異曲同工

溫杰

3月5日，美國克拉托斯公司研制的XQ-58A“戰(zhàn)神”（Valkyrie）無人駕駛驗證機在亞利桑那州的尤馬試驗場發(fā)射升空，持續(xù)飛行了76分鐘后，成功完成了首次飛行，標(biāo)志著美國空軍“忠誠的僚機”（Loyal Wingman）作戰(zhàn)概念朝著現(xiàn)實邁出了重要的一步。

無獨有偶。此前一周，波音公司剛剛在澳大利亞阿瓦隆航展上首次公開展出了“空中力量協(xié)作系統(tǒng)”（ATS）全尺寸模型。幾乎一夜之間，“忠誠的僚機”成為軍事強國積極打造新的空戰(zhàn)利器和尋求未來空戰(zhàn)樣式的代名詞，吸引了各大防務(wù)承包商紛紛涉足，一種完全不同以往的作戰(zhàn)理念正在逐步浮出水面。

戰(zhàn)術(shù)理念浮出水面

美國最早提出“忠誠的僚機”概念，并資助相關(guān)研制項目，大力發(fā)展可以改變當(dāng)前空戰(zhàn)游戲規(guī)則的核心技術(shù)，希望可以將無人僚機派遣到防御嚴密的空域，減少昂貴的有人駕駛作戰(zhàn)飛機所面臨的風(fēng)險。

美國國防部認為，在大國競爭的背景下，潛在對手已投入數(shù)十億美元用于升級地空導(dǎo)彈組成的防御網(wǎng)絡(luò)，這使得美國和盟國在發(fā)生戰(zhàn)爭時更難以進入其領(lǐng)空，即使是F-35等具備隱身的第五代戰(zhàn)斗機也是如此。更重要的是，潛在對手通過發(fā)展射程更遠的反艦導(dǎo)彈，有可能將美國航母逼至遠離其海岸的海域，這增加了有人駕駛戰(zhàn)斗機的飛行距離，提升了攻擊風(fēng)險。

無人僚機的研制與發(fā)展是美國空軍實驗室（AFRL）在“忠誠的僚機”概念基礎(chǔ)上取得的一個階段成果。這個概念是將第五代戰(zhàn)斗機與無人機組合搭配成一個編隊，借助五代機的作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點角色，充分發(fā)揮無人機機動性好和火力充足的優(yōu)勢，從而大大增強二者在空戰(zhàn)中的致命殺傷能力。

AFRL采用了“分布式協(xié)作系統(tǒng)”一詞來反映“如何將平臺的決策和能力提高到一個新的水平”。這一術(shù)語表明，作戰(zhàn)平臺可以與編隊中的其它平臺協(xié)同作戰(zhàn)。重要的是，這些平臺不管是有人駕駛的戰(zhàn)斗機，還是無人平臺，都能有效地執(zhí)行所賦予的作戰(zhàn)任務(wù)。

作為分布式協(xié)作系統(tǒng)研究的第一步，AFRL在2015年夏天正式啟動了“忠誠的僚機”概念研究，向航空工業(yè)部門發(fā)布了一份需求信息。這份需求信息要求，各種自主技術(shù)應(yīng)該可以有效地增強美國空軍未來在對抗和拒止環(huán)境下的作戰(zhàn)行動和能力，而且這些技術(shù)還能夠無縫地將飛行員及其駕駛的戰(zhàn)斗機與具備自主作戰(zhàn)能力的無人機實現(xiàn)有效集成，可以作為一個編隊協(xié)同作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)效能。

克拉托斯公司的BQM-167A靶機成為LCASD計劃的發(fā)展起點

2016年5月，AFRL公開了XQ-222設(shè)計方案

克拉托斯公司在2017年的巴黎航展上展出了UTAP-22無人機

這種作戰(zhàn)理念是希望在大多數(shù)危險環(huán)境下，無人僚機可以在一架戰(zhàn)斗機前面扮演突防角色，承擔(dān)發(fā)現(xiàn)、摧毀目標(biāo)的任務(wù)，從而有效保證第五代戰(zhàn)斗機遠離危險境地。值得注意的是，這份需求信息還要求無人僚機應(yīng)攜帶更多機載武器，可以充當(dāng)?shù)谖宕鷳?zhàn)斗機的飛行彈藥庫，由飛行員控制攻擊空地目標(biāo)。

