“未來戰術無人機系統”增強旅級部隊作戰效能

楊佳會，朱超磊

中國航空工業發展研究中心

美國陸軍采用多種新技術，提升“未來戰術無人機系統”的部署機動性、作戰使用靈活性、隱蔽性和戰場生存力。未來，該系統將增強美國陸軍旅級部隊作戰效能，有望成為陸軍遂行多域戰任務的重要裝備之一。

2021年9月2日，美國陸軍發布“未來戰術無人機系統”（FTUAS）白皮書征詢函，旨在尋找一種不依賴跑道起降、可快速部署的無人機系統，以替換正在服役的RQ-7B“影子”無人機。按計劃，競標成功的制造商將在2022財年第3季度交付首套系統，陸軍將在2023財年第3季度部署小批量無人機系統。

“未來戰術無人機系統”利用垂直起降技術提高部署機動性，優化飛行性能。該系統具有更低的聲學信號特征，提高了生存能力，同時集成可擴展控制接口，增強多系統的互操作性，并提升戰場態勢感知能力，以滿足指揮官的任務要求。這種新型無人機系統將為美國陸軍旅級作戰部隊提供更強的監視偵察能力。

研制背景與發展歷程

RQ-7B“影子”(下稱RQ-7B)無人機是美軍現役小型無人偵察機，具有外形尺寸小、重量輕、機動性高等特點，可執行監視、偵察、輔助瞄準、戰場毀傷評估、通信中繼等任務。全套系統包括無人機平臺、任務載荷模塊、地面控制站、通信系統、發射與回收設備。RQ-7B無人機可以探測到距離作戰中心125km以外的目標，也能在2500m高度對3.5km作戰半徑范圍內的地面目標實施全天候偵察。

RQ-7B無人機已在美國陸軍部隊服役近20年，累計飛行時間超過百萬小時。隨著戰場態勢的不斷演變，RQ-7B無人機也暴露出諸多劣勢，例如發動機噪聲過大、隱蔽性差、須在跑道上起降，其快速部署能力非常弱。另外，該系統過于復雜，后勤保障難度大，使用3架C-130運輸機才能完成一套包括4架機的全系統運輸保障。在此背景下，美國陸軍開始積極尋找替代老舊RQ-7B系統的新機型，即“未來戰術無人機系統”，以協助地面部隊執行晝夜情報監視偵察任務，提高部隊態勢感知能力和作戰機動性。

2018年12月—2019年1月，美國陸軍在猶他州杜格威試驗場開展了為期2個月的無人機競標演示試驗，并先后選用德事隆系統公司研制的“航空探測 器”HQ（AerosondeHQ）垂直起降復合翼無人機、馬丁無人機公司與諾格公司聯合研制的V-“蝙蝠”（V-Bat）128垂直起降尾座式無人機、航空環境（AeroVironment）公司“跳躍” 20（Jump 20）垂直起降復合翼無人機和L3哈里斯技術（L3Harris Technologies）公司FVR-90垂直起降復合翼無人機，供作戰部隊評估。5個旅級作戰部隊分別開展了競標演示，以評估新型無人機系統的作戰能力，研討相關技術、戰術及操作流程等內容。

2021年1月，美國陸軍在喬治亞州本寧堡陸軍基地舉行了為期兩周的“競技比賽”（Rodeo），對四型競標無人機系統進行測試和評估，此前參與演示試驗的5個旅級作戰部隊均參加了此次評估。在演示期間，陸軍開展了500多次試飛，無人機總飛行時間達1500h，61名操控員和56名維護保障人員也參與其中，陸軍測試人員對相關結果表示滿意。

2021年4月底，美國陸軍發布“未來戰術無人機系統”信息征詢書（RFI），進一步推動了該系統的發展，共23家企業對陸軍發出的需求做出響應。

2021年8月17日，美國陸軍需求監督委員會簽發《能力開發概要文件》，正式批準“未來戰術無人機系統”項目需求。至此，該項目進入原型機快速研制階段。

項目經費

2019年7月，美國陸軍向德事隆系統公司、馬丁無人機公司、航空環境公司和L3哈里斯技術公司共4家制造商授出固定價格類合同，合同總金額為9950萬美元。

在2020財年預算中，美國陸軍已為“未來戰術無人機系統”研發項目撥款1210萬美元，計劃購買12架無人機及配套設備。

美軍2022財年預算文件顯示，陸軍計劃投入3640萬美元，用于支持“未來戰術無人機系統”的組件開發，投入1200萬美元，以啟動具有競爭力的原型機設計和集成工作。

在2022財年國防授權法案中，美國參議院軍事委員會計劃增加“未來戰術無人機系統”的經費。美國陸軍計劃在2022財年第4季度啟動競標原型機的設計工作，并在2025財年第2季度轉入快速部署，第4季度做出全速生產決策。

