袁成
2015年是美國(guó)國(guó)防預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)成立的第57年。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),該局一直非常重視航空技術(shù)的發(fā)展,曾孵化出隱身作戰(zhàn)飛機(jī)、長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)等多種改變戰(zhàn)爭(zhēng)規(guī)則的航空裝備。2015年,該局又依托美國(guó)國(guó)防科技研究成果的不斷積累和成熟,著眼于美軍懾止并戰(zhàn)勝大國(guó)對(duì)手這一核心需求,開(kāi)啟了一系列新的軍用航空技術(shù)發(fā)展工作,以孕育美軍未來(lái)的空戰(zhàn)裝備,確保美軍可在未來(lái)的強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中維持空中優(yōu)勢(shì)。
2015年DARPA航空領(lǐng)域科研工作的主要方向
2015年,DARPA在航空領(lǐng)域開(kāi)展了數(shù)十個(gè)科技項(xiàng)目,研究領(lǐng)域涉及體系作戰(zhàn)、裝備新概念、機(jī)載系統(tǒng)和機(jī)載武器等。
從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看,2015年DARPA在航空領(lǐng)域的成果頗豐,而其科研主要方向有三個(gè),即:分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)、強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境作戰(zhàn)支持技術(shù)和先進(jìn)機(jī)載武器技術(shù)。
分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)
分布式作戰(zhàn)是美軍著眼于未來(lái)強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境而提出的新作戰(zhàn)構(gòu)想,其核心思路是將昂貴大型裝備的功能分解到大量小型平臺(tái)上,通過(guò)自主、協(xié)同等技術(shù)達(dá)到相同或更高的作戰(zhàn)能力,同時(shí)具有任務(wù)成本低、作戰(zhàn)靈活性高等優(yōu)勢(shì)。目前,DARPA正圍繞空中發(fā)射回收、開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)同作戰(zhàn)、戰(zhàn)場(chǎng)管理等重點(diǎn),開(kāi)展分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)研究。
空中發(fā)射回收技術(shù)。新提出““小精靈”項(xiàng)目,發(fā)展小型無(wú)人機(jī)群空中發(fā)射和回收、小型有效載荷、緊湊發(fā)動(dòng)機(jī)、可變幾何外形存儲(chǔ)等技術(shù),并開(kāi)展試飛;
開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)。通過(guò)“體系集成技術(shù)試驗(yàn)”(SoSITE)項(xiàng)目,旨在基于現(xiàn)有裝備,實(shí)現(xiàn)各類機(jī)載系統(tǒng)和武器即插即用,提升作戰(zhàn)靈活性;
協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)。通過(guò)“拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)”(CODE)項(xiàng)目,發(fā)展先進(jìn)算法和軟件,使機(jī)群在一名操作人員的管理下合作完成發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊等任務(wù);
戰(zhàn)場(chǎng)管理技術(shù)。通過(guò)“分布式作戰(zhàn)管理”(DBM)項(xiàng)目,發(fā)展先進(jìn)算法和軟件,提高任務(wù)規(guī)劃和態(tài)勢(shì)感知能力,面對(duì)復(fù)雜任務(wù)幫助飛行員快速做出合理決策。
目前,分布式作戰(zhàn)技術(shù)已成為美軍航空領(lǐng)域的重要研究方向。除了DARPA,美國(guó)戰(zhàn)略能力辦公室(SCO)和海軍研究局(ONR)也分別開(kāi)展了相關(guān)演示驗(yàn)證項(xiàng)目。另外,2016年4月負(fù)責(zé)美國(guó)空軍戰(zhàn)略規(guī)劃的霍姆斯中將也表示,美空軍未來(lái)的新平臺(tái)之一將是大量制造與部署的廉價(jià)、準(zhǔn)一次性使用的蜂群無(wú)人機(jī)。
