從“開局”看美國軍用無人機發(fā)展新趨勢

楊佳會

2022年9月19日，美國通用原子航空系統(tǒng)公司發(fā)布“開局”系列（Gambit Series）無人機概念。該系列無人機初始設計即包含長航時態(tài)勢感知、察打一體、假想敵空戰(zhàn)訓練和隱身穿透偵察4種基本平臺，采用通用起落架、基本航電設備等硬件，但根據(jù)不同的任務定位配置發(fā)動機、機翼、任務傳感器等，可有效降低成本、提高互用性，并可根據(jù)技術發(fā)展和任務需要快速組合發(fā)展出新機型。該系列無人機概念的提出和一些具體設計特點，不但反映了美國空軍未來無人機裝備發(fā)展的一些潛在需求，更反映了軍用無人機發(fā)展的重要新趨勢。

發(fā)展背景

通用原子航空系統(tǒng)公司繼承了在“捕食者”系列察打一體無人機發(fā)展和市場開拓方面的成功經(jīng)驗，立足美國國內和國際兩個市場，把握美軍潛在需求和無人機發(fā)展最新趨向，前瞻提出了“開局”系列概念。

瞄準美國空軍“合作式作戰(zhàn)飛機”項目

美國空軍部長肯德爾于2022年5月2日首次公開透露“合作式作戰(zhàn)飛機”項目，該項目旨在研發(fā)可與現(xiàn)役和在研作戰(zhàn)飛機協(xié)同的新型無人機，僅需飛行員發(fā)出有限指令，即可自主執(zhí)行偵察監(jiān)視、火力打擊、電磁干擾、空射誘餌等任務。該無人機強調模塊化與低成本兩大特點，可針對不同需求快速換裝有效載荷，提升作戰(zhàn)任務靈活性；將采用數(shù)字工程、復合材料和先進制造技術等方法手段，將成本控制在F-35A價格的一半（約4000萬美元）以下，以獲得效費與規(guī)模雙重優(yōu)勢。美國空軍認為，目前相關的關鍵支撐技術已具備較高成熟度，可基于現(xiàn)有“天空博格人”自主核心系統(tǒng)、“空戰(zhàn)進化”智能算法、“忠誠僚機”等進行研制。因此，“合作式作戰(zhàn)飛機”項目可能跳過冗長的演示驗證階段，直接進入工程和制造發(fā)展階段，從而加快研制進度。美國空軍計劃在2024財年將“合作式作戰(zhàn)飛機”編列秘密預算，從美軍裝備采辦規(guī)劃計劃預算編制流程看，這意味著該項目已獲批準，將被納入預計在2023年2月提交給美國國會的2024財年國防部預算中。通用原子航空系統(tǒng)公司此時公布“開局”系列，意在展示其通用性高、可配置性好、綜合成本低等優(yōu)勢，力圖壓倒波音公司（為澳大利亞國防部研發(fā)了“空中力量編組系統(tǒng)”）和克拉托斯公司（X-58A“女武神”）等競爭對手現(xiàn)有的“忠誠僚機”，全力競爭“合作式作戰(zhàn)飛機”項目。

尋求“捕食者”家族之后新的無人機出口機遇

近年來，納卡、俄烏以及土耳其中東作戰(zhàn)行動等局部沖突，凸顯無人機在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中作用和重要性的快速提升，各主要國家對無人機的需求不斷增加，例如，土耳其“旗手”TB2察打一體無人機在其中東作戰(zhàn)、納卡沖突以及俄烏沖突中表現(xiàn)突出，由此已獲得了十余個國家訂貨。通用原子航空系統(tǒng)公司的“捕食者”家族目前主要包括MQ-9A“死神”、MQ-9B“天空衛(wèi)士”/“海上衛(wèi)士”、MQ-1C“灰鷹”等型號型別，已常態(tài)化高強度運用，積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，其中MQ-9系列及其派生型出口到美國的多個盟友，口碑優(yōu)異。2021年2月美國修訂放寬無人機出口政策后，該公司也進一步尋求豐富產(chǎn)品并拓展市場機遇。一方面，具有低成本優(yōu)勢的無人機可滿足中低端用戶對于擴充裝備規(guī)模的需求；另一方面，具有較高生存力的無人機可與先進戰(zhàn)斗機協(xié)同，滿足“五眼聯(lián)盟”等美國核心盟友創(chuàng)新未來作戰(zhàn)樣式的需求。

