美军无人化保障装备体系研究∗

刘 伟 王寿鹏

（1.国防大学联合勤务学院 北京 100858）（2.国防大学联合作战学院 石家庄 050084）

1 引言

随着新军事革命的蓬勃兴起和无人智能技术的发展应用，无人智能化装备在现代战争中的地位和作用日益重要，也早已成为美军作战装备体系中的重要组成部分。

美国发表的《21世纪战略技术》一文中谈到：“20世纪地面部队的核心武器是坦克，21世纪整个战争的核心则可能是军用机器人。”自2000年开始，美国国防部已连续发布8版无人系统路线图，其他各军种也继发布本军兵种的无人系统路线图，在所有版本的无人系统发展路线图中，都系统设计了无人化保障装备相关内容。由此可见，无人化保障装备体系，作为无人化作战体系的重要组成部分，已经日益受到美军重视，并取得了明显建设成效，甚至一些无人化保障装备在战争实践中发挥了重要作用。

2 发展动因

美军无人化装备保障体系建设，按照系统集成的思路，遵循需求牵引、体系设计、科学验证、梯次配置原则，将装备保障无人系统纳入军队无人系统，基于共同的作战需求和目标愿景，整体设计、整体规划。

在规划设计无人系统发展时，采用路线图的设计方法，按照“需求分析——确定能力发展方向或目标——可行性研究与验证——提出设计方案——演示和实验-列装运用”的逻辑链路，国防部先从顶层上论证无人系统发展路线图（迄今为止，已发布第8版），并以此作为各军种无人系统发展的顶层指导性文件。各军种严格依据国防部制定的无人系统路线图，规划设计本军种无人系统发展规划［1］。

2.1 基于未来作战环境

美国国防部在多个版本的无人系统路线图，以及各个军种的无人系统路线图中，均把未来作战环境作为发展无人系统的首要需求突出出来，美军评估认为，运用无人机实施战场补给任务，不仅有效规避了潜在的敌方伏击和路边炸弹袭击，而且作战成本远低于地面运输手段，其在物资运输、燃油补给、伤病员后送等后勤保障任务上优势明显。

2.2 源于战场保障实践

通过梳理分析美国国防部和各军种规划无人系统路线图，可以发现一个共同的特点，都要对以往美军战争实践装备保障行动做出总结，并提出无人系统新的需求。2011年12月，美军将K-MAX无人直升机部署在阿富汗战场进行战场物资补给，累计飞行时间超过30000h，执行了320万磅物资的运送任务，相当于600台卡车的运送量，而且可靠性高、成本低，执行任务效力达到90%，作战与保障费用仅每小时1400美元。

2.3 降低寿命周期采购成本

美军在发展无人系统时，通常要对执行同类功能的有人系统和无人系统做全面和公平的成本比较，美军通过战场检验，无人机的使用与保障费用也远远低于有人机。

2.4 高效精确的装备保障要求

美军陆军无人系统路线图（2010～2035）提出，采用无人系统创新战略，能够提供符合成本效益、高效精确的后勤支援，最终后勤保障/运输无人机系统的部署，将会为部队提供灵敏、不受干扰的后勤保障支援，从而增加部队的作战自由度和作战空间［2］。

3 顶层规划

美军无人化保障装备编配情况及典型装备：美国国防部采取将无人系统集成规划的方式，连续发布了8版无人系统综合路线图（2018年发布第8版无人系统综合路线图2017～2043）。其中2018年路线图强调未来无人系统应重点针对全部作战域，适应新的战略背景，首次将人工智能和机器学习列为影响无人系统发展的一个支撑因素，强调要实施多路径敏捷采办。除此之外，美陆军、海军、空军也定期发布无人系统发展路线图。根据美军无人系统集成路线图设计，通常将无人系统按照空中、地面和海上三个维度进行规划设计。

