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設(shè)備與工具02?美軍啟動空天博格人和空戰(zhàn)演變（ACE）無人僚機(jī)算法項目
2019年3月，AFRL公布了空天博格人（Skyborg）項目。該項目主要面向空中格斗、情報監(jiān)視偵察和態(tài)勢感知等任務(wù)，希望利用人工智能實現(xiàn)無人僚機(jī)的自主飛行以及控制、管理部分戰(zhàn)斗任務(wù)。按計劃，Skyborg算法將首先植入模擬器，在地面與飛行員對抗，不斷提升能力，之后將開展為兩年的飛行試驗。2019年夏天，項目已進(jìn)行首次飛行試驗，試驗平臺為空軍自主設(shè)計和制造的小型固定翼噴氣機(jī)，未來將采用大型飛機(jī)作為試驗平臺。美國空軍考慮將Skyborg算法整合至QF-16、XQ-58A或BQM靶機(jī)，打造成一架真正的無人僚機(jī)原型機(jī)，并在2023年進(jìn)行早期軍事效用評估。
2019年6月，美國防預(yù)先研究計劃局（DARPA）發(fā)布ACE項目跨布局通告。該項目旨在研究人-機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)，即測量、校準(zhǔn)、提升和預(yù)測人類對自主空戰(zhàn)系統(tǒng)信任的方法，并將在最激烈的空中格斗條件下開展試驗。研究人員將首先教授ACE算法空中格斗規(guī)則，如基礎(chǔ)機(jī)動、一對一作戰(zhàn)、多機(jī)空戰(zhàn)等。之后將在盡可能貼近實戰(zhàn)的模擬環(huán)境中驗證人-機(jī)編隊的作戰(zhàn)能力。DARPA為在授出項目合同前夯實技術(shù)基礎(chǔ)，吸引人工智能程序員，設(shè)立了阿爾法空戰(zhàn)試驗競賽，發(fā)展近距格斗智能算法。2019年10月，DARPA選定了參加競賽的8支團(tuán)隊。需注意的是，ACE和Skyborg項目的工作人員正在開展密切的溝通交流，如果ACE項目的格斗算法獲得突破，將被快速融入至Skyborg項目中，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化并為美軍未來的制空型無人機(jī)打牢技術(shù)基礎(chǔ)。
圖3? ACE項目概念圖
03?各國競相規(guī)劃無人僚機(jī)發(fā)展
目前，英國皇家空軍快速能力辦公室和國防部國防科技實驗室正聯(lián)合實施輕量級經(jīng)濟(jì)可承受新型作戰(zhàn)飛機(jī)（LANCA）項目，其類似于XQ-58A和ATS。LANCA無人機(jī)設(shè)想與臺風(fēng)、F-35、暴風(fēng)等戰(zhàn)斗機(jī)一起部署，為有人機(jī)提供更強(qiáng)的保護(hù)、生存和信息能力。4月，英國藍(lán)熊系統(tǒng)研究有限公司、波音英國防務(wù)有限公司和黑暗黎明團(tuán)隊（由卡倫-倫茨公司、龐巴迪貝爾法斯特公司和諾格英國公司構(gòu)成）三家勝出，進(jìn)入項目第一階段。英軍表示，LANCA無人機(jī)將比鷹式教練機(jī)稍大，在2022年首飛后會開展一系列驗證試驗。
俄羅斯米格飛機(jī)公司正為米格-35戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計一種高速無人僚機(jī)，該機(jī)可由米格-35控制，也能使用人工智能技術(shù)與有人機(jī)配合作戰(zhàn)。2019年10月，南非科學(xué)與工業(yè)研究理事會（CSIR）表示有意研發(fā)無人僚機(jī)，以與南非空軍JAS-39C/D戰(zhàn)斗機(jī)共同執(zhí)行空對空和空對地任務(wù)。南非政府一旦同意，CSIR將啟動項目。印度斯坦航空公司（HAL）在2019年度印度航空展上推出了隱身無人僚機(jī)。該機(jī)機(jī)長6 m，續(xù)航能力80 min，航程800 km，擁有多種作戰(zhàn)功能。
無人蜂群
無人蜂群由無人機(jī)蜂群、無人系統(tǒng)蜂群和彈藥蜂群等組成，是先進(jìn)軍用航空技術(shù)發(fā)展的重點方向，具有規(guī)模大、成本低、可消耗、群內(nèi)自主協(xié)同等特點，可與有人機(jī)配合，以數(shù)量優(yōu)勢壓制敵方目標(biāo)，以較低成本實現(xiàn)更強(qiáng)作戰(zhàn)能力，是無人系統(tǒng)向主戰(zhàn)化發(fā)展的另一重要抓手。2019年的無人蜂群延續(xù)了前幾年強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢，除美國繼續(xù)高歌猛進(jìn)，英國也在該領(lǐng)域嶄露頭角，啟動研究項目，以緊跟先進(jìn)軍用航空技術(shù)的發(fā)展趨勢。
