美軍空中無人作戰(zhàn)概念解析

劉 麗，武坦然，邵東青

（光電對抗測試評估技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽 471003）

0 引言

美軍歷來重視作戰(zhàn)概念的研究與開發(fā)，通過作戰(zhàn)概念牽引軍事發(fā)展。在新的“大國競爭”背景和壓力下，自2010 年以來，美軍著力發(fā)展強(qiáng)對抗環(huán)境下的作戰(zhàn)體系，瞄準(zhǔn)突破強(qiáng)大國際競爭對手反介入/區(qū)域拒止（A2/AD）體系等重要的作戰(zhàn)場景，開展了一系列面向未來戰(zhàn)爭的空中無人作戰(zhàn)概念探索和型號技術(shù)發(fā)展實(shí)踐。

1 美軍分布式空中作戰(zhàn)概念

1.1 概念提出背景及內(nèi)涵

分布式空中作戰(zhàn)概念由美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）于2014 年提出，是該局著眼大國競爭設(shè)計(jì)發(fā)展的全新空戰(zhàn)樣式，旨在將大型、昂貴、多功能有人戰(zhàn)機(jī)的各類功能分解到大量低成本的自主無人機(jī)上，構(gòu)建由少量高性能有人機(jī)和大量自主無人機(jī)組成的作戰(zhàn)體系，并通過人工智能輔助開展指揮決策，能以較低成本實(shí)現(xiàn)更高的作戰(zhàn)能力，對敵形成壓倒性作戰(zhàn)優(yōu)勢。

分布式空中作戰(zhàn)概念基于“功能分解”，它與基于“地理空間”的作戰(zhàn)概念不同之處在于，通過把高性能航空裝備的功能下放到低成本自主無人機(jī)上，大幅擴(kuò)充作戰(zhàn)裝備的數(shù)量，為真正實(shí)現(xiàn)分布式奠定基礎(chǔ)。另外，還可降低裝備發(fā)展周期和成本，實(shí)現(xiàn)技術(shù)快速引入和迭代升級。最后通過有人機(jī)-無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的協(xié)同，在實(shí)現(xiàn)“功能分解”的同時，實(shí)現(xiàn)基于“地理空間”的分布式作戰(zhàn)。

分布式空中作戰(zhàn)是美軍著眼未來強(qiáng)對抗環(huán)境而提出的新型作戰(zhàn)理念，其核心思想是不再由當(dāng)前的高價值多用途平臺獨(dú)立完成作戰(zhàn)任務(wù)，而是將昂貴的大型裝備的能力分解部署到大量多種小型平臺上，由多個平臺聯(lián)合形成作戰(zhàn)體系共同完成任務(wù)，在降低成本的同時，提升作戰(zhàn)體系的靈活性和對抗適應(yīng)能力。作戰(zhàn)體系將包括少量有人平臺和大量無人平臺。

1.2 典型研究項(xiàng)目進(jìn)展

1）“體系集成技術(shù)與試驗(yàn)”（SoSITE）項(xiàng)目

2014 年，DARPA 啟動了SoSITE 項(xiàng)目，旨在開發(fā)和驗(yàn)證通過新的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”體系結(jié)構(gòu)來維持空中優(yōu)勢的概念。這種體系結(jié)構(gòu)能合理配置包含飛機(jī)、武器、傳感器以及任務(wù)系統(tǒng)等大量可互操作的有人和無人平臺的空戰(zhàn)能力，最終實(shí)現(xiàn)以比對手更快的速度、更低的成本將新技術(shù)和機(jī)載系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)集成在一起。

SoSITE 項(xiàng)目為期5 年，由美國空軍與洛馬公司臭鼬工廠牽頭。項(xiàng)目的最終目標(biāo)是將單一復(fù)雜、昂貴的有人戰(zhàn)機(jī)作戰(zhàn)能力分散到大量具備某一個或某些功能的各類小型航空平臺上。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)平臺間實(shí)時數(shù)據(jù)共享、多機(jī)組網(wǎng)、協(xié)同配合及平臺上不同任務(wù)模塊的即插即用、無縫連接，進(jìn)而形成分布式的空中作戰(zhàn)體系。在該體系中，現(xiàn)有航空能力被重新整合，飛行員將成為真正的作戰(zhàn)管理和決策者，在防區(qū)外協(xié)調(diào)、指揮各類小型平臺進(jìn)入防區(qū)執(zhí)行空戰(zhàn)任務(wù)。

