美國空軍正在醞釀新型自主無人僚機的概念方案

史蒂夫·特林布爾（華盛頓），布萊恩·埃弗斯坦·奧蘭多（佛羅里達州）

美國空軍正在為B-21轟炸機和“下一代空中優(yōu)勢”戰(zhàn)斗機尋找新的大型自主無人僚機。這種新型無人僚機與可重復使用、低成本可消耗小型自主無人僚機截然不同，單價高達上億美元。

在2023財年預算中，美國空軍提交了兩種新型保密無人機系統(tǒng)（UAS）的計劃，可能要求新型遠程無人僚機攜帶數(shù)千磅彈藥，執(zhí)行打擊任務。這項計劃正在改變B-21轟炸機和未來“下一代空中優(yōu)勢”（NGAD）戰(zhàn)斗機各自“忠誠僚機”的概念方案。

性能特性

美國空軍部長弗蘭克·肯德爾（Frank Kendall）表示，空軍須要下一代無人僚機與B-21和NGAD有人機協(xié)同作戰(zhàn)，完成所有任務；無人僚機應具有寬帶通信能力和隱身性能，安裝先進的電子戰(zhàn)系統(tǒng)，而且是一種大型遠程亞聲速無人機，航程與有人機相同，當?shù)竭_作戰(zhàn)區(qū)域時，使用合適的任務載荷為有人機作戰(zhàn)提供支援。

今年2月，美國空軍向工業(yè)界發(fā)出一份有關B-21轟炸機的無人僚機需求調(diào)研，公布了無人僚機部分非密性能特性，如航程不低于2778km，任務載荷重量不低于1814kg，即使在敵方雷達、射頻接收機和紅外傳感器探測下也能運行。

不過，需求調(diào)研公布的非密性能特性可能不是美國空軍新型無人僚機的優(yōu)選性能目標。據(jù)美國米切爾研究所（Mitchell Institute）未來空天概念和能力評估部主任馬克·岡辛格（Mark Gunzinger）的評估，B-21的無人僚機航程應達5556km，任務載荷重量為4540kg。岡辛格主任是一名空軍退役上校和轟炸機飛行員，曾參與空軍于2010年發(fā)起的某項研究，該研究工作促成了“遠程打擊轟炸機”（LRSB）計劃。該計劃涉及轟炸機、無人機系統(tǒng)和新型彈藥等一系列系統(tǒng)開發(fā)。他認為，肯德爾部長的發(fā)言透露了空軍對遠程打擊系統(tǒng)中其他裝備的定義。

圖1 諾格公司X-47B無人機驗證機已有15年歷史。而B-21的無人僚機具有X-47B驗證機的性能特性。

圖2 XQ-58A“女武神”是低成本可消耗無人僚機的代表機型。

價格分析

2022年3月3日，空軍部長肯德爾在空戰(zhàn)研討會上透露，美國空軍正在為B-21和NGAD有人機尋找新的大型無人僚機，新型無人僚機的單價至少是B-21或NGAD的一半。這一價格估算說明，無人僚機概念方案的價格會大幅上漲。

雖然空軍研究實驗室將繼續(xù)開展低成本可消耗無人僚機的試驗，但肯德爾部長此番評論表明，美國空軍可能會為B-21和NGAD的無人僚機尋找一種更加復雜的實現(xiàn)途徑。

B-21轟炸機與無人僚機的價格

美國空軍B-21轟炸機的平均單價為5.5億美元，后來根據(jù)諾格公司更低的中標單價而調(diào)整為5.11億美元，但該數(shù)字是2012年的價格，考慮通貨膨脹因素，B-21的目標單價現(xiàn)在約為6.4億美元。

因此，按6.4億美元的一半計算，B-21的無人僚機單價約為3.2億美元，相當于4架洛馬公司F-35A戰(zhàn)斗機的總價。

NGAD戰(zhàn)斗機與無人僚機的價格

雖然NGAD計劃尚未確定下一代有人戰(zhàn)斗機的平均目標單價，但美國國會預算辦公室（CBO）于2018年12月編寫的評估報告給出了估價，即下一代有人戰(zhàn)斗機的單價約為3億美元。按3億美元的一半計，NGAD的無人僚機單價約為1.5億美元。

而美國空軍研究實驗室（AFRL）低成本可消耗“忠誠僚機”的單價在200萬～2000萬美元之間。由此可見，兩種新型無人僚機的單價遠高于“忠誠僚機”。

不過，肯德爾部長在研討會的后續(xù)講話中表示，空軍尚未確定兩種新型保密無人僚機的最終價格估算，各方仍然可以探討如何減少B-21和NGAD的作戰(zhàn)任務，讓無人僚機承擔更多的任務。但他預計B-21和NGAD各自僚機的單價不會低于B-21和NGAD的一半，稱“一半”是空軍對無人僚機當下應該達到的最低估算單價。其實，空軍希望價格更低。

