分布式空中作戰(zhàn)是美軍著眼大國對抗發(fā)展的全新空戰(zhàn)模式，旨在將大型、昂貴、多功能有人戰(zhàn)機(jī)的各類功能分解到大量低成本無人機(jī)上，構(gòu)建由少量高性能有人機(jī)和大量無人機(jī)組成的協(xié)同作戰(zhàn)體系，以較低成本實(shí)現(xiàn)更高作戰(zhàn)能力，對敵再次形成不對稱優(yōu)勢。為此，美軍正系統(tǒng)布局關(guān)鍵技術(shù)體系，加速推動概念發(fā)展，值得密切關(guān)注。

一、美軍分布式空中作戰(zhàn)最新發(fā)展情況

2014年，美國防部國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）最早提出了分布式空中作戰(zhàn)，并在2017年正式包裝成“馬賽克戰(zhàn)”概念，即借鑒馬賽克畫簡單、可快速拼接等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)大量低成本、功能相對單一系統(tǒng)的動態(tài)組合與密切協(xié)作，形成敏捷集成、極具彈性（韌性）的空戰(zhàn)體系，大型高性能無人機(jī)、無人僚機(jī)、無人機(jī)蜂群等均可融入其中。目前，DARPA和美空軍研究實(shí)驗(yàn)室（AFRL）正積極開展體系架構(gòu)、無人機(jī)平臺、空戰(zhàn)管理、自主協(xié)同等相關(guān)技術(shù)研究。

1． 體系架構(gòu)技術(shù)

“體系集成技術(shù)驗(yàn)證”項(xiàng)目。DARPA和AFRL共同實(shí)施，旨在基于現(xiàn)有技術(shù)水平，把傳統(tǒng)戰(zhàn)機(jī)的功能分解至可互操作的有人機(jī)和無人機(jī)，并即插即用各種機(jī)載系統(tǒng)和武器。2018年7月，項(xiàng)目在對抗空域開展了飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了名為“縫合”的全新體系集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了地面站、半物理飛行試驗(yàn)系統(tǒng)、C－12運(yùn)輸機(jī)和試驗(yàn)飛機(jī)之間的互操作能力。

“體系集成技術(shù)驗(yàn)證”項(xiàng)目設(shè)想（美國防高級研究計(jì)劃局圖片，中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心漢化）

2． 無人機(jī)平臺技術(shù)

XQ－58A項(xiàng)目。AFRL研發(fā)的低成本可消耗無人機(jī)，未來可作為無人僚機(jī)使用。該機(jī)采用中等后掠角中單翼、V型尾翼、背負(fù)式進(jìn)氣道隱身化布局，機(jī)長8．84米，翼展6．7米，最大飛行速度0．85馬赫，航程8700千米，有效載荷不少于230千克，成本低于200萬美元。2019年3月，XQ－58A成功完成76分鐘的首飛。6月11日，XQ－58A完成第二次試飛，無人機(jī)在71分鐘的飛行中完成了所有測試目標(biāo)。6月12日，美空軍表示正考慮增加購買20～30架XQ－58A，以開展進(jìn)一步的試驗(yàn)。

首飛中的XQ－58A“戰(zhàn)神婢女”原型機(jī)（美空軍研究實(shí)驗(yàn)室圖片）

“飛行導(dǎo)彈掛架”項(xiàng)目。DARPA在2017年公布，研究高度簡化、飛行和作戰(zhàn)功能有限、可快速批產(chǎn)的低成本無人機(jī)平臺，既可作為戰(zhàn)斗機(jī)的普通掛架，發(fā)射各類武器彈藥；也可成為無人僚機(jī)，發(fā)射后飛行至目標(biāo)空域，執(zhí)行巡邏飛行和武器發(fā)射等任務(wù)。

飛行導(dǎo)彈掛架概念圖（美國防高級研究計(jì)劃局圖片）

“小精靈”項(xiàng)目。DARPA在2015年啟動，美空軍情報(bào)監(jiān)視偵察部門也參與其中，目標(biāo)是研發(fā)低成本無人機(jī)蜂群平臺及空中投放回收等技術(shù)。2018年4月，美國戴內(nèi)提克斯公司（Dynetics）獲得最終階段合同，其無人機(jī)類似于巡航導(dǎo)彈構(gòu)型，而空中投放回收裝置與目前成熟的空中加油系統(tǒng)相仿。DARPA計(jì)劃在2019年下半年使用C－130運(yùn)輸機(jī)開展多架無人機(jī)的空中投放回收驗(yàn)證，回收速率為30分鐘4架。

“小精靈”無人機(jī)回收概念圖（美國戴內(nèi)提克斯公司公司圖片）

3． 空戰(zhàn)管理技術(shù)