2018 年6 月，SoSITE 項(xiàng)目在美國加州海軍空戰(zhàn)中心進(jìn)行了飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了虛擬系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能夠共享不同類型數(shù)據(jù)，共同執(zhí)行任務(wù)。飛行試驗(yàn)驗(yàn)證了名為“縫合”（STITCHES）的全新體系集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地面站、半物理飛行試驗(yàn)系統(tǒng)、C-12 運(yùn)輸機(jī)和試驗(yàn)飛機(jī)之間的互操作能力。

2）“分布式戰(zhàn)斗管理”（DBM）項(xiàng)目

2014 年2 月，DARPA 提 出 了DBM 項(xiàng)目，旨在面向當(dāng)前日益復(fù)雜的作戰(zhàn)體系（包含大量無人機(jī)、導(dǎo)彈、機(jī)載設(shè)備）引起的高對抗環(huán)境中的態(tài)勢理解、規(guī)劃決策、戰(zhàn)斗管理難題，開展分布式自適應(yīng)規(guī)劃控制、分布式態(tài)勢感知、高效人機(jī)交互界面研究，開發(fā)自動化決策輔助工具和無人機(jī)自動控制算法，利用有限帶寬戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈高效實(shí)時處理分發(fā)作戰(zhàn)數(shù)據(jù)，協(xié)助空中戰(zhàn)斗管理人員和飛行員管理空空與空地戰(zhàn)斗。

DBM 項(xiàng)目涉及系統(tǒng)集成和技術(shù)開發(fā)2 大主要技術(shù)領(lǐng)域，在項(xiàng)目2 個階段中并行推進(jìn)。第一階段為期14 個月，聚焦規(guī)劃和控制、態(tài)勢感知等；第二階段為期30 個月，重點(diǎn)開展系統(tǒng)集成和在虛擬/真實(shí)環(huán)境下演示驗(yàn)證。2017 年9 月，DARPA 聯(lián)合空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）開展了7 次、為期11 天的飛行測試，利用“利爾”噴氣公務(wù)機(jī)充當(dāng)無人機(jī)，采用地面模擬機(jī)充當(dāng)有人機(jī)，驗(yàn)證了作戰(zhàn)輔助決策軟件的半自主性能及其在空對空作戰(zhàn)中的應(yīng)用。2018 年夏季，DBM 項(xiàng)目開展了空對地作戰(zhàn)演示驗(yàn)證。2020 年10 月，美陸軍計(jì)劃應(yīng)用DBM 項(xiàng)目的成果，以滿足該軍種在戰(zhàn)場上不斷增加組網(wǎng)傳感器和射擊武器的需求。

3）“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”（CODE）項(xiàng)目

2014 年，DARPA 啟 動CODE 項(xiàng) 目，旨 在 開 發(fā) 先進(jìn)的自主輔助決策算法和集群協(xié)同監(jiān)控系統(tǒng)，提升美無人機(jī)系統(tǒng)在拒止環(huán)境或復(fù)雜電磁環(huán)境下的高效協(xié)同交互能力，降低任務(wù)所需通信帶寬與人類指揮人員決策認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

CODE 項(xiàng)目分為三個階段，第一階段從2014 年到2016 年年初，內(nèi)容包括系統(tǒng)分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)和發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)，完成系統(tǒng)需求定義和初步系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第二階段從2016 年年初到2017 年年中，洛馬和雷聲公司以RQ-23“虎鯊”無人機(jī)為測試平臺，加裝相關(guān)軟硬件，并開展了大量飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了開發(fā)式架構(gòu)、自主協(xié)同規(guī)劃等指標(biāo)；第三階段從2018 年1 月開始，測試使用6架真實(shí)無人機(jī)以及虛擬飛機(jī)的協(xié)同能力，實(shí)現(xiàn)單人指揮無人機(jī)小組完成復(fù)雜任務(wù)。