克拉托斯先拔頭籌

正是在這種思路下，AFRL著眼降低作戰(zhàn)成本，秘密啟動了“低成本可消耗的攻擊無人機系統(tǒng)驗證”（LCASD）計劃，設(shè)計一種飛行速度更快、生存力更強的無人機，單機成本低于300萬美元，重點針對被敵方先進地空導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機嚴密封鎖的空域。

在LCASD計劃的最初方案評估階段，洛馬和波音公司等7個工業(yè)團隊先后提交了各自的設(shè)計方案。出乎預(yù)料的是，名不見經(jīng)傳的克拉托斯防務(wù)與安全解決方案公司（簡稱克拉托斯公司）的XQ-222設(shè)計方案在2016年7月贏得了價值4080萬美元的LCASD計劃驗證合同。

在參與LCASD計劃投標(biāo)之前，克拉托斯公司基于多年研制和生產(chǎn)靶機的經(jīng)驗，自行投入大量資金，首先將BMQ-167A靶機改裝為一種無人戰(zhàn)術(shù)空中平臺（UTAP），命名為UTAP-22型無人機。2015年底，第一架原型機首飛，并通過一系列試飛驗證，積累了一些關(guān)鍵技術(shù)。

UTAP-22無人機采用渦輪噴氣發(fā)動機，可以0.91馬赫的速度爬升至15000米高空，最大航程達2600千米，續(xù)航3小時。它在每側(cè)機翼上設(shè)有外掛點，可攜帶45千克載荷，同時還可在機身內(nèi)部攜帶159千克有效載荷。該平臺還配備戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，可以與其它武器系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，以及與有人駕駛飛機一起飛行。該無人機采用降落傘系統(tǒng)，可降落在陸地或海上。

2016年，UTAP-22參加了美國海軍的演習(xí)。從飛行測試結(jié)果來看，UTAP-22原型機表現(xiàn)非常出色。在2017年7月至9月，該機參與了多次重大演習(xí)，完成了多項驗證任務(wù)，包括有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)能力和使用最新的任務(wù)有效載荷。

根據(jù)LCASD計劃的合同，克拉托斯公司需要設(shè)計、研制、交付、驗證和測試一種技術(shù)基準(zhǔn)平臺，為發(fā)展一種高速、遠程、低成本、有限壽命的攻擊型無人機系統(tǒng)鋪平道路。隨后，該公司將XQ-222重新編號為XQ-58A，綽號為北歐神話中的“戰(zhàn)神”（Valkyrie）。

美國空軍表示，XQ-58A驗證機的研制目標(biāo)包括通過發(fā)展更好的設(shè)計工具，從而更快地設(shè)計制造無人機系統(tǒng)，同時利用成熟商業(yè)制造工藝縮短制造時間和減少成本。

方案設(shè)計化為現(xiàn)實

XQ-58A驗證機成功首飛，充分表明了克拉托斯公司的發(fā)展?jié)摿?。美國空軍公開表示，對克拉托斯公司的研制工作非常滿意，正在按照進度推進，沒有超出預(yù)算。

從總體設(shè)計上看，XQ-58A是一種高亞音速噴氣式無人機，機長9.14米，翼展8.23米。它采用了獨木舟式的機身、中等后掠機翼和雙垂尾，裝一臺威廉姆斯國際公司的FJ-33渦扇發(fā)動機，最大航程超過4800千米，最大飛行速度達到0.85馬赫，略低于AFRL要求的最大速度。XQ-58A采用全動尾翼，可以實現(xiàn)大迎角機動，在瞬息萬變的戰(zhàn)場上規(guī)避來襲導(dǎo)彈的獵殺。

為了增強生存能力，XQ-58A采用了一些隱身設(shè)計，如進氣口在機身上部，可以有效遮蔽防空雷達的探測，同時在機身內(nèi)部設(shè)計有一個任務(wù)載荷艙，可以攜帶545千克的武器。根據(jù)任務(wù)需要，未來的生產(chǎn)型無人僚機可以在每側(cè)機翼下分別攜帶一枚270千克的小直徑炸彈。

最初的XQ-222縮比模型在風(fēng)洞內(nèi)接受測試

美國空軍設(shè)想XQ-58A無人僚機用于突破防空系統(tǒng)

更重要的是，XQ-58A級別的無人機由于尺寸小，可以由載機攜帶到空中，在預(yù)先規(guī)劃的空域?qū)嵤┛罩邪l(fā)射，而且采用了可以控制的降落傘，可以在提前決定的任何地方實現(xiàn)回收。

