操作能在多层级结构中的一层或多层中执行；

（2）允许每个层级提供一组可访问的功能，这些功能可以由其上一层级控制和使用；

（3）使每个层级都能在不影响其他层级的情况下实现；

（4）在不改变其余层级现有设备、程序和协议的前提下，允许通过修改一层或多层来改变系统性能。

美空军2035年作战训练基础飞行计划的13个主要内容

2.作战测试和训练基础设施计划

美空军空中作战司令部（ACC）在《空军2035年作战训练基础飞行计划》指导下提出了作战测试和训练基础设施（OTTI）计划，将其作为未来训练概念的一部分。OTTI目标提高利用训练相关基础设施和系统改进的能力，在建模仿真领域包含了联合仿真环境、模拟器分布式训练、通用模拟器架构、相关政策这几大任务。

美空军认为在虚拟环境中进行训练，在数据方面有以下两方面优势：一方面是在没有实装训练带来的安全约束后，虚拟环境训练产生的数据准确性更贴近实战。另一方面是在虚拟环境训练可以产生并记录关于飞机和飞行员能力更详细、更全面的重要数据。

2021年空军作战集成能力目标提倡在OTTI基础上单独提出了虚拟OTTI，并让两者采取统一的方法，使空军能够将更多训练从真实世界转移到虚拟世界，缩小测试和训练差距。事实上，虚拟OTTI也是《2023年计划目标备忘录》中提到的十大关键能力之一。

美军模拟器建设发展情况总结（截至2022财年）

二、模拟器通用体系架构要求和标准

1.背景和目标

为落实虚拟OTTI工作，美空军装备司令部全周期管理中心敏捷作战支持局模拟器项目办公室（简称AFLCMC/WNS）在牵头组织空战模拟器通用体系架构要求和标准（SCARS）计划。AFLCMC/WNS负责采购、运营和维护美空军分布在世界各地数千台不同类型模拟器。尽管美空军每年都会采购新的模拟器，但历史上模拟器的采购上往往与飞机研制没有强相关。通常，当前模拟器的合同会对硬件和软件、体系结构、设计文档以及网络安全提供“过时”约束条件。虽然模拟器利用不断改进的技术，但一些设备已经有40年的历史，并非所有系统都是数字化的。许多遗留模拟器的架构和设计，早于基于模型的系统工程（MBSE）的理论出现。

SCARS是为历史上独立发展的模拟器建立标准化技术基线，并从OTTI的角度扩大其可访问性。SCARS计划将开发一个通用架构，整合和标准化美空军的飞行模拟器，并目标在分布式、网络化和网络安全方面取得进一步突破。在标准规范和通用应用程序、软硬件的支持下，使美空军能够将模拟器连接在一起，简化远程软件更新和信息的快速分发，最终构建丰富训练环境和实现多域联合训练。

SCARS计划获批9亿美元的最高限额，截至到2030年6月，是一项长期持续性工作，用10年时间逐步建立美空军模拟器开放架构。美空军将使用新的通用架构对分布在300个站点的大约2400台模拟器进行更新。当前的阶段任务要求以A-10和KC-135模拟器为试点，用新标准完成9个站点的升级。CAE美国公司在收购了L3公司仿真和训练业务后，成为美空军模拟器通用体系架构要求和标准（SCARS）计划的主承包商。

2.SCARS的三个主要阶段及其标志物