2018 年11 月，在亞利桑那州尤馬試驗(yàn)場，CODE項(xiàng)目演示了裝備CODE 的無人機(jī)系統(tǒng)在反介入/區(qū)域拒止環(huán)境下適應(yīng)和響應(yīng)意外威脅的能力。無人機(jī)系統(tǒng)在盡量降低通信量的同時，高效共享信息，協(xié)同規(guī)劃和分配任務(wù)目標(biāo)，制定協(xié)調(diào)的戰(zhàn)術(shù)決策，并協(xié)同應(yīng)對高威脅動態(tài)環(huán)境。2020 年2 月，6 架裝備CODE 的RQ-23“虎鯊”無人機(jī)和14 架虛擬無人機(jī)在通信中斷和GPS 拒止環(huán)境下成功完成既定任務(wù)。通過4 輪演示，證實(shí)在無人機(jī)裝備CODE 系統(tǒng)后，1 名操控人員可同時指控多架無人機(jī)，在通信中斷后，無人機(jī)之間可自動共享信息，并協(xié)作應(yīng)對不同威脅。CODE 軟件可快速集成至其他有人機(jī)、無人機(jī)以及地面車輛，在CODE 項(xiàng)目年內(nèi)結(jié)束后，相關(guān)成果將移交美國海軍航空系統(tǒng)司令部。

4）“空戰(zhàn)演進(jìn)”（ACE）項(xiàng)目

2019 年5 月，DARPA 宣 布 啟 動ACE 項(xiàng) 目 以 支撐“馬賽克戰(zhàn)”體系構(gòu)建，項(xiàng)目旨在運(yùn)用人工智能等技術(shù)開展空中視距內(nèi)自主格斗控制算法開發(fā)與驗(yàn)證，探索有人和無人平臺自主執(zhí)行高動態(tài)非線性復(fù)雜空戰(zhàn)任務(wù)能力。DARPA 期望通過該項(xiàng)目研究提升飛行員對自主系統(tǒng)的信任度，運(yùn)用機(jī)器自主技術(shù)執(zhí)行更多的復(fù)雜空戰(zhàn)任務(wù)，提升有人-無人作戰(zhàn)單元協(xié)同效率，適應(yīng)未來無人機(jī)自主化作戰(zhàn)需求。

ACE 項(xiàng)目包括三個階段，第一階段為模擬環(huán)境研究，第二階段為無人機(jī)飛行試驗(yàn)，第三階段為包含有人-無人協(xié)同的實(shí)裝飛行試驗(yàn)。2020 年11 月，DARPA 宣布已選定5 家機(jī)構(gòu)開發(fā)智能空戰(zhàn)算法，使有人-無人飛機(jī)編隊(duì)可自主開展近距離空戰(zhàn)格斗任務(wù)。這些機(jī)構(gòu)將進(jìn)行“技術(shù)領(lǐng)域1”（TA1）內(nèi)容的研發(fā)工作，包括單機(jī)和編隊(duì)的空戰(zhàn)機(jī)動算法。每家機(jī)構(gòu)將分別從1 對1 空戰(zhàn)格斗開始研究，逐步擴(kuò)展至2 對1 和2 對2。隨后轉(zhuǎn)入建模仿真、縮比例無人機(jī)驗(yàn)證和全尺寸飛機(jī)驗(yàn)證階段，計(jì)劃2023 年完成全部工作。2021 年3月18 日，DARPA 宣布ACE 項(xiàng)目第一階段進(jìn)程過半，并取得若干關(guān)鍵性階段成果：在視距和超視距多機(jī)場景下，使用更新的模擬武器進(jìn)行了先進(jìn)的虛擬人工智能（AI）空中格斗；用一架加裝某些儀表的噴氣式飛機(jī)進(jìn)行了實(shí)際飛行，以測量飛行員的生理狀況和對AI 的信任；對計(jì)劃在項(xiàng)目第三階段搭載一名機(jī)載AI“飛行員”的首架全尺寸噴氣教練機(jī)進(jìn)行初期改型。2021 年末啟動ACE 項(xiàng)目第二階段，開展小尺寸飛機(jī)真實(shí)格斗。