肯德爾部長表示，盡管空軍希望新型無人僚機的單價達到B-21或NGAD的一半，但該提議仍可能因工業(yè)界的反饋意見而取消。他堅信NGAD系統(tǒng)族由有人機和無人機組成，將帶來很高的成本效益，并希望B-21轟炸機的作戰(zhàn)系統(tǒng)也獲得這種成本效益。但是，空軍須要做更多的工作來證明該觀點的正確性。

美國空軍副參謀長克林頓·希諾特（Clinton Hinote）中將負責戰(zhàn)略、集成和需求工作，他透露空軍正在研究如何通過無人僚機而不是B-21轟炸機來降低一部分遠程打擊任務的費用。空軍正在詢問工業(yè)界的供應商能否使用自主技術，以更低的價格生成戰(zhàn)斗力。

低成本可消耗無人僚機的價格

美國空軍研究實驗室將“可消耗系統(tǒng)”的單價定在200萬～2000萬美元之間，認為這種價格范圍足以支持空軍部署可重復使用的無人僚機系統(tǒng)。為了作戰(zhàn)任務而“犧牲”無人僚機，空軍并沒有成本壓力。

自2016年以來，美國空軍研究實驗室已經(jīng)演示了一系列低成本可消耗無人僚機，代表機型是克拉托斯公司XQ-58A“女武神”（Valkyrie），該機目標單價在300萬～400萬美元之間。

機隊規(guī)劃

兩種新型保密無人僚機的作戰(zhàn)能力可能對美國空軍規(guī)劃的B-21和NGAD的兵力結(jié)構產(chǎn)生影響。樂觀的估計是，美國空軍在“超過100架”B-21轟炸機項目備案中增加大型無人轟炸機，幫助美國空軍全球打擊司令部（AFGSC）實現(xiàn)約150架隱身轟炸機機隊的目標；悲觀的預測是，新型無人轟炸機可能會影響空軍超過100架B-21轟炸機的采購計劃。因為，有人機的一部分任務將移交給成本更低的無人轟炸機。

空軍部長肯德爾表示，他對B-21轟炸機機隊的目前規(guī)劃感到滿意，未來任何可能的變化都只是推測。

作戰(zhàn)任務

兩種新型無人僚機的概念方案與可重復使用、低成本可消耗小型自主無人僚機截然不同，旨在與B-21轟炸機和“下一代空中優(yōu)勢”戰(zhàn)斗機協(xié)同作戰(zhàn)，攜帶有強殺傷力的武器為有人機提供作戰(zhàn)支援。

新型無人僚機的性能特性可能不符合美國空軍研究實驗室對“可消耗系統(tǒng)”的經(jīng)典定義，但是仍然適用于其他系統(tǒng)?？哲姴块L肯德爾僅將“可消耗系統(tǒng)”定義為無人僚機不具有載人功能。從這個意義上講，即使單價高達3.2億美元，無人僚機也可以在戰(zhàn)斗中執(zhí)行一項對有人機來說有自殺風險的任務?？系聽柗Q，如果這種做法能帶來重大的作戰(zhàn)優(yōu)勢，3.2億美元的無人僚機也可以消耗甚至“犧牲”，而有人機永遠不可能做到這一點。

圖3 諾格公司開發(fā)的B-21有人轟炸機停放在機庫內(nèi)。

圖4 諾格公司發(fā)布“下一代空中優(yōu)勢”有人戰(zhàn)斗機概念圖。

圖5 波音公司X-45C無人機驗證機。

“聯(lián)合無人空中作戰(zhàn)系統(tǒng)”計劃回顧

諾斯羅普-格魯門公司B-21轟炸機和未來“下一代空中優(yōu)勢”戰(zhàn)斗機的新型無人僚機概念方案讓人想起了諾格公司X-47B驗證機和波音公司X-45C驗證機。這種單發(fā)驗證機的價格可能超過隱身有人戰(zhàn)斗機。例如，波音公司研制的非攻擊型MQ-25非隱身艦載無人加油機，其平均單價約1.21億美元，比美國海軍2022年訂購的F-35C戰(zhàn)斗機高出28%。

據(jù)悉，美國國防預研局（DARPA）在16年前資助了具有開創(chuàng)性的“聯(lián)合無人空中作戰(zhàn)系統(tǒng)”（J-UCAS）計劃，波音公司和諾格公司曾參與J-UCAS項目 競標，X-47B和X-45C是J-UCAS項目的驗證機。

2006年，J-UCAS計劃被取消后，空軍曾簡要探討了啟動后續(xù)作戰(zhàn)機型開發(fā)的計劃。波音公司和諾格公司也分別公開討論后續(xù)備選方案，波音公司提出X-45D無人機，該機翼展38.1m，可攜帶9080kg任務載荷或80枚炸藥（其中每枚炸藥重量約114kg）；而諾格公司提出的X-47C無人機也能攜帶9080kg武器，機型是與B-2具有相同尺寸的X-47B。