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)機的各類功能分解到大量低成本無人機上，構建由少量高性能有人機和大量無人機組成的協(xié)同作戰(zhàn)體系，以較低成本實現(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)布局關鍵技術體系，加速推動概念發(fā)展，值得密切關注。

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，實現(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、無人僚機、無人機蜂群等均可融入其中。目前，DARPA和美空軍研究實驗室（AFRL）正積極開展體系架構、無人機平臺、空戰(zhàn)管理、自主協(xié)同等相關技術研究。

1． 體系架構技術

“體系集成技術驗證”項目。DARPA和AFRL共同實施，旨在基于現(xiàn)有技術水平，把傳統(tǒng)戰(zhàn)機的功能分解至可互操作的有人機和無人機，并即插即用各種機載系統(tǒng)和武器。2018年7月，項目在對抗空域開展了飛行試驗，驗證了名為“縫合”的全新體系集成技術，實現(xiàn)了地面站、半物理飛行試驗系統(tǒng)、C－12運輸機和試驗飛機之間的互操作能力。

“體系集成技術驗證”項目設想（美國防高級研究計劃局圖片，中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心漢化）

2． 無人機平臺技術

XQ－58A項目。AFRL研發(fā)的低成本可消耗無人機，未來可作為無人僚機使用。該機采用中等后掠角中單翼、V型尾翼、背負式進氣道隱身化布局，機長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，無人機在71分鐘的飛行中完成了所有測試目標。6月12日，美空軍表示正考慮增加購買20～30架XQ－58A，以開展進一步的試驗。

首飛中的XQ－58A“戰(zhàn)神婢女”原型機（美空軍研究實驗室圖片）

“飛行導彈掛架”項目。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)的低成本無人機平臺，既可作為戰(zhàn)斗機的普通掛架，發(fā)射各類武器彈藥；也可成為無人僚機，發(fā)射后飛行至目標空域，執(zhí)行巡邏飛行和武器發(fā)射等任務。

飛行導彈掛架概念圖（美國防高級研究計劃局圖片）

“小精靈”項目。DARPA在2015年啟動，美空軍情報監(jiān)視偵察部門也參與其中，目標是研發(fā)低成本無人機蜂群平臺及空中投放回收等技術。2018年4月，美國戴內提克斯公司（Dynetics）獲得最終階段合同，其無人機類似于巡航導彈構型，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計劃在2019年下半年使用C－130運輸機開展多架無人機的空中投放回收驗證，回收速率為30分鐘4架。

“小精靈”無人機回收概念圖（美國戴內提克斯公司公司圖片）

3． 空戰(zhàn)管理技術

“分布式作戰(zhàn)管理”項目。DARPA和AFRL共同研發(fā)，發(fā)展先進算法和軟件，提高態(tài)勢感知和任務自適應規(guī)劃等能力，幫助履行戰(zhàn)場管理任務飛行員進行快速且合理的決策，在強對抗環(huán)境中更好地執(zhí)行分布式空中作戰(zhàn)任務。項目開發(fā)了兩種軟件：“網(wǎng)絡對抗環(huán)境態(tài)勢理解系統(tǒng)”負責構建可分享至每個平臺的統(tǒng)一作戰(zhàn)場景，“反介入實時任務管理系統(tǒng)”為每個平臺制定適合的任務和飛行路徑。2017年9月，DARPA和AFRL進行了首輪飛行試驗，“利爾噴氣”公務機扮演無人機，有人機為地面駕駛的虛擬機，驗證了通信中斷后任務還可按預期繼續(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”項目概念圖（美國防高級研究計劃局圖片）

“對抗環(huán)境強韌同步規(guī)劃和評估”項目。DARPA負責研發(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)傳輸標準，確定通信被切斷時輸出信息的先后順序，幫助空戰(zhàn)人員在復雜環(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)計劃和任務風險，分析作戰(zhàn)效果。2019年3月20日，DARPA授予BAE公司價值310萬美元的最終階段合同，并將于2019年8月或9月在美空軍基地進行為期一周的演示驗證。

4． 自主協(xié)同技術

“拒止環(huán)境協(xié)同作戰(zhàn)”項目。DARPA負責研發(fā)，通過發(fā)展先進算法和軟件，探索無人機蜂群的自主和協(xié)同技術，使蜂群僅需一人管理，便可協(xié)作完成發(fā)現(xiàn)、跟蹤、識別和攻擊目標等任務。2018年11月，6架真實和24架虛擬的無人機在“真實－虛擬－構建”環(huán)境中開展了地面和飛行試驗，驗證了無人機蜂群在強對抗環(huán)境中針對非預期威脅的適應能力。無人機蜂群可有效分享信息，協(xié)作規(guī)劃和分配任務，制定協(xié)調的戰(zhàn)術決策，并在最小通信情況下共同響應動態(tài)、高威脅環(huán)境。2019年春，項目已全部轉化至美海軍航空系統(tǒng)司令部。

