溫杰

2016年3月30日，美國國防部副部長羅伯特·沃克在《華盛頓時報》舉辦的一個論壇上發(fā)表了一次公開演講，首次提到了一個稱之為“忠誠的僚機”（Loyal Wingman）概念，旨在通過為“戰(zhàn)隼”設計和研制一種人工智能模塊，確保美國空軍在未來戰(zhàn)爭中實現(xiàn)無人駕駛的F-16戰(zhàn)斗機與最新裝備的F-35A戰(zhàn)斗機之間的高低搭配，從而有效地摧毀空中和地面的目標。

目前，美國空軍研究實驗室（AFRL）正在加緊研制新的計算機算法，著手為這種第四代戰(zhàn)斗機上“植入”人工智能，力求讓無人“戰(zhàn)隼”可以完全自主地協(xié)同飛行，如同一支犀利的“飛鏢”，在第五代戰(zhàn)斗機前面沖鋒陷陣。按照計劃，AFRL將在兩年內改裝出一架能夠滿足“忠誠的僚機”概念要求的F-16無人駕駛作戰(zhàn)驗證機，通過飛行測試來檢驗這種顛覆傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式的前沿技術。

探索全新作戰(zhàn)概念

“忠誠的僚機”概念是將第五代戰(zhàn)斗機與無人駕駛的第四代戰(zhàn)斗機組合搭配成一個編隊，借助五代機的作戰(zhàn)網(wǎng)絡節(jié)點角色，充分發(fā)揮四代機機動性好和火力充足的優(yōu)勢，從而大大增強二者在空戰(zhàn)中的致命殺傷能力。這種作戰(zhàn)理念是希望在大多數(shù)危險環(huán)境下，一架無人機可以在一架戰(zhàn)斗機前面扮演突防角色，承擔發(fā)現(xiàn)、摧毀目標的任務，從而有效保證第五代戰(zhàn)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“忠誠的僚機”概念研究，開始向航空工業(yè)部門發(fā)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(huán)境下的作戰(zhàn)行動和能力，而且這些技術還能夠無縫地將飛行員及其駕駛的戰(zhàn)斗機與具備自主作戰(zhàn)能力的無人機實現(xiàn)有效的集成，可以作為一個機隊協(xié)同作戰(zhàn)，提高作戰(zhàn)效能。

值得注意的是，這份需求信息還要求無人駕駛的僚機還應攜帶更多數(shù)量的機載武器，可以充當?shù)谖宕鷳?zhàn)斗機的一個飛行彈藥庫，按照飛行員的態(tài)勢判斷和下達的指令，隨時攻擊空中和地面目標。并非巧合的是，這一要求與五角大樓在今年2月公布的“武庫機”（Arsenal Plane）概念不謀而合。

今年2月2日，美國國防部長阿什頓·卡特在評估五角大樓2017年預算方案時首次提出了“武庫機”概念，目的在于盡快彌補“彈藥縱深”（magazine depth）的短板，這是美國軍方當前最棘手的問題之一。為此，美國國防部戰(zhàn)略能力辦公室（SCO）針對“亞太再平衡”中可能發(fā)生的潛在軍事沖突，提出了將B-1B或B-52H轟炸機改裝為一種發(fā)射武器的平臺，由在前方飛行的戰(zhàn)斗機飛行員來標定目標，可以在短時間內增強美國空中火力。

近年來，美國空軍和其它軍種已經(jīng)在使用非常先進的無人機，其中許多無人機都可以攜帶武器，但是在絕大多數(shù)情況下，無人機操作員都身處地面上的控制站內，通過衛(wèi)星控制無人機執(zhí)行偵察和打擊任務。與之不同的是，美國陸軍在有人/無人編隊的作戰(zhàn)使用方面取得了積極的進展，為美國空軍探索和研究“忠誠的僚機”作戰(zhàn)模式提供了借鑒。

目前，美國陸軍已經(jīng)裝備了AH-64E武裝直升機，具有遠程控制MQ-1C“灰鷹”攻擊無人機的能力，這樣，武裝直升機飛行員在駕駛艙內可以完全控制“灰鷹”無人機的傳感器和武器，實現(xiàn)協(xié)同作戰(zhàn)。美國陸軍的基本思路是，一位直升機機組人員比任何一位地面操作員都更加接近瞬息萬變的戰(zhàn)場，因此具備更好的視野和態(tài)勢信息，可以在一個更好的空間位置控制和引導無人機。