3.1 地面无人智能化

2009美国陆军发布《机器人战略白皮书》，总结陆军机器人系统的作用，提出当前投资战略。2011年美国机器人系统联合计划办公室发布《地面无人系统路线图》，提出目标和构想，明确近期（2011～2015）和远期（2016～2020）发展战略。2013年美国机器人虚拟化组织发布《美国机器人发展路线图》，分别阐述5个领域机器人的重要性及影响、关键能力。

3.2 空中无人智能化

美空军于2009年发布《2009～2047年美国空军无人机系统飞行计划》，阐述空军正在开展的5个等级空中无人系统研发工作。2014年发布的《2013～2038年遥控驾驶飞机指导：愿景与赋能概念》明确美空军空中无人系统，特别是中高端空中无人系统在反恐战结束后的发展方向、重点和途径。2016年《2016～2036年小型无人机系统飞行规划》从战略层面肯定了小型空中无人系统的价值

美陆军也致力于无人化装备的研发，2010年发布的《2010～2035年美国陆军无人飞机系统路线图》阐述了关国陆军2010～2035年间如何在全谱作战中发展、组织和使用无人机系统。这份概念性文件，是对未来25年的路线图，共分成三个阶段：近期（2010～2015年）、中期（2016～2025），远期（2026～2035年）。其中，每个阶段都对装备保障无人机做出规划。

3.3 水上/水下无人智能化

在无人潜航器发展战略与规划方面，1994年美国海军海上系统司令部发布《无人潜航器发展计划》，2000年将其升级为《无人潜航器主计划》。2002年增补了《小型无人潜航器战略计划》，两年后发布了第二版《无人潜航器主计划》。在无人水面艇发展战略与规划方面，2007年美海军首次发布《无人水面艇主计划》，在2013年美国国防部《无人系统综合路线图》，列出了海上无人系统的预算［3］。

4 无人化保障装备编配

4.1 编配原则

通过美国国防部和各军种的无人（机）系统路线图，分析美军无人系统编配现状，无人机、无人车在内的无人化装备保障系统通常按照超前设计、梯次配备、系统集成、先行验证的原则按照模块思路进行编配。

1）超前设计。美军无人化系统如何编配、编配到什么层级、集成到何种保障力量通常在无人系统发展路线图中进行明确，如美陆军无人系统路线图系统按照近期5年、中期10年、远期10年的时间节点划分，系统规划了营级以下分队、旅级、师级或更高的无人系统编配思路［4］。

2）梯次配置。梯次配置既是世界各国的通行做法，也是美军当前无人化系统编配的现状。基本上按照战略、战役、战术三个层级，顶层到国防部，末端到单兵和分队。如在美陆军无人机编配，仅在战术层级又划分为营以下分队、旅级、师级三个层级。

3）系统集成。在编配无人化保障装备时，美军通常按照任务、功能和能力编配到相应层级，并按建制集成到相应层级［5］。如美陆军在营级以下部队无人机系统按照近程（低于25km）、短时间任务（1h～2h），一般是在协调高度以下飞行，作为建制资源与地面部队完全集成，支持机动作战保障。旅级无人机系统任务是中程（小于125km）、中等持续时间任务（5h～10h），与地面部队和其它航空资源集成。师级无人机系统任务是增程（大于200km）、长持续时间任务（大于16h），对作战或保障任务实施直接支持或支援保障。

4）先行验证。对无人化系统提出编配思路后，根据无人系统遂行的作战或保障任务，基于不同的作战行动和想定条件，采取概念验证、模拟仿真的方法验证编配的科学性和遂行任务能力。如美陆军无人机系统路线图2010～2035提出，营级及以下部队编配小型无人机系统、RQ-11B、“大乌鸦”计划，其中小型无人机系统（如BLOCK0和微型无人机GMAV），以增强旅级战斗队和旅内功能部队，其任务包括情报、电子战、通信中继、作战支援和物资补给空投等。旅级空降中队、支援营编配“影子”无人机系统，遂行机降落和空投持续保障任务。师级或更高层级的持续保障旅编配货运无人机，支持船到岸和战区内空运任务，或者向作战区域内其它旅提供支援保障，或者直接通过机降、空投等方式向部队战斗前沿提供直达保障。基于这种编配思路，美陆军通过构建无人机系统与有人机系统、地面车辆与士兵一体设计、前后方一体的进攻、防御、稳定作战和民间支援保障的全谱作战概念构想，并对概念构想进行全面验证。