“空戰(zhàn)進化”項目。DARPA 2020財年預算中的新增項目，旨在研究人－機協(xié)同空戰(zhàn)，即測量、校準、提升和預測人類對自主空戰(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行試驗：在模擬環(huán)境中，有人機飛行員可指揮多架無人機，以貼近實戰(zhàn)的方式應對敵人的無人機和其他威脅因素。2019年6月，DARPA公布了ACE項目的招標書，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)進化”項目概念圖（美國防高級研究計劃局圖片）

“天空博格人”（Skyborg）項目。2019年3月，AFRL表示正在開發(fā)“天空博格人”無人僚機智能空戰(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行對抗訓練，積累知識，提高能力。未來，系統(tǒng)將與XQ－58A等無人機整合，成為真正的人工智能僚機。

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)斗機的代際競爭，最新一代戰(zhàn)斗機擁有強大統(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)思想的重要轉變，將對未來作戰(zhàn)產(chǎn)生重大影響。

高性能有人機將承擔關鍵的指揮控制任務。分布式空中作戰(zhàn)裝備數(shù)量多、分布范圍廣、任務協(xié)同復雜，需要有人機在空中開展實時指揮控制。大型預警機在防區(qū)外對整個戰(zhàn)場進行指揮監(jiān)管，而數(shù)量較少的有人隱身戰(zhàn)機將深入防區(qū)，主要使命為控制最前線的大量無人機，也可遂行火力打擊等傳統(tǒng)任務。

低成本無人機將承擔主戰(zhàn)任務。從單個平臺看，無人機隱身和機動能力強、續(xù)航時間長，在自主作戰(zhàn)系統(tǒng)決策和人類指控下具有較強作戰(zhàn)能力。另外，無人機成本低，設計壽命短，如“小精靈”無人機成本70萬美元，最多使用20次，故戰(zhàn)損代價低，使用顧慮少；從體系作戰(zhàn)看，首先大量無人機擁有規(guī)模優(yōu)勢，將“飽和”敵防空雷達的跟蹤和火控通道，使其難以發(fā)現(xiàn)高價值空戰(zhàn)平臺，打擊無人機也會浪費昂貴和有限的防空導彈。其次無人機體系具有較高的強韌性，多架無人機會備份同一作戰(zhàn)功能，故損失部分個體并不影響體系作戰(zhàn)能力，而聯(lián)接無人機的網(wǎng)絡也將應用抗毀、低截獲、抗干擾等技術，以應對強對抗的復雜電磁環(huán)境；最后分布式作戰(zhàn)體系具有較高的敏捷性，大量無人機可依據(jù)敵情和戰(zhàn)損，實時排列組合出最優(yōu)的作戰(zhàn)能力，通過與有人機靈活編組，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、機體廉價化、平臺智能化、載荷小型化等特點，高性能網(wǎng)絡、智能算法和軟件、低成本平臺、低成本發(fā)動機、小型高性能機載設備和武器等將成為重點發(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劃局發(fā)展創(chuàng)新的近距空中支援技術

2016年2月29日

2

刀尖上的新舞者——美國防高級研究計劃局航空航天專項辦公室分析

3月11日

3

美國防高級研究計劃局2015年航空領域科技項目分析

4月27日

4

美國防高級研究計劃局“小精靈”空中群射／回收無人機項目分析

10月11日

5

美國防部國防高級研究計劃局重要航空項目研究進展

2017年5月19日

6

“蜻蜓眼”受控生物無人機取得重要進展

9月15日

7

美國防高級研究計劃局實施顛覆性技術創(chuàng)新的各方利益分析

9月29日

8

外軍無人機蜂群技術發(fā)展態(tài)勢與應用前景

2018年10月15日

9

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

2019年5月20日

10

美國防科技創(chuàng)新機構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劃局技術研發(fā)項目立項流程概述

6月17日

12

美國防高級研究計劃局“駕駛艙內自動化系統(tǒng)”項目分析

7月8日

13

英國國防部國防和安保加速器2018財年年報述析

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，可點擊相關文章的“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 營：李沅栩