史蒂夫·特林布爾（華盛頓）

數(shù)十架“防御者”無(wú)人機(jī)搭載長(zhǎng)波雷達(dá)并組成集群，形成一種空對(duì)空持久監(jiān)視網(wǎng)，每次前出執(zhí)行任務(wù)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月。在未來(lái)作戰(zhàn)中，“防御者”無(wú)人機(jī)保護(hù)有人加油機(jī)和偵察機(jī)，有人機(jī)在空中為“防御者”無(wú)人機(jī)加油。

在美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室原主任威爾·羅珀（Will Roper）推動(dòng)下，通用原子航空系統(tǒng)公司（GA-ASI，下稱通用原子公司）重新明確了中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)在未來(lái)“高價(jià)值空中平臺(tái)”（HVAA）保護(hù)任務(wù)中的作用。

2016年，通用原子公司啟動(dòng)“防御者”概念無(wú)人機(jī)研究，希望在未來(lái)作戰(zhàn)中保護(hù)“高價(jià)值空中平臺(tái)”。

2020年，通用原子公司發(fā)布“防御者”無(wú)人機(jī)概念圖，但拒絕在公開場(chǎng)合解釋細(xì)節(jié)。

在美國(guó)空軍尋找下一代多用途無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（也稱MQ-下一代）方案的背景下，通用原子公司立時(shí)推出了“防御者”概念無(wú)人機(jī)。最近，該公司高管在接受美國(guó)《航空周刊》采訪時(shí)首次透露了“防御者”中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)愿景，該無(wú)人機(jī)將跟隨MQ-9“死神”（下稱MQ-9）無(wú)人機(jī)一起作戰(zhàn)。

美國(guó)空軍2021年3月發(fā)布的信息征詢書提及，MQ-9的替代機(jī)須具有更強(qiáng)的生存力、更合理的價(jià)格，早期任務(wù)是保護(hù)“高價(jià)值空中平臺(tái)”。

目前，有人戰(zhàn)斗機(jī)用于保護(hù)波音公司RC-135“鉚接”（Rivet Joint）偵察機(jī)和KC-46“飛馬座”（Pegasus）加油機(jī)等“高價(jià)值空中平臺(tái)”機(jī)隊(duì)。未來(lái)，通用原子公司新型中空長(zhǎng)航時(shí)“防御者”無(wú)人機(jī)有能力與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)，遠(yuǎn)程監(jiān)視空中威脅并執(zhí)行保護(hù)任務(wù)。這將使有人戰(zhàn)斗機(jī)騰出時(shí)間，執(zhí)行進(jìn)攻性打擊任務(wù)，不用再保護(hù)那些易遭打擊的支援型飛機(jī)。

圖1 未來(lái)，“防御者”無(wú)人機(jī)（上）將跟隨MQ-9 無(wú)人機(jī)（下）一起作戰(zhàn)。

圖2 在概念圖中，KC-46 有人加油機(jī)在空中為“防御者”無(wú)人機(jī)加油，而“防御者”無(wú)人機(jī)對(duì)KC-46加油機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

圖3 “防御者”無(wú)人機(jī)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，借鑒了MQ-1和MQ-9 機(jī)隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。

作戰(zhàn)愿景

通用原子公司設(shè)想，數(shù)十架新型油電混動(dòng)“防御者”無(wú)人機(jī)組成集群，在363萬(wàn)平方千米的中國(guó)南海上空飛行，形成一個(gè)空對(duì)空持久監(jiān)視網(wǎng)，每次前出執(zhí)行任務(wù)將長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月。在飛行中，有人機(jī)為集群無(wú)人機(jī)加油。

通用原子公司也描繪了“防御者”無(wú)人機(jī)集群另一種作戰(zhàn)愿景：一組“防御者”無(wú)人機(jī)集群搭載長(zhǎng)波雷達(dá)，采用無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，形成一個(gè)多基地雷達(dá)系統(tǒng)，在西太平洋上空的四分之一空域構(gòu)建一個(gè)穹頂形狀的保護(hù)網(wǎng)，使友軍空中加油機(jī)和偵察機(jī)免遭敵機(jī)和導(dǎo)彈襲擊。任何一架敵機(jī)只要進(jìn)入“防御者”無(wú)人機(jī)集群的廣域監(jiān)視網(wǎng)，都能被無(wú)人機(jī)探測(cè)和跟蹤，同時(shí)“防御者”無(wú)人機(jī)集群將敵機(jī)的定位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給友軍隱身戰(zhàn)斗機(jī)。在作戰(zhàn)中，憑借數(shù)量多、作戰(zhàn)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，“防御者”無(wú)人機(jī)集群能獲得自我防御能力。敵方必須擊毀足夠數(shù)量的無(wú)人機(jī)，才能挫敗無(wú)人機(jī)集群的任務(wù)。

