2015年DARPA航空領域發(fā)展總結

袁成

2015年DARPA在航空領域實施了數(shù)十個項目，涉及的研究領域包括體系作戰(zhàn)、裝備新概念、航電、通信、網電空間和機載武器等。受篇幅和DARPA信息披露所限，本文僅統(tǒng)計和分析該局公布的航空領域的主要研究項目。

表1-4分別統(tǒng)計了2015年DARPA在航空領域發(fā)布的跨部門公告（BAA）、授予的項目合同、取得重要進展的項目和即將轉化的項目。從統(tǒng)計結果可看出，2015年DARPA在航空領域的成果頗豐，并特別重視探索與體系作戰(zhàn)、機載系統(tǒng)和機載武器相關的先進技術。（見表1-表4）

DARPA重視探索在強對抗環(huán)境中作使用航空技術

2009年以來，美國先后提出“重返亞洲”和“亞太再平衡”戰(zhàn)略，把主要作戰(zhàn)對象重新設定為中、俄等潛在競爭大國，并且正在打造一支聚焦高端作戰(zhàn)能力、兼顧全譜作戰(zhàn)任務的新型聯(lián)合部隊。而在2014年，美軍又提出“第三次抵消戰(zhàn)略”，試圖以國防科技創(chuàng)新為核心，提升美軍軍事優(yōu)勢，增強對大國的懾止和制勝能力。以美軍頂層戰(zhàn)略為牽引，DARPA在2015年3月公布的最新一版發(fā)展戰(zhàn)略報告——《服務于國家安全的突破性技術》中明確指出，該局在航空領域的發(fā)展目標為保持美軍在強對抗環(huán)境中的空中優(yōu)勢。為此，DARPA正在實施以下各類技術探索項目，以落實戰(zhàn)略報告的發(fā)展目標。

探索分布式作戰(zhàn)技術，設計全新空中作戰(zhàn)樣式

“分布式作戰(zhàn)”是美軍著眼于未來強對抗環(huán)境而探討的全新作戰(zhàn)樣式，主要思想是將昂貴大型裝備的功能分解到大量小型平臺上，并通過自主、協(xié)同等技術達到相同或更高的作戰(zhàn)能力。與目前空戰(zhàn)作戰(zhàn)樣式相比，采用大量具有分布式協(xié)同作戰(zhàn)能力的小型無人機可大幅降低任務成本，提高作戰(zhàn)靈活性，而且大量的目標可使敵方防御系統(tǒng)產生“飽和”而無法全部應對，即便無人機群會受到部分損失，但作為整體仍可完成作戰(zhàn)任務。目前，DARPA是美軍分布式作戰(zhàn)技術的主要研發(fā)機構，其正在圍繞機體平臺、開放式系統(tǒng)架構、協(xié)同作戰(zhàn)、戰(zhàn)場管理等各個維度，為美軍探索這種全新空中作戰(zhàn)樣式。

“小精靈”項目2015年DARPA推出了“小精靈”項目，該項目將發(fā)展小型無人機群的空中發(fā)射和回收技術；小型、可升級、可支持多機合作的有效載荷技術；精確的相對導航技術；先進的計算建模技術；可變幾何外形的存儲技術；緊湊的推進系統(tǒng)技術和高速數(shù)字式飛行控制技術，最終將開展演示驗證試飛工作。

“體系集成技術試驗”（SoSITE）項目SoSITE項目著重探索開放式體系架構技術，目標是以美軍現(xiàn)有能力為基礎，把單一裝備的空戰(zhàn)能力分布在大量可互操作的有人和無人平臺上，實現(xiàn)各種先進機載系統(tǒng)和機載武器的即插即用，極大提升分布式作戰(zhàn)的靈活性。

“拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)”（CODE）項目CODE項目通過發(fā)展先進算法和軟件，探索分布式作戰(zhàn)無人機的自主和協(xié)同技術，使無人機群可在一名操作人員的管理下協(xié)作完成發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別和攻擊目標等任務。