2 美軍“忠誠僚機(jī)”自主作戰(zhàn)概念

2.1 概念提出的背景及內(nèi)涵

由于作戰(zhàn)環(huán)境的高度動態(tài)化、不確定性以及飛行任務(wù)的復(fù)雜性，各種基于程序化的自動控制策略已經(jīng)不能滿足未來先進(jìn)多功能無人機(jī)對于復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的多任務(wù)需求，具有自主能力的無人機(jī)系統(tǒng)將成為新的發(fā)展趨勢。但是，由于當(dāng)前無人機(jī)技術(shù)尚未達(dá)到全自主作戰(zhàn)的水平，美國防部認(rèn)為，利用當(dāng)前現(xiàn)有裝備進(jìn)行有人-無人編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)是一種可行的作戰(zhàn)方式。在此背景下，2015 年，AFRL 正式啟動了“忠誠僚機(jī)”概念研究，旨在開發(fā)自主技術(shù)以有效增強(qiáng)美空軍未來在對抗和拒止環(huán)境下的作戰(zhàn)行動能力，并能夠?qū)⒂腥笋{駛戰(zhàn)斗機(jī)與具備自主作戰(zhàn)能力的無人機(jī)實(shí)現(xiàn)有效集成，完成協(xié)同作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)效能。

按照美國空軍的設(shè)想，無人忠誠僚機(jī)應(yīng)具備以下功能：充當(dāng)武器發(fā)射平臺，對有人長機(jī)指定目標(biāo)發(fā)動攻擊；對無人機(jī)感知到的目標(biāo)集實(shí)施打擊；為有人長機(jī)吸引防空火力并摧毀威脅目標(biāo)；實(shí)施防區(qū)外干擾；作為ISR 的信息融合節(jié)點(diǎn)。

“忠誠僚機(jī)”項(xiàng)目公告公布了2020—2022 財(cái)年自主技術(shù)無人機(jī)整合驗(yàn)證計(jì)劃。在2020 財(cái)年，項(xiàng)目主要驗(yàn)證對地攻擊概念。無人僚機(jī)主要承擔(dān)空地武器發(fā)射平臺并充當(dāng)有人長機(jī)的目標(biāo)指示器。在2022 財(cái)年，該項(xiàng)目主要驗(yàn)證有人-無人“忠誠僚機(jī)”編隊(duì)的對敵防空壓制（SEAD）能力。此時的驗(yàn)證場景為GPS 被一定程度干擾/欺騙、存在敵方防空系統(tǒng)、存在有限數(shù)量的敵方威脅以及暫時性的衛(wèi)星通信干擾。

2.2 典型研究項(xiàng)目進(jìn)展

1）XQ-58A“女武神”無人機(jī)

作為美國“忠誠僚機(jī)”的典型代表，XQ-58A“女武神”是美國克瑞托斯防務(wù)公司（Kratos）與美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)的一款高亞聲速、遠(yuǎn)距離攻擊的無人機(jī)。該機(jī)主要用于監(jiān)視、偵察和遠(yuǎn)程作戰(zhàn)，可為作戰(zhàn)人員提供作戰(zhàn)靈活性和實(shí)用性。

XQ-58A 被稱為是世界上首型采購和使用成本較低，卻能提供改變游戲規(guī)則戰(zhàn)斗能力的無人機(jī)，也是作戰(zhàn)功能比較均衡的無人隱身作戰(zhàn)飛機(jī)。根據(jù)公開資料，XQ-58A 所謂的改變作戰(zhàn)規(guī)則，很大程度上是按照“忠誠僚機(jī)”的作戰(zhàn)思路，用無人機(jī)取代常規(guī)編隊(duì)中的同型僚機(jī)，改變目前戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的編組方式。XQ-58A 利用數(shù)據(jù)鏈和信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的全新戰(zhàn)斗體系，能從根本上改善戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的靈活性、有效性和安全性，從基礎(chǔ)上提高戰(zhàn)斗兵器的實(shí)戰(zhàn)效費(fèi)比。

2019 年3 月5 日，XQ-58A“女武神”無人駕駛驗(yàn)證機(jī)在亞利桑那州的尤馬試驗(yàn)場發(fā)射升空，持續(xù)飛行了76 min 后，成功完成了首次飛行，標(biāo)志著美國空軍“忠誠僚機(jī)”作戰(zhàn)概念朝著現(xiàn)實(shí)邁出了重要的一步。2020年12 月9 日，XQ-58A“女武神”和美國空軍F-22“猛禽”、F-35A“閃電”Ⅱ戰(zhàn)斗機(jī)在尤馬試驗(yàn)場進(jìn)行編隊(duì)飛行測試，這是XQ-58A“女武神”無人機(jī)首次實(shí)現(xiàn)與有人戰(zhàn)機(jī)的半自主編隊(duì)飛行。測試中，XQ-58A 裝備了“網(wǎng)關(guān)一號”通信有效載荷，可以同時接收2 種數(shù)據(jù)流，融合信息并發(fā)送出去。飛機(jī)起飛后不久，通信有效載荷失去了連接，有些測試目標(biāo)無法完成，但是“網(wǎng)關(guān)一號”確實(shí)建立了跨多個平臺的雙向數(shù)據(jù)鏈路，此次試驗(yàn)標(biāo)志著美聯(lián)合部隊(duì)朝著軍事物聯(lián)網(wǎng)又邁進(jìn)了一步。2021 年3 月26 日，XQ-58A 無人機(jī)進(jìn)行了空射“空射管內(nèi)集成無人系統(tǒng)”-600（ALTIUS）小型無人機(jī)（SUAS）的試驗(yàn)。這是XQ-58A 無人機(jī)的第六次飛行試驗(yàn)，也是該機(jī)首次在飛行中打開內(nèi)埋式彈艙投放任務(wù)載荷。

