VISTA試驗機模擬一架UCAV，驗證了先進飛行器控制的自主權。

未來F-35A與無人駕駛F-16之間形成高低搭配。

洛馬公司曾經提出過F-16DR無人戰斗機方案。

美國空軍現役F-16戰斗機為快速改裝為UCAV提供了條件。

　　8月底，洛馬公司臭鼬工廠負責領導低成本可消耗飛機（LCAA）研制團隊的項目經理喬·波科拉在接受美國《航空周刊》采訪時首次透露，臭鼬工廠已經設計出多種可消耗無人機方案，將為作戰人員提供一種價格低廉、可選擇重復使用的解決方案，可以與作戰空間內其他的空中、地面和太空內的系統并肩作戰的一系列無人機。特別值得注意的是，波科拉表示，臭鼬工廠正在研制一種低成本無人機，有望作為“忠誠僚機”（Loyal Wingman），與F-35戰斗機協同作戰。

　　全新作戰概念

　　實際上，洛馬公司在今年4月10日曾經首次對外公布了在有人/無人編隊技術驗證試飛中取得的一些最新進展。臭鼬工廠和美國空軍研究實驗室（AFRL）通過為期兩年的潛心研究，突破了現役F-16戰斗機改裝為無人戰斗機（UCAV）的關鍵技術，使其不僅可以在無人駕駛狀態下完全自主地與長機組成編隊，而且還能夠動態地響應不斷變化的戰場環境，自動應對性能故障、航線偏離和通信中斷等意外情況。

　　近年來，美國國防部針對“亞太再平衡”中可能發生的潛在軍事沖突，大力研究與發展集群式機器人技術，其下屬的戰略能力辦公室與美國海軍航空系統司令部合作，通過“集群”無人機飛行試驗，證明了上百架微型無人機具備集體決策、適應性編隊飛行和自我修復等一些高級的群體行為，標志著在自主系統領域取得了極大進展。

　　然而，AFRL并不認同從生物學引入的“集群”術語，因為這個術語無法完全描述美國空軍正在從事的相關技術研究所覆蓋的應用范疇。為此，AFRL采用了“分布式協作系統”一詞來反映“如何將平臺的決策和能力提高到一個新的水平”。這一術語表明，作戰平臺不僅可以保持自身能力順利完成任務，而且可以與編隊中的其他平臺協同作戰，重要的是，這些平臺不管是由飛行員駕駛的戰斗機，還是無人駕駛的作戰平臺，都能有效地執行被賦予的作戰任務。

　　作為分布式協作系統研究的第一步，AFRL首先有針對性地著手實施了“忠誠僚機”計劃?！爸艺\僚機”概念是將第五代戰斗機與無人駕駛的第四代戰斗機組合搭配成一個編隊，借助五代機的作戰網絡節點角色，充分發揮四代機機動性好和火力充足的優勢，從而大大增強二者在空戰中的殺傷力。這種作戰理念是希望在大多數危險環境下，一架UCAV可以在一架戰斗機前面扮演突防角色，承擔發現、摧毀目標的任務，從而有效保證第五代戰斗機遠離危險境地，避免遭受到來自對手的致命反擊。

　　2015年夏天，AFRL正式啟動了“忠誠僚機”概念研究，開始向航空工業部門發布了一份需求信息。這份需求信息要求，各種自主技術應該可以有效地增強美國空軍未來在對抗和拒止環境下的作戰行動和能力，而且這些技術還能夠無縫地將有人駕駛戰斗機與具備自主作戰能力的UCAV實現有效的集成，可以作為一個編隊協同作戰，提高作戰效能。