強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境作戰(zhàn)支持技術(shù)
在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中,敵方的電磁干擾和網(wǎng)電攻擊可導(dǎo)致美軍的通信中斷與降級(jí)、GPS信號(hào)丟失、情報(bào)信息無(wú)法獲取、激光指示器失去作用。為此DARPA實(shí)施多個(gè)項(xiàng)目,探索在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中使用的通信、組網(wǎng)、導(dǎo)航和雷達(dá)對(duì)抗等技術(shù)。
數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。通過(guò)“100Gbps射頻高速鏈路”(100G)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)通信速率100Gb/s的機(jī)載通信數(shù)據(jù)鏈,其對(duì)空作用范圍200千米,對(duì)地100千米;
組網(wǎng)技術(shù)。通過(guò)“滿足任務(wù)最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”(DyNAMO)項(xiàng)目,發(fā)展網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)適應(yīng)技術(shù),使美軍各獨(dú)立的空基網(wǎng)絡(luò)在面對(duì)主動(dòng)電子干擾時(shí),仍可安全地和及時(shí)地高速通信;
導(dǎo)航技術(shù)。通過(guò)“強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中的空間、時(shí)間和方位信息”(STOIC)項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)包含精確定位、導(dǎo)航和皮秒等級(jí)授時(shí)技術(shù)的系統(tǒng)原型,避免依賴GPS;
雷達(dá)對(duì)抗技術(shù)。通過(guò)“雷達(dá)自適應(yīng)對(duì)抗”(ARC)項(xiàng)目,發(fā)展先進(jìn)軟件處理技術(shù),確保機(jī)載電子戰(zhàn)系統(tǒng)可在復(fù)雜電磁環(huán)境下識(shí)別敵我和對(duì)抗未知雷達(dá)威脅。
先進(jìn)機(jī)載武器技術(shù)
目前DARPA正從自主能力常規(guī)彈藥、高超聲武器和激光武器等技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力,為美軍塑造全新的空基交戰(zhàn)與打擊能力。
自主能力常規(guī)彈藥技術(shù)。通過(guò)“導(dǎo)引頭成本轉(zhuǎn)變”(SECTR)項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)具有被動(dòng)捷聯(lián)電光/紅外傳感器、GPS接收機(jī)和慣性測(cè)量部件的小型經(jīng)濟(jì)可承受導(dǎo)引頭原型,在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中為常規(guī)彈藥提供自主導(dǎo)航和精確末制導(dǎo);
高超聲武器技術(shù)。通過(guò)“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔”(TBG)和“高超聲速吸氣式武器概念”(HAWC)項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)戰(zhàn)術(shù)級(jí)空射高超聲速助推滑翔彈和巡航導(dǎo)彈原型彈,為研制空射高超聲速打擊武器奠定基礎(chǔ)。
激光武器技術(shù)。通過(guò)“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”(HELLADS)項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)150千瓦級(jí)的戰(zhàn)術(shù)級(jí)機(jī)載激光器,對(duì)抗導(dǎo)彈、飛機(jī)及各類地面目標(biāo)。