01?無人機(jī)蜂群
DARPA研究無人機(jī)蜂群平臺和空中發(fā)射回收技術(shù)的小精靈項目2月初對發(fā)射回收系統(tǒng)開展飛行了試驗，并計劃于4月在利爾噴氣飛機(jī)上試驗無人機(jī)航電系統(tǒng)以及在夏天開展無人機(jī)的第一次飛行試驗，但上述兩次試驗?zāi)壳拔匆妶蟮?。DARPA將于2020年1月進(jìn)行無人機(jī)蜂群空中發(fā)射回收演示驗證，計劃在30 min內(nèi)用C-130回收4架小精靈無人機(jī)。另外，DARPA研究無人機(jī)蜂群自主協(xié)同技術(shù)的拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)項目已于今年5月左右轉(zhuǎn)化至海軍航空系統(tǒng)司令部，將由軍種開展后續(xù)研發(fā)工作。
2019年2月，英國國防部長宣布，準(zhǔn)備研制能與F-35戰(zhàn)斗機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)、可擾亂和壓倒敵防空系統(tǒng)的無人機(jī)蜂群，并將最快于2022年后在皇家空軍新組建一只無人機(jī)蜂群中隊。3月底，英國國防部國防和安保加速器（DASA）機(jī)構(gòu)在很多無人機(jī)使作戰(zhàn)輕松項目中授予藍(lán)熊系統(tǒng)研究有限公司一份250萬英鎊的合同，正式開展無人機(jī)蜂群技術(shù)研發(fā)。
2019年10月，歐盟理事會提出了壓制防空無人機(jī)蜂群項目，以迷惑、癱瘓和摧毀敵防空系統(tǒng)，作戰(zhàn)樣式可能包括使雷達(dá)傳感器失明、使用自殺戰(zhàn)術(shù)壓制敵防空火力或使用彈藥、電子戰(zhàn)載荷攻擊等。在未來幾個月內(nèi)，歐盟將決定是否為啟動項目撥款約200萬美元。
02?無人系統(tǒng)蜂群
DARPA進(jìn)攻蜂群使能戰(zhàn)術(shù)（OFFSET）項目2019年進(jìn)展頗豐。該項目旨在為城市巷戰(zhàn)研發(fā)250個協(xié)同作戰(zhàn)的無人蜂群系統(tǒng)（無人機(jī)+無人地面機(jī)器人），而且在項目中還設(shè)立了蜂群沖刺活動，以鼓勵快速創(chuàng)新和為項目持續(xù)引入突破性技術(shù)。4月，DARPA向卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)等幾家單位授予第三次蜂群沖刺活動合同，發(fā)展創(chuàng)新的蜂群戰(zhàn)術(shù)，同時也在征集第四次蜂群沖刺活動的創(chuàng)意方案，并公布了在虛擬環(huán)境中發(fā)展合成技術(shù)和研究可支撐蜂群戰(zhàn)術(shù)的人工智能技術(shù)兩個沖刺主題。8月，OFFSET項目成功開展第二次外場試驗，由主承包商，即諾格公司和雷神錫恩公司與第二輪蜂群沖刺承包商共同完成。試驗在兩個街區(qū)進(jìn)行，由數(shù)十個無人機(jī)、無人地面機(jī)器人和人類組成的編隊在30 min內(nèi)定位和隔離了模擬的市政廳，保護(hù)了里面的目標(biāo)，同時保持了對周邊環(huán)境的態(tài)勢感知。諾·格公司在試驗中使用了快速集成蜂群生態(tài)系統(tǒng)（RISE），測試了其在模擬城市環(huán)境中的指揮、控制和協(xié)作能力。DARPA計劃共進(jìn)行六次外場試驗，每隔大約6個月進(jìn)行一次。
圖4? OFFSET項目的第二次外場試驗
除了城市巷戰(zhàn)，DARPA還打算為執(zhí)行其他任務(wù)的小型地面部隊提供蜂群能力。4月，DARPA和美陸軍未來司令部表示，正在實施體系增強(qiáng)小型作戰(zhàn)單元（SESU）項目，打算向200~300個士兵提供大量配有傳感器、破壞性和非破壞性武器的無人系統(tǒng)蜂群。在未來的高端戰(zhàn)爭中，美軍地面部隊可使用這些裝備擊敗中俄。目前，DARPA正在積極尋找承包商，并希望在2019財年結(jié)束時授出多份合同。
03??彈藥蜂群
空射彈藥蜂群在2019年出現(xiàn)在重大進(jìn)展。AFRL年中取消了灰狼低成本蜂群巡航導(dǎo)彈項目，啟動了使已有彈藥具備協(xié)同打擊能力的金帳汗國項目。項目目標(biāo)是使小直徑炸彈、聯(lián)合空地防區(qū)外導(dǎo)彈、微型空射誘餌等彈藥自主發(fā)射脫離、自主規(guī)劃航跡、自主攻擊目標(biāo)，同時向其他彈藥和飛行員提供信息反饋，以實現(xiàn)更理想的作戰(zhàn)效果。為此，美國防部向科學(xué)應(yīng)用與研究聯(lián)合公司授出的1億美元合同，項目預(yù)計2021年12月前完成。
