美国无人机行业发展状况分析

随着无人机技术与实战化应用的迅速发展，美国针对有人-无人机协同作战模式、分布式蜂群作战模式以及无人机消耗作战模式等无人机智能作战模式开展了诸多研究。其中主要包括“忠诚僚机”模式、SoSITE分布式作战模式、有人-无人机自主性空中格斗模式、拒止环境下协同作战模式、可快速部署与回收集群作战、进攻性蜂群城市作战模式，以及无人机集群消耗作战模式等。基于对上述作战模式的分析，在此进一步调研了高智能化作战的技术发展方向，智能化“敏捷秃鹫”系统、未来天基指挥通信系统以及高度自动化与自动目标识别技术等都将是美国无人机智能作战技术的重点研究方向。

(1)有人-无人机协同作战模式研究

“忠诚僚机”模式

无人机距离完全自主作战仍需要具备对复杂战场环境、战场态势的综合分析与判断能力以及对敌方战术意图的预判与响应能力等高智能化能力，因此有人-无人机协同作战将是早期无人机智能作战的主要模式。美国已经对该作战模式进行了概念发展规划，而“忠诚僚机”项目与Skyborg项目等则致力于该型作战模式的技术研发，重点研究可重复使用的无人机，以及装备于无人机的自主/人工智能系统等。XQ-58A无人机作为“忠诚僚机”项目的研究重点之一，可重复使用，已于2019年3月成功首飞，之后进行了多次飞行测试，也被作为使用Skyborg技术进行空军实验的平台。

图表：可重复使用无人机作战模式示意图

该机的最大飞行速度约1050公里/小时，最大航程近4000公里，实用升限超过13700米，其可以携带多种电子设备，内置弹舱载荷250千克(可挂载联合制导攻击武器或小直径炸弹等)，具备对地打击能力。

“忠诚僚机”项目的主要成果XQ-58A已经进行了多次飞行试验，但其对地攻击与对敌空中防御的相关演示与测试尚未见信息披露;而Skyborg项目则致力于发展人工智能，以使飞机能够自主运行并有可能从先前的训练任务中学习。Leidos公司作为为Skyborg的设计代理，已于2020年5月起开始专注于开发“自主核心系统”所需的技术，以最终使Skyborg无人机具备半独立操作能力。AFRL计划在2023财年提供Skyborg系统的初期作战版本，后续版本则可能由下一代空中优势(NGAD)项目或其他单独项目资助。

据美军的作战构想显示，美军计划于2023财年开始，洛克希德?马丁公司的4架F-22战斗机组成的编队能够与装备了Skyborg人工智能系统的无人战机共同执行任务，空战司令部则计划利用装备Skyborg的无人机在2025年替换部分F-16战斗机，在2030替换MQ-9无人机。然而根据最新测试结果可知，采用人工智能技术并执行自主通信任务仍然是该项目亟待解决的技术难题之一。

分布式作战体系构建

建立分布集成、全域覆盖的“杀伤网”是美军全域联合作战行动的主旨所在，而实现有人-无人机协同作战的信息交互与无缝连接等则是其研究重点之一，因此，美国国防部高级研究计划局(DARPA)于2015年提出了体系集成技术与试验(SoSITE)项目。该项目旨在将武器与传感器载荷从单一庞大的空中平台拆分到大量有人和无人平台上，运用开放系统架构方法，实现平台间实时数据共享、多机组网、协同配合及平台上不同任务模块的即装即用、无缝连接，形成分布式的空中作战体系。

早在2018年DARPA已经在开发适应性算法与软件等以建立配备先进任务系统的有人-无人机作战网络，并且进一步探究了自主技术在推进各个平台协同作战中所发挥的作用。该项目将有助于加快美国空军先进作战管理系统达到初步作战能力的进度。

在SoSITE项目所设想的作战模式中，只需单架次有人机与单架次无人机即可执行任务，由空中指控系统控制有人机，再由有人机控制无人机，具有电子干扰、雷达探测和成像能力以及有杀伤力的武器装备将由无人机平台发射，而非将这些能力全部集中于同一作战平台上，由此将兼具低成本与出色的作战效果。

该项目组已经成功演示验证了以下四种能力：

即使采用传统数据链，亦能够实现多个系统之间自动组合和传输信息的能力;

首次在飞行中使用Link-16创建更为快速、高效的现代化信息交互;

实现了将陆基座舱模拟器与真实飞机系统实时互联的能力，基于SoS减少了从数据到决策的时间跨度;

将当前在F-35上使用的APG-81雷达与DARPA的“自动目标识别”软件进行集成，创建一个全面综合的战场空间图像。

该项目的最终目标是从以平台为中心的战斗力模型转变为依靠异构、低成本平台的多种组合中的分布式功能的模型。

波音公司和美海军已于2020年2月4日在美海军作战发展司令部举办的年度舰队演习中成功利用一架有人驾驶型EA-18G电子战飞机控制了两架无人版“EA-18G”飞机，由此验证了该项目相关技术的有效性，并将进一步推动F/A-18E/F战斗机与“EA-18G”电子战飞机控制无人机等无人平台执行作战任务的进程。

该项测试中有两点关键技术尤其引人关注，一是对“EA-18G”电子战飞机进行改装，并采用开放式架构处理器与先进网络实现该机的无人驾驶;二是有人机控制无人机的技术。此外，据称经无人化改装的有人机还可与美海军在研的其他无人系统协同作战，能够大幅提升美海军的态势感知能力以及有人飞机的生存能力。

结合该次测试与美国的技术应用惯性推想，美国有可能会将即将退役的F-16战机改装为无人战机，并采用F-22与F-35等先进战机与无人机进行协同作战，最终实现单架次有人机控制多架无人机形成编队作战的目标。

有人-无人机自主性空中格斗模式

将无人机用于实战，空中格斗必将是其未来要面对的作战模式之一，但目前无人机的自主性尚且不足以实现该能力，因此基于可靠的人工智能软件，利用有人-无人机协同，实现自主空战格斗能力是现阶段美国的研究主线之一。DARPA已经于2019年授予卡尔斯潘公司4年期的研发全尺寸空战试验基础设施的“空战演化”(ACE)项目，旨在提高作战人员对自主作战技术的信任度，是战略技术办公室(STO)旨在实现DARPA“马赛克战”的战略项目之一，而马赛克战又是将战争概念从空战专属于有人机，转变为有人机和低成本无人机的混合编队，从而实现利用最新技术进行快速研发、部署与升级，以应对变化莫测的威胁。