設(shè)計(jì)與技術(shù)

設(shè)計(jì)靈感

在“防御者”無(wú)人機(jī)機(jī)載監(jiān)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通用原子公司借鑒了MQ-1無(wú)人機(jī)和MQ-9無(wú)人機(jī)機(jī)隊(duì)數(shù)十年來(lái)執(zhí)行地面目標(biāo)監(jiān)視任務(wù)所積累的經(jīng)驗(yàn)。該公司先進(jìn)項(xiàng)目部高級(jí)主管邁克爾·阿特伍德（Michael Atwood）表示，通用原子公司的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自MQ-9無(wú)人機(jī)在中東的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。美軍之所以能對(duì)塔利班的行動(dòng)做出快速反應(yīng)，得益于通用原子公司無(wú)人機(jī)一直在該地區(qū)執(zhí)行監(jiān)視任務(wù)，無(wú)人機(jī)的探測(cè)直接給敵方帶來(lái)了威懾。具體而言，無(wú)人機(jī)提供了一種持久、廣域監(jiān)視系統(tǒng)，敵方不敢出動(dòng)轟炸機(jī)，因?yàn)橐坏┺Z炸機(jī)離開海岸線，美軍馬上能看到并實(shí)施快速打擊。在無(wú)人機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)支撐下，F(xiàn)-35和F-22戰(zhàn)斗機(jī)將發(fā)揮強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力，擁有更重要的作戰(zhàn)價(jià)值，因?yàn)樗鼈儾挥迷賵?zhí)行非傳統(tǒng)的情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)。

多種新技術(shù)開發(fā)

“防御者”無(wú)人機(jī)集群將集成多功能射頻傳感器、自主控制、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)、混合動(dòng)力等一系列新技術(shù)。通用原子公司利用內(nèi)部研發(fā)資源為“防御者”無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)了富有創(chuàng)意的新機(jī)身，這種內(nèi)部研發(fā)資源即將產(chǎn)生重大的新技術(shù)。

（1）長(zhǎng)波雷達(dá)技術(shù)

機(jī)載火控雷達(dá)通常是典型的X波段微波雷達(dá)，例如洛克希德-馬丁公司F-22戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)載APG-77有源相控陣?yán)走_(dá)（AESA）。這種厘米級(jí)波長(zhǎng)的微波雷達(dá)雖然可以提供高精度目標(biāo)跟蹤信息，但探測(cè)范圍有限。而米級(jí)波長(zhǎng)的長(zhǎng)波超高頻或甚高頻雷達(dá)雖然能以更低的功率，獲得更長(zhǎng)的探測(cè)距離和更大的跟蹤范圍，但跟蹤信息的精度低。

“防御者”無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)概念涉及的核心技術(shù)是新型機(jī)載射頻傳感器技術(shù)。該技術(shù)最終將為空對(duì)空作戰(zhàn)人員提供高質(zhì)量態(tài)勢(shì)感知信息。通用原子公司一直致力于多功能長(zhǎng)波雷達(dá)的技術(shù)研究，取得了一定突破。目前，該公司研制的新型多功能長(zhǎng)波雷達(dá)已進(jìn)入最后研制階段。

“防御者”無(wú)人機(jī)采用新型傳感器的目的是，提供與微波火控雷達(dá)相似的跟蹤精度，但探測(cè)距離通常與預(yù)警雷達(dá)的性能有關(guān)。

通用原子公司總裁大衛(wèi)·亞歷山大（David Alexander）表示，新型機(jī)載射頻傳感器具有關(guān)聯(lián)跟蹤目標(biāo)的能力、空對(duì)空精準(zhǔn)瞄準(zhǔn)能力和超廣域作戰(zhàn)能力?！胺烙摺睙o(wú)人機(jī)集群利用機(jī)載傳感器多源融合數(shù)據(jù)，解決了單一傳感器數(shù)據(jù)獲取量有限的問(wèn)題。

（2）自主控制技術(shù)