2）“空中博格人”項(xiàng)目

美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室2019 年啟動的Skyborg 項(xiàng)目尋求開發(fā)一種基于人工智能算法的自主控制系統(tǒng)，該項(xiàng)目的目標(biāo)是將自主可損耗無人機(jī)技術(shù)與開放任務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)有人-無人編隊(duì)作戰(zhàn)。美空軍對該機(jī)的作戰(zhàn)想定認(rèn)為，“空中博格人”無人機(jī)將由有人戰(zhàn)機(jī)或人工智能引導(dǎo)，執(zhí)行偵察、空襲等作戰(zhàn)任務(wù)；可輔助多架裝備不同通訊系統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行通訊；能自動規(guī)避其他飛機(jī)、地形、障礙物或危險(xiǎn)氣象并自動起降。通過“空中博格人”項(xiàng)目，美國空軍希望部署一系列使用人工智能來適應(yīng)戰(zhàn)場條件的無人空中系統(tǒng)，為空戰(zhàn)帶來“智能力量”，以保持美空軍在未來空戰(zhàn)中的競爭優(yōu)勢。

“空中博格人”人工智能無人作戰(zhàn)飛機(jī)將先于有人駕駛的六代機(jī)成為美空軍未來即將部署的下一款作戰(zhàn)飛機(jī)。美空軍已明確計(jì)劃于2023 財(cái)年之前交付部署“空中博格人”系統(tǒng)的首款初始作戰(zhàn)版本。

2020 年12 月，美國空軍已經(jīng)授予波音公司、通用原子公司和克瑞托斯公司合同，制造“空中博格人”原型機(jī)，并在一系列試驗(yàn)中作為“忠誠僚機(jī)”進(jìn)行飛行驗(yàn)證。2021 年4 月，美空軍使用克瑞托斯公司研制的UTAP-22“灰鯖鯊”（Mako）無人機(jī)，在美國佛羅里達(dá)州廷德爾空軍基地完成了“空中博格人”自主核心系統(tǒng)（ACS）的首次飛行測試，歷時2 h10 min。ACS 是“空中博格人”的“大腦”。測試中，ACS 演示了一系列能力，包括導(dǎo)航指揮響應(yīng)、地理柵欄反應(yīng)、遵循飛行包線、實(shí)施協(xié)調(diào)機(jī)動等。2021 年5 月，搭載ACS 的UTAP-22 無人機(jī)由F-16C 戰(zhàn)斗機(jī)陪同再次進(jìn)行試飛，美軍稱這是美國防部歷史上有人戰(zhàn)斗機(jī)與自主控制的無人機(jī)距離最近的一次飛行。

3 美軍無人機(jī)蜂群作戰(zhàn)概念

3.1 概念提出的背景及內(nèi)涵

無人機(jī)蜂群概念的靈感來源于對昆蟲蜜蜂的仿生研究，其研究目標(biāo)就是在一定的任務(wù)背景下，通過對群聚生物的信息交互與協(xié)作行為進(jìn)行模仿，使機(jī)群作為一個系統(tǒng)整體，智能化協(xié)同、自主化動作，完成單機(jī)平臺難以完成的作戰(zhàn)任務(wù)。

