美國協同作戰無人機型號及發展

【摘要】美國空軍正致力于實施協同作戰飛機項目，這是“下一代空中優勢”的關鍵部分。美國對這一爭取在成本消耗和作戰功能之間取得平衡的項目寄予厚望，預計在未來5年持續投入91億美元，遠超其他關聯項目投資總和。該項目不局限于傳統美國國防企業，安杜里爾的“狂怒”無人機和通用原子的“棄兵”系列成功拿下CCA“增量1”計劃的合同。本文重點研究了這兩種無人機的模塊化開放式架構、人工智能和有人/無人協同等關鍵技術，從AI驅動和成本控制等方面分析CCA優勢和未來發展。

【關鍵詞】協同作戰飛機|有人/無人協同作戰|下一代空中優勢

協同作戰飛機（Collaborative combat aircraft，簡稱CCA）是美國的一項無人作戰飛機（UCAV）項目，是下一代空中優勢（NGAD）戰斗機項目的重要內容。在俄烏沖突、巴以沖突延續，全球多地陷入戰火的時代，美國空軍期望利用CCA項目“打破戰斗機不斷上升的成本軌跡”，迅速填補不斷擴大的戰斗力缺口。歷經4年發展，通用原子和安杜里爾公司獲得第一批CCA項目訂單，兩種在協同作戰和智能系統方面具備顯著優勢的無人機未來可能作為互補團隊共同服役。

一、CCA項目

（一）CCA項目的快速發展

2021年9月，時任美國空戰司令部司令的馬克·凱利指出，美國大約80%的戰斗機已超過其設計使用壽命。然而，新飛機的購買、飛行和維修成本居高不下，自萊特兄弟時代以來，美國新一代戰斗機的單位成本平均每20年增加10倍以上，同時制造工期也很長。同年12月，美國空軍部長弗蘭克·肯德爾披露CCA項目，項目旨在研發可與現役和在研作戰飛機協同的新型無人機，強調模塊化與低成本，可靈活適應復雜戰場環境，每架無人機成本將為F-35A單價的25%～33%（約2000萬～2640萬美元）。美國各大供應商根據需求提出了新的無人機系列產品研制計劃，經過激烈角逐，2024年4月，美國空軍決定授予通用原子航空系統有限公司（GA-ASI）和安杜里爾（Anduril）公司無人機合同，推進“增量1”計劃。

（二）CCA項目財年預算

過去十年，美國國防部為低成本自主戰斗機的研發投入了高額資金，CCA項目的投入為所有項目之最，僅在2024財年就計劃投入6.61億美元，2025財年預算請求則計劃未來5年為CCA投入91億美元。高漲的投資成本標志著CCA項目開始從研發向規模生產過渡。

二、通用原子的“棄兵”系列無人機

（一）開發歷程

通用原子依靠“棄兵”（Gambit）系列無人機贏得訂單。這一概念于2022年3月正式提出，最初由通用原子和美國空軍研究實驗室（AFRL）合作開發。“棄兵”是一套基于通用“底盤”（也被稱為“策略核心”）的高性能自主戰斗機，集成了人工智能驅動的“大腦”、飛行控制系統和任務系統，可快速迭代，利用定制變體解決特定任務。

起初，“棄兵”系列只包括4種變體，2024年7月，通用原子在范堡羅國際航展（FIA 2024）上提出了第5種變體。通用原子利用通用核心底盤，讓每種無人機變體實現了約70%的通用性。

（二）“棄兵”系列變體

“棄兵-1”是情報、監視和偵察（ISR）平臺，不攜帶武器，采用高縱橫比機翼和低功耗燃油發動機以減輕重量，使其可長時間在指定空域航行完成監測工作。該無人機可與其它無人機或傳統平臺協同作業，使用被動傳感器完成集體失蹤，降低敵方雷達探測能力。

“棄兵-2”是一種空對空無人作戰飛機（UCAV），以犧牲部分速度和續航能力為代價，配置多功能武器載荷。該無人機可進行有人/無人協同作戰，由人工智能驅動在高度自主的場景完成躲避、誘敵、擾敵等操作，敵方戰斗機若與“棄兵-2”無人機交戰，可能會暴露自身雷達信號。該無人機也能與其他無人戰斗機配合作戰，充當先頭部隊，避免真人飛行員的犧牲。

“棄兵-3”是高逼真度的訓練平臺，真人飛行員可進入美國第五代和第六代戰斗機駕駛艙模擬真實戰場的戰斗。“棄兵-3”支持復雜的多機對抗空中戰術，可在每次作戰中不斷學習、調整戰術，從而保持訓練基準，并降低訓練成本。

“棄兵-4”是一種隱形ISR平臺，采用混合機翼，沒有尾翼，由通用原子開發的新型混合動力發動機提供動力。該無人機優化了低可觀測性和長航時ISR能力，可靠近敵方海岸線，獲知敵方部隊實力、作戰活動、無線電傳輸頻率等情報，令己方作戰部隊始終保持決策優勢。