4.2 空中无人系统

1）空军无人化保障装备。按照美国空军无人系统路线图设计，空中无人系统包括大型、中型和小型（微型）无人机，分别编配到战略、战役和战术三个层级。战略层级主要编MQ-L系列大型无人机系统，该系列无人机利用自主化、模块化和开放结构技术，采用通用核心机体，无人机有效载荷可以在载荷舱内即插即用，能够执行重型有人机执行的任务。战役层级主要编MQ-M系列中型无人机系统，可编至战区空军运输机联队和空中加油机联队［6］。战术层级主要确保空军特种作战行动力量编有少量一次性精确补给小型无人机［7］。

图1 美军无人机体系

2）陆军空中无人化系统。根据美陆军无人机系统路线图2010～2035，重点是区分师级或更高层级、旅级和营级及以下部队规划设计无人机编配。师级或更高层级的无人机系统任务是增程（大于200km）、长持续时间任务（大于16h），对作战或保障任务实施直接支持或支援保障。通常编持续保障旅，配备运输/补给无人机，主要包括货运无人直升机、医疗救护后送无人机等。支持船到岸和战区内空运任务，或者向作战区域内其它旅提供支援保障，或者直接通过机降、空投等方式向部队战斗前沿提供直达保障。旅级无人机系统任务是中程（小于125km）、中等持续时间任务（5h～10h），与地面部队和其它航空资源集成［8］。空降中队、支援营编配“影子”无人机系统，遂行机降落和空投持续保障任务。营级及以下部队无人机系统任务是近程（低于25km）、短时间任务（1h～2h），一般是在协调高度以下飞行，作为建制资源与地面部队完全集成，支持机动作战保障。编配小型无人机系统、RQ-11B、“大乌鸦”［9］。

图2 美军地面无人装备体系

4.3 地面无人化保障装备

美国陆军在21世纪初启动的FCS未来战斗系统项目中，首次提出了由有人平台、无人平台共同组成的未来一体化陆军武器装备体系概念。虽然该项目现已终止，但美国陆军将地面无人系统纳入未来武器装备体系的构想并没有改变，经过十余年的快速发展，无人化装备系统增强了美军的作战空间感知、作战应用、人员保护和后勤保障等能力。

2017年美陆军训练与条令司令部正式发布《机器人与自主系统（Robotic and Autonomous Sys⁃tems，RAS）战略》，该战略详细阐述了美陆军未来25年在RAS领域的研发重点、能力建设目标及实施途径、方式、步骤等。2020年前，美国陆军将发展能为徒步士兵提供武器、装备、弹药、水、食物及其他补给品的地面无人车辆；能增强人体机能的外骨骼；能提高补给效率的自主式运输车队和自导式降落伞等。2030年前，为车队增配自动驾驶辅助设备，使有人驾驶车辆具备自主驾驶能力；发展中型和大型空中无人系统，满足货物空运补给和伤员后送需求［10］。2040年前，美国陆军的新RAS将替代老旧无人系统；所有战车以及后勤保障工作都将实现完全自主化；大多数货物运送由空中无人系统完成［11］。

从美军以上规划可以看出，美军地面无人化保障装备主要是各类无人车、机器人等，虽然目前没有大范围配备，但从这些装备的功能特点和遂行任务的能力上，应当配备在战术层次，重点遂行伴随保障和支援保障任务。