“分布式作戰(zhàn)管理”項(xiàng)目。DARPA和AFRL共同研發(fā)，發(fā)展先進(jìn)算法和軟件，提高態(tài)勢感知和任務(wù)自適應(yīng)規(guī)劃等能力，幫助履行戰(zhàn)場管理任務(wù)飛行員進(jìn)行快速且合理的決策，在強(qiáng)對抗環(huán)境中更好地執(zhí)行分布式空中作戰(zhàn)任務(wù)。項(xiàng)目開發(fā)了兩種軟件：“網(wǎng)絡(luò)對抗環(huán)境態(tài)勢理解系統(tǒng)”負(fù)責(zé)構(gòu)建可分享至每個(gè)平臺的統(tǒng)一作戰(zhàn)場景，“反介入實(shí)時(shí)任務(wù)管理系統(tǒng)”為每個(gè)平臺制定適合的任務(wù)和飛行路徑。2017年9月，DARPA和AFRL進(jìn)行了首輪飛行試驗(yàn)，“利爾噴氣”公務(wù)機(jī)扮演無人機(jī)，有人機(jī)為地面駕駛的虛擬機(jī)，驗(yàn)證了通信中斷后任務(wù)還可按預(yù)期繼續(xù)執(zhí)行的能力。2018年3月，DARPA向BAE系統(tǒng)公司授出最終階段合同。

“分布式作戰(zhàn)管理”項(xiàng)目概念圖（美國防高級研究計(jì)劃局圖片）

“對抗環(huán)境強(qiáng)韌同步規(guī)劃和評估”項(xiàng)目。DARPA負(fù)責(zé)研發(fā)，旨在開發(fā)以人為中心的軟件輔助決策工具，著眼于數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，確定通信被切斷時(shí)輸出信息的先后順序，幫助空戰(zhàn)人員在復(fù)雜環(huán)境更好控制作戰(zhàn)行動。為此，BAE公司研發(fā)了“分布式協(xié)同指揮控制工具”自主軟件，以提高空中戰(zhàn)場的戰(zhàn)場感知能力，評估作戰(zhàn)前、中、后的空戰(zhàn)計(jì)劃和任務(wù)風(fēng)險(xiǎn)，分析作戰(zhàn)效果。2019年3月20日，DARPA授予BAE公司價(jià)值310萬美元的最終階段合同，并將于2019年8月或9月在美空軍基地進(jìn)行為期一周的演示驗(yàn)證。

4． 自主協(xié)同技術(shù)

“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”項(xiàng)目。DARPA負(fù)責(zé)研發(fā)，通過發(fā)展先進(jìn)算法和軟件，探索無人機(jī)蜂群的自主和協(xié)同技術(shù)，使蜂群僅需一人管理，便可協(xié)作完成發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別和攻擊目標(biāo)等任務(wù)。2018年11月，6架真實(shí)和24架虛擬的無人機(jī)在“真實(shí)－虛擬－構(gòu)建”環(huán)境中開展了地面和飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證了無人機(jī)蜂群在強(qiáng)對抗環(huán)境中針對非預(yù)期威脅的適應(yīng)能力。無人機(jī)蜂群可有效分享信息，協(xié)作規(guī)劃和分配任務(wù)，制定協(xié)調(diào)的戰(zhàn)術(shù)決策，并在最小通信情況下共同響應(yīng)動態(tài)、高威脅環(huán)境。2019年春，項(xiàng)目已全部轉(zhuǎn)化至美海軍航空系統(tǒng)司令部。

“空戰(zhàn)進(jìn)化”項(xiàng)目。DARPA 2020財(cái)年預(yù)算中的新增項(xiàng)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，并首先將在最激烈的空中格斗條件下進(jìn)行試驗(yàn)：在模擬環(huán)境中，有人機(jī)飛行員可指揮多架無人機(jī)，以貼近實(shí)戰(zhàn)的方式應(yīng)對敵人的無人機(jī)和其他威脅因素。2019年6月，DARPA公布了ACE項(xiàng)目的招標(biāo)書，表示其是該局更大的“馬賽克戰(zhàn)”空戰(zhàn)概念的一部分。

“空戰(zhàn)進(jìn)化”項(xiàng)目概念圖（美國防高級研究計(jì)劃局圖片）

“天空博格人”（Skyborg）項(xiàng)目。2019年3月，AFRL表示正在開發(fā)“天空博格人”無人僚機(jī)智能空戰(zhàn)系統(tǒng)。首先系統(tǒng)會植入空戰(zhàn)模擬器，與人類飛行員一起進(jìn)行對抗訓(xùn)練，積累知識，提高能力。未來，系統(tǒng)將與XQ－58A等無人機(jī)整合，成為真正的人工智能僚機(jī)。

二、美分布式空中作戰(zhàn)概念的影響

目前的空中作戰(zhàn)是戰(zhàn)斗機(jī)的代際競爭，最新一代戰(zhàn)斗機(jī)擁有強(qiáng)大統(tǒng)治能力。隨著分布式空中作戰(zhàn)概念的提出，未來的空戰(zhàn)將是有人－無人高度協(xié)同的體系化競爭，這代表著空戰(zhàn)思想的重要轉(zhuǎn)變，將對未來作戰(zhàn)產(chǎn)生重大影響。