“分布式作戰(zhàn)管理”（DBM）項目DBM項目聚焦發(fā)展先進算法和軟件，提高任務自適應規(guī)劃和態(tài)勢感知等能力，幫助履行戰(zhàn)場管理任務的飛行員進行快速且合理的決策，確保在強對抗環(huán)境中更好地執(zhí)行分布式作戰(zhàn)等復雜軍事任務。

探索強對抗環(huán)境中使用的通信、組網、導航和雷達技術

強對抗環(huán)境中的電磁干擾和網電攻擊，可導致通信中斷與降級、GPS信號丟失、ISR信息無法獲取、激光指示器失去作用等問題，使戰(zhàn)機看不清、聽不真，難以獲取空中優(yōu)勢。目前美國已認識到該問題的嚴重性，—方面表示在十多年反恐戰(zhàn)中使用的通信、導航等技術在大國對抗中難有作為，另一方面又大肆鼓吹中國和俄羅斯強大的電子戰(zhàn)能力，為獲取經費造勢。目前，DARPA啟動了多個相關研究項目，探索在強對抗環(huán)境中使用的通信、組網、導航和雷達等技術，為提升美軍空中力量的看不見的“內力”打牢技術基礎。

“100Gbps射頻高速鏈路”（100G）項目100G項目旨在設計、制造和試驗與光纖能力相當?shù)臋C載通信數(shù)據(jù)鏈，并可在遠距離傳播過程中有效穿透云、雨、霧等各種天氣環(huán)境。該數(shù)據(jù)鏈通信速率為100Gb/s，配裝高空長航時飛機時的對空作用距離200千米，對地作用距離100千米。

“滿足任務最優(yōu)化的動態(tài)適應網絡”（DYNAMO）項目DYNAMO項目通過發(fā)展網絡動態(tài)適應技術，使美軍各獨立設計的空基網絡在面對敵方主動電子干擾時，仍可在一定安全等級下開展及時、高速通信，使配裝專有傳感器的某型飛機能夠順利向其他型號的有人/無人平臺發(fā)送和接收信息，確保滿足復雜的分布式作戰(zhàn)任務所需。

“強對抗環(huán)境中的空間、時間和方位信息”（STOIC）項目STOIC項目通過開發(fā)包含精確定位、導航和皮秒等級授時技術在內的多功能通信系統(tǒng)原型，實現(xiàn)降低或取消對GPS的依賴。該項目能夠使分布式作戰(zhàn)平臺具備協(xié)同目標定位、協(xié)同導航、自主空中加油和碰撞規(guī)避等功能。

“雷達自適應對抗”（ARC）項目ARC項目旨在發(fā)展基于模塊化、開放式和可拓展的軟件處理技術，使美軍空基電子戰(zhàn)系統(tǒng)在復雜電磁環(huán)境下，能夠基于空中可觀測信號，理清友軍、敵軍和中立的發(fā)射機，并針對快速變化且未知的雷達威脅進行對抗及效果評估。

探索自主能力常規(guī)靈巧彈藥、高超聲速武器、激光武器技術

美軍評估認為，其目前的機載武器多為精確制導炸彈或空地導彈（包括亞聲速巡航導彈），應對沒有強大防空武器的地區(qū)性國家和反恐分子游刃有余，但是在面對擁有現(xiàn)代一體化防空能力的軍事大國時，便顯得捉襟見肘，因此急需裝備全新的機載武器為介入強對抗環(huán)境提供支持。目前DARPA正從自主能力常規(guī)靈巧彈藥、高超聲速武器和激光武器等多角度發(fā)力，為美軍塑造全新的空基打擊能力。

“導引頭成本轉變”（SECTR）項目SECTR項目將開發(fā)具有被動捷聯(lián)電光/紅外傳感器、GPS接收機和慣性測量部件的小型經濟可承受導引頭原型，實現(xiàn)在激光目標指示和數(shù)據(jù)鏈不能正常工作的強對抗環(huán)境中為機載靈巧常規(guī)彈藥提供自主導航和精確末制導，實現(xiàn)對移動、重新定位和靜止目標的打擊。

