“飛行導彈列車”探尋新空戰模式

文/ 張保慶

“飛行導彈列車”是美國國防高級研究計劃局（DARPA）于2017年9月向工業界發布的一種可發射空空導彈的機載發射低成本無人機概念。在“飛行導彈列車”概念框架下，DARPA致力于尋求可掛載于F-16和F-18戰斗機機翼下方、攜帶至少一枚AIM-120先進中程空空導彈、月產500架低成本無人機的快速按需批量生產技術和流程。“飛行導彈列車”概念有助于打破美軍當前空戰模式和裝備制造模式，對美軍空戰力量和作戰模式將產生革命性影響。

▲ 裝載AIM-120空空導彈的“飛行導彈列車”無人機

基本概念

裝備研制設計通常以能力需求為導向，而為滿足某項能力，裝備研制通常面臨周期延長和預算增加的風險，使得最終交付的裝備能力缺乏彈性且成本高昂。為解決當前戰機成本和復雜性不斷攀升、能力需求滯后等問題，2017年9月6日，DARPA戰略技術辦公室項目經理、空軍中校吉米·瓊斯以視頻形式向工業界發布“飛行導彈列車”概念，致力于尋求可掛載于F-16和F-18戰斗機機翼下方、攜帶至少一枚AIM-120空空導彈、月產500架低成本無人機的快速按需生產技術和流程。在“飛行導彈列車”概念下，DARPA期望通過采用靈活的采辦模式和快速按需生產技術和流程，加快裝備研制進度和采辦流程，形成更能滿足當前能力需求、成本更為低廉的無人機裝備。

“飛行導彈列車”概念背后實際蘊含兩個目的：一是設計和制造一款可攜帶AIM-120空空導彈執行制空作戰任務的低成本無人機；二是構建快速按需批量生產流程，實現月產500架低成本無人機的目標。在無人機設計與制造方面，DARPA要求該無人機與F-16和F-18戰斗機兼容、可掛載至少1枚（最好2枚）AIM-120空空導彈、能以最大速度0.9馬赫獨立飛行20分鐘并按照預設路線巡航、具備從所在戰機機翼下或在自身飛行過程中根據遠程指令自動發射導彈實施攻擊的能力。在快速按需生產流程方面，DARPA建議使用高度自動化的先進制造工藝，如計算機數控加工或3D打印等，在滿足快速制造前預置元件可更換、維護費用最小化等要求下，通過快速設計、原型和制造工藝等加快裝備研制進度和采辦流程，實現月產500架“飛行導彈列車”無人機的目標。

DARPA期望的最終狀態是“飛行導彈列車”無人機的所有生產材料均可在制造現場獲得，要求所有的組件和制造設備均提前采購好、運送至指定場所、存儲于倉庫以等待最終的裝配集成。同時，DARPA還提到“箱內工廠”的生產流程，其構想是所有原材料、制造設備、電子器件、電纜等生產必需的物資均提前完成采購、運輸并存儲于一系列特定的運輸集裝箱內。在“箱內工廠”生產模式下，美軍各軍種均可擁有工廠的所有權，并能按需確定無人機生產數量，這將極大縮短生產周期、大幅減少無人機艦隊后勤和維護費用。

潛在影響

首先，AIM-120導彈服役時間已達30年，面臨射程不斷被對手追趕并超越的嚴峻形勢，而“飛行導彈列車”無人機將有助于延長AIM-120導彈射程，為美軍戰機提供一個導彈發射緩沖區以避開敵方交戰區域，達到打擊距離更遠、致命性更強、人員傷亡更少的目的。

其次，“飛行導彈列車”概念是美軍無人作戰飛機顛覆性發展的延續，有助于打破美軍當前空戰模式和裝備制造模式，使美軍能夠快速適應空戰需求，大幅降低美軍空戰成本和技術風險：

第一，使美軍快速適應空戰能力需求。

吉米· 瓊斯指出，當前既滿足能力需求又實現快速生產的軍用裝備極為少見。在“飛行導彈列車”概念框架下，美軍各軍種均可擁有自己的無人機工廠，一旦戰爭爆發，部隊就會啟動這些工廠生產無人機，并根據作戰需求對現有設計和功能進行改進和生產，這將極大地提高任務響應彈性和快速性，使得美軍可以針對不斷變化的空戰環境更加靈活的做出反應，形成更能適應當時需求的無人機裝備，以近實時的方式應對新興威脅，獲得挫敗潛在對手的先決優勢。