主要機型

目前，共有四型無人機參與美國陸軍“未來戰術無人機系統”項目競標，下面簡述各平臺的組成及技術參數。

“航空探測器”HQ無人機

“航空探測器”HQ無人機專為遠征陸基和海基作戰而設計，由德事隆系統公司研制，是一種可靠性高、多用途小型無人機系統，掛裝有晝夜全動態攝像機、通信中繼、信號情報等任務載荷。

“航空探測器”HQ無人機是“航空探測器”系列中的垂直起降機型。該機翼展3.7m，最大起飛重量47.6kg，實用升限約3000m，航程140km，續航時間8h，飛行速度80 ～120km/h，最大任務載荷重量6.8kg。

該無人機以一臺萊康明公司EL-005重油發動機為動力，輸出功率2.94kW。“航空探測器”HQ掛裝了TASE400 LD光學和激光系統，可協助地面人員識別、定位和攻擊遠程目標，提升部隊晝夜戰場態勢感知能力。該機采用復合翼布局設計，可在距離地面45m以上的高度，從垂直飛行姿態切換至前飛模式，并快速部署于戰場執行任務。一個4人小組在20min內便可完成無人機系統從463L標準托盤上的卸載、搬運、組裝和發射。

圖1 “航空探測器”HQ 是一種可靠性高、多用途小型垂直起降無人機系統。

圖2 馬丁無人機公司與諾格公司聯合研制的V-“蝙蝠”128尾座式無人機。

V-“蝙蝠”128無人機

V-“蝙蝠”128無人機由馬丁無人機公司與諾格公司聯合開發，是一種垂直起降尾座式無人機，無須跑道、發射與回收裝置，專為復雜環境下和缺少外部支持的運行而設計，適合執行陸基與海基作戰任務。該機采用最新任務載荷技術，以及模塊化、開放式任務系統架構設計，可實現陸上和海上任務模式的無縫切換。

V-“蝙蝠”128無人機安裝了涵道風扇，機長2.7m，翼展2.9m，最大飛行速度約167km/h，任務載荷重量11.3kg，最大起飛重量56.7kg，續航時間11h，動力系統是一臺183cc排量的二沖程發動機，最大輸出功率約9.56kW。V-“蝙蝠”128可攜帶光電/中波紅外吊艙等任務系統，執行目標自動識別、基于人工智能技術的廣域搜索等任務。該型無人機由卡車運輸，2名操控員可在30min內完成系統組裝。

“跳躍”20無人機

2014年4月，航空環境公司“跳躍”20垂直起降無人機首次公開亮相，2015年1月開展了多次試飛，旨在協助海軍和陸軍執行情監偵與搜索任務。

“跳躍”20無人機機長2.8m，翼展5.6m，最大任務載荷重量27.2kg，最大起飛重量95.2kg，續航時間14h，航程185km。該機機身由復合材料制成，采用復合翼布局設計，動力系統包括一臺EFI1900cc排量四沖程汽油發動機和四臺電動機。“跳躍”20無人機攜帶光電/紅外傳感器系統，可在晝夜實時提供目標圖像和視頻數據，還能攜帶激光雷達、合成孔徑雷達、通信中繼、信號情報等任務設備。2名機組人員可在60min內完成無人機的部署和發射。