“戰(zhàn)術助推滑翔”（TBG）項目在TBG項目中，DARPA正與美空軍研究實驗室（AFRL）合作開發(fā)和驗證戰(zhàn)術級空射高超聲速助推滑翔原型彈，最終目標為轉化成一種能夠在10分鐘內飛行超過1850千米的高超聲速打擊武器。另外，DARPA還正與AFRL在“高超聲速吸氣式武器概念”（HAWC）項目中合作開發(fā)使用碳氫燃料超燃沖壓發(fā)動機的戰(zhàn)術級高超聲速原型彈。

“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”（HELLADS）項目DARPA在HELLADS項目中正與AFRL聯(lián)合開發(fā)一型功率等級達150千瓦的戰(zhàn)術級機載激光器，以對抗火箭彈、炮彈、迫擊彈、巡航導彈、飛機和地對空導彈等各類目標。該項目的打靶試驗即將在新墨西哥州白沙導彈靶場進行。

DARPA牽頭與軍種共同推進有重大型號背景的項目

2015年，DARPA除了開展各類前沿性技術探索，還與軍種聯(lián)合實施了一些具有重大型號背景的研發(fā)項目，例如遠距反艦彈項目、六代機技術演示驗證機項目等。國防部和各軍種寄希望于依托DARPA豐富的研發(fā)經驗、獨立于軍種的特殊地位和非常規(guī)的采辦流程，實現(xiàn)重大型號背景項目快速轉化為采辦項目或直接投產列裝。

“遠距反艦彈”（LRASM）項目為了對付“反介入/區(qū)域拒止”環(huán)境中日益嚴重的海上威脅，美軍急需獲得跨越式的先進反艦作戰(zhàn)能力。2008年在美海軍沒有周詳發(fā)展計劃的情況下，國防部要求DARPA啟動由其牽頭、海軍參與的LRASM項目，并采用創(chuàng)新的采辦策略，繞過常規(guī)采辦流程，加速進攻型反艦導彈的型號研制。LIKASM項目主要開展大型機載武器自主技術的研發(fā)，配裝的綜合傳感器可使導彈在復雜電磁環(huán)境中具備獨立的導航飛行、規(guī)劃航路、捕獲目標和識別目標薄弱點進行攻擊的能力，大幅降低了對ISR、數(shù)據(jù)鏈和GPS依賴，在敵方先進對抗手段面前具備了精確殺傷能力。

目前，為加速推進重大項目型號的技術發(fā)展，DARPA可以在常設技術辦公室之外成立臨時的專項辦公室統(tǒng)籌項目實施。因此針對LRASM項目，DARPA與美海軍、空軍共同組建了LRASM部署專項辦公室（LDO）。值得注意的是，LDO是DARPA有史以來的首個以型號研制為目的辦公室。這一方面說明LRASM很有可能通過非常規(guī)的采辦流程，在DARPA直接轉化為型號列裝；另—方面表明該局擁有高度靈活的體制機制。根據(jù)美軍安排，LRASM導彈計劃于2018年和2019年分別配裝空軍B-1B轟炸機和海軍F/A-18艦載戰(zhàn)斗機服役。

第六代戰(zhàn)斗機演示驗證機項目（AII-X）2015年初，美國防部要求DARPA抓總，空、海軍配合實施第六代戰(zhàn)斗機（以下簡稱六代機）技術演示驗證機項目（AII-X）。該項目自2016財年起將為美空、海軍分別發(fā)展平臺不同但技術通用的兩型技術演示驗證機。針對AII-X項目，DARPA與美海軍、空軍共同組建該局的第2個臨時專項辦公室，即航空航天專項辦公室（APO）。目前，APO已為美軍的六代機初步識別出了升級的隱身技術、先進的組網技術、可靠的導航技術、主被動防御技術和電子戰(zhàn)技術等通用技術。在APO的領導下，將對上述技術開展集成驗證，以實現(xiàn)六代機關鍵技術成體系、上水平地發(fā)展，加快美軍六代機關鍵技術的發(fā)展和轉化進程。