DARPA 早在2000 年就曾對無人機(jī)蜂群空戰(zhàn)進(jìn)行了仿真研究，但美軍真正大規(guī)模開展系統(tǒng)層實(shí)物研究是在“第三次抵消戰(zhàn)略”之后。美軍認(rèn)為，世界軍事強(qiáng)國日益完善的一體化防空系統(tǒng)對其全球介入能力構(gòu)成了巨大威脅，急需改變觀念，開發(fā)出具有經(jīng)濟(jì)可承受性且能滿足作戰(zhàn)能力要求的武器系統(tǒng)，繼續(xù)保持其在強(qiáng)對抗環(huán)境下的絕對優(yōu)勢。為了實(shí)現(xiàn)“第三次抵消戰(zhàn)略”，美軍將利用人工智能及自主技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，進(jìn)一步提高武器系統(tǒng)自主化水平，發(fā)展人機(jī)協(xié)作及蜂群編隊(duì)作戰(zhàn)能力。

按照美空軍2016 年在《小型無人機(jī)系統(tǒng)飛行規(guī)劃2016—2036》文件中的定義和描述，無人機(jī)蜂群是指在操控人員（空中或地面）的指揮或監(jiān)督下，通過自主組網(wǎng)遂行統(tǒng)一作戰(zhàn)任務(wù)的一群小型無人機(jī)；構(gòu)成蜂群的無人機(jī)可以是相同的（同構(gòu)），也可以是不同的（異構(gòu)）；組群方式可以是主從型的，也可以是無中心的。

3.2 典型研究項(xiàng)目進(jìn)展

1）“低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)”（LOCUST）項(xiàng)目

2015 年4 月，美海軍公布了LOCUST 項(xiàng)目進(jìn)行的一系列蜂群無人機(jī)技術(shù)驗(yàn)證工作。LOCUST 項(xiàng)目旨在研制可快速連續(xù)發(fā)射的高自主性無人機(jī)，通過蜂群戰(zhàn)術(shù)對敵方進(jìn)行壓制。

LOCUST 項(xiàng)目使用的是雷聲公司的“郊狼”（Coyote）無人機(jī)。該無人機(jī)以電池為動力，機(jī)長0.91 m，翼展1.47 m，起飛質(zhì)量約為5.4～6.3 kg，載荷質(zhì)量0.91 kg，巡航速度約為60 節(jié)（111 km/h），最大飛行速度為85 節(jié)（157 km/h），最大續(xù)航時間為90 min（通常情況下為60 min），最大飛行高度約6 km。無人機(jī)可攜帶可見光／紅外相機(jī)，配備2 W S 波段發(fā)射機(jī)時，全動態(tài)視頻傳輸距離為37 km。

2015 年3 月，美海軍研究局對單架“郊狼”無人機(jī)樣機(jī)攜帶不同載荷執(zhí)行任務(wù)，以及9 架無人機(jī)的編隊(duì)飛行進(jìn)行了試驗(yàn)。2016 年4 月，LOCUST 項(xiàng)目完成了30 架“郊狼”無人機(jī)連續(xù)發(fā)射并編組飛行的試驗(yàn)。美海軍研究局表示，之前從未有過這種自主等級的無人機(jī)“蜂群”飛行試驗(yàn)。2018 年6 月，美海軍授予雷聲公司2968 萬美元合同，生產(chǎn)“低成本無人機(jī)蜂群技術(shù)創(chuàng)新海軍原型機(jī)”。2018 年10 月，雷聲公司最新研制出的無人機(jī)蜂群軟件，可實(shí)現(xiàn)“郊狼”無人機(jī)蜂群網(wǎng)絡(luò)化，并使“郊狼”在一個對敵具有優(yōu)勢的陣型中協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)之間的信息共享，使無人機(jī)蜂群具備自主和協(xié)同能力。

2）“小精靈”項(xiàng)目

2015 年9 月，DARPA 發(fā)布“小精靈”項(xiàng)目公告，提出通過載機(jī)在防區(qū)外發(fā)射攜帶有偵察或電子戰(zhàn)載荷、具備組網(wǎng)與協(xié)同功能的無人機(jī)“蜂群”用于離岸偵察與電子攻擊任務(wù)，并在任務(wù)完成后對幸存無人機(jī)進(jìn)行回收的技術(shù)。這些無人機(jī)將配備多種不同載荷，采用齊射方式，具有數(shù)量大、尺寸小、廉價、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。