“棄兵-5”專為航空母艦發射和回收而設計，可通過拓展航母打擊群的瞄準和態勢感知能力增強海軍航空聯隊的作戰能力。該無人機以“棄兵-2”機身為基礎，擁有更強大的邊緣機身來承載更高的負載。當前，英國計劃將伊麗莎白女王級航母從短距起飛垂直降落飛機（STOVL）配置轉換為支持彈射輔助起飛攔阻回收（CATOBAR）操作的系統，這種轉換可擴大航母上艦載機聯隊的無人駕駛部分，可整合各種無人機平臺，包括“棄兵-5”和“MQ-9B”無人機。不過，“棄兵-5”仍處于早期開發階段，需要解決通用底盤與航母作戰不夠適配的問題。

（三）成本控制

通用原子從汽車行業的商用車裝配線獲得靈感，嘗試讓“棄兵”無人機核心在系列機身中占據70%的成本，從而降低整體造價和裝配復雜性。當前，該公司正在使用為MQ-9“死神”無人機制造的部件制作第一架“棄兵”系列無人機。MQ-9的市場價格為每架3000萬美元，不含附帶設備和武器。預估單架“棄兵”無人機的成本將控制在2050萬美元至2640萬美元之間。

三、安杜里爾的“狂怒”無人機

（一）開發歷程

安杜里爾獲勝的關鍵是“狂怒”（Fury）無人機。這一概念由藍色力量技術公司于2010年提出，最初被稱為“Grackle”，后來更名為“Fury”。2019年至2020年期間，藍色力量技術公司與美國空軍組織AFWERX合作開展初步研發工作。2022年3月，美國空軍研究實驗室的航空航天系統理事會授予藍色力量一份小型企業創新研究（SBIR）合同，用于“狂怒”無人機的研發，項目被命名為“Bandit”。

2023年9月7日，安杜里爾正式收購藍色力量，“狂怒”無人機的研發重點從攻擊型無人機變為“高性能、多任務平臺”，可支持各種任務集。

（二）物理尺寸與基礎性能

“狂怒”無人機機身長約6米，翼展約5米，約為F-16 Viper戰斗機物理尺寸的一半，預計最大起飛重量約為5，000磅。該無人機的設計重點是良好的短距起降性能，意味著能夠在較短的跑道上起飛和降落。“狂怒”將主要由碳纖維制成，并由一臺4，000磅推力的威廉姆斯國際公司的FJ44-4M雙軸渦扇發動機提供動力，能夠在高達15km的高度和高達0.95M的跨音速下飛行，時速在1126公里以上。該無人機高度模塊化，可容納多種有效負載，如有源電子掃描（AESA）雷達、紅外搜索和跟蹤（IRST）傳感器等。

（三）成本控制

“狂怒”無人機的采購成本將介于200～2000萬美元之間，并且更接近底價。“狂怒”無人機每小時的飛行成本估計在5000美元左右，遠遠低于老式的非隱形戰斗機，例如F-35A聯合攻擊戰斗機每小時的飛行成本一直在36000美元左右，而F-22戰斗機的飛行成本是F-35A的兩倍。

（四）航行與續航能力

“狂怒”無人機可持續飛行4個多小時，并額外攜帶可支撐飛行1小時的燃料，以確保在各種惡劣天氣條件或突發情況下可正常飛行，安全返回。與美國海軍陸戰隊的F-35B戰斗機相比，“狂怒”巡航距離更遠。

（五）人工智能操作系統——Lattice OS

“狂怒”無人機是一種“軟件定義的飛機”，將搭載由人工智能（AI）驅動的開放式操作系統——Lattice OS，實現聯合全域指揮與控制（JADC2）。Lattice可使用傳感器融合、計算機視覺、邊緣計算、機器學習和人工智能等技術來檢測、跟蹤和分類周邊情況，并消除戰場“噪音”，將來自數千個傳感器和數據源的數據解析為“單一玻璃窗格”（SPOG）視圖，實現戰場的綜合可視化，讓操作人員能夠更好、更快地做出決策。“狂怒”無人機與Lattice OS無強制配對性質，無人機和操作系統可自由組合，以滿足復雜需求。

四、CCA項目發展趨勢

美國國防高級研究計劃局（DARPA）的“空戰進化”（ACE）已經納入CCA項目，通用原子的第一架CCA無人機已于2024年7月開始組裝，預計在24個月之內交付美國空軍；安杜里爾“狂怒”無人機的研制工作正在有條不紊地進行中，這兩種類型的無人機可能最終會作為互補團隊一起服役。美國空軍預計將在2025財年開啟CCA項目的第二階段，即“增量2”計劃，可能會與外國企業合作。美國空軍、海軍和海軍陸戰隊已經簽署了正式協議，合作開發CCA項目，在未來的行動中，三軍可無縫交換CCA無人機的控制權。

五、結語

從2021年美國米切爾航空航天研究所提出戰斗機形勢嚴峻，到2024年CCA“增量1”計劃推進，美軍一直在探索作戰功能與裝備、人員成本之間的平衡。美空軍正努力嘗試讓CCA無人機未來在人工智能系統的強力驅動下，與美國第五代、第六代戰斗機進行有人/無人協同作戰，以降低在廣闊太平洋地區的消耗。不過，首批（預計100架）CCA戰斗機直到2029年9月才能交付，本世紀末才能真正部署大規模作戰機，漫長的計劃可能會被國會變動擾亂，讓美方在變幻莫測的國際局勢面前稍顯被動。中國軍轉民

參考文獻

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（作者單位：武警河北總隊）