無人貨運(yùn)飛機(jī)
向沖突激烈的戰(zhàn)場前線或偏遠(yuǎn)地區(qū)的基地運(yùn)送貨物一直是危險和困難的任務(wù)，隨著自主技術(shù)的快速發(fā)展，無人貨運(yùn)飛機(jī)便成為無人機(jī)領(lǐng)域的重點研究方向，并在最近幾年取得諸多進(jìn)展。2019年無人貨運(yùn)飛機(jī)的發(fā)展喜憂參半，雖然DARPA取消了可重構(gòu)嵌入式航空系統(tǒng)（ARES）項目，但美軍更多的項目開展了飛行試驗?？梢灶A(yù)見，無人貨運(yùn)飛機(jī)未來出現(xiàn)在作戰(zhàn)部隊已是大勢所趨。
01?垂直起降無人貨運(yùn)飛機(jī)
DARPA ARES垂直起降無人貨運(yùn)飛機(jī)可通過運(yùn)載不同類型、即插即用的任務(wù)模塊，實現(xiàn)傷員運(yùn)輸、貨物補(bǔ)給和情報監(jiān)視偵察等多種功能。原型機(jī)采用傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇布局，機(jī)身寬12.5 m，最大起飛質(zhì)量3 178 kg、最大巡航速度314 km/小時。5月，DARPA和海軍陸戰(zhàn)隊表示，由于成本嚴(yán)重增長和進(jìn)度延期，決定不再為該項目提供資金。該項目于2009年啟動，已投入上千萬美元，被取消可能的原因，一是存在技術(shù)難點，二是DAPRA的關(guān)注重點已經(jīng)轉(zhuǎn)向人工智能，三是其他無人貨運(yùn)飛機(jī)可以提供更強(qiáng)的運(yùn)輸能力。
根據(jù)在阿富汗的作戰(zhàn)經(jīng)驗，美國陸軍正謀劃發(fā)展聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)空中自主補(bǔ)給系統(tǒng)（JTAARS），并計劃于2024財年前服役。JTAARS機(jī)身質(zhì)量小于599 kg，能運(yùn)載136~636 kg的物資，最小航程80 km，具備垂直起降能力，能搭載至小型車輛，為前線的排/中隊級作戰(zhàn)單元快速補(bǔ)充武器、彈藥和其他物資。3月陸軍與海軍陸戰(zhàn)隊合作舉辦了行業(yè)信息交流會，陸軍要求JTAARS具備全程自動飛行能力，并能自主探測和避障，自主優(yōu)化飛行路線。
02?空投滑翔無人貨運(yùn)飛機(jī)
3月，美國物流滑翔機(jī)公司在DARPA和海軍陸戰(zhàn)隊作戰(zhàn)實驗室（MCWL）的資助下，設(shè)計并試驗了可在更遠(yuǎn)距離為快速機(jī)動的地面部隊提供再補(bǔ)給的一次性無人運(yùn)輸滑翔機(jī)。MCWL尺寸較小的原型機(jī)命名為LG-1K，而DARPA較大的原型機(jī)命名為LG-2K。LG-2K長3.87 m，翼展7.07 m，設(shè)計滑翔比15:1，空重362.87 kg，最大有效載荷1 633 kg，貨艙容積12.8 m3。海軍陸戰(zhàn)隊MV-22B傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)可裝載4架，CH-53K重型直升機(jī)能裝8架，而KC-130J加油/貨運(yùn)飛機(jī)能運(yùn)載18架。公司認(rèn)為，這種無人機(jī)可用來支持類似在阿富汗和敘利亞的地面部隊，向在距前線基地數(shù)千米外巡邏的友軍提供補(bǔ)給；另外，在強(qiáng)對抗環(huán)境中，美軍地面部隊，特別是那些在小型島嶼上作戰(zhàn)的部隊，由于距離敵方過近，將沒有制空權(quán)。這時空中補(bǔ)給載機(jī)可沿著敵防御圈外圍飛行并釋放滑翔機(jī)，后者將自動飛向補(bǔ)給點。
圖5? LG-2K無人貨運(yùn)費(fèi)飛機(jī)
2019年11月，美國特種作戰(zhàn)司令部授予耶茨電子空間公司一份技術(shù)能力演示驗證合同，對該公司無聲箭頭GD-2000貨運(yùn)無人機(jī)進(jìn)行飛行測試。GD-2000比GD-700能力得到進(jìn)一步提升，自重約907 kg，有效載重達(dá)740 kg，成本不到美軍聯(lián)合精確空投系統(tǒng)的一半，但升阻比是其2倍，且著陸時的垂直沖擊為零。2020年2~3月，特種作戰(zhàn)司令部計劃對該機(jī)進(jìn)行中空空投試驗，4~5月進(jìn)行高空空投試驗。
圖6? GD-2000貨運(yùn)無人機(jī)
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