當(dāng)前DARPA航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目安排的主要特點(diǎn)
與其他國(guó)家開(kāi)展的航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目對(duì)比來(lái)看,已知的DARPA在2015年開(kāi)展的航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目安排具有如下一些值得關(guān)注的特點(diǎn):
無(wú)人機(jī)技術(shù)著眼于新運(yùn)用和新能力
與美軍和其他國(guó)家著重發(fā)展傳統(tǒng)中高端無(wú)人機(jī)裝備和相關(guān)技術(shù)相比,DARPA正在拓展無(wú)人機(jī)的運(yùn)用方式和任務(wù)能力。例如,“戰(zhàn)術(shù)偵察節(jié)點(diǎn)”(TERN)項(xiàng)目發(fā)展可在小型艦艇上垂直起降的中空長(zhǎng)航時(shí)察打一體無(wú)人機(jī)技術(shù),可能變革海上航空力量的運(yùn)用方式;“可重構(gòu)嵌入式航空系統(tǒng)”(ARES)項(xiàng)目探索貨運(yùn)無(wú)人機(jī)技術(shù),拓展無(wú)人機(jī)的任務(wù)能力;“小精靈”項(xiàng)目聚焦小型空射可回收無(wú)人機(jī)機(jī)群,既拓展任務(wù)能力,又可能變革無(wú)人機(jī)的作戰(zhàn)運(yùn)用方式。2015年12月,諾斯羅普·格魯門公司的尾座式垂直起降飛翼原型機(jī)贏得TERN項(xiàng)目第三階段合同。該原型機(jī)翼展約9.14米,后緣有4個(gè)主控制面。垂直起降和水平飛行時(shí)由安裝在前緣中間位置的直徑3米左右的反轉(zhuǎn)螺旋槳提供升力和拉力。該原型機(jī)在硬掛點(diǎn)上掛載272千克載荷時(shí)的作戰(zhàn)半徑可達(dá)到1700千米,將對(duì)美軍海上航空系統(tǒng)的應(yīng)用帶來(lái)變革。
自主技術(shù)應(yīng)用展開(kāi)多路徑多領(lǐng)域探索
雖然多個(gè)國(guó)家均開(kāi)展了自主技術(shù)軍事應(yīng)用研究,但目前看,只有DARPA在這一領(lǐng)域較全面地展開(kāi)了多路徑多領(lǐng)域探索。DARPA分別圍繞自主導(dǎo)航、自主識(shí)別、自主規(guī)劃等領(lǐng)域安排多個(gè)項(xiàng)目,探索各技術(shù)路徑的可行性,一旦突破某條路徑,便可快速提升美軍裝備的自主能力。例如在自主導(dǎo)航領(lǐng)域,除前述STOIC和SECTR項(xiàng)目外,DARPA還安排了“適應(yīng)性導(dǎo)航系統(tǒng)”(ANS)、“微型定位、導(dǎo)航、授時(shí)技術(shù)”(Micro-PNT)、“量子輔助傳感與讀出”(QuASAR)、“超快激光科學(xué)與工程”(PULSE)等不同技術(shù)路徑的項(xiàng)目,通過(guò)探索冷原子干涉陀螺儀、微機(jī)電系統(tǒng)、高精度原子鐘、超短脈沖激光、被動(dòng)捷聯(lián)式電光/紅外傳感器等技術(shù),全面發(fā)展各類不依賴GPS的定位、導(dǎo)航和授時(shí)技術(shù)。
協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展著眼于強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境
與美國(guó)空軍目前著力打通五代機(jī)和四代機(jī)之間的通信,使F-22等五代機(jī)融入空戰(zhàn)體系不同,DARPA在該領(lǐng)域的探索更加著眼未來(lái)空戰(zhàn),著重發(fā)展強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的協(xié)同技術(shù)。該局正通過(guò)CODE、DyNAMO等項(xiàng)目探索先進(jìn)的軟件和算法,確保美軍各空中作戰(zhàn)平臺(tái)在遭到電磁干擾和網(wǎng)電攻擊時(shí)仍可具備安全組網(wǎng)和通信等功能,實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境中有效執(zhí)行聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)。
高速打擊武器技術(shù)聚焦于戰(zhàn)術(shù)級(jí)應(yīng)用