　　啟動驗證試飛

　　根據“忠誠僚機”計劃的目標，臭鼬工廠針對有人/無人編隊需要解決的各種問題，嘗試通過飛行試驗來驗證一些關鍵技術。臭鼬工廠希望在驗證試飛中實現三個主要目標：一是基于任務優先次序和現役裝備，能夠自主規劃并執行空對地打擊任務；二是在空對地打擊任務過程中，能夠動態響應不斷變化的威脅環境，同時自動地應對性能故障、航線偏離和通信中斷等意外情況；三是充分滿足美國空軍開放式任務系統（OMS）軟件集成環境的要求，允許快速集成多個供應商開發的軟件模塊；

　　首先，臭鼬工廠在2015年實施了“突襲者I”（Have Raider I）階段的飛行試驗，主要集中于驗證先進飛行器控制的自主權。負責“忠誠僚機”計劃的肖恩·惠特科姆表示，希望能在無人機平臺本身上實現任務規劃，而不是將這種能力一直固定在地面站上。飛行試驗由美國空軍試飛員學校（TFS）和卡爾斯潘公司承擔，利用集成了自主飛行控制模塊的VISTA試驗機模擬一架UCAV，同時利用一架F-16 Block50戰斗機作為長機。測試過程中，研制人員分別從飛行器的角度和從長機向無人機下達指令的角度，測試了不同類型的指揮和控制模式，逐步增加UCAV的自主權。其中，長機飛行員可以選擇預先計劃的任務，也可以通過F-16戰斗機直接操縱UCAV。UCAV可以根據戰術任務飛行，執行了作戰損傷評估，驗證了自主編隊飛行、航線跟隨、重新加入編隊和空中防撞。

　　在此基礎上，臭鼬工廠在2017年3月又著手實施了“突襲者Ⅱ”（Have Raider Ⅱ）階段的飛行試驗，重點集中在“從作戰管理角度定義自主權”，即驗證VISTA試驗機的自主任務規劃能力。作為一架僚機，VISTA試驗機必須根據操作人員提供的優先級來優化對地攻擊任務，以實現總體任務目標。

　　為了提供最大的靈活性和實現先進的自主能力，VISTA試驗機采用了OMS架構，可以快速地將新的軟件模塊嵌入到系統中。臭鼬工廠按照OMS軟件標準，將一個附加的輔助處理器集成到VISTA試驗機上，以承載自主作戰管理算法。輔助處理器與VISTA試驗機飛行控制計算機之間采用了通信網關，允許自主任務規劃系統與“突襲者I”階段增加的各種先進飛行器控制功能協同工作。

　　與此同時，臭鼬工廠還評估了自主作戰管理系統的動態再規劃能力。研制人員正在探索適應性任務執行能力，即UCAV在發現一個突然出現的地面威脅時，會自動地重新規劃任務，以盡量避免暴露于威脅中，同時仍然能實現任務目標。

　　測試關鍵技術

　　對于長機與UCAV之間的指揮與控制信息，“突襲者Ⅱ”測試階段采用了符合OMS標準的無人指揮與控制優先權（UCI）通信協議，最初設想用于實現無人機控制的標準化。臭鼬工廠著手研究了一種第五代駕駛艙的駕駛員與飛行器接口，可以將相對簡單的駕駛員意圖編譯成可以獨立于無人機的UCI信息，從而傳達給無人駕駛的僚機。

　　目前，臭鼬工廠正在評估從觸摸屏到語音識別等多種不同方案，既保證轉換飛行員意圖的有效性，也用于減少駕駛員在判別方面的工作負荷。在人為因素研究中，飛行員反饋認為，總體來說，編隊中的僚機在自主性方面是積極的，使其能夠指揮一架僚機，而不會顯著增加自己的判別負荷。同時，飛行員還謹慎地表示，一切還在試驗之中，并且繼續不斷改進。

　　第二階段的飛行測試還考慮到自主管理通信中斷和其他一些偶然事件。相關的測試項目關注于意外情況，如無人駕駛飛行器在任務關鍵時刻失去通信。此時，任務應急管理系統如何接管飛行控制，按照事先計劃執行，并在通信鏈路再次連通后，可以重新加入網絡。驗證試飛還關注了在消耗掉一種特定的武器類型后，無人機系統將如何重新規劃整個任務來實現目標。

