中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心

無人機正在變革作戰(zhàn)格局，未來無人化戰(zhàn)爭大有“山雨欲來”之勢，引發(fā)國際社會普遍關注。與此同時，世界各國加快無人機裝備研發(fā)和技術升級速度，推進有人-無人協(xié)同作戰(zhàn)、自主、集群等多項關鍵技術攻關，并紛紛將無人機納入下一代作戰(zhàn)力量體系，加速生成無人機作戰(zhàn)能力以適應未來戰(zhàn)場需求。

新型無人機

“下一代多用途無人機”信息征詢書發(fā)布

2020年6月，美空軍發(fā)布“下一代多用途無人機”信息征詢書，尋求未來中高空察打一體無人機系統(tǒng)方案，旨在研究未來低成本、新型情監(jiān)偵（ISR）無人機系統(tǒng)，可能包括對現(xiàn)有系統(tǒng)的升級、擴展或替換。該信息征詢書強調，工業(yè)界應提供創(chuàng)新解決方案，以實現(xiàn)產品的高效交付和更低的全生命周期成本?？哲娤Ｍ路桨冈陲w行平臺、地面控制站、自動化情監(jiān)偵傳感器和數(shù)據(jù)分析等方面采用開放式架構（OA），并歡迎中小企業(yè)提供創(chuàng)新解決方案。信息征詢書計劃2030財年開始逐步替換現(xiàn)役MQ-9無人機，2031財年第三季度形成初始作戰(zhàn)能力。2020年9月，美洛克希德-馬?。ㄏ路Q洛馬）、諾斯羅普-格魯門和美國通用原子航空系統(tǒng)公司（下稱通用原子）相繼公布其競標MQ-“下一代”（MQ-Next）項目的察打一體無人機概念圖，方案均采用飛翼布局。

美陸軍啟動“空射效應”項目

2020年8月，美陸軍針對空射效應（ALE）項目，向10家公司分別授出其他交易協(xié)議（Other Transactions Authority，OTA），總金額達2980萬美元，旨在研發(fā)可由現(xiàn)役及未來垂直起降飛機空射的微小型無人機系統(tǒng)及任務載 荷，計劃2025年實現(xiàn)列裝。這些合同涉及飛行器、任務系統(tǒng)和任務載荷三大技術，美陸軍正在規(guī)劃空射效應項目并開發(fā)分布式光電、紅外、電子戰(zhàn)等任務載荷技術。

圖1 諾格公司公布MQ-“下一代”方案概念圖。

美國陸軍開展RQ-7無人機替代型號評估

2020年4月，美軍第1步兵師第1裝甲旅在堪薩斯州賴利堡開展了阿克圖魯斯JUMP 20無人機系統(tǒng)首次士兵操控飛行評估測試。早在2019年，美陸軍選擇了四家公司競標“影子”RQ-7戰(zhàn)術無人機的替代型號，分別為諾馬公司V-“蝙蝠”（V-BAT）；德事隆公司“探空儀” HQ（Aerosonde HQ）；阿克圖魯斯公司JUMP 20和L-3哈里斯公司的FVR-90。美陸軍一直在尋找能在噪音和短距起降等方面改善“影子”無人機性能的替代系統(tǒng)。

俄公開新型隱身無人戰(zhàn)斗機模型

2020年8月，俄喀瑯施塔得集團在2020軍隊防務展上首次公開其“格羅姆”（Grom）隱身無人戰(zhàn)斗機模型及預期參數(shù)。該機外形與美空軍“女武神”XQ-58A類似，機長約13.8m，翼展10m，機高3.8m，最大起飛重量7t，飛行速度1000km／h，實用升限12000m，作戰(zhàn)使用半徑700km；兩側機翼下各有1個外掛點，機腹設有2個彈艙，最大任務載荷重量2t?！案窳_姆”無人機與俄“獵人”相比，尺寸更小、成本更低，后者計劃2021年下半年開展空空和空地導彈發(fā)射試驗?！案窳_姆”無人機可作為“蘇”-35和“蘇”-57戰(zhàn)斗機的忠誠僚機，協(xié)同執(zhí)行情監(jiān)偵、電子戰(zhàn)、防空壓制等多種作戰(zhàn)任務。

