美军有人-无人机协同作战发展动向分析

杨佳会

近年来，美军将有人-无人机协同作战视为夺取未来空中优势的关键，积极推进相关技术发展。2023年3月，美空军部长肯德尔宣布拟采购1000架“合作式作战飞机”无人僚机，与“下一代空中主宰”或F-35战斗机协同作战；在2024财年预算申请中提出“毒液”项目，将对6架F-16战机安装的自主系统软件进行试验和改进，为“合作式作战飞机”研制奠定基础。有人-无人机协同作战技术发展，将使美军空战体系向智能化演进，值得高度关注。

发展思路

20世纪90年代以来，飞控导航、数据通信、任务载荷等技术不断发展，无人机初步具备实战化运用能力，并在阿富汗、伊拉克等局部冲突中大放异彩，展现出巨大军事运用潜力。但随着战场环境日趋严苛，现有无人机自主性和载荷等能力有限，难以在强对抗环境下高效遂行复杂作战任务。在此背景下，美军聚焦大国竞争，由顶层战略牵引，布局众多项目以攻克关键技术，探索协同作战样式，谋求形成新质作战能力。

以顶层战略加强规划引导

2000年，美国防部在《无人机路线图（2000-2025年）》中描述了未来有人-无人机协同作战任务构想，提出在指控、通信、导航、避障等支持下，密集编队的有人和无人机可提供增强的突防和情监侦等任务能力，并可根据战场情况实时调整任务安排，发挥更高的任务效能。2013年，美国防部《无人系统综合路线图（2013-2038年）》首次明确提出有人-无人机协同作战可大幅提升态势感知、杀伤力、生存力及保障力，在亚太的“反介入/区域拒止”高强度作战环境中发挥重要作用。

设立项目推进关键技术迭代演进

美国防部、各军兵种先后开展包括“有人-无人集成能力”、“协同空域作战”、“忠诚僚机”、“自主队友科技”、“分布式战斗管理”等研究项目，旨在解决包括安全通信网络、高效互操作的软硬件、可升级拓展的自主性、高性能机载处理器、人机接口、新型协同控制算法和网络任务工具等关键技术，探索有人-无人机协同运用于货物运输、空中加油、区域封锁、网电攻击、防空压制及其它常规空战任务的潜力。

最新进展

启动无人僚机大规模生产

美空军通过“合作式作战飞机”“低成本可消耗无人机技术”等项目，持续推进无人平台建设。2023年3月，美空军在2024财年预算申请文件中首次编列“合作式作战飞机”项目，未来五年拟投入58亿美元，研发可与下一代战斗机或F-35协同作战的无人平台，拟采用“一架有人机搭配两架无人僚机”的组合方式，遂行侦察监视、火力打击、电磁对抗等任务。该系列无人机将采用数字工程、敏捷软件开发、开放系统架构等新技术，预期成本在2000-4000万美元区间（约为F-35A战斗机当前出厂单价的25%-50%）。此外，美空军持续推进XQ-58A无人机生产制造与交付工作，克拉托斯公司预计2023年内完成初始生产批次全部12架机的制造，美空军第96试验联队已接受其中的2架无人机。

提升无人系统自主智能能力

美军通过“天空博格人”“空战进化”等项目着力打造人工智能控制算法，提高无人系统自主能力。“天空博格人”项目旨在研发基于开放系统架构的人工智能软件和控制系统。2021年以来，该项目自主核心系统已在克拉托斯公司UTAP-22、XQ-58A以及通用原子公司MQ-20等无人机上开展大量测试，验证多项关键任务能力。2022年11月，美空军高层表示，“天空博格人”已完成多轮实验及软件的最终演示，计划于2024财年转入“合作式作战飞机”项目。2022年12月，美军使用X-62A“飞行中可变稳定性试验飞机”分别搭载“自主空中作战行动”和“空战进化”系统进行与虚拟对手的超视距交战和近距空中格斗演示验证，进一步证明自主系统可靠性。

加强人类对无人机信任度研究

美空军在2024财年预算申请文件中新增“实验作战单元”和“F-16实验及下一代操作模型”（简称“毒液”）项目，以推进人机协同实战化运用。其中，“实验作战单元”旨在探索条令生成、训练组织、物资保障等相关任务规划；“毒液”项目计划在6架F-16战斗机上增加自主代码，实验中由飞行员驾机起飞，随后自主软件在空中接管飞机控制权，通过“人在回路上”的方式演示验证自主架构和自主能力，建立飞行员对自主系统的信任，为“合作式作战飞机”研发奠定技术基础。

