2020年國外軍用無人機(jī)發(fā)展綜述（下）

中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心

無人機(jī)正在變革作戰(zhàn)格局，未來無人化戰(zhàn)爭大有“山雨欲來”之勢，引發(fā)國際社會普遍關(guān)注。與此同時，世界各國加快無人機(jī)裝備研發(fā)和技術(shù)升級速度，推進(jìn)有人-無人協(xié)同作戰(zhàn)、自主、集群等多項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，并紛紛將無人機(jī)納入下一代作戰(zhàn)力量體系，加速生成無人機(jī)作戰(zhàn)能力以適應(yīng)未來戰(zhàn)場需求。

新型無人機(jī)

“下一代多用途無人機(jī)”信息征詢書發(fā)布

2020年6月，美空軍發(fā)布“下一代多用途無人機(jī)”信息征詢書，尋求未來中高空察打一體無人機(jī)系統(tǒng)方案，旨在研究未來低成本、新型情監(jiān)偵（ISR）無人機(jī)系統(tǒng)，可能包括對現(xiàn)有系統(tǒng)的升級、擴(kuò)展或替換。該信息征詢書強(qiáng)調(diào)，工業(yè)界應(yīng)提供創(chuàng)新解決方案，以實現(xiàn)產(chǎn)品的高效交付和更低的全生命周期成本。空軍希望新方案在飛行平臺、地面控制站、自動化情監(jiān)偵傳感器和數(shù)據(jù)分析等方面采用開放式架構(gòu)（OA），并歡迎中小企業(yè)提供創(chuàng)新解決方案。信息征詢書計劃2030財年開始逐步替換現(xiàn)役MQ-9無人機(jī)，2031財年第三季度形成初始作戰(zhàn)能力。2020年9月，美洛克希德-馬丁（下稱洛馬）、諾斯羅普-格魯門和美國通用原子航空系統(tǒng)公司（下稱通用原子）相繼公布其競標(biāo)MQ-“下一代”（MQ-Next）項目的察打一體無人機(jī)概念圖，方案均采用飛翼布局。

美陸軍啟動“空射效應(yīng)”項目

2020年8月，美陸軍針對空射效應(yīng)（ALE）項目，向10家公司分別授出其他交易協(xié)議（Other Transactions Authority，OTA），總金額達(dá)2980萬美元，旨在研發(fā)可由現(xiàn)役及未來垂直起降飛機(jī)空射的微小型無人機(jī)系統(tǒng)及任務(wù)載 荷，計劃2025年實現(xiàn)列裝。這些合同涉及飛行器、任務(wù)系統(tǒng)和任務(wù)載荷三大技術(shù)，美陸軍正在規(guī)劃空射效應(yīng)項目并開發(fā)分布式光電、紅外、電子戰(zhàn)等任務(wù)載荷技術(shù)。

圖1 諾格公司公布MQ-“下一代”方案概念圖。

美國陸軍開展RQ-7無人機(jī)替代型號評估

2020年4月，美軍第1步兵師第1裝甲旅在堪薩斯州賴?yán)ら_展了阿克圖魯斯JUMP 20無人機(jī)系統(tǒng)首次士兵操控飛行評估測試。早在2019年，美陸軍選擇了四家公司競標(biāo)“影子”RQ-7戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)的替代型號，分別為諾馬公司V-“蝙蝠”（V-BAT）；德事隆公司“探空儀” HQ（Aerosonde HQ）；阿克圖魯斯公司JUMP 20和L-3哈里斯公司的FVR-90。美陸軍一直在尋找能在噪音和短距起降等方面改善“影子”無人機(jī)性能的替代系統(tǒng)。