基本構型

“開局”系列無人機采用4種不同的基本構型，它們以通用硬件為核心，加裝不同的有效載荷等組件，分別執(zhí)行偵察監(jiān)視、空中作戰(zhàn)、紅藍對抗等任務。

“開局-1”是長航時態(tài)勢感知平臺。采用大展弦比設計并使用低油耗發(fā)動機，以提升在指定空域的續(xù)航時間。該無人機可伴隨其他無人機，或作為有人機的“耳目”在戰(zhàn)術邊緣獲取戰(zhàn)場態(tài)勢信息，提供預警監(jiān)視能力；也可使用被動傳感器實施協(xié)作跟蹤，對敵方目標進行定位，減小己方高價值平臺暴露風險，提升其戰(zhàn)場生存能力。

“開局-2”是察打一體平臺。續(xù)航時間和巡航速度低于“開局-1”，但掛載空空導彈，多架該型無人機可使用紅外傳感器從不同角度、不同高度對敵方前沿空域進行探測，監(jiān)視其戰(zhàn)斗機活動軌跡，通過人工智能、機器學習等技術制定打擊戰(zhàn)術。使用“開局-2”無人機可以第一時間進行探測與響應，在不損失飛行員的情況下，給在該空域的有人戰(zhàn)斗機一定的預警時間和決策空間。

“開局-3”是假想敵空戰(zhàn)訓練平臺。與“開局-2”外形相似，僅針對復雜戰(zhàn)場環(huán)境進行一定優(yōu)化，作為“紅隊”與美軍防空系統(tǒng)、隱身戰(zhàn)斗機等先進作戰(zhàn)系統(tǒng)進行對抗。該無人機可通過深度學習、強化學習等前沿技術模仿對手戰(zhàn)術戰(zhàn)法，并在每次對抗中不斷調整、提高，從而在保持訓練強度的同時，有效節(jié)省假想敵中隊F-35、F-22等高端平臺服役壽命，降低訓練維護成本。

“開局-4”是隱身穿透偵察平臺。采用飛翼布局構型，可在強對抗環(huán)境中執(zhí)行持久情監(jiān)偵任務，替代RC-135偵察機等老舊平臺組成更具生存力且成本更低的感知網(wǎng)絡。

主要特點

通用原子航空系統(tǒng)公司研制的MQ-9“死神”無人機是目前裝備數(shù)量和實戰(zhàn)運用最多的察打一體無人機，但其在強對抗環(huán)境中的生存力仍有不足。該公司主動公布“開局”系列，意在適應美軍未來作戰(zhàn)需求，同時充分利用先進技術進一步創(chuàng)新和優(yōu)化無人機發(fā)展模式。

“開局”無人機是通用原子航空系統(tǒng)公司首次以系列化發(fā)展模式推出的多構型多配置無人機，凸顯美國無人機模塊化、低成本、系統(tǒng)簇發(fā)展模式。4種基本配置使用統(tǒng)一核心平臺，其約占無人機總價格的70%。該思路源自于汽車業(yè)為豪華型和經(jīng)濟型轎車采用相同的動力傳動系統(tǒng)。對研制廠商來說，采用通用化基礎平臺更便于實現(xiàn)多型混線規(guī)模化生產(chǎn)，有效降低成本并提升零部件互用性，同時加速衍生型的研發(fā)速度；對客戶來說，“開局”系列通過配置不同機身、機翼、發(fā)動機以及多種模塊化有效載荷后組成“系統(tǒng)簇”，優(yōu)化組合運用方式，滿足情監(jiān)偵、電子戰(zhàn)和火力打擊等不同任務需求。這也是“開局”系列相對于現(xiàn)有“忠誠僚機”（僅可按任務需要更換有效載荷配置）最明顯的優(yōu)勢。

