美国空军“天空博格人”计划将进入下一阶段

军工资源网 2022年08月22日
来源:海鹰资讯
作者:颜思铭


近日,美国空军表示其“天空博格人”(Skyborg)项目已接近“毕业”,并将为“下一代空中主宰”(NGAD)等关键项目做出贡献;当然,“天空博格人”项目未来仍将继续对新技术进行开发、试验和测试。

美国空军部长弗兰克·肯德尔几个月前表示,在未来的空中作战中,F-35或NGAD的有人战斗机将与4~5架低成本无人机编队。这些无人机目前被空军官员称为“协同作战飞机”(CCA)计划,而由于“天空博格人”项目之前的研究,其“协同作战飞机”的研发得以在较高的基础上进行。

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搭载“天空博格人”系统试飞的MQ-20无人机。


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01、“天空博格人”项目概述


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“天空博格人”是美国空军研究实验室(AFRL)主管的人工智能软件系统项目之一,旨在模块化的无人机中使用人工智能技术,并具备快速更新、可消耗、自主性、开放架构等特征。该软件系统的范围从简单算法到空域内飞行和控制,再到更复杂的、可以完成某些任务的人工智能算法,未来将装备在多种无人机上面,与其他有人战斗机、轰炸机等协同使用。

“天空博格人”项目是美国空军2030年战略规划中的四项“先锋计划”之一(另外三项是“金帐汗国”、“导航技术卫星III”和“火箭货运”,其中“火箭货运”计划在2022年加入),原计划在2023年具备作战能力,而目前看来,该项目进展大致符合早期的规划。

截至目前,“天空博格人”项目的软件系统已安装在不同的无人机上进行了多次试飞,软件载机包括UTAP-22、MQ-20等多种无人机,其“自主核心系统”(ACS)完成了一系列安全系统操作所必需的基本运行功能,并验证了低成本可消耗性无人机军事应用的可行性。

其中在2020 年 12 月,搭载“天空博格人”系统的一架无人机与F-22 和F-35 一起飞行,并充当数据链的“网关节点”,使这两种数据链并不兼容的五代机进行了互相通信。

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F-22、F-35战斗机与无人机协同飞行。


美国空军在其2023 年预算申请中表示,他们希望在未来两年内通过名为“自主协作平台”的计划进一步推进CCA的实现。因此,基于“天空博格人”的自主技术软件已是一种成熟度较高的产品,将成为未来CCA协同作战的基础。

此外,美国空军认为“天空博格人”项目不仅在技术方面证明了自己,而且还展示了未来采办和技术开发合作的新方式。


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02、新的无人机作战运用概念


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在目前一些新的作战概念中,此前的"忠诚僚机"类型的无人机技术和应用概念出现了变化。

在"忠诚僚机"概念中,每架有人战斗机周围只有1~2架功能较为全面的高性能无人机与其编队,这些无人机的飞行范围并不远离有人战斗机,对其进行“护航”,并代替有人机执行一些危险任务。

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此前波音公司提出的“忠诚僚机”概念


但在目前新提出的有人-无人编组空中作战概念中,已不再是少量无人机与有人机进行紧密的编队,而是每架战斗机与4~5架功能有所不同的无人机协同作战,这些无人机具有更高的自主性、更大的活动范围、可以执行更多样任务,出现在更需要它们的地方。

例如,洛克希德·马丁公司的“臭鼬工厂”在近期提出了“分布式编组”空战概念,将以F-35和“下一代空中主宰”(NGAD)为中心,搭配不同的无人机,可创建几种有人-无人机的分布式协同作战编组。该编组的结构和设备允许灵活配置,而且成本相对较低,旨在提供更强的灵活性和机动性,其主要应用情景之一是要穿透防空强国的综合防空系统。

在臭鼬工厂提出的这几种无人机中,首先包括名为“通用多任务平台”(CMMT)的无人机,这种无人机与X-61A非常相似,可由其他有人机投放,并以十几架为一编组的蜂群形式操作以执行多种任务。

无人机编组中还包括其他三种无人机,它们更为先进也更加昂贵。

第一种名为“战术可消耗性作战飞行器”(TE-CAV),类似于具有隐身能力的巡航导弹,可伴随F-35等战斗机作战,扩大战斗机在高威胁区执行对空作战的火力范围。

第二种无人机保密程度很高,并没有透露名称和用途,该无人机可能将成为空中通信枢纽,加强作战编组各部分之间的联通。

第三种无人机名为“下一代无人驾驶航空系统”(NGUAS),是RQ-170无人机的增强型,将执行情报、监视和侦察(ISR)任务。

此外,在地球低轨道卫星上的传感器群,也将为“分布式编组”提供支持。

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臭鼬工厂提出的有人-无人编组作战概念


除臭鼬工厂以外,波音、空中客车等其他公司也提出了各自的“未来空中力量”编组概念,这些不同公司提出的概念共同点是无人机不再被有人机所“束缚”,都是在更大的空域内与有人机自主协同作战。


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03、无人机的应用方式仍可能发生变化


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从上述概念可以看出,在臭鼬工厂的“分布式编组中”并没有扮演传统上“忠诚僚机”角色的无人机,这是因为此前臭鼬工厂进行了作战模拟,其结果表明在高威胁区作战时,“忠诚僚机”并没有对任务过程做出重大贡献,反而在穿透敌防空系统时有可能将整个编队置于危险当中。此外,能与有人机的性能进行匹配的无人机其成本较高,也并不适合“消耗”性的作战应用。因此,臭鼬工厂决定放弃单独的“忠诚僚机”概念,而将其任务能力分散到性能和成本各有不同的多种无人机中。

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臭鼬工厂的有人-无人编组概念对无人机的运用与此前“忠诚僚机”有所不同


实际上,无人机的运用概念发生变化也不是没有先例的,此美军有多个概念项目随时间的发展都发生过重大变化。例如美国海军陆战队在2020年放弃了名为“海军陆战队空地特遣部队远征无人机系统”(MUX)的大型无人机计划。此前该计划已进行了四年之久,陆战队的构想是利用这款大型无人机平台实现7项不同功能,然而随着研发的进行,人们发现这一构想并不现实。因此,该大型无人机被拆分成一个“系统簇”(family of systems),其中包括大型陆基无人机和舰载中型无人机等,它们将协同使用,共同实现此前MUX计划中的大型无人机功能。

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