圖3 航空環境公司“跳躍” 20 垂直起降無人機。

圖4 在通信信號丟失的情況下，FVR-90 無人機可自主返航和著陸。。

圖5 V-“蝙蝠”128無人機系統可由UH-60“黑鷹”直升機運輸。

FVR-90無人機

L3哈里斯技術公司FVR-90無人機采用復合翼布局設計，提升了運行效率，可在狹窄空間執行任務。

FVR-90無人機機長2.5m，翼展4.7m，飛行速度70 ～120km/h，最大任務載荷重量10kg，最大起飛重量54.4kg，續航時間8 ～16h，動力系統是一臺P4F B100i 水平對置二沖程發動機。FVR-90無人機可掛裝光電/紅外吊艙、中波紅外傳感器等任務載荷，擁有兩套冗余數據鏈系統，可在通信信號丟失的情況下自主返航和著陸。2名操控員可在1h內完成無人機的卸載、搬運、安裝和發射。

作戰效能提升

“未來戰術無人機系統”作為美國陸軍近年大力發展的項目之一，重點關注部署機動性、作戰使用靈活性、作戰隱蔽性和戰場生存力，以提高部隊快速響應能力和作戰效能，從而推進多域作戰概念的演進。

標準托盤運輸提高部署機動性

美國陸軍希望“未來戰術無人機系統”使用標準托盤運輸。一個無人機排配備的系統包括4架無人機，可由一架CH-47“支努干”重型直升機運輸。在演示中，“航空探測器”HQ無人機和V-“蝙蝠”128無人機均可由尺寸更小的UH-60“黑鷹”直升機運輸，降低了運載需求。新型無人機系統還可快速重復拆卸和組裝，極大提高了部署機動性。

垂直起降功能提升作戰使用靈活性

垂直起降無人機擺脫了對跑道的依賴，將提升無人機的使用靈活性，減少起降跑道建設和維修保養所須的人力物力，降低了運行保障成本。參與項目測試的士兵表示，RQ-7B無人機須要在跑道起降、數輛卡車和數臺設備運輸，而新型無人機系統的卸載和組裝時間大幅縮短，極大提升了旅級作戰部隊的快速響應能力。相比于多旋翼無人機，四型競標無人機均具備垂直起飛后過渡至前飛的能力、更快的飛行速度、更強的多任務能力。

圖6 競標無人機掛裝了高集成化任務載荷系統。

另外，作戰人員還可以在移動的車輛上操控無人機飛行，極大提升了作戰使用的靈活性。

低聲學信號特征增強作戰隱蔽性

傳統旋翼無人機通常容易產生高噪聲，到達一定飛行高度后，地面設備很難探測到它的聲學信號，但在起降階段具有較高的聲學信號特征。因此，為提升無人機作戰隱蔽性和戰場生存力，技術人員應盡可能減小無人機在起降階段的噪聲，降低被敵方發現的概率。與RQ-7B無人機相比，新型“未來戰術無人機系統”采用了低噪聲技術，在運行全過程中更加靜音。

此外，新型無人機系統不須要跑道起降，大幅降低了被敵方發現的概率，提升了隱蔽性和生存力。

自主起降功能減輕作戰人員的操控負擔

四型競標無人機均具有自主起降功能，只須2 ～3名操控員即可完成無人機的部署和運行，大幅減輕了作戰人員的操控負擔，使作戰人員能留出更多時間執行其他關鍵任務。新型無人機可按預設航線自主飛行，在作戰需要時也能臨機更改航線，有效避開敵方防空火力等威脅。

高集成化任務載荷提升復雜任務適應性

四型競標無人機的任務載荷系統均采用了高集成化設計思路。

在硬件方面，新型無人機系統安裝了短波紅外熱成像儀、高光譜成像儀、合成孔徑雷達、信號情報系統等一系列任務載荷，可在L、S或C等多個頻段下運行，在復雜環境下仍具備高帶寬數據實時傳輸能力。

在軟件方面，四型競標無人機均采用更為現代化、功能更強的任務載荷軟件包，易于操作和維護。美國陸軍官員透露，新型無人機飛前檢查清單中的項目，將從150多項降至不到70項。

此外，四型競標無人機采用了防潮和防水技術，可在惡劣天氣條件和復雜環境下執行海上遠征情監偵等任務。

“未來戰術無人機系統”項目踐行“先飛后買”的理念。美國陸軍部隊從2019年開始對四型競標無人機進行測試，然后將設計改進意見反饋給采辦部門，協助采辦部門確定要求，陸軍最后再從四型競標無人機中選出滿足需求的機型。無論哪型無人機勝出，新型無人機系統將成為美國陸軍遂行多域作戰行動的重要裝備之一。