推动有人-无人平台组网通信技术研究

未来有人-无人协同作战需依靠高效可靠的通信技术，实现数据信息的实时共享。为此，美国持续探索5G、激光、太赫兹通信等新兴技术建立高速、安全组网通信环境的可行性。2022年4月，洛马公司“军用5G”多网混合基站集成先进处理机，以将“云能力”引入战术端，支撑在空、海、陆、天、网等作战域间实现数据驱动决策。2022年9月，通用原子公司完成空对空激光通信演示验证，以1.0千兆比特每秒的速度保持链路畅通并交换多类数据，提升无人机低截获概率/低检测概率通信的速率和抗干扰能力。2022年12月，美空军研究实验室完成首次太赫兹频段机间通信实验，为未来战术级空域保密通信组网与群体智能大带宽通信网络建设奠定技术了技术基础。

未来潜在作战方式

在“有人-无人协同作战”发展框架下，具有一定自主性的无人机可作为有人机的“眼线”、“打手”或“助手”，在有人“长机”的指挥控制和其他必要支持下，充分发挥人的“算计”优势和机的“计算”优势。

侦察监视

无人机可携载红外/光电传感器、有源及無源探测雷达等载荷，与F-22、F-35A等隐身战斗机编组作战，拓展有人战机态势感知等能力。在低威胁环境中，RQ-4B、MQ-9A等非隐身无人机可在不同高度对导弹发射车等地面移动目标进行定位跟踪，通过卫星通信向有人机传输前沿态势信息，并通过飞行员指挥引导无人机编队伴飞、规避威胁和探测目标；在高威胁环境中，多架隐身无人机可使用被动传感器从不同角度、不同高度对前沿空域进行探测，监视对手战斗机活动轨迹，第一时间进行识别和响应，减小己方高价值平台暴露风险。

火力打击

1架F-22或F-35战斗机可控制2-5架挂载空空、空地导弹的无人机组成混合编队。其中，无人机前出约150-200千米巡逻待战；有人机保持电磁静默，只接受由无人机、高空侦察机、侦察卫星等传输的战场数据。进行攻击时，有人机通过短脉冲信号指挥无人机发射机载武器，实施火力打击。此外，美军也在持续探索通过KC-46A加油机、C-17A运输机、E-7A预警机等平台在安全空域指控低成本可消耗无人机实施集群饱和打击的可行性。

电磁对抗

隐身无人机可携带电子战载荷与隐身战斗机编队，进入对手空域后对陆基雷达实施电磁干扰，压缩其雷达探测范围，为隐身战斗机穿透一体化防空系统制造走廊。电磁型无人机可使用高功率微波、反辐射导弹等软硬杀伤手段毁伤对手防空系统，随后有人机编队立刻切入，实施高強度火力打击，快速消灭对手陆基雷达、指控中心等目标，迟滞其反击手段。

影响分析

美军从顶层战略规划着手，自上至下，广泛布局有人无人协同作战项目，打通技术攻关、装备研制、作战试验、实战运用链条，推动空中装备体系适应强对抗战场环境，塑造复杂战场任务能力。

形成规模优势，实现以多打少以弱胜强

在美国国防预算约束下，成本已成为制约其航空装备发展的重要因素。一方面，其他军事强国的先进战斗机、远程空空导弹和一体化防空系统性能不断提升，对美军高价值隐身战机构成极大威胁，难以保证战场效费比，大量使用无人装备可有效降低或避免高价值战机和飞行员的损失。另一方面，美军现役航空装备研制和保障成本不断提升，飞行员培养和训练周期持续增长，无人僚机具有研发周期短、更新迭代快、应用门槛低等特点，美军的无人僚机发展具有数量规模大、采用模块化架构、注重成本性能平衡等优势。随着“合作式作战飞机”项目的实施，美军将大幅增加其空中作战装备数量，在短期内形成新质空中作战力量体系，实现有人装备的能力拓展，在数量规模层面形成空战优势。

持续提升军事智能技术成熟度，加速新兴技术实用化进程

美军高度重视新兴技术在军事领域的应用发展，无人装备和人机协同成为人工智能等技术的重要发展方向，美国防部、各军兵种开展大量项目研究，突破编队协同、自主决策等多项关键技术，大幅提升体系作战能力。目前，美军布局的多个相关项目已取得实质性进展，正深度融入其当前军事作战体系，凸显实用化效果。美军加快在人工智能等多个新兴技术发展，形成对中俄军事领域技术突袭，逐步形成智能化战争背景下新的非对称优势。

结束语

美军加速构建有人-无人协同的新型作战体系，发挥有人机决策优势，无人机高机动、成本低、可消耗等优势，实现有人机与无人机之间以及整个作战体系的信息和资源共享，解决先进有人机机队规模与武器挂载能力有限的短板，增强有人机生存能力和作战效能，同时获得空战场对抗的质量优势和数量优势。未来，美军将构建出以有人机为核心、各类无人机为支撑的先进协同空战体系，依托低成本可消耗、人机协同打击、多轮持续火力等优势，可能颠覆传统的“对等消耗”式作战模式，形成“单向伤亡”的新型作战模式，颠覆未来空中战场形态，夺取未来空中作战胜势。