2018 年，項(xiàng)目總承包商動力系統(tǒng)公司表示，“小精靈”項(xiàng)目飛行平臺已經(jīng)被正式授予型號編號X-61A。2019 年11 月，在美國猶他州鹽湖城附近的達(dá)格威試驗(yàn)場，“小精靈”無人機(jī)完成首次飛行試驗(yàn)。2020 年12 月10 日，DARPA 宣布，已完成X-61A“小精靈”無人機(jī)項(xiàng)目的第3 次飛行試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)接近成功，只是試驗(yàn)中還存在部分無人機(jī)在飛行過程中未能連接C-130“大力神”運(yùn)輸機(jī)回收系統(tǒng)的問題?！靶【`”項(xiàng)目的第4 次飛行試驗(yàn)已于2021 年在達(dá)格威試驗(yàn)場進(jìn)行。DARPA的常設(shè)目標(biāo)是最終能夠在30 min 內(nèi)演示驗(yàn)證出在半空中回收4 架X-61A 的能力。

3）“進(jìn)攻性蜂群使能戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）項(xiàng)目

城市內(nèi)作戰(zhàn)因城市結(jié)構(gòu)、空間和視線問題，限制了作戰(zhàn)最佳的通信、機(jī)動和戰(zhàn)術(shù)發(fā)揮。為了克服這些挑戰(zhàn)，顯著提高小規(guī)模作戰(zhàn)部隊(duì)在城市環(huán)境下作戰(zhàn)的有 效 性，DARPA 于2017 年1 月 發(fā) 布 了OFFSET 項(xiàng)目，旨在開發(fā)并演示驗(yàn)證100 多個作戰(zhàn)相關(guān)的蜂群戰(zhàn)術(shù)，應(yīng)用于無人機(jī)和／或地面無人車輛蜂群。這些針對無人系統(tǒng)的蜂群戰(zhàn)術(shù)有助于提高部隊(duì)防護(hù)、火力、精確打擊效果以及情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）能力。OFFSET 項(xiàng)目重點(diǎn)關(guān)注蜂群戰(zhàn)術(shù)及其在推進(jìn)蜂群自主性、人與蜂群編隊(duì)等蜂群使能能力方面發(fā)揮的作用。

2020 年9 月，OFFSET 項(xiàng)目的研究人員在位于華盛頓的劉易斯·麥科德聯(lián)合基地測試了無人機(jī)及無人地面車輛集群技術(shù)。項(xiàng)目的2 個蜂群系統(tǒng)集成商諾斯羅普·格魯曼任務(wù)系統(tǒng)公司和雷聲BBN 技術(shù)公司正在創(chuàng)建蜂群系統(tǒng)架構(gòu)、先進(jìn)接口以及虛擬和現(xiàn)實(shí)蜂群試驗(yàn)平臺，以進(jìn)行OFFSET 項(xiàng)目集成試驗(yàn)，并在多階段交互式場景中測試其自主平臺，包括地面車輛、多旋翼飛機(jī)和固定翼飛機(jī)，以定位和保護(hù)與城市作戰(zhàn)場景相關(guān)的多個模擬對象。OFFSET 項(xiàng)目期限42 個月，包含6 個一年2 次的能力試驗(yàn)。本次外場試驗(yàn)是OFFSET 項(xiàng)目6 個試驗(yàn)計(jì)劃中的第6 個。

4）“空射效應(yīng)”（ALE）項(xiàng)目

2020 年8 月12 日，美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部（CCDC）發(fā)布了采購ALE 系統(tǒng)的信息征詢書，旨在幫助美國陸軍在中俄等對手制造的復(fù)雜空域和拒止環(huán)境中作戰(zhàn)。ALE 是一系列的小型（不超過45.4 kg）和大型（不超過102.1 kg）無人機(jī)，可由美國陸軍未來先進(jìn)的武裝攻擊偵察直升機(jī)（FARA）和突擊運(yùn)輸直升機(jī)從空中發(fā)射，然后與其他有人和無人平臺協(xié)同工作，以探測、識別、定位和報(bào)告（DILR）敵方防空系統(tǒng)中的威脅，并實(shí)施致命和非致命打擊。

ALE 的具體功能包括有源偵察、無源偵察、誘餌、電子攻擊以及自殺式攻擊。ALE 可以通過抗干擾數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡(luò)將偵察信息發(fā)送到區(qū)域內(nèi)的其他平臺或后方的指揮所，以進(jìn)行進(jìn)一步的處理和利用，或者給指揮官提供更多的態(tài)勢信息。ALE 還可以充當(dāng)誘餌來迷惑敵方的防空系統(tǒng)，并發(fā)動各種電子戰(zhàn)、賽博戰(zhàn)和導(dǎo)航戰(zhàn)攻擊。