俄公開改進型“獵戶座”察打一體無人機

2020年8月，俄羅斯喀瑯施塔得集團在2020軍隊防務展首次公開展示改進型“獵戶座”中空長航時察打一體無人機。該機實用升限7500m，最大飛行速度120km/h，續(xù)航時間24h，可攜帶光電/紅外吊艙、信號情報收集吊艙等任務載荷，執(zhí)行情監(jiān)偵、地形測繪、毀傷評估等任務。該無人機最大任務載荷重量200kg，可配裝多型空地精確制導彈藥，俄軍工集團為其研制的UPAB-50S空地導彈，重量約50kg，射程達30km，可配裝高爆、集束破片、溫壓彈等多種戰(zhàn)斗部。

圖2 阿克圖魯斯 JUMP 20 無人機采用了復合翼布局。

圖3 俄軍已裝備“獵戶座”察打一體無人機。

俄計劃研制系列無人運輸機

2020年7月，俄茹科夫斯基國家研究中心在俄航空系統(tǒng)國家試驗場開展了無人運輸機（TBLA）原型機試驗飛行，此次試驗評估了無人運輸機典型貨物運輸任務的算法和性能特征，驗證了高精度貨物投放能力。此外，該中心計劃在TBLA的基礎上研制具有不同載貨重量的系列無人運輸機。目前，該中心已研制具有不同構型布局和載貨重量的大型無人運輸機，其載貨重量從十幾千克到數(shù)噸不等。

航空環(huán)境公司推出“彈簧刀”600巡飛彈

2020年10月，航空環(huán)境公司正式推出由“彈簧刀”300巡飛彈改進的“彈簧刀”600（Switchblade 600）新型單兵便攜式巡飛彈系統(tǒng)，此前已開展相關飛行試驗?！皬椈傻丁?00巡飛彈采用折疊式機翼，電力推進系統(tǒng)，2套光電/紅外綜合傳感器套件，多用途/反坦克戰(zhàn)斗部，其模塊化任務載荷艙有助于未來升級配置反輻射任務載荷等多類型戰(zhàn)斗部，執(zhí)行偵察、監(jiān)視和目標捕獲（RSTA）等任務，并具備精確打擊地面裝甲目標的能力。其基本型“彈簧刀”巡飛彈已于2012年裝備美陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊。

IAI公司推出“蒼鷺”MK II無人機

2020年1月，以色列航宇工業(yè)公司(IAI)公開其“蒼鷺”系列無人機的最新型號“蒼鷺”MK II高空長航時無人機。該機是一種具有戰(zhàn)略價值的多用途無人機，可搭載多種任務載荷，裝配了“羅泰克斯”915 iS（Rotax 915 iS）發(fā)動機，續(xù)航時間達45h。該機利用改進的制造技術，實現(xiàn)了機體結構快速維修和任務載荷快速更換。

“奪命者”隱身無人戰(zhàn)斗機模型曝光

2020年9月，印度國防部國防研究與發(fā)展組織（DRDO）“奪命者”（Ghatak）隱身無人戰(zhàn)斗機（UCAV）模型曝光，該模型采用飛翼布局。印媒稱該項目旨在研發(fā)一種可穿透敵防空系統(tǒng)、實施縱深打擊的轟炸機，正以“隱身飛翼飛行試驗臺”（SWiFT）為代號進行低可探測性和風洞試驗。將為印度未來軍機研制奠定關鍵基礎。印度稱“奪命者”項目為全自主研發(fā)，可能采用俄羅斯土星設計局提供的36MT渦扇發(fā)動機。

“影子”200無人機替代項目競標啟動

2020年3月，澳大利亞陸軍啟動LAND 129項目第3階段工作以及“影子”200無人機替代項目的競標流程。最終選中雷神澳大利亞公司、英西圖（Insitu）公司、萊多斯（Leidos）澳大利亞公司和德事隆系統(tǒng)澳大利亞公司共四家公司為項目提供詳細的投標方案，進一步探討方案和概念一體化設計。項目下一階段將對四家公司的全面投標方案進行競爭性評估，預計2021年提交政府審議。