美國(guó)國(guó)防部正在測(cè)試兩種不同的自主控制系統(tǒng)。

一是最具代表性的美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）“天空堡”（Skyborg）自主控制系統(tǒng)。美國(guó)空軍和防務(wù)承包商計(jì)劃在2021年夏季開展一系列飛行試驗(yàn)，測(cè)試“天空堡”（Skyborg）自主控制系統(tǒng)的性能，并開始討論“天空堡”無(wú)人機(jī)的服役時(shí)間和作戰(zhàn)樣式。2021年4月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)“自主可消耗無(wú)人機(jī)試驗(yàn)”（AAAX）多項(xiàng)測(cè)試，一架克拉托斯公司UTAP-22“灰鯖鯊”無(wú)人機(jī)集成“天空堡”自主控制系統(tǒng)開展飛行測(cè)試；6月24日，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室利用通用原子公司增程型MQ-20“復(fù)仇者”無(wú)人機(jī)測(cè)試“天空堡”軟件。

二是另一種獨(dú)立的自主控制技術(shù)。在“拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)”項(xiàng)目支撐下，美國(guó)國(guó)防預(yù)研局（DARPA）牽頭開發(fā)了該技術(shù)，后來(lái)該局將雷神（Raytheon）公司開發(fā)的“拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)”項(xiàng)目的算法移交給海軍航空系統(tǒng)司令部。在“自主創(chuàng)新開發(fā)環(huán)境與智庫(kù)”（Raider）項(xiàng)目支撐下，海軍航空系統(tǒng)司令部將繼續(xù)開發(fā)自主控制技術(shù)。

盡管“天空堡”項(xiàng)目和“自主創(chuàng)新開發(fā)環(huán)境和智庫(kù)”項(xiàng)目由不同的軍種開發(fā)，但是將實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)，即無(wú)人機(jī)在通信拒止環(huán)境中面臨真實(shí)威脅時(shí)，能利用算法做出響應(yīng)，例如自主規(guī)避突然出現(xiàn)的防空導(dǎo)彈，而不須要通過(guò)人類操控員控制。

自主控制技術(shù)取得的新進(jìn)展是建立“防御者”無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)概念的基礎(chǔ)。雖然自主控制技術(shù)歸美國(guó)政府所有，通用原子公司不開發(fā)該技術(shù)。但是，未來(lái)“防御者”無(wú)人機(jī)必須集成這種技術(shù)，其機(jī)載系統(tǒng)必須接入自主算法，以感知環(huán)境并做出響應(yīng)。同時(shí)，自主算法能控制無(wú)人機(jī)不去執(zhí)行非必要的不安全飛行。

通用原子公司面臨的挑戰(zhàn)是，在“防御者”無(wú)人機(jī)飛行計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建“作戰(zhàn)飛行程序”（OFP）軟件接口。該接口既要有兼容性，以供“天空堡”或“自主創(chuàng)新開發(fā)環(huán)境和智庫(kù)”軟件使用，又要有限制性以保證安全。通用原子公司一直在研究“開放式作戰(zhàn)飛行程序”（Open OFP）軟件?？偛脕啔v山大將其比喻為一種驗(yàn)證器，如果“開放式作戰(zhàn)飛行程序”驗(yàn)證出錯(cuò)誤指令，無(wú)人機(jī)操控人員將不會(huì)執(zhí)行。

圖4 通用原子公司設(shè)想了一種改進(jìn)型MQ-9 概念無(wú)人機(jī)，以期在西歐發(fā)揮基地防御作用，抵御俄羅斯的導(dǎo)彈襲擊。

（3）混合動(dòng)力技術(shù)

為適應(yīng)西太平洋的廣域作戰(zhàn)環(huán)境，通用原子公司超長(zhǎng)航時(shí)概念無(wú)人機(jī)須采用混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)可能須要更長(zhǎng)的時(shí)間才能成熟。該公司表示，取決于資金支撐和興趣，最快可能4年，長(zhǎng)則7年。

改進(jìn)型MQ-9無(wú)人機(jī)

通用原子公司正在軟件接口的兩側(cè)創(chuàng)建開放式任務(wù)能力，不久將推出長(zhǎng)波傳感器、無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)和“開放式作戰(zhàn)飛行程序”軟件等組合式技術(shù)。通用原子公司計(jì)劃近期將這些技術(shù)集成于MQ-9無(wú)人機(jī)，使MQ-9能在西歐陸地的上空?qǐng)?zhí)行基地防御任務(wù)。例如，MQ-9無(wú)人機(jī)將使用傳感器和無(wú)線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建一個(gè)空中監(jiān)視系統(tǒng)，以探測(cè)俄羅斯9M729中程陸基巡航導(dǎo)彈等武器?？偛脕啔v山大認(rèn)為，MQ-9具備這種跟蹤能力后，可以攻擊巡航導(dǎo)彈，這是美國(guó)空軍目前最容易實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。