第二，變革戰機傳統采購與生產流程。

“飛行導彈列車”概念重要的環節是構建快速按需批量生產流程，以滿足月生產500架“飛行導彈列車”無人機的要求。DARPA期望工業部門不斷創新采購模式和生產流程，通過快速設計、原型和制造工藝等打破當前飛行作戰系統超長設計、試驗和制造周期。這將極大縮短裝備采購時間和生產周期，有助于改變現有武器裝備的生產模式，加快裝備研制進度和采辦流程，變革傳統采購和生產流程。

第三，降低美軍空戰成本和技術風險。

“飛行導彈列車”無人機可攜帶AIM-120空空導彈，并具備從所在戰機機翼下或在自身飛行過程中根據遠程指令自動發射導彈能力。在空中近距離格斗方面，該無人機作為可隨時激活的“忠誠僚機”，可協助有人駕駛的戰斗機脫離敵方火力，由無人機實施作戰，構成空中戰場局部空域的數量優勢；在超視距空戰方面，該無人機從戰斗機脫離后可在自主飛行20分鐘后的遠程位置向目標發射導彈實施攻擊，將拓展F-16和F-18戰斗機的中遠程制空能力，進而為美軍戰機提供一個導彈發射緩沖區，使得戰機飛行員避開敵方交戰區域，達到打擊距離更遠、致命性更強、人員傷亡更少的目標，將有效降低美軍作戰成本和技術風險。

相關鏈接

蜂群作戰與分布式空戰概念

▲ 大型運輸機空中發射小精靈無人機蜂群示意圖

近年來，DARPA重點發展蜂群作戰和分布式空戰等一系列新的作戰概念及技術，體現出很強的前瞻性與創新性，將對未來精確打擊武器產生重要影響。顛覆性技術的應用將對傳統戰爭帶來顛覆性效果，甚至有可能改變未來戰爭的游戲規則。

蜂群

小精靈項目：2015年推出，主要是完成小型無人機蜂群的空中發射與回收、設備載荷與機體一體化概念設計、低成本結構設計、有限壽命設計、自動復飛策略、精確數字飛控與導航、小型高效渦輪發動機、發動機自動關機技術、小型分布式載荷集成技術、精確位置保持技術等工作。目前，DARPA選擇GA-ASI和Dynetics公司進入第二階段，設計全尺寸方案，驗證關鍵技術，并開展飛行試驗。

進攻性蜂群戰術項目：促進蜂群自主性和人-蜂群編組方面取得突破。美空軍的最終目標是使250個無人平臺在6小時內在8個街區執行任務。該項目目前階段目標是使100個無人機和無人地面車輛在2小時內在4個城市街區作戰。

分布式空戰

體系集成技術與試驗項目：探索開放式體系架構技術，將單一裝備的航空作戰能力分布在大量可互操作的有人和無人平臺上，以提高多種武器的整體作戰效能，更快更低成本地將全新技術和系統集成到現有作戰系統中。2017年，開展一系列項目試飛，評估了有人與無人平臺不同混合的效能。

拒止環境中的協同作戰項目：探索分布式作戰無人機的自主、協同技術，構建開放式體系架構，提供電子干擾、通信較差、天氣惡劣和其他不利條件下的態勢感知及控制能力。2016年6月，DARPA向洛·馬公司及雷神公司授予項目第二階段系統集成合同，后續將開展由1至2架真實飛機和若干虛擬飛機組隊的飛行試驗。

分布式作戰管理項目：提高任務自適應規劃和態勢感知等能力，主要研究作戰管理的控制算法和決策輔助軟件以及用于駕駛艙的先進人機交互技術等，形成可應對空空、空地作戰任務的綜合分布式管理能力。2016年5月，美國空軍研究實驗室代表DARPA，向洛·馬公司授予了一份總金額1620萬美元的第二階段合同，要求發展一體化分布式作戰管理能力，以在強對抗環境中管理空對空和空對地作戰。