發(fā)展趨勢

近年來，美國空軍相繼推進“忠誠僚機”“機外感知站”“遠射”等無人平臺研發(fā)項目，并持續(xù)測試“天空博格人”自主核心系統(tǒng)、“空戰(zhàn)進化”智能算法等先進技術。美空軍未來將充分利用現(xiàn)有研究成果，同步發(fā)展硬件平臺與軟件系統(tǒng)，演示驗證與升級改造交替進行，在經(jīng)費有限的情況下提高對關鍵載荷、先進技術發(fā)展的投入占比，高效提升作戰(zhàn)能力。技術方面，聚焦人工智能等前沿技術，分階段演示驗證自主控制、有人/無人協(xié)同等能力。產(chǎn)品方面，采用“系統(tǒng)簇”發(fā)展模式，無人機涵蓋長航時與低可探測性，兼?zhèn)涓邇r值與低成本載荷，覆蓋偵察監(jiān)視、火力打擊、電磁攻防等任務。采辦方面，可能采用“數(shù)字化百系列”思想，小批量采購并快速迭代升級；同時考慮到美空軍多種需求，大概率會避免一家獨攬，而是利用不同企業(yè)的優(yōu)勢提升研發(fā)速度并降低成本。運用方面，除執(zhí)行傳統(tǒng)作戰(zhàn)任務外，還可在實戰(zhàn)演習中模擬對手戰(zhàn)斗機，降低“紅隊”維護保障成本，提升演練效率。

結束語

以“開局”系列為代表的無人機聚焦數(shù)字工程、人工智能等關鍵技術賦能，強調“低成本、快研發(fā)、全系列”發(fā)展，高效滿足未來多種任務需求，凸顯了軍用無人機發(fā)展新趨勢。建議我國結合自身裝備建設與備戰(zhàn)打仗需求，緊盯前沿發(fā)展動向，借鑒美國發(fā)展經(jīng)驗，科學確立我國無人機發(fā)展目標路徑，加強關鍵技術自主研發(fā)攻關，完善體系構成。一是提高平臺通用化水平，采用通用部件與模塊化載荷相結合的發(fā)展思路，降低成本，加快拓展機型研發(fā)；二是提高平臺數(shù)字化水平，在全壽命周期內充分運用數(shù)字工程技術，提高論證、設計與試驗效率并降低成本；三是提高平臺譜系化水平，在發(fā)展戰(zhàn)略偵察、隱身打擊、制空作戰(zhàn)等中高端無人機的同時，兼顧低成本與消耗性無人機的研發(fā)，按成體系發(fā)展、成建制建設、分階段實施思路，加速推進我軍無人機裝備建設發(fā)展。

羅馬尼亞采購7套“守望者”

英國為其陸軍開發(fā)的“守望者”（Watchkeeper）戰(zhàn)術無人空中系統(tǒng)已經(jīng)找到了它的第一個出口客戶，即羅馬尼亞。該客戶計劃購買7套“守望者”無人機系統(tǒng)。

盡管“守望者”平臺是由埃爾比特公司和泰雷茲公司的合資企業(yè)——英國無人機戰(zhàn)術系統(tǒng)有限公司（U-TacS）基于埃爾比特公司的“赫爾墨斯”450（Hermes 450）開發(fā)的，但羅馬尼亞的4.1億美元框架合同則是授予了以色列埃爾比特系統(tǒng)有限公司。

羅馬尼亞此次采購的是“守望者”X平臺。這是英國陸軍“守望者”的衍生品，以滿足二級無人機戰(zhàn)術操作系統(tǒng)的要求。每套系統(tǒng)包含一個地面控制站和三架飛行器，這意味著羅馬尼亞的訂單包括21架飛行器。

羅馬尼亞國防部表示，該平臺的引進將在5年內進行。根據(jù)合同，埃爾比特公司有義務與國內公司一起為該系統(tǒng)提供全國性的制造、集成、測試和維護能力。

英國陸軍目前正尋求在這10年中期對該平臺進行中期升級。埃爾比特公司表示，這份合同將加強他們與羅馬尼亞政府的關系。該公司已與英國無人機戰(zhàn)術系統(tǒng)有限公司、Aerostar公司和埃爾比特系統(tǒng)有限公司在羅馬尼亞的子公司簽署了協(xié)議，在該國生產(chǎn)“守望者”X。

羅馬尼亞國防部表示，“守望者”無人機將從第一套系統(tǒng)開始在羅馬尼亞國內制造，到第三套系統(tǒng)組裝完成時，其電氣和機械系統(tǒng)也將在該國生產(chǎn)。

據(jù)當?shù)貓蟮?，“守望者”X已經(jīng)打敗了競爭對手——來自以色列制造的戰(zhàn)術級“蒼鷺”平臺?！笆赝摺钡膭俪鍪且驗樗呀?jīng)在北約國家進行了服役。