　　據介紹，臭鼬工廠也考慮了非語音提示的想法。通常情況下，戰斗機飛行員進入無線電沉默時，會使用一種翼尖閃爍燈光的方式，指示僚機改變位置。為此，臭鼬工廠將這一信息傳遞方式編入程序，因此UACV將會理解其中的策略，并根據任務階段來執行相應的操作，例如，從攻擊戰術到戰斗編隊形成。對于飛行測試來說，作為長機的F-16戰斗機做出俯仰、滾轉和偏航角度等機動，都可以通過數據鏈傳輸給VISTA試驗機，因此后者仿佛可以“看到”翼尖閃爍，并理解這個指令。

　　臭鼬工廠有一個小型合同集中于優化“忠誠的僚機”計劃的發展框架，AFRL計劃從2018財年開始的一系列驗證試飛，同時改裝出一架無人駕駛的F-16戰斗機，預計2022年在真實條件下完成一次有人/無人編隊的對地打擊試驗。

　　著眼降低成本

　　可以看出，美國空軍通過“忠誠僚機”計劃，已經為F-16戰斗機設計和研制一種人工智能模塊，力求在未來戰爭中實現最新裝備的F-35A戰斗機與無人駕駛的F-16戰斗機之間形成高低搭配，從而有效地摧毀空中和地面的目標。然而，從發展目標來看，作戰型“忠誠僚機”有可能不會采用經過改裝的現役有人駕駛戰斗機，而是考慮采用一種消耗型UCAV，具備類似戰斗機的機動性能和武器投放能力。

　　正是在這種思路下，AFRL著眼降低作戰成本，秘密啟動了“低成本打擊驗證”（LCASD）計劃，設定了單機成本低于300萬美元的目標要求。2015年7月，名不見經傳的克拉托斯防務與安全解決方案公司（簡稱克拉托斯公司）憑借著獨特的設計方案，贏得了LCASD計劃的驗證合同。盡管錯失了參與LCASD計劃的機會，但洛馬公司看到了自行研制的無人駕駛平臺仍然有機會贏得多個潛在機會。

　　2016年3月30日，時任美國國防部副部長羅伯特·沃克在《華盛頓時報》舉行的一個論壇上發表了一次公開演講，指出有人/無人編隊是未來發展方向，這才剛剛開始，期望無人駕駛的僚機能在自主軍用車輛正式上路之前率先投入使用。他還特別指出，“忠誠僚機”概念可能體現在其他的戰斗機與無人機之間，其中一些已經服役，另一些仍然還處在設計中。

　　目前，臭鼬工廠已經設計出可選擇的可重復使用機身，結合了“突襲者”項目所驗證的技術。這些設計方案將利用多種先進的制造技術和不同的材料來降低成本，以滿足美國空軍設定的低成本目標。近日，臭鼬工廠公開展示了一種采用光滑機身、中等后掠翼和V形尾翼的高亞聲速無人機設計方案。

　　從想象圖中可以看出，這種隱身無人機采用一臺后置式渦扇發動機和機身上方的埋入式進氣口。想象圖中并未展示發動機的尾噴口，大概是為了避免泄漏敏感的隱身特征。顯然，無人機設計有一個內部有效載荷艙，可以攜帶武器或傳感器。臭鼬工廠沒有透露無人機是否設計有可以從常規跑道起飛和著陸的起落架，或者是采用助推器火箭發射和降落傘回收設備。據介紹，這種無人機可以單獨執行任務，也能作為戰斗機和無人機組成的大型打擊群的一部分，通過無線電數據鏈自主地協作。該機的任務航程超過了4020千米。（溫杰）

低成本打擊 臭鼬工廠驗證編隊作戰的關鍵技術

圖文簡介

研制人員分別從飛行器的角度和從長機向無人機下達指令的角度，測試了不同類型的指揮和控制模式，逐步增加UCAV的自主權。