4.4 海上无人化保障装备

根据美军历年无人系统路线图，美军海上无人系统发展以侦察、打击、扫雷、攻击破坏水下目标等主要任务，水面以上以无人艇为主，水面以下以无人潜航器为主，舰载以无人机为主。在装备保障领域涉及较少，目前发展比较快、而且经过多次试验的是舰载无人加油机。除此之外，水下无人潜航器重点是应用于水下工程、水下辐射污染源探测等［12］。

图3 美军海上无人装备体系

5 应用领域

美国防部《无人系统综合路线图》指出：过去十年，无人系统在美军军事行动中发挥着越来越重要的作用。国防部使用各种各样的无人系统，从水下到外太空，从火柴盒大小到波音737客机大小。在阿富汗的军事行动中，各项作战计划和行动都在极其严酷的环境下进行，无人系统将继续在这样的作战中体现自己的价值。由于无人系统能力和性能上的优势，它能应对更大的风险，在美国各领域的作战行动中起着至关重要的作用。

5.1 当前应用领域

在后勤领域，美军已在运输补给、医疗后送和后勤防护领域进行应用无人机系统的试验验证，已经运用的无人机系统主要有美海军陆战队的物资无人空运系统、美海军的MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机。2010年2月24日，美通用动力公司发布《无人机系统在未来模块化力量中的再补给任务》报告，对无人机系统在后勤补给领域的应用进行专项研究［13］。

5.2 潜在应用领城

美军认为，无人机系统在后勤领域中可应用于再补给、侦察与监视（或保护后勤车队及资产）、寻找补给品和战场回收四大领域［14］。

表1 美军无人机系统的应用领域

5.3 技术支撑

美军认为，列装的系统数量和无人系统所支持的任务范围继续以惊人的速度增长。为实现国防部提出的无人系统发展愿景，充分发挥无人系统的潜能，必须强化技术支撑，应对未来全新的挑战。

6 结语

6.1 顶层谋划，体系建设

围绕一体化联合作战任务能力需求，合理确定无人化装备保障体系功能定位，开展未来无人智能化战场保障模式研究，对未来条件下保障理论、保障方法、保障体系、保障机理等进行研究，为智能化作战提供后装支撑，分类论证制定无人智能系统与技术支撑路线图，进一步科学规划体系发展。

6.2 规范平台，灵活负载

按照“通用平台+任务模块”的发展思路，坚持“平台先行，同步发展模块化负载”的建设原则，统筹无人系统与有人装备协调发展。坚持运用路线图方法和工程化建设思路，系统加强地面、水上、空中无人系统发展建设谋划，不断提高无人化装备保障体系“通用化、系列化、组合化”发展水平，逐步构建完善微型、小型、轻型、中型和重型等五类地面基型平台，确保“可变型、可拓展、可派生”，为后装各专业任务模块搭载提供平台基础［15］。

6.3 分步实施，螺旋推进

按照2025年、2035年两个时间节点，区分系统研制和技术攻关两个层面，明确阶段目标，细化具体任务，按照“需求集-能力域-路线图-项目群”建设路径，螺旋推进发展。一方面系统梳理无人化装备保障体系技术瓶颈，下功夫集力攻关解决；另一方面加快新技术的转化应用，用于无人系统研制，以最经济的途径、最快的速度获得较先进的装备，取得相对优势，真正形成装备建设与技术发展的良性互动。

6.4 军民融合，创新自主

推动军民融合深度发展，植根国防科技工业体系，不断拓宽对外技术合作，提升自主创新、概念创新、原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新能力，为无人化装备保障体系跨越发展奠定基础。立足智慧型装备保障使命任务，坚持无人系统全领域自主创新，持续推动技术进步，积累技术成果，攻克相关关键技术，实现关键软硬件国产化，确保核心技术自主可控。积极引入竞争机制，努力控制装备成本，切实为部队提供“好用、管用、实用、耐用”的无人化装备。