從作戰(zhàn)使用來看，未來的XQ-58A不會單獨作戰(zhàn)，而是協(xié)同F(xiàn)-35等有人戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)。2018年3月，AFRL公布了一段視頻，一架F-35A控制著6架無人戰(zhàn)斗機編隊突防，在飛行員發(fā)現(xiàn)敵方防空系統(tǒng)的地空導(dǎo)彈陣地后，立即發(fā)出指令，由無人僚機對目標(biāo)實施攻擊。這一場景似乎充滿了科幻色彩，但從AFRL正在實施的“忠誠的僚機”發(fā)展工作來看，這項有可能顛覆傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式的前沿技術(shù)已經(jīng)基本成熟。

克拉托斯公司制造了3架驗證機，其中一架交付給AFRL，用于飛行試驗，另外兩架則在生產(chǎn)廠內(nèi)用于測試。據(jù)美國空軍官方報道，3月5日，XQ-58A從滑軌上借助火箭發(fā)動機助推起飛，在空中持續(xù)飛行了76分鐘，最后以降落傘方式回收，正式拉開了飛行試驗的序幕。接下來，克拉托斯公司將按計劃分兩個階段實施5次飛行試驗，目標(biāo)包括評估系統(tǒng)功能、空氣動力學(xué)性能以及發(fā)射和回收系統(tǒng)。

從防務(wù)領(lǐng)域來看，克拉托斯公司在獲得研制合同后的兩年半時間就開始飛行測試可以看作是一次至關(guān)重要的策略變化，因為這家靶機制造商希望從當(dāng)前的靶機業(yè)務(wù)領(lǐng)域擴張到大型戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)（UAS）的市場。該公司希望以200～300萬美元的單價出售數(shù)百或數(shù)千個無人機系統(tǒng)。

然而，從市場的角度，潛心研制無人僚機技術(shù)多年的洛馬公司和波音公司依然虎視眈眈，不會輕易拱手讓出這一新興市場，正在繼續(xù)優(yōu)化和完善各自的投標(biāo)方案，加快推出原型機，力爭在“忠誠的僚機”計劃進入到型號發(fā)展階段時，贏得美國空軍的青睞。

洛馬公司并未停步

目前，不只是美國空軍，美國國防部的多個部門和機構(gòu)都表示出對可消耗無人機的濃厚興趣，DARPA和美國海軍也一直在修改各自的概念。因此，洛馬公司盡管錯失了LCASD計劃的合同，但認為自行研制的無人僚機仍然有機會贏得多個潛在機會。洛馬公司旗下的臭鼬工廠在過去十年里一直致力于發(fā)展和成熟各種自主飛行控制系統(tǒng)，嘗試在無人戰(zhàn)斗機（UCAV）和有人駕駛戰(zhàn)斗機之間實現(xiàn)協(xié)同編隊。

2017年4月，臭鼬工廠通過一架F-16戰(zhàn)斗機，完成了AFRL支持的一系列“突襲者”（Have Raider）技術(shù)測試，驗證了經(jīng)過優(yōu)化的自主飛行算法的有效性。在飛行驗證期間，模擬UCAV的F-16試驗機在空對地打擊任務(wù)中能夠快速、自主地應(yīng)對和適應(yīng)不可預(yù)見的障礙和威脅，同時仍然完成了預(yù)定的模擬任務(wù)。該機自主地與一架長機編隊飛行，并執(zhí)行了地面攻擊任務(wù)，在任務(wù)完成后自主地重新與長機匯合。這些功能與洛馬公司研制的自動防撞系統(tǒng)密切相關(guān)，可以很好地協(xié)調(diào)F-16戰(zhàn)斗機和模擬UCAV的F-16試驗機之間的編隊，確保安全。

同年8月，領(lǐng)導(dǎo)臭鼬工廠低成本可消耗飛機（LCAA）研制團隊的項目經(jīng)理喬·波科拉在接受美國《航空周刊》采訪時透露，洛馬公司專注于一種采用高效渦扇發(fā)動機作為動力的高亞音速無人機方案，其任務(wù)航程超過4000千米。這種無人機為可重復(fù)使用，而且價格便宜到足以發(fā)起一次性自殺任務(wù)。如果一架或兩架無人機突防到敵方空域內(nèi)執(zhí)行高風(fēng)險任務(wù)，作戰(zhàn)人員一般不會在意它們是否被擊落。