沙特推出“薩克”-1B中空長航時無人機

2020年3月，沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齊茲國王科技城(KACST)與UAVOS公司合作，推出一種新型“薩克”-1B（Saker-1B）中空長航時無人機。該機最大起飛重量1100kg，續(xù)航時間19h，作戰(zhàn)使用半徑超過2600km，機上配備了自主起降系統(tǒng)和冗余的航電系統(tǒng)，具備視距和超視距操控能力，可以在沙漠、高海拔等惡劣環(huán)境下使用。

圖4 “彈簧刀”600單兵便攜式巡飛彈。

新概念無人機

圖5 印度“奪命者”隱身無人戰(zhàn)斗機縮比模型。

克拉托斯啟動XQ-58A低成本可消耗無人機生產

2020年2月，美國克拉托斯公司開始生產XQ-58A“女武神”（下稱XQ-58A）低成本可消耗無人機。2019年10月，XQ-58A演示驗證機在第三次試飛著陸時受損，因此美空軍將推遲原定2020財年第一季度內授予生產合同的計劃。但隨著該機于2020年1月23日成功完成第四次試飛，克拉托斯公司繼續(xù)看好XQ-58A無人機的批生產潛力，便自籌資金先行啟動生產，同時繼續(xù)與美空軍研究實驗室合作進行技術驗證演示試飛。該公司計劃在2021年第一季度交付首批12架，之后每個月交付1架或2架。

波音與澳大利亞工業(yè)部門聯(lián)合開發(fā)“忠誠僚機”無人機項目

2020年3月，波音公司與澳大利亞工業(yè)部門合作，共同開展澳大利亞工業(yè)能力計劃(AIC)項目，為澳大利亞皇家空軍(RAAF)開發(fā)用于未來空戰(zhàn)的“忠誠僚機”無人機項目，目前已有20多家澳大利亞公司參與研制。波音澳大利亞分公司計劃制造3架原型機，2020年5月首架原型機總裝下線；10月首架“空中力量編隊系統(tǒng)”（ATS）原型機開展低速滑行測試；期間該機根據(jù)指令完成了轉彎和停車，地面滑行速度為26km/h；12月該原型機開展了首次高速滑行試驗。波音計劃2021年初實現(xiàn)首飛，并開展相關作戰(zhàn)能力演示驗證。波音公司透露，“空中力量編隊系統(tǒng)”無人機機長11.6m、航程3704km，可拆卸機頭可根據(jù)任務定制和更換，該機采用常規(guī)輪式起降，利用人工智能技術與其他戰(zhàn)斗機編隊協(xié)同執(zhí)行多種作戰(zhàn)任務。

美空軍選定多家單位開展“天空堡”三年計劃

2020年5月，美空軍宣布啟動“天空堡”（Skyborg）項目原型機、試驗和自主能力開發(fā)”（SPEAD）計劃競標，旨在選擇合適的無人機平臺集成“天空堡”自主軟件系統(tǒng)。7月，美空軍壽命周期管理中心分別授予波音、通用原子、克拉托斯和諾格公司“天空堡先鋒”計劃合同，總金額高達4億美元。10月，美空軍宣布，九家單位參與執(zhí)行“天空堡”自主無人機原型機項目第二階段合同，包括航空環(huán)境、奧托達因、BAE系統(tǒng)、藍軍技術、護衛(wèi)艦系統(tǒng)、洛馬、下一代航空技術、塞拉技術服務等公司以及威奇塔州立大學?！疤炜毡ぁ表椖恐铝τ陂_發(fā)人工智能軟件、相關程序和硬件，以實現(xiàn)無人機的自主協(xié)同作戰(zhàn)，或作為有人機的“忠誠僚機”執(zhí)行任務。美空軍將“天空堡”系統(tǒng)定義為可重復使用、可消耗系統(tǒng)，計劃2023年形成初始作戰(zhàn)能力，能夠完成多種作戰(zhàn)任務以形成規(guī)模化戰(zhàn)斗力。整個合同預計在2026年7月前完成。

有人-無人協(xié)同技術發(fā)展

美國海軍與波音聯(lián)合演示有人-無人協(xié)同飛行能力

2020年2月，波音公司聯(lián)合美國海軍在帕圖森河海軍航空站成功演示了1架EA-18G“咆哮者”有人駕駛電子戰(zhàn)飛機和2架EA-18G“咆哮者”機上無人駕駛飛機編隊協(xié)同飛行和任務控制能力，整個試驗共計4個飛行架次，完成21項演示任務。美軍認為，有人機-無人機協(xié)同作戰(zhàn)相關技術是一種作戰(zhàn)力量倍增器，可在不顯著增加工作強度情況下，使單個機組有能力控制更多飛機，避免美海軍有人機遭受毀傷的同時，擴大傳感器態(tài)勢感知范圍。