幾點看法

DARPA重新聚焦前沿軍事技術探索

DARPA的使命任務雖為探索前沿軍事技術，但其技術聚焦方向并非一成不變，而是不斷在近期需求和遠期需求之間頻繁波動。當美國卷入局部戰(zhàn)爭時，DARPA會更多聚焦當下戰(zhàn)爭所需，發(fā)展可滿足近期作戰(zhàn)需求的技術。在美國著眼大國對抗時，DARPA將根據(jù)競爭對手的實際情況探索相應的前沿軍事技術。例如在越戰(zhàn)期間，DARPA主要發(fā)展?jié)M足作戰(zhàn)所需的各種技術；而冷戰(zhàn)高峰期，DARPA在“第二次抵消戰(zhàn)略”中針對蘇聯(lián)探索并轉化了隱身和精確制導等前沿軍事技術。在21世紀初開始的10余年的反恐戰(zhàn)爭期間，DARPA又開始聚焦各類反恐技術的發(fā)展，以致美國輿論批評時任局長托尼·特瑟背離了DARPA的使命。目前隨著美國軍事戰(zhàn)略又一次轉向大國對抗，特別是在提出了“第三次抵消戰(zhàn)略”之后，DARPA又開始重新聚焦前沿軍事技術的探索和轉化。可以預期，DARPA將秉承在上一次抵消戰(zhàn)略中發(fā)揮重要作用的優(yōu)良傳統(tǒng)，結合美軍的未來作戰(zhàn)需求和競爭對手的裝備情況，力求實現(xiàn)技術突襲，為持續(xù)確保美軍的技術優(yōu)勢發(fā)揮重要作用。

DARPA在航空領域的發(fā)展特點總結

通過對DARPA當前研究項目的梳理可發(fā)現(xiàn)，該局在航空領域的發(fā)展體現(xiàn)出無人機能力拓展、多路徑探索自主技術、注重強對抗空域協(xié)同技術和聚焦戰(zhàn)術級高速打擊武器技術等特點。而這在一定程度上也代表了美軍空中作戰(zhàn)力量的未來發(fā)展趨勢。

在無人機領域，DARPA即將開展多個無人原型機的試飛工作，相比于傳統(tǒng)的中/高空長航時無人機，它們將進一步拓展未來無人機的作戰(zhàn)范圍和樣式。例如“戰(zhàn)術偵察節(jié)點”（TERN）項目正在發(fā)展可在小型艦艇上垂直起降的中空長航時察打一體無人機技術，如順利轉化，將使美軍數(shù)百艘水面艦艇具備使用長航時無人機的能力，顯著變革海上航空力量的發(fā)展和運用；“可重構嵌入式航空系統(tǒng)”（ARES）項目著重探索貨運無人機技術，使運輸類無人機成為無人機領域未來的重點發(fā)展方向之一。“小精靈”項目聚焦可執(zhí)行分布式作戰(zhàn)的小型無人機技術，將使未來空戰(zhàn)樣式發(fā)生翻天覆地的變化。

在自主技術領域，目前美軍高度重視自主技術的發(fā)展，美國防部把自主武器列為“第三次抵消戰(zhàn)略”中五大戰(zhàn)略投資領域之一，而美空軍也把自主技術列入未來五大改變游戲規(guī)則的技術。目前，DARPA正在全力推進自主技術發(fā)展，分別圍繞自主導航、自主識別和自主規(guī)劃等技術領域安排了多個項目，以探索各種技術路徑的可行性，一旦突破了某條路徑，便可使美軍裝備的自主能力得到快速發(fā)展。例如在自主導航領域，除STOIC和SECTR項目外，DARPA還安排了“適應性導航系統(tǒng)”（ANS）、“微型定位、導航、授時技術”（Micro-PNT）、“量子輔助傳感與讀出”（QUASAR）、“超快激光科學與工程”（PULSE）等數(shù)個不同技術路徑的項目，力求通過全面探索冷原子干涉陀螺儀、微機電系統(tǒng)、高精度原子鐘、超短脈沖激光、被動捷聯(lián)式電光/紅外傳感器等各種技術，為美軍提供不依賴GPS的可靠的定位、導航和授時服務。