臭鼬工廠公布的低成本可消耗飛機想像圖

當(dāng)時，臭鼬工廠向美國《航空周刊》提供了一種設(shè)計方案的想像圖，為一種采用光滑機身、中等后掠翼和V型尾翼的無人機方案。這種隱身設(shè)計采用了機身上方的埋入式進氣口和后置式渦扇發(fā)動機，但并未展示發(fā)動機的尾噴口，大概是為了避免泄漏敏感的隱身特征。顯然，這種無人僚機設(shè)計有一個內(nèi)部載荷艙，可以攜帶武器或傳感器。臭鼬工廠沒有透露該機是否設(shè)計有可以從常規(guī)跑道起飛和著陸的起落架，或者是采用助推器發(fā)射和降落傘回收設(shè)備。

據(jù)報道，臭鼬工廠正在借助現(xiàn)代化的低成本制造技術(shù)，同時利用政府支持的開放式系統(tǒng)架構(gòu)（OSA）標(biāo)準(zhǔn)，繼續(xù)投資研制低成本可消耗性的無人機平臺。臭鼬工廠已經(jīng)設(shè)計出可選擇的可重復(fù)使用機身，結(jié)合了“突襲者”項目所驗證的技術(shù)。洛馬公司的設(shè)計方案將利用多種先進的制造技術(shù)和不同的材料來降低成本，以滿足美國空軍設(shè)定的單機成本低于300萬美元的目標(biāo)要求。

波音公司移師海外

與洛馬公司類似，波音公司也在LCASD計劃中競爭失利，但一直沒有對外公開參與投標(biāo)的設(shè)計方案。為了讓落選的無人僚機方案起死回生，鬼怪工廠將目光轉(zhuǎn)向了海外，希望在美國之外尋找到潛在合作機會。作為美國的盟友，澳大利亞長期以來一直大量裝備多型美制作戰(zhàn)飛機，無疑是一個非常理想的合作伙伴。

近年來，澳大利亞政府陸續(xù)推出了一系列政策和舉措，大力支持國防工業(yè)振興和積極發(fā)展本國空中力量。2015年，澳大利亞皇家空軍推出了一項名為“杰里科計劃”（Plan Jericho）的倡議，旨在將空中力量轉(zhuǎn)型為可以在各種作戰(zhàn)環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)的綜合網(wǎng)絡(luò)化部隊，旨在保護澳大利亞避免遭受快速變化的各種威脅。這項計劃的重點之一是發(fā)展人工智能、機器學(xué)習(xí)和無人駕駛技術(shù)，以彌補相對較小的部隊規(guī)模。

“杰里科計劃”的核心理念是從作戰(zhàn)人員操作機器、與他人合作，轉(zhuǎn)變?yōu)槿伺c機器協(xié)同作戰(zhàn)。無疑，這項重在轉(zhuǎn)型的作戰(zhàn)需求與美國ATS計劃及其研制團隊非常契合。于是，波音公司與澳大利亞政府一拍即合，在2018年秘密啟動了ATS計劃，研制一架驗證機，為正式生產(chǎn)無人僚機提供成熟的關(guān)鍵技術(shù)。

2019年2月27日，波音公司在澳大利亞舉行的阿瓦隆航展上首次公開展出了ATS全尺寸模型，引起轟動。對于澳大利亞而言，ATS的橫空出世標(biāo)志著澳大利亞自二戰(zhàn)以來首次在本土研制第一架作戰(zhàn)飛機。

澳大利亞之所以緊隨美國發(fā)展和驗證無人僚機技術(shù)，在很大程度上考慮到價格高昂且易受攻擊的E-7A預(yù)警機和KC-30空中加油機等作戰(zhàn)支援平臺在戰(zhàn)爭中有可能被隱身戰(zhàn)斗機發(fā)射的遠程空空導(dǎo)彈摧毀。澳大利亞空軍希望未來的無人僚機可憑借著隱身能力悄然突破到對手的空域內(nèi)，執(zhí)行情報、監(jiān)視與偵察（ISR）和電子戰(zhàn)任務(wù)，實時傳輸相關(guān)情報信息，從而擴大了預(yù)警機的探測距離，大大降低了被對手擊落的風(fēng)險。