圖6 “空中力量編隊系統(tǒng)”無人機完成高速滑行測試。

圖7 “天空堡”無人僚機將實現(xiàn)自主作戰(zhàn)。

圖8 2 架EA-18G“咆哮者”戰(zhàn)斗機正在編隊飛行。

“蘇”-57戰(zhàn)斗機開展無人模態(tài)驗證測試

2020年8月，俄羅斯聯(lián)合飛機制造公司（UAC）表示，“蘇”-57戰(zhàn)斗機正在開展無人模態(tài)試飛。該公司稱“蘇”-57機身采用了大量復合材料，能以1450km/h的速度超聲速巡航，配有先進電子設備，具有良好隱身性能，有4個彈艙。“蘇”-57戰(zhàn)斗機于2010年1月29日完成首飛，并已在敘利亞參加實戰(zhàn)。

奎奈蒂克完成直升機與無人機協(xié)同飛行演示驗證

2020年6月，英國奎奈蒂克公司宣布，一架H125輕型直升機與半自主無人機在英格蘭西南部的索爾茲伯里完成了有人-無人協(xié)同飛行演示。期間，直升機上的操控員通過一臺平板電腦控制四旋翼無人機，并監(jiān)視其回傳影像；無人機可自主飛行，也可由操作人員下達指令進行操控。奎奈蒂克公司稱，只需對有人機進行少量改裝就可實現(xiàn)上述控制功能。該項目由英國陸軍資助，隨后由英國國防部國防科學技術實驗室交付部隊，參與更多作戰(zhàn)試驗。

圖9 C-130A 運輸機在空中回收“小精靈”無人機

無人機蜂群技術發(fā)展

X-61A“小精靈”無人機開展多次試飛

2020年7月，美國國防預研局（DARPA）X-61A“小精靈”(下稱“小精靈”)無人機項目在美國猶他州達格威試驗場完成第三階段第二次試飛，首次空中回收試驗被推遲至2021年。該機于2019年11月完成持續(xù)1h41min的首飛，期間由一架C-130A運輸機載運并在空中發(fā)射，實現(xiàn)了有關飛機操作系統(tǒng)的多項測試目標，但無人機在回收時因未能打開主傘而墜毀。第二次試飛主要開展系留飛行、空中發(fā)射和自主飛行試驗。2020年12月，美國國防預研局實施了第三次試飛試驗，嘗試空中回收3架“小精靈”無人機，2個多小時的飛行測試成功驗證了自主編隊飛行和相關安全飛行能力，但9次嘗試空中對接均未成功。三次試飛工作均屬于該項目第三階段演示內容，本階段最終將演示在30min內發(fā)射和回收4架“小精靈”，美國國防預研局計劃于2021年春季開展第四次飛行試驗。美國國防預研局稱，雖然“小精靈”項目現(xiàn)階段使用C-130A作為演示驗證平臺，但其空中回收系統(tǒng)可通過快速改進,適配多種運輸機和武器系統(tǒng)。2020年9月，美國國防預研局和空軍計劃2021財年第一季度與項目主承包商簽訂第四階段測試合同，旨在為“小精靈”無人機提供壓制/摧毀敵防空系統(tǒng)等多種作戰(zhàn)任務能力。

圖10 藍熊系統(tǒng)公司使用多型無人機測試蜂群技術。

DARPA 開展第五輪“集群沖刺”項目

2020年4月，美國國防預研局宣布授予9家機構實施“進攻性集群使能戰(zhàn)術”（OFFSET）計劃的第五輪“集群沖刺”項目合同。本輪將聚焦實物試驗臺和集群戰(zhàn)術兩項關鍵技術。前者專注于加速硬件組件的集成和性能增強，以創(chuàng)建新型集群能力，例如縮短集群的空中展開時間、引入用于導航和感知的新型傳感器、將固定翼無人機引入集群運行等。后者著重于設計和運用大量無人機和地面無人車建立集群戰(zhàn)術，解決特定的任務目標，美國國防預研局按計劃在2020年12月開展外場演示試驗。