俄公開新型隱身無人戰(zhàn)斗機(jī)模型

2020年8月，俄喀瑯施塔得集團(tuán)在2020軍隊防務(wù)展上首次公開其“格羅姆”（Grom）隱身無人戰(zhàn)斗機(jī)模型及預(yù)期參數(shù)。該機(jī)外形與美空軍“女武神”XQ-58A類似，機(jī)長約13.8m，翼展10m，機(jī)高3.8m，最大起飛重量7t，飛行速度1000km／h，實用升限12000m，作戰(zhàn)使用半徑700km；兩側(cè)機(jī)翼下各有1個外掛點(diǎn)，機(jī)腹設(shè)有2個彈艙，最大任務(wù)載荷重量2t。“格羅姆”無人機(jī)與俄“獵人”相比，尺寸更小、成本更低，后者計劃2021年下半年開展空空和空地導(dǎo)彈發(fā)射試驗。“格羅姆”無人機(jī)可作為“蘇”-35和“蘇”-57戰(zhàn)斗機(jī)的忠誠僚機(jī)，協(xié)同執(zhí)行情監(jiān)偵、電子戰(zhàn)、防空壓制等多種作戰(zhàn)任務(wù)。

俄公開改進(jìn)型“獵戶座”察打一體無人機(jī)

2020年8月，俄羅斯喀瑯施塔得集團(tuán)在2020軍隊防務(wù)展首次公開展示改進(jìn)型“獵戶座”中空長航時察打一體無人機(jī)。該機(jī)實用升限7500m，最大飛行速度120km/h，續(xù)航時間24h，可攜帶光電/紅外吊艙、信號情報收集吊艙等任務(wù)載荷，執(zhí)行情監(jiān)偵、地形測繪、毀傷評估等任務(wù)。該無人機(jī)最大任務(wù)載荷重量200kg，可配裝多型空地精確制導(dǎo)彈藥，俄軍工集團(tuán)為其研制的UPAB-50S空地導(dǎo)彈，重量約50kg，射程達(dá)30km，可配裝高爆、集束破片、溫壓彈等多種戰(zhàn)斗部。

圖2 阿克圖魯斯 JUMP 20 無人機(jī)采用了復(fù)合翼布局。

圖3 俄軍已裝備“獵戶座”察打一體無人機(jī)。

俄計劃研制系列無人運(yùn)輸機(jī)

2020年7月，俄茹科夫斯基國家研究中心在俄航空系統(tǒng)國家試驗場開展了無人運(yùn)輸機(jī)（TBLA）原型機(jī)試驗飛行，此次試驗評估了無人運(yùn)輸機(jī)典型貨物運(yùn)輸任務(wù)的算法和性能特征，驗證了高精度貨物投放能力。此外，該中心計劃在TBLA的基礎(chǔ)上研制具有不同載貨重量的系列無人運(yùn)輸機(jī)。目前，該中心已研制具有不同構(gòu)型布局和載貨重量的大型無人運(yùn)輸機(jī)，其載貨重量從十幾千克到數(shù)噸不等。

航空環(huán)境公司推出“彈簧刀”600巡飛彈

2020年10月，航空環(huán)境公司正式推出由“彈簧刀”300巡飛彈改進(jìn)的“彈簧刀”600（Switchblade 600）新型單兵便攜式巡飛彈系統(tǒng)，此前已開展相關(guān)飛行試驗。“彈簧刀”600巡飛彈采用折疊式機(jī)翼，電力推進(jìn)系統(tǒng)，2套光電/紅外綜合傳感器套件，多用途/反坦克戰(zhàn)斗部，其模塊化任務(wù)載荷艙有助于未來升級配置反輻射任務(wù)載荷等多類型戰(zhàn)斗部，執(zhí)行偵察、監(jiān)視和目標(biāo)捕獲（RSTA）等任務(wù)，并具備精確打擊地面裝甲目標(biāo)的能力。其基本型“彈簧刀”巡飛彈已于2012年裝備美陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊。

IAI公司推出“蒼鷺”MK II無人機(jī)

2020年1月，以色列航宇工業(yè)公司(IAI)公開其“蒼鷺”系列無人機(jī)的最新型號“蒼鷺”MK II高空長航時無人機(jī)。該機(jī)是一種具有戰(zhàn)略價值的多用途無人機(jī)，可搭載多種任務(wù)載荷，裝配了“羅泰克斯”915 iS（Rotax 915 iS）發(fā)動機(jī)，續(xù)航時間達(dá)45h。該機(jī)利用改進(jìn)的制造技術(shù)，實現(xiàn)了機(jī)體結(jié)構(gòu)快速維修和任務(wù)載荷快速更換。