ATS研制工作由波音公司與澳大利亞國防部聯(lián)合實施，目前尚處于技術(shù)驗證階段。根據(jù)計劃，波音公司將在澳大利亞的一個秘密地點制造3架原型機。預(yù)計將在2020年首飛，飛行測試持續(xù)到2022年。在進入型號生產(chǎn)階段后將在澳大利亞投產(chǎn)，首先裝備澳大利亞空軍，然后滿足國際防務(wù)市場的需求。

波音公司在阿瓦隆航展上展出了ATS全尺寸模型

協(xié)同作戰(zhàn)指日可待

波音ATS全尺寸模型采用常規(guī)布局，基本沿用了20世紀90年代麥道公司設(shè)計的JSF方案，具有中等后掠角機翼，兼顧了高亞音速和長續(xù)航能力。同樣，機身后部也沿襲了蝶形尾翼設(shè)計，避免了無尾飛機飛控系統(tǒng)的復(fù)雜性，相應(yīng)降低了成本。

根據(jù)波音公司公布的數(shù)據(jù)，ATS長約11.7米，翼展顯得相對非常短小，似乎難以滿足長航時、遠距離任務(wù)的需求。仔細觀察，鬼怪工廠的設(shè)計，創(chuàng)新性地了采用了一種升力體構(gòu)型，精心優(yōu)化了前機身、進氣道、機翼和排氣裝置等局部設(shè)計，有效解決了隱身、高機動性能、長續(xù)航能力、多任務(wù)載荷之間的矛盾。

前機身截面近似為三角形，在機身兩側(cè)采用了無附面層隔道超音速進氣口（DSI），中機身和后機身則自然形成一個升力體，在兼顧氣動和隱身性能的基礎(chǔ)上，獲得了更大的機身空間，可以容納更多燃油，使最大航程超過3700千米。更重要的是，升力體機身可以在內(nèi)部設(shè)計一個載荷艙，用于配備多種設(shè)備，也為下一步發(fā)展攻擊型無人僚機留出了足夠空間。

ATS將成為“超級大黃蜂”的最佳搭檔

ATS將成為“超級大黃蜂”的最佳搭檔

E-7A預(yù)警機設(shè)想可以控制多架無人僚機獲取情報信息

波音公司在航展上透露，ATS采用半自主飛行，可以從地面和空中進行控制，支持其它有人駕駛作戰(zhàn)平臺。ATS能夠從與有人機相同的跑道起飛，并具備相同的飛行速度，在協(xié)同作戰(zhàn)時，將使用人工智能軟件自主飛行，同時與其它作戰(zhàn)飛機保持安全距離。

從研制目標(biāo)來看，ATS計劃旨在實現(xiàn)低成本、模塊化和多任務(wù)，能夠根據(jù)不同作戰(zhàn)任務(wù)的需要，使用“即裝即用”技術(shù)，快速重新配置任務(wù)載荷。波音公司表示，即將推出的ATS生產(chǎn)型基本類似于最初的原型機，在機頭下將會設(shè)計一個非常明顯任務(wù)載荷區(qū)域，內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計，可以根據(jù)任務(wù)需要隨時改裝。最初的多任務(wù)型號主要配置各種傳感器和電子干擾設(shè)備，用于ISR任務(wù)，同時能夠?qū)嵤╇娮討?zhàn)攻擊。

從波音公司公布的想像圖來看，ATS將有效彌補F/A-18E/F戰(zhàn)斗機缺乏隱身設(shè)計的弱點，成為“超級大黃蜂”的最佳搭檔。鬼怪工廠參與ATS研制計劃的負責(zé)人沙恩·阿諾特表示，飛行員駕駛“超級大黃蜂”以1100千米/小時的速度飛行時，可以在座艙內(nèi)隨時指揮和控制4～6架無人機執(zhí)行各種任務(wù)，從而延伸了作戰(zhàn)范圍，降低了自身的風(fēng)險。

自從美國空軍提出了“忠誠的僚機”作戰(zhàn)理念后，美國各大防務(wù)承包商立足自身技術(shù)優(yōu)勢，有條不紊地發(fā)展各自的無人僚機，已經(jīng)在有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域取得了顯著進展。在技術(shù)驗證的基礎(chǔ)上，AFRL最近提出了一項Skyborg計劃，力爭在未來五年內(nèi)推出具備人工智能“大腦”的無人作戰(zhàn)飛機的原型機，勢必將對未來空戰(zhàn)模式產(chǎn)生深遠的影響。

[編輯/行健]