在高超聲速武器技術(shù)領(lǐng)域,與美陸軍、海軍和俄羅斯等國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略級(jí)高超聲速助推滑翔彈不同,DAPRA正發(fā)展可配裝戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)術(shù)級(jí)高超聲速助推滑翔彈和巡航導(dǎo)彈,并力求在2020年左右實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。采用基于現(xiàn)有平臺(tái)的空基發(fā)射方式可極大地降低高超聲速打擊武器系統(tǒng)的采購(gòu)成本、增加采購(gòu)數(shù)量,而戰(zhàn)術(shù)級(jí)的定位可能使美軍數(shù)千架戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)都具備防區(qū)外實(shí)施高超聲速打擊的能力,從而形成巨大的常規(guī)威懾能力。
幾點(diǎn)看法
從近幾年DARPA航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目的實(shí)施來(lái)看,DARPA的科技工作正重新聚焦于各類前沿軍事技術(shù)的探索和轉(zhuǎn)化,且這一趨勢(shì)越來(lái)越明顯。從歷史來(lái)看,雖然DARPA的職責(zé)是探索先進(jìn)軍事技術(shù),但其“焦點(diǎn)”卻持續(xù)在近期和遠(yuǎn)期需求之間波動(dòng)。在美國(guó)卷入局部戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí),DARPA可能主要發(fā)展?jié)M足近期作戰(zhàn)需求的技術(shù);與大國(guó)對(duì)抗時(shí),該局則會(huì)針對(duì)假想敵探索前沿軍事技術(shù)。例如,越戰(zhàn)期間,DARPA發(fā)展了滿足作戰(zhàn)急需的先進(jìn)技術(shù);而在20世紀(jì)70年代美國(guó)開(kāi)始實(shí)施第二個(gè)“抵消戰(zhàn)略”時(shí),則針對(duì)蘇聯(lián)探索并轉(zhuǎn)化了隱身、精確制導(dǎo)等前沿軍事技術(shù)。2001年以來(lái)的十年反恐戰(zhàn)期間,DARPA又發(fā)展各類反恐技術(shù),以致美國(guó)輿論批評(píng)時(shí)任局長(zhǎng)特瑟背離了DARPA的使命;而通過(guò)上文梳理可看出,隨著美軍戰(zhàn)略重點(diǎn)再次轉(zhuǎn)向應(yīng)對(duì)大國(guó),特別是在提出第三個(gè)“抵消戰(zhàn)略”后,DARPA又開(kāi)始重新聚焦各類前沿軍事技術(shù)的探索和轉(zhuǎn)化。
2016年2月,DARPA局長(zhǎng)普拉巴卡爾在美國(guó)國(guó)會(huì)眾議院武裝力量委員會(huì)新興威脅和能力小組委員會(huì)上指出,該局的項(xiàng)目組合將驗(yàn)證新“抵消戰(zhàn)略”的核心關(guān)鍵技術(shù)。為此,DARPA的投資領(lǐng)域正重新聚焦為以下三項(xiàng),即重塑復(fù)雜軍用系統(tǒng)、征服信息爆炸、培育技術(shù)突襲的種子。普拉巴卡爾表示在重塑復(fù)雜軍用系統(tǒng)這一投資領(lǐng)域中包含了“體系集成技術(shù)和試驗(yàn)”(SoSITE)、“分布式作戰(zhàn)管理”(DBM)、“持久近距空中支援”(PCAS)和“遠(yuǎn)程反艦彈”(LRASM)等多個(gè)航空領(lǐng)域科技項(xiàng)目(DARPA圖片)
由于美國(guó)已將我軍定為頭號(hào)假想敵,并實(shí)施旨在打造新常規(guī)威懾能力的第三個(gè)“抵消戰(zhàn)略”,DARPA有史以來(lái)首次開(kāi)始針對(duì)我國(guó)發(fā)展前沿軍事技術(shù)。該局將借鑒第二個(gè)“抵消戰(zhàn)略”戰(zhàn)勝蘇聯(lián)的成功經(jīng)驗(yàn),針對(duì)我國(guó)在研、在役裝備,力求實(shí)現(xiàn)技術(shù)突襲,為美軍贏得博弈提供重要助力。對(duì)此,我國(guó)應(yīng)予以高度重視和積極應(yīng)對(duì),首先要做好情報(bào)工作,密切掌握DARPA科研的方向、重點(diǎn)和特點(diǎn),預(yù)見(jiàn)其發(fā)展態(tài)勢(shì);同時(shí),應(yīng)真正借鑒DARPA的科研機(jī)制和航空科研安排,兼顧我遠(yuǎn)期和近期需求,設(shè)計(jì)適合國(guó)情并突出前瞻性、先導(dǎo)性、探索性和顛覆性特點(diǎn)的航空科技項(xiàng)目安排,理順成果轉(zhuǎn)化機(jī)制,為我國(guó)加強(qiáng)國(guó)防科技威懾力、快速生成新質(zhì)戰(zhàn)斗力和發(fā)展未來(lái)裝備提供有力支持。