美军无人机集群作战从科幻走进现实

李瑞景 赵家乐

小精灵项目

一直以来，美军都“执世界军事变革之牛耳”，甚至在部分领域对其他国家形成“代差”。在无人技术领域，美国同样是时代的“弄潮儿”。自越战时期开始，美国就将大量无人机应用于战场侦察。1995年，美国更是率先装备了世界上第一款察打一体的MQ-1“捕食者”无人侦察机。如今，随着智能化、大数据和云计算等尖端科技的相继突破，美军又在无人机集群作战领域启动了一批顶尖项目。

尚处试验阶段的“小精灵”项目

2015年9月，美国国防高级研究计划局（DARPA）发布了“小精灵”项目的招标计划，计划研发新世纪的“分布式空战技术”。或许受到来自海军作战领域“分布式杀伤力”和软件结构领域“分布式系统”的启发，DARPA希望研发出一款应用于空战的分布式战法，以此维持美军在战略上的主动权与不对称优势。

“分布式空战技术”是指利用智能化自主控制技术，将无人机集群中的每一架无人机都变成一把利剑，以实现分布式空战的预期目标。这与“田忌赛马”有着异曲同工之妙：通过不断的局部胜利来获取整体优势。该无人机蜂群具备敌区域外侦察、通讯组网和电子压制等功能，具備建立分布式系统的能力，并且可以对执行任务后幸存的无人机进行回收。

当前，无人机蜂群技术还存在诸多技术瓶颈，如低成本结构设计、精确数字飞控与导航、小型涡轮发动机技术等，而如何实现低成本结构设计，则是无人机蜂群技术研发面临的最大问题。因为无人机蜂群是由数量庞大的无人机组成的，制造成本不小，这就导致作战成本居高不下。但是无人机蜂群作战方式与传统作战方式相比仍具有巨大优势，这就引起了诸多技术强国的浓厚兴趣。然而，无人机蜂群技术巨大的研制成本让诸多国家望而却步，即便是财大气粗的DARPA，在面对“小精灵”项目高昂的成本时，也一筹莫展。

不过，解决的方法总是会有的。这时，“设备载荷与机体一体化设计”就成为突破瓶颈的关键。现阶段的诸多小型无人机均已实现了“设备载荷与机体一体化设计”，如美国RQ-11B“渡鸦”无人机、“黄蜂3”微型无人机和“沙漠鹰”无人机等。如今，此项技术在这些小型无人机项目上已经发挥得淋漓尽致。那么通过将这项成熟的无人机一体化技术运用于无人机集群低成本结构设计的攻关上，就可以有效解决无人机集群作战成本高昂的问题。

暂留民用领域的“蝗虫”项目

或许是受到类似于“蝗虫过境”情景的启发，美国海军研究办公室提出了“蝗虫”项目，希望可以开发出一种具备发射管快速抛射能力、集群内部数据链共享能力和自主协同能力的无人机集群。试想一下，面对无人机“蝗虫过境”般的集群攻击，即便是目前世界上最强的防御体系——“宙斯盾防御系统”，也可能力不从心，更何况是其他海军战舰防御系统呢！

“蝗虫”项目由大名鼎鼎的雷神公司负责技术研制。雷神公司是美国国家级的大型国防合约商，拥有BMG-109“战斧”巡航导弹、MIM-104“爱国者”防空导弹、AIM-9“响尾蛇”空空导弹等诸多经过实战检验的优秀作品，具备研发进攻性武器和防御性武器的丰富经验。

“蝗虫”项目是一项由美国海军研究办公室公布的无人机集群项目，所以美国海军更希望其具备对舰艇的超高突防能力，以此来替代目前装备价格高昂的反舰武器。美国作为世界第一军事大国，虽然坐拥年6920亿美元的军费，却也在不断思考着如何降低作战成本。例如，“蝗虫”项目的经理就曾表示，无人机集群的总成本目标要远远低于一枚反舰导弹的成本。以目前“蝗虫”项目所使用的“郊狼”无人机为例，一架“郊狼”无人机的单价仅为1.5万美元，而一枚 “战斧”巡航导弹的单价则高达130万美元。换算一下，一枚“战斧”导弹就相当于86架“郊狼”无人机。此外，无人机集群还具备对任务后幸存无人机的回收能力。

进展神速的“山鹑”项目

“山鹑”项目，是由美国国防部战略能力办公室主导的一个微型无人机项目。美国国防部战略能力办公室不同于其他部门，它是一个统筹美军各个军种装备研发与创新的部门，所以其所主导的“山鹑”无人机项目自然要考虑到美军各个军种的不同需求。例如，美国海军希望无人机集群具备极高的突防能力;美国空军强调无人机集群具备空战能力;美国陆军则需要无人机集群具备反装甲目标能力;美国海军陆战队急需无人机集群具有进行火力支援的能力。面对各个军种的复杂需求，“山鹑”项目的技术指标自然就显得异常苛刻。

为了能够在最大限度满足各军种不同需求的基础上研发通用无人机集群技术，“山鹑”项目使用了多种新型技术。如在机体制造方面使用了3D打印技术，在机身材料方面使用了凯夫拉纤维，在电力系统方面使用了锂离子聚合物电池。如果将军事上的“装甲卫士”凯夫拉纤维作为3D打印的材料，其制造出的产品必然具备极高的韧性与硬度。而锂离子聚合物电池与传统电池相比，具有能量高、小型化、轻量化、可塑性强等多种优势。其循环使用寿命超过1000次以上，在低放电深度的情况下甚至可达几万次。最重要的是，锂离子聚合物电池具有极强的可塑性，可以制作成任意形状，十分适合微型无人机装备。

目前，“小精灵”项目尚处于第二阶段的试验。“蝗虫”项目还暂时停留在民用领域，尚未投入到军事领域。而“山鹑”项目相较于“小精灵”和“蝗虫”项目进展神速。目前，“山鹑”项目已经进行了多次试验和技术验证，如在“北方利刃”军演中进行了150次试验，在“中国湖靶场”中完成了F/A-18F战斗/攻击机的空中抛洒试验。并且，“山鹑”无人机也已经完成了在空中短时间内进行编队飞行与识别的试验。由此可见，“山鹑”项目已经完成了多次理想的技术验证，充分证明了它在实战中具有的可操作性，与其他项目比，也更有可能最早成熟。