波音開展無人機蜂群自主協(xié)同飛行測試

2020年12月，波音在澳大利亞克倫庫里的昆士蘭飛行試驗場完成了5架無人機自主協(xié)同飛行測試，驗證了波音公司機載指揮控制和數(shù)據(jù)共享等先進自主技術。此次測試共持續(xù)10天，期間逐步增加無人機數(shù)量，直到最后完成5架無人機編隊飛行。測試中，無人機按要求進行編隊，最大測試飛行速度達到270km/h，重點驗證應用人工智能算法使無人機“大腦”了解需求，同時利用數(shù)據(jù)鏈建立無人機與其他平臺之間的通信，提升協(xié)同作戰(zhàn)任務能力。

藍熊系統(tǒng)演示20 架無人機超視距協(xié)同飛行

2020年10月，英國藍熊系統(tǒng)公司宣布，已使用最新無人機蜂群技術操作20架固定翼無人機，形成異構無人機蜂群協(xié)同、超視距飛行。該蜂群涉及5種不同類型和尺寸的無人機，以及5家不同公司的6種不同類型任務載荷，采用藍熊系統(tǒng)公司即插即用的開放式架構和“智能互聯(lián)”技術實現(xiàn)蜂群集成，“藍熊人工智能平臺”（BBAI）對機載傳感器數(shù)據(jù)進行處理，然后傳回地面，以減輕操控員工作負擔。

英皇家空軍組建無人機蜂群中隊并開展評估

圖11 美空軍F-16飛行員參加“阿爾法格斗”挑戰(zhàn)賽畫面。

2020年4月，英國皇家空軍在林肯郡的皇家空軍沃丁頓基地重新啟用第216試驗中隊，用于發(fā)展無人機蜂群能力。英國皇家空軍希望在戰(zhàn)場上部署大量具有自組網(wǎng)能力的無人機蜂群中隊，迷惑并打擊敵防空系統(tǒng)。2020年6月，英國國防部(MoD)表示，其“蚊子”技術示范項目、“多無人機輔助作戰(zhàn)”項目和“蜂群無人機”項目進展順利。2020年7月，英國皇家空軍第216中隊正在海軍“威爾士親王”號航母進行無人機蜂群和“忠誠僚機”自主無人機起降評估，即將開展飛行測試。

無人機自主技術發(fā)展

智能空戰(zhàn)算法對抗人類飛行員獲全勝

2020年9月，美國防部宣布，計劃于2024年開展智能空戰(zhàn)算法控制實機對抗人類飛行員的試驗驗證。8月20日，在美國國防預研局“空戰(zhàn)進化”（ACE）項目“阿爾法格斗”模擬空戰(zhàn)挑戰(zhàn)賽中，美國蒼鷺系統(tǒng)公司智能空戰(zhàn)算法以5場全勝戰(zhàn)績擊敗美空軍F-16戰(zhàn)斗機優(yōu)秀飛行員，但美國防部認為該算法容易在空戰(zhàn)機動中錯誤判斷人類飛行員的想法，仍需完善。

AFRL將率先應用神經形態(tài)計算技術

2020年5月，美空軍研究實驗室（AFRL）表示，其開發(fā)的神經形態(tài)計算技術有望在未來五年內率先應用于無人機。實驗室擬通過人工智能、機器學習等技術提高空中平臺機載數(shù)據(jù)處理能力，直接為作戰(zhàn)人員提供數(shù)據(jù)分析結果，以加快戰(zhàn)時決策速度。

美空軍研發(fā)新型機載人工智能算法

2020年6月，美空軍稱其正在開展可抵御算法戰(zhàn)攻擊的新型人工智能算法項目—R2D2。美空軍認為，當前人工智能系統(tǒng)存在安全隱患，攻擊者可以通過混淆卷積神經網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，干擾或破壞、提取、識別目標特征的流程，入侵和操控人工智能系統(tǒng)，R2D2項目有助于提升此類系統(tǒng)的可靠性。該算法計劃首先在“天空堡”等低成本無人機試用，成熟后可集成在更為先進的有人或無人平臺。