高性能有人機(jī)將承擔(dān)關(guān)鍵的指揮控制任務(wù)。分布式空中作戰(zhàn)裝備數(shù)量多、分布范圍廣、任務(wù)協(xié)同復(fù)雜，需要有人機(jī)在空中開展實(shí)時(shí)指揮控制。大型預(yù)警機(jī)在防區(qū)外對整個(gè)戰(zhàn)場進(jìn)行指揮監(jiān)管，而數(shù)量較少的有人隱身戰(zhàn)機(jī)將深入防區(qū)，主要使命為控制最前線的大量無人機(jī)，也可遂行火力打擊等傳統(tǒng)任務(wù)。

低成本無人機(jī)將承擔(dān)主戰(zhàn)任務(wù)。從單個(gè)平臺看，無人機(jī)隱身和機(jī)動能力強(qiáng)、續(xù)航時(shí)間長，在自主作戰(zhàn)系統(tǒng)決策和人類指控下具有較強(qiáng)作戰(zhàn)能力。另外，無人機(jī)成本低，設(shè)計(jì)壽命短，如“小精靈”無人機(jī)成本70萬美元，最多使用20次，故戰(zhàn)損代價(jià)低，使用顧慮少；從體系作戰(zhàn)看，首先大量無人機(jī)擁有規(guī)模優(yōu)勢，將“飽和”敵防空雷達(dá)的跟蹤和火控通道，使其難以發(fā)現(xiàn)高價(jià)值空戰(zhàn)平臺，打擊無人機(jī)也會浪費(fèi)昂貴和有限的防空導(dǎo)彈。其次無人機(jī)體系具有較高的強(qiáng)韌性，多架無人機(jī)會備份同一作戰(zhàn)功能，故損失部分個(gè)體并不影響體系作戰(zhàn)能力，而聯(lián)接無人機(jī)的網(wǎng)絡(luò)也將應(yīng)用抗毀、低截獲、抗干擾等技術(shù)，以應(yīng)對強(qiáng)對抗的復(fù)雜電磁環(huán)境；最后分布式作戰(zhàn)體系具有較高的敏捷性，大量無人機(jī)可依據(jù)敵情和戰(zhàn)損，實(shí)時(shí)排列組合出最優(yōu)的作戰(zhàn)能力，通過與有人機(jī)靈活編組，快速生成多種解決方案。

軍用航空產(chǎn)業(yè)也將隨之呈現(xiàn)全新發(fā)展態(tài)勢。在分布式作戰(zhàn)概念的牽引下，未來空中作戰(zhàn)裝備呈現(xiàn)出作戰(zhàn)體系化、機(jī)體廉價(jià)化、平臺智能化、載荷小型化等特點(diǎn)，高性能網(wǎng)絡(luò)、智能算法和軟件、低成本平臺、低成本發(fā)動機(jī)、小型高性能機(jī)載設(shè)備和武器等將成為重點(diǎn)發(fā)展方向，未來軍用航空產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)變革。

袁成先生已為《空天防務(wù)觀察》提供14篇專欄文章，如下表：

序號

篇名

發(fā)表日期

1

美國國防高級研究計(jì)劃局發(fā)展創(chuàng)新的近距空中支援技術(shù)

2016年2月29日

2

刀尖上的新舞者——美國防高級研究計(jì)劃局航空航天專項(xiàng)辦公室分析

3月11日

3

美國防高級研究計(jì)劃局2015年航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目分析

4月27日

4

美國防高級研究計(jì)劃局“小精靈”空中群射／回收無人機(jī)項(xiàng)目分析

10月11日

5

美國防部國防高級研究計(jì)劃局重要航空項(xiàng)目研究進(jìn)展

2017年5月19日

6

“蜻蜓眼”受控生物無人機(jī)取得重要進(jìn)展

9月15日

7

美國防高級研究計(jì)劃局實(shí)施顛覆性技術(shù)創(chuàng)新的各方利益分析

9月29日

8

外軍無人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與應(yīng)用前景

2018年10月15日

9

美空軍新版《科技戰(zhàn)略》針對大國戰(zhàn)略競爭提出新目標(biāo)和新舉措

2019年5月20日

10

美國防科技創(chuàng)新機(jī)構(gòu)與外界交流的各種舉措

6月10日

11

美國防部國防高級研究計(jì)劃局技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)流程概述

6月17日

12

美國防高級研究計(jì)劃局“駕駛艙內(nèi)自動化系統(tǒng)”項(xiàng)目分析

7月8日

13

英國國防部國防和安保加速器2018財(cái)年年報(bào)述析

7月22日

14

美軍分布式空中作戰(zhàn)概念最新動向述析（即本篇）

9月2日

有興趣的讀者，可點(diǎn)擊相關(guān)文章的“篇名”閱讀原文。

（中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心  袁成）

本篇供稿：系統(tǒng)工程研究所

運(yùn) 營：李沅栩