“奪命者”隱身無人戰(zhàn)斗機(jī)模型曝光

2020年9月，印度國防部國防研究與發(fā)展組織（DRDO）“奪命者”（Ghatak）隱身無人戰(zhàn)斗機(jī)（UCAV）模型曝光，該模型采用飛翼布局。印媒稱該項目旨在研發(fā)一種可穿透敵防空系統(tǒng)、實施縱深打擊的轟炸機(jī)，正以“隱身飛翼飛行試驗臺”（SWiFT）為代號進(jìn)行低可探測性和風(fēng)洞試驗。將為印度未來軍機(jī)研制奠定關(guān)鍵基礎(chǔ)。印度稱“奪命者”項目為全自主研發(fā)，可能采用俄羅斯土星設(shè)計局提供的36MT渦扇發(fā)動機(jī)。

“影子”200無人機(jī)替代項目競標(biāo)啟動

2020年3月，澳大利亞陸軍啟動LAND 129項目第3階段工作以及“影子”200無人機(jī)替代項目的競標(biāo)流程。最終選中雷神澳大利亞公司、英西圖（Insitu）公司、萊多斯（Leidos）澳大利亞公司和德事隆系統(tǒng)澳大利亞公司共四家公司為項目提供詳細(xì)的投標(biāo)方案，進(jìn)一步探討方案和概念一體化設(shè)計。項目下一階段將對四家公司的全面投標(biāo)方案進(jìn)行競爭性評估，預(yù)計2021年提交政府審議。

沙特推出“薩克”-1B中空長航時無人機(jī)

2020年3月，沙特阿拉伯阿卜杜勒阿齊茲國王科技城(KACST)與UAVOS公司合作，推出一種新型“薩克”-1B（Saker-1B）中空長航時無人機(jī)。該機(jī)最大起飛重量1100kg，續(xù)航時間19h，作戰(zhàn)使用半徑超過2600km，機(jī)上配備了自主起降系統(tǒng)和冗余的航電系統(tǒng)，具備視距和超視距操控能力，可以在沙漠、高海拔等惡劣環(huán)境下使用。

圖4 “彈簧刀”600單兵便攜式巡飛彈。

新概念無人機(jī)

圖5 印度“奪命者”隱身無人戰(zhàn)斗機(jī)縮比模型。

克拉托斯啟動XQ-58A低成本可消耗無人機(jī)生產(chǎn)

2020年2月，美國克拉托斯公司開始生產(chǎn)XQ-58A“女武神”（下稱XQ-58A）低成本可消耗無人機(jī)。2019年10月，XQ-58A演示驗證機(jī)在第三次試飛著陸時受損，因此美空軍將推遲原定2020財年第一季度內(nèi)授予生產(chǎn)合同的計劃。但隨著該機(jī)于2020年1月23日成功完成第四次試飛，克拉托斯公司繼續(xù)看好XQ-58A無人機(jī)的批生產(chǎn)潛力，便自籌資金先行啟動生產(chǎn)，同時繼續(xù)與美空軍研究實驗室合作進(jìn)行技術(shù)驗證演示試飛。該公司計劃在2021年第一季度交付首批12架，之后每個月交付1架或2架。

波音與澳大利亞工業(yè)部門聯(lián)合開發(fā)“忠誠僚機(jī)”無人機(jī)項目

2020年3月，波音公司與澳大利亞工業(yè)部門合作，共同開展澳大利亞工業(yè)能力計劃(AIC)項目，為澳大利亞皇家空軍(RAAF)開發(fā)用于未來空戰(zhàn)的“忠誠僚機(jī)”無人機(jī)項目，目前已有20多家澳大利亞公司參與研制。波音澳大利亞分公司計劃制造3架原型機(jī)，2020年5月首架原型機(jī)總裝下線；10月首架“空中力量編隊系統(tǒng)”（ATS）原型機(jī)開展低速滑行測試；期間該機(jī)根據(jù)指令完成了轉(zhuǎn)彎和停車，地面滑行速度為26km/h；12月該原型機(jī)開展了首次高速滑行試驗。波音計劃2021年初實現(xiàn)首飛，并開展相關(guān)作戰(zhàn)能力演示驗證。波音公司透露，“空中力量編隊系統(tǒng)”無人機(jī)機(jī)長11.6m、航程3704km，可拆卸機(jī)頭可根據(jù)任務(wù)定制和更換，該機(jī)采用常規(guī)輪式起降，利用人工智能技術(shù)與其他戰(zhàn)斗機(jī)編隊協(xié)同執(zhí)行多種作戰(zhàn)任務(wù)。

