美國無人機行業發展狀況分析

隨著無人機技術與實戰化應用的迅速發展，美國針對有人-無人機協同作戰模式、分布式蜂群作戰模式以及無人機消耗作戰模式等無人機智能作戰模式開展了諸多研究。其中主要包括“忠誠僚機”模式、SoSITE分布式作戰模式、有人-無人機自主性空中格斗模式、拒止環境下協同作戰模式、可快速部署與回收集群作戰、進攻性蜂群城市作戰模式，以及無人機集群消耗作戰模式等。基于對上述作戰模式的分析，在此進一步調研了高智能化作戰的技術發展方向，智能化“敏捷禿鷲”系統、未來天基指揮通信系統以及高度自動化與自動目標識別技術等都將是美國無人機智能作戰技術的重點研究方向。

(1)有人-無人機協同作戰模式研究

“忠誠僚機”模式

無人機距離完全自主作戰仍需要具備對復雜戰場環境、戰場態勢的綜合分析與判斷能力以及對敵方戰術意圖的預判與響應能力等高智能化能力，因此有人-無人機協同作戰將是早期無人機智能作戰的主要模式。美國已經對該作戰模式進行了概念發展規劃，而“忠誠僚機”項目與Skyborg項目等則致力于該型作戰模式的技術研發，重點研究可重復使用的無人機，以及裝備于無人機的自主/人工智能系統等。XQ-58A無人機作為“忠誠僚機”項目的研究重點之一，可重復使用，已于2019年3月成功首飛，之后進行了多次飛行測試，也被作為使用Skyborg技術進行空軍實驗的平臺。

圖表：可重復使用無人機作戰模式示意圖

該機的最大飛行速度約1050公里/小時，最大航程近4000公里，實用升限超過13700米，其可以攜帶多種電子設備，內置彈艙載荷250千克(可掛載聯合制導攻擊武器或小直徑炸彈等)，具備對地打擊能力。

“忠誠僚機”項目的主要成果XQ-58A已經進行了多次飛行試驗，但其對地攻擊與對敵空中防御的相關演示與測試尚未見信息披露;而Skyborg項目則致力于發展人工智能，以使飛機能夠自主運行并有可能從先前的訓練任務中學習。Leidos公司作為為Skyborg的設計代理，已于2020年5月起開始專注于開發“自主核心系統”所需的技術，以最終使Skyborg無人機具備半獨立操作能力。AFRL計劃在2023財年提供Skyborg系統的初期作戰版本，后續版本則可能由下一代空中優勢(NGAD)項目或其他單獨項目資助。

據美軍的作戰構想顯示，美軍計劃于2023財年開始，洛克希德?馬丁公司的4架F-22戰斗機組成的編隊能夠與裝備了Skyborg人工智能系統的無人戰機共同執行任務，空戰司令部則計劃利用裝備Skyborg的無人機在2025年替換部分F-16戰斗機，在2030替換MQ-9無人機。然而根據最新測試結果可知，采用人工智能技術并執行自主通信任務仍然是該項目亟待解決的技術難題之一。

分布式作戰體系構建

建立分布集成、全域覆蓋的“殺傷網”是美軍全域聯合作戰行動的主旨所在，而實現有人-無人機協同作戰的信息交互與無縫連接等則是其研究重點之一，因此，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)于2015年提出了體系集成技術與試驗(SoSITE)項目。該項目旨在將武器與傳感器載荷從單一龐大的空中平臺拆分到大量有人和無人平臺上，運用開放系統架構方法，實現平臺間實時數據共享、多機組網、協同配合及平臺上不同任務模塊的即裝即用、無縫連接，形成分布式的空中作戰體系。

早在2018年DARPA已經在開發適應性算法與軟件等以建立配備先進任務系統的有人-無人機作戰網絡，并且進一步探究了自主技術在推進各個平臺協同作戰中所發揮的作用。該項目將有助于加快美國空軍先進作戰管理系統達到初步作戰能力的進度。

在SoSITE項目所設想的作戰模式中，只需單架次有人機與單架次無人機即可執行任務，由空中指控系統控制有人機，再由有人機控制無人機，具有電子干擾、雷達探測和成像能力以及有殺傷力的武器裝備將由無人機平臺發射，而非將這些能力全部集中于同一作戰平臺上，由此將兼具低成本與出色的作戰效果。

該項目組已經成功演示驗證了以下四種能力：

即使采用傳統數據鏈，亦能夠實現多個系統之間自動組合和傳輸信息的能力;

首次在飛行中使用Link-16創建更為快速、高效的現代化信息交互;

實現了將陸基座艙模擬器與真實飛機系統實時互聯的能力，基于SoS減少了從數據到決策的時間跨度;

將當前在F-35上使用的APG-81雷達與DARPA的“自動目標識別”軟件進行集成，創建一個全面綜合的戰場空間圖像。

該項目的最終目標是從以平臺為中心的戰斗力模型轉變為依靠異構、低成本平臺的多種組合中的分布式功能的模型。

波音公司和美海軍已于2020年2月4日在美海軍作戰發展司令部舉辦的年度艦隊演習中成功利用一架有人駕駛型EA-18G電子戰飛機控制了兩架無人版“EA-18G”飛機，由此驗證了該項目相關技術的有效性，并將進一步推動F/A-18E/F戰斗機與“EA-18G”電子戰飛機控制無人機等無人平臺執行作戰任務的進程。

該項測試中有兩點關鍵技術尤其引人關注，一是對“EA-18G”電子戰飛機進行改裝，并采用開放式架構處理器與先進網絡實現該機的無人駕駛;二是有人機控制無人機的技術。此外，據稱經無人化改裝的有人機還可與美海軍在研的其他無人系統協同作戰，能夠大幅提升美海軍的態勢感知能力以及有人飛機的生存能力。

結合該次測試與美國的技術應用慣性推想，美國有可能會將即將退役的F-16戰機改裝為無人戰機，并采用F-22與F-35等先進戰機與無人機進行協同作戰，最終實現單架次有人機控制多架無人機形成編隊作戰的目標。

有人-無人機自主性空中格斗模式

將無人機用于實戰，空中格斗必將是其未來要面對的作戰模式之一，但目前無人機的自主性尚且不足以實現該能力，因此基于可靠的人工智能軟件，利用有人-無人機協同，實現自主空戰格斗能力是現階段美國的研究主線之一。DARPA已經于2019年授予卡爾斯潘公司4年期的研發全尺寸空戰試驗基礎設施的“空戰演化”(ACE)項目，旨在提高作戰人員對自主作戰技術的信任度，是戰略技術辦公室(STO)旨在實現DARPA“馬賽克戰”的戰略項目之一，而馬賽克戰又是將戰爭概念從空戰專屬于有人機，轉變為有人機和低成本無人機的混合編隊，從而實現利用最新技術進行快速研發、部署與升級，以應對變化莫測的威脅。