早期方案無果而終

“忠誠的僚機”作戰(zhàn)模式付諸實施的關鍵一環(huán)是如何將聲名顯赫的“戰(zhàn)隼”變身為全副武裝的無人戰(zhàn)斗機（UCAV）。早在20世紀90年代后期，洛馬公司針對美國空軍的訓練和測試需求，開始著手研究將F-16戰(zhàn)斗機改裝為全尺寸靶機的技術，并在此基礎上提出了F-16 UCAV的概念。

最初，洛馬公司只是考慮將亞利桑那州戴維斯-蒙森空軍基地封存的F-16A戰(zhàn)斗機改裝為遙控駕駛F-16DR過渡型UCAV，但必須解決這種型別因采用模擬式電傳飛行控制系統(tǒng)而存在的一些硬件技術問題，同時加裝一種武器系統(tǒng)還需要價格不菲的成本。因此，美國空軍缺乏足夠的資金和人員推進F-16A戰(zhàn)斗機改裝為UCAV的計劃。

為了避免這一方案產(chǎn)生的諸多問題，洛馬公司轉而考慮將現(xiàn)役F-16C Block40/50戰(zhàn)斗機改裝為有人/無人的雙重角色戰(zhàn)斗機，在保留有人駕駛戰(zhàn)斗機的所有功能的基礎上，增加不超過136千克的遙控和通信設備。一旦需要執(zhí)行無人駕駛任務，F(xiàn)-16 UCAV可以立即投入戰(zhàn)斗，無需進行專門的維護。根據(jù)設計方案，研制人員需要將自動油門桿和自動著陸能力集成到電傳飛控系統(tǒng)中，同時還需要加裝額外的通信設備，以滿足地面控制人員的遠程控制和傳感器反饋數(shù)據(jù)的功能。

時隔不久，美國空軍在本世紀初開始考慮QF-4靶機的后續(xù)機型。美國空軍希望新型靶機既能減少當前系統(tǒng)的開支，又能模擬日益增強的潛在空中威脅，經(jīng)過多次方案評估后，在2001年提出了“超級靶機”計劃的初步方案。當時，美國空軍比較受青睞的方法是把退役的F-16陸續(xù)改裝成靶機。在這一需求背景下，QF-16靶機計劃在2006年提上日程，在F-16戰(zhàn)斗機無人化發(fā)展過程中邁出了重要一步。

幾乎在同一時間，洛馬公司為了減輕飛行員的負擔，增強安全性，開始著手研制F-16的自主著陸技術。2008年12月18日，洛馬公司利用美國空軍試飛員學校的一架可變穩(wěn)定性飛行模擬試驗機（VISTA）成功地實現(xiàn)了自主著陸，標志著F-16戰(zhàn)斗機首次完全依賴計算機控制，完美地控制了飛機高度、姿態(tài)、速度、下滑角和下降率，完成了自主著陸全過程。

隨著新一代靶機計劃浮出水面，研制人員希望這一關鍵技術突破有助于QF-16方案在美國空軍新一代高性能靶機的競爭中脫穎而出。無疑，此次飛行試驗的成功顯示出經(jīng)過改裝的F-16可以具備高度可靠的自主著陸能力，成為確保QF-16方案在競爭中獲勝的一個關鍵因素。然而，“超級靶機”項目的競標過程充滿了戲劇性。美國空軍盡管十分看好F-16的自主著陸技術，但是從降低研制成本和節(jié)省改裝經(jīng)費方面考慮，最后將QF-16靶機的研制和生產(chǎn)合同授予了波音公司領導的研制團隊。同時，這一決定也為美國空軍發(fā)展F-16 UCAV關鍵技術提供了更多的選擇。