美空軍選定多家單位開展“天空堡”三年計劃

2020年5月，美空軍宣布啟動“天空堡”（Skyborg）項目原型機(jī)、試驗和自主能力開發(fā)”（SPEAD）計劃競標(biāo)，旨在選擇合適的無人機(jī)平臺集成“天空堡”自主軟件系統(tǒng)。7月，美空軍壽命周期管理中心分別授予波音、通用原子、克拉托斯和諾格公司“天空堡先鋒”計劃合同，總金額高達(dá)4億美元。10月，美空軍宣布，九家單位參與執(zhí)行“天空堡”自主無人機(jī)原型機(jī)項目第二階段合同，包括航空環(huán)境、奧托達(dá)因、BAE系統(tǒng)、藍(lán)軍技術(shù)、護(hù)衛(wèi)艦系統(tǒng)、洛馬、下一代航空技術(shù)、塞拉技術(shù)服務(wù)等公司以及威奇塔州立大學(xué)。“天空堡”項目致力于開發(fā)人工智能軟件、相關(guān)程序和硬件，以實現(xiàn)無人機(jī)的自主協(xié)同作戰(zhàn)，或作為有人機(jī)的“忠誠僚機(jī)”執(zhí)行任務(wù)。美空軍將“天空堡”系統(tǒng)定義為可重復(fù)使用、可消耗系統(tǒng)，計劃2023年形成初始作戰(zhàn)能力，能夠完成多種作戰(zhàn)任務(wù)以形成規(guī)模化戰(zhàn)斗力。整個合同預(yù)計在2026年7月前完成。

有人-無人協(xié)同技術(shù)發(fā)展

美國海軍與波音聯(lián)合演示有人-無人協(xié)同飛行能力

2020年2月，波音公司聯(lián)合美國海軍在帕圖森河海軍航空站成功演示了1架EA-18G“咆哮者”有人駕駛電子戰(zhàn)飛機(jī)和2架EA-18G“咆哮者”機(jī)上無人駕駛飛機(jī)編隊協(xié)同飛行和任務(wù)控制能力，整個試驗共計4個飛行架次，完成21項演示任務(wù)。美軍認(rèn)為，有人機(jī)-無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)相關(guān)技術(shù)是一種作戰(zhàn)力量倍增器，可在不顯著增加工作強(qiáng)度情況下，使單個機(jī)組有能力控制更多飛機(jī)，避免美海軍有人機(jī)遭受毀傷的同時，擴(kuò)大傳感器態(tài)勢感知范圍。

圖6 “空中力量編隊系統(tǒng)”無人機(jī)完成高速滑行測試。

圖7 “天空堡”無人僚機(jī)將實現(xiàn)自主作戰(zhàn)。

圖8 2 架EA-18G“咆哮者”戰(zhàn)斗機(jī)正在編隊飛行。

“蘇”-57戰(zhàn)斗機(jī)開展無人模態(tài)驗證測試

2020年8月，俄羅斯聯(lián)合飛機(jī)制造公司（UAC）表示，“蘇”-57戰(zhàn)斗機(jī)正在開展無人模態(tài)試飛。該公司稱“蘇”-57機(jī)身采用了大量復(fù)合材料，能以1450km/h的速度超聲速巡航，配有先進(jìn)電子設(shè)備，具有良好隱身性能，有4個彈艙。“蘇”-57戰(zhàn)斗機(jī)于2010年1月29日完成首飛，并已在敘利亞參加實戰(zhàn)。