根據(jù)美軍的作戰(zhàn)構(gòu)想，搭載不同載荷的ALE 能夠組成協(xié)同工作的無人機(jī)蜂群，其中，偵察型的ALE 可以發(fā)現(xiàn)并定位威脅，干擾型的ALE 可以對威脅實(shí)施非動能攻擊，游蕩彈藥型的ALE 可以對目標(biāo)發(fā)動俯沖攻擊。ALE 蜂群可以進(jìn)入高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，以尋找時敏目標(biāo)或高優(yōu)先級目標(biāo)，為其他大型有人機(jī)、無人機(jī)、戰(zhàn)艦和地面遠(yuǎn)程武器提供目標(biāo)信息，從而對敵方的綜合防御和指控網(wǎng)絡(luò)發(fā)動攻擊。

4 美軍空中無人作戰(zhàn)概念的特點(diǎn)

4.1 強(qiáng)調(diào)低成本提升作戰(zhàn)效能，創(chuàng)新作戰(zhàn)模式

如何提升作戰(zhàn)效能與解決采辦費(fèi)用攀升的問題是美軍當(dāng)前裝備發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。在美軍空中無人作戰(zhàn)概念引領(lǐng)下，可以看出美軍近年研發(fā)項(xiàng)目的主要對象均指向低成本無人機(jī)平臺，這表明美軍將低成本無人機(jī)技術(shù)視為提升美軍空基作戰(zhàn)能力的低成本解決方案，實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢向作戰(zhàn)能力優(yōu)勢轉(zhuǎn)變。同時，基于這些空中無人作戰(zhàn)概念，美軍能夠發(fā)展更多的航空裝備作戰(zhàn)模式，甚至重新定義空中力量運(yùn)用模式，形成信息、速度和響應(yīng)能力等方面的作戰(zhàn)優(yōu)勢。

4.2 注重發(fā)展無人機(jī)協(xié)同技術(shù)，拓展作戰(zhàn)使用深度

無人機(jī)協(xié)同技術(shù)是指實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與無人機(jī)或無人機(jī)與有人機(jī)之間共同完成指定任務(wù)的相關(guān)技術(shù)群。無人機(jī)協(xié)同技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)作戰(zhàn)力量更好地融入作戰(zhàn)體系、提升其作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵技術(shù)，是表征無人機(jī)自主能力水平的重要標(biāo)志。從美軍的空中無人作戰(zhàn)概念可以看出，無人機(jī)協(xié)同技術(shù)是這些概念得以發(fā)展的重要支撐。以“忠誠僚機(jī)”概念為例，該概念中的無人機(jī)與有人機(jī)協(xié)同技術(shù)具體是指協(xié)同中無人機(jī)、傳感器、武器等資源控制權(quán)均由有人機(jī)控制，在有人機(jī)的作戰(zhàn)指令下，無人機(jī)執(zhí)行遠(yuǎn)程態(tài) 勢感知、武器投放、欺騙干擾等作戰(zhàn)任務(wù)，可有效拓展有人機(jī)作戰(zhàn)任務(wù)范圍、作戰(zhàn)資源與作戰(zhàn)頻次。

5 結(jié)束語

無人機(jī)是軍事斗爭技術(shù)的前沿，是作戰(zhàn)模式創(chuàng)新的著力點(diǎn)，是人工智能等熱點(diǎn)技術(shù)的有力承載體。隨著無人機(jī)運(yùn)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大，執(zhí)行的任務(wù)從支援向打擊拓展，能力提升迅猛。無人機(jī)蜂群、“忠誠僚機(jī)”、有人/無人智能協(xié)同作戰(zhàn)等概念正是在無人機(jī)及相關(guān)技術(shù)發(fā)展到一定水平后，根據(jù)當(dāng)前認(rèn)知，提出的顛覆無人機(jī)傳統(tǒng)運(yùn)用的作戰(zhàn)概念。同時，新質(zhì)作戰(zhàn)概念牽引著無人機(jī)向集群化、智能化、協(xié)同化不斷發(fā)展，從而推動無人機(jī)向主戰(zhàn)裝備邁進(jìn)。■