新型靶機開始列裝

歷經(jīng)4年多時間，波音公司通過QF-16靶機的研制、改裝和飛行測試，已經(jīng)證明了各項關鍵技術的可靠性，為“忠誠的僚機”從概念到現(xiàn)實奠定了工程基礎。在作戰(zhàn)使用上，QF-16靶機可以按照預編程機動動作安全地飛行，同時與靶場范圍內的地面控制員保持聯(lián)系，這些能力所依賴的基本技術都為把F-16改裝為執(zhí)行作戰(zhàn)任務的無人駕駛僚機鋪平了道路。

QF-16靶機是在退役F-16的基礎上加裝遙控飛行設備，作為空中戰(zhàn)術訓練的靶機和空空導彈、雷達、地空導彈等新型武器與系統(tǒng)測試的誘餌，用于評估美國現(xiàn)役戰(zhàn)斗機和各種武器如何抗衡潛在的對手。因此，QF-16靶機的性能應該與F-16相似，同樣保持著最大過載9g的高機動性。改裝過程中，波音公司首先拆卸掉F-16的機炮，在內部空間安裝了3 000多根電線，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。根據(jù)項目要求，QF-16靶機安裝了一些專用硬件設備，可以實現(xiàn)無人駕駛模式飛行，同時也可以接受兩種不同的地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)遠程控制。

2013年9月19日，美國空軍試飛員在廷德爾空軍基地的地面控制站內發(fā)出指令，遙控QF-16靶機自主起飛，并在一個小時飛行測試中完成了橫滾、半滾倒轉等一系列模擬機動、超音速飛行和自主著陸，最大飛行速度達到馬赫數(shù)1.47，成功驗證了新一代靶機的自主飛行性能。該機在完成性能測試工作后，轉場到霍洛曼空軍基地，繼續(xù)承擔一系列綜合飛行試驗，重點測試一種空對地系統(tǒng)和接受實彈發(fā)射試驗。

從任務能力來看，QF-16靶機充當了一種確認武器攻擊效果的系統(tǒng)。它配備有一個機載記錄系統(tǒng)，主要用于搜集相關數(shù)據(jù)，記錄導彈如何迫近的飛行軌跡。測試過程中，地面控制站為導彈設定好預計攻擊區(qū)域的坐標。然后，QF-16靶機利用自身的機載系統(tǒng)，驗證導彈擊中這些坐標，并探測導彈的距離和速度。如果所有的數(shù)據(jù)都匹配，就可以認定為一次成功地“摧毀”。

2014年7月的一天清晨，QF-16靶機在白沙導彈靶場首次接受實彈發(fā)射測試。當時，從靶場發(fā)射的一枚地空導彈朝著QF-16靶機攻擊，考慮到更多測試工作的需要，只是達到足夠近的距離，從QF-16的上方擦肩而過。時隔不到兩個月，這架QF-16又在9月5日從廷德爾空軍基地自主起飛，在墨西哥灣上空被一架F-15戰(zhàn)斗機發(fā)射的空空導彈擊中。這次實戰(zhàn)測試成功地驗證了QF-16在評估四代機的武器系統(tǒng)殺傷性能方面的作用，標志著QF-16項目的技術發(fā)展階段圓滿結束。

作為新一代全尺寸靶機，QF-16靶機憑借著出色的高機動能力，已經(jīng)登上美國武器測試和戰(zhàn)術演練的舞臺。該機可以真實地模擬當前世界各國服役的第四代戰(zhàn)斗機，使美國空軍和美國海軍的飛行員及時體驗到空中對手的各種潛在威脅，并通過演練各種戰(zhàn)術，尋找到空中制勝之道。

波音方案初露端倪

隨著美國空軍著手探索全新的作戰(zhàn)概念，波音公司立即表示將參與投標“忠誠的僚機”合同。與潛在的競爭對手洛馬公司相比，波音公司不僅具備了改裝QF-16靶機的豐富經(jīng)驗，還在此基礎上潛心研究了F-16 UCAV所需關鍵技術，已經(jīng)在新一場“戰(zhàn)隼”無人化競爭中搶得先機。

2014年，波音公司立足于QF-16靶機項目的穩(wěn)步推進，開始考慮進一步增強QF-16的性能，將其發(fā)展為一種完全可以作戰(zhàn)的無人駕駛平臺。當年5月初，波音公司負責QF-16項目的總工程師保羅·塞杰斯對《簡氏防務周刊》透露，QF-16還具有很大的潛力，作為一架無人駕駛飛機，可以憑借著更快的速度及時飛抵目標上空。他認為，MQ-16無人機對于進入敵方領土和執(zhí)行危險任務來說是一個理想方案，可以有效避免飛行員承擔任何風險。