奎奈蒂克完成直升機(jī)與無人機(jī)協(xié)同飛行演示驗證

2020年6月，英國奎奈蒂克公司宣布，一架H125輕型直升機(jī)與半自主無人機(jī)在英格蘭西南部的索爾茲伯里完成了有人-無人協(xié)同飛行演示。期間，直升機(jī)上的操控員通過一臺平板電腦控制四旋翼無人機(jī)，并監(jiān)視其回傳影像；無人機(jī)可自主飛行，也可由操作人員下達(dá)指令進(jìn)行操控。奎奈蒂克公司稱，只需對有人機(jī)進(jìn)行少量改裝就可實現(xiàn)上述控制功能。該項目由英國陸軍資助，隨后由英國國防部國防科學(xué)技術(shù)實驗室交付部隊，參與更多作戰(zhàn)試驗。

圖9 C-130A 運(yùn)輸機(jī)在空中回收“小精靈”無人機(jī)

無人機(jī)蜂群技術(shù)發(fā)展

X-61A“小精靈”無人機(jī)開展多次試飛

2020年7月，美國國防預(yù)研局（DARPA）X-61A“小精靈”(下稱“小精靈”)無人機(jī)項目在美國猶他州達(dá)格威試驗場完成第三階段第二次試飛，首次空中回收試驗被推遲至2021年。該機(jī)于2019年11月完成持續(xù)1h41min的首飛，期間由一架C-130A運(yùn)輸機(jī)載運(yùn)并在空中發(fā)射，實現(xiàn)了有關(guān)飛機(jī)操作系統(tǒng)的多項測試目標(biāo)，但無人機(jī)在回收時因未能打開主傘而墜毀。第二次試飛主要開展系留飛行、空中發(fā)射和自主飛行試驗。2020年12月，美國國防預(yù)研局實施了第三次試飛試驗，嘗試空中回收3架“小精靈”無人機(jī)，2個多小時的飛行測試成功驗證了自主編隊飛行和相關(guān)安全飛行能力，但9次嘗試空中對接均未成功。三次試飛工作均屬于該項目第三階段演示內(nèi)容，本階段最終將演示在30min內(nèi)發(fā)射和回收4架“小精靈”，美國國防預(yù)研局計劃于2021年春季開展第四次飛行試驗。美國國防預(yù)研局稱，雖然“小精靈”項目現(xiàn)階段使用C-130A作為演示驗證平臺，但其空中回收系統(tǒng)可通過快速改進(jìn),適配多種運(yùn)輸機(jī)和武器系統(tǒng)。2020年9月，美國國防預(yù)研局和空軍計劃2021財年第一季度與項目主承包商簽訂第四階段測試合同，旨在為“小精靈”無人機(jī)提供壓制/摧毀敵防空系統(tǒng)等多種作戰(zhàn)任務(wù)能力。

圖10 藍(lán)熊系統(tǒng)公司使用多型無人機(jī)測試蜂群技術(shù)。

DARPA 開展第五輪“集群沖刺”項目

2020年4月，美國國防預(yù)研局宣布授予9家機(jī)構(gòu)實施“進(jìn)攻性集群使能戰(zhàn)術(shù)”（OFFSET）計劃的第五輪“集群沖刺”項目合同。本輪將聚焦實物試驗臺和集群戰(zhàn)術(shù)兩項關(guān)鍵技術(shù)。前者專注于加速硬件組件的集成和性能增強(qiáng)，以創(chuàng)建新型集群能力，例如縮短集群的空中展開時間、引入用于導(dǎo)航和感知的新型傳感器、將固定翼無人機(jī)引入集群運(yùn)行等。后者著重于設(shè)計和運(yùn)用大量無人機(jī)和地面無人車建立集群戰(zhàn)術(shù)，解決特定的任務(wù)目標(biāo)，美國國防預(yù)研局按計劃在2020年12月開展外場演示試驗。