在協(xié)同技術領域，目前美軍提出的作戰(zhàn)云、分布式作戰(zhàn)、分布式殺傷等作戰(zhàn)概念均屬于協(xié)同作戰(zhàn)范疇，而高級的有人/無人作戰(zhàn)編組也入選全新抵消戰(zhàn)略的戰(zhàn)略投資重點。與美空軍目前著力打通五代機和四代機之間的通信，確保F-22A融入空戰(zhàn)體系不同，DARPA在協(xié)同化方面探索得更遠，即著重發(fā)展強對抗環(huán)境下的協(xié)同技術，為美軍贏得未來空戰(zhàn)提前布局。該局正通過CODE、DYNAMO等項目探索先進的軟件和算法，確保美軍各空中作戰(zhàn)平臺在遭到電磁干擾和網電攻擊時仍可具備安全組網和通信等功能，實現(xiàn)在強對抗環(huán)境中有效執(zhí)行聯(lián)合作戰(zhàn)任務。

在高速打擊武器技術領域，DAPRA正在攻克戰(zhàn)術級高超聲速武器和激光武器技術。在高超聲速技術方面，區(qū)別于美陸軍和俄羅斯等國研發(fā)的使用彈道導彈發(fā)射的戰(zhàn)略級高超聲速助推滑翔彈，DAPRA正在發(fā)展可配裝在戰(zhàn)斗機上的戰(zhàn)術級高超聲速助推滑翔技術，并力求在2020年左右轉為在冊采辦項目。彈頭的小型化和空基發(fā)射方式將極大降低采購成本，顯著增加采購數(shù)量和作戰(zhàn)靈活性。激光武器技術方面，戰(zhàn)術級機載激光武器具有殺傷時間短和發(fā)射次數(shù)多等特點，將是在強對抗環(huán)境中使用的重要裝備。但受平臺起飛重量和振動的影響，高功率戰(zhàn)術級機載激光武器的研制難度較大。目前美空軍的“自保護高能激光器驗證”（sHIELD）項目正在發(fā)展數(shù)十千瓦功率等級的機載激光武器技術，而DARPA牽頭的HELLADS項目的功率等級為150千瓦，這使該局在戰(zhàn)術級機載激光武器領域處于行業(yè)領先地位。

我國應做好積極防范措施

從以上分析可看出，隨著我國的迅速崛起和被美國列為主要假想敵，DARPA在美國全新軍事戰(zhàn)略的指導下，有史以來第一次開始針對我國發(fā)展前沿軍事技術，這應引起我國的高度重視。為了防范與應對，我國首先應做好情報預警工作，其次要大力探索符合我國國情的前沿軍事技術。

在情報預警工作方面，一是要密切跟蹤DARPA的戰(zhàn)略發(fā)展報告，理清投資重點，總結戰(zhàn)略發(fā)展方向；二是要分析DARPA著眼大國對抗所實施的研究項目，深入剖析技術途徑及對作戰(zhàn)產生的影響。最后綜合以上梳理DARPA的技術發(fā)展趨勢及技術譜系，為我國提早做出應對措施做好情報準備；在開展前沿軍事技術探索方面，隨著國防科技水平與國外軍事強國差距逐步縮小，跟蹤研仿模式已不符合我軍新時期的發(fā)展需求。因此我國也應效仿DARPA，提出并探索適合我國國情的前沿軍事技術。這不僅可為研制未來先進作戰(zhàn)裝備做好技術鋪墊，還可在—定程度上對美國的“第三次抵消戰(zhàn)略”實施反抵消，降低美軍對我國的強大軍事威脅。