波音開展無人機(jī)蜂群自主協(xié)同飛行測試

2020年12月，波音在澳大利亞克倫庫里的昆士蘭飛行試驗場完成了5架無人機(jī)自主協(xié)同飛行測試，驗證了波音公司機(jī)載指揮控制和數(shù)據(jù)共享等先進(jìn)自主技術(shù)。此次測試共持續(xù)10天，期間逐步增加無人機(jī)數(shù)量，直到最后完成5架無人機(jī)編隊飛行。測試中，無人機(jī)按要求進(jìn)行編隊，最大測試飛行速度達(dá)到270km/h，重點(diǎn)驗證應(yīng)用人工智能算法使無人機(jī)“大腦”了解需求，同時利用數(shù)據(jù)鏈建立無人機(jī)與其他平臺之間的通信，提升協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)能力。

藍(lán)熊系統(tǒng)演示20 架無人機(jī)超視距協(xié)同飛行

2020年10月，英國藍(lán)熊系統(tǒng)公司宣布，已使用最新無人機(jī)蜂群技術(shù)操作20架固定翼無人機(jī)，形成異構(gòu)無人機(jī)蜂群協(xié)同、超視距飛行。該蜂群涉及5種不同類型和尺寸的無人機(jī)，以及5家不同公司的6種不同類型任務(wù)載荷，采用藍(lán)熊系統(tǒng)公司即插即用的開放式架構(gòu)和“智能互聯(lián)”技術(shù)實現(xiàn)蜂群集成，“藍(lán)熊人工智能平臺”（BBAI）對機(jī)載傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后傳回地面，以減輕操控員工作負(fù)擔(dān)。

英皇家空軍組建無人機(jī)蜂群中隊并開展評估

圖11 美空軍F-16飛行員參加“阿爾法格斗”挑戰(zhàn)賽畫面。

2020年4月，英國皇家空軍在林肯郡的皇家空軍沃丁頓基地重新啟用第216試驗中隊，用于發(fā)展無人機(jī)蜂群能力。英國皇家空軍希望在戰(zhàn)場上部署大量具有自組網(wǎng)能力的無人機(jī)蜂群中隊，迷惑并打擊敵防空系統(tǒng)。2020年6月，英國國防部(MoD)表示，其“蚊子”技術(shù)示范項目、“多無人機(jī)輔助作戰(zhàn)”項目和“蜂群無人機(jī)”項目進(jìn)展順利。2020年7月，英國皇家空軍第216中隊正在海軍“威爾士親王”號航母進(jìn)行無人機(jī)蜂群和“忠誠僚機(jī)”自主無人機(jī)起降評估，即將開展飛行測試。

無人機(jī)自主技術(shù)發(fā)展

智能空戰(zhàn)算法對抗人類飛行員獲全勝

2020年9月，美國防部宣布，計劃于2024年開展智能空戰(zhàn)算法控制實機(jī)對抗人類飛行員的試驗驗證。8月20日，在美國國防預(yù)研局“空戰(zhàn)進(jìn)化”（ACE）項目“阿爾法格斗”模擬空戰(zhàn)挑戰(zhàn)賽中，美國蒼鷺系統(tǒng)公司智能空戰(zhàn)算法以5場全勝戰(zhàn)績擊敗美空軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)優(yōu)秀飛行員，但美國防部認(rèn)為該算法容易在空戰(zhàn)機(jī)動中錯誤判斷人類飛行員的想法，仍需完善。

AFRL將率先應(yīng)用神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)

2020年5月，美空軍研究實驗室（AFRL）表示，其開發(fā)的神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)有望在未來五年內(nèi)率先應(yīng)用于無人機(jī)。實驗室擬通過人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)提高空中平臺機(jī)載數(shù)據(jù)處理能力，直接為作戰(zhàn)人員提供數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以加快戰(zhàn)時決策速度。

美空軍研發(fā)新型機(jī)載人工智能算法

2020年6月，美空軍稱其正在開展可抵御算法戰(zhàn)攻擊的新型人工智能算法項目—R2D2。美空軍認(rèn)為，當(dāng)前人工智能系統(tǒng)存在安全隱患，攻擊者可以通過混淆卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，干擾或破壞、提取、識別目標(biāo)特征的流程，入侵和操控人工智能系統(tǒng)，R2D2項目有助于提升此類系統(tǒng)的可靠性。該算法計劃首先在“天空堡”等低成本無人機(jī)試用，成熟后可集成在更為先進(jìn)的有人或無人平臺。