從目前來看，MQ-16無人機可以扮演一個角色，即突擊到敵方防空火力下，為緊隨其后的戰(zhàn)斗機和攻擊機掃清障礙。塞杰斯證實，波音公司正在投資發(fā)展其中一些能力，首先需要升級飛行控制系統(tǒng)，同時還要讓MQ-16無人機具備類似其它一些無人機的航程。第一步是尋求借助備用地面站和數(shù)據(jù)鏈使其能夠正常飛行，這樣就不必受到兩個地面站的限制。對此，塞杰斯表示，目前無人機可以做到，QF-16靶機就沒有理由不做到這一點。

然而，從QF-16靶機到MQ-16無人機，波音公司還需要根據(jù)美國空軍提出的戰(zhàn)術要求解決協(xié)同作戰(zhàn)方面存在的一些問題。與“捕食者”和“死神”相比，F(xiàn)-16戰(zhàn)斗機的航程有限，需要通過空中加油才能實施中、遠程突防攻擊任務，而美國空軍在近期內不可能使用現(xiàn)役空中加油機為一架MQ-16無人機實施空中加油，如果攜帶多個副油箱又會占用外掛點，則會影響到機載武器的數(shù)量。

就“忠誠的僚機”概念而言，波音公司要想如期實現(xiàn)目標，還必須解決無人機順利接收和反饋數(shù)據(jù)信息的問題。按照設想，戰(zhàn)斗機飛行員通過某種安全的數(shù)據(jù)鏈向他的無人僚機發(fā)出命令，但是在日益復雜的電磁干擾環(huán)境下，飛行員與他的無人僚機之間如何保持穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)通信將成為決定戰(zhàn)術成敗的重要一環(huán)。正是出于這個原因，AFRL希望無人駕駛的僚機應該具備高度自主性，只需要與長機飛行員保持著最少的交互指令。因此，AFRL在需求信息中明確要求“無人駕駛飛行器在升空后應該無需有人駕駛飛機時刻指揮與控制”。

為了節(jié)省改裝成本，AFRL在探索“忠誠的僚機”概念的前景時，希望只需幾個外場可更換部件（LRU）就可以實現(xiàn)F-16的角色轉換。這樣，維護保障人員可以簡單地將一些LRU安裝到老舊的F-16戰(zhàn)斗機內，在短時間內就能將噴氣式戰(zhàn)斗機變成為一種無人駕駛的僚機。如果兩年后的驗證試飛表明這一技術切實可行，美國空軍可能還會考慮將“忠誠的僚機”所需的LRU加裝到F-15等老舊的作戰(zhàn)飛機上。具備初始作戰(zhàn)能力。

美國空軍著眼未來

目前，隨著俄羅斯和中國自行研制和生產(chǎn)具備低可探測性的第五代戰(zhàn)斗機，美國空軍已經(jīng)明確表示需要發(fā)展一種新型靶機，以幫助美國戰(zhàn)斗機飛行員和地空導彈操作人員學習如何發(fā)現(xiàn)并摧毀敵方的隱身飛機。更引人注意的是，美國空軍有可能把新一代靶機發(fā)展為無人僚機。

沃克在3月30日的講話中表示，有人/無人編隊是未來發(fā)展方向，這才剛剛開始，期望無人駕駛的僚機能在無人軍用車輛正式上路之前率先投入使用。他還特別指出，“忠誠的僚機”概念可能體現(xiàn)在其它的戰(zhàn)斗機與無人機之間，其中一些已經(jīng)服役，另一些仍然還處在設計中。

據(jù)國外媒體的最新報道，美國空軍學院的學員們最近完成了一種隱身靶機的基本設計工作，可能非常適合于“忠誠的僚機”構想。從目前公布的想像圖來看，第五代空中靶機（5GAT）采用了簡單的三角翼，以目前T-38“禽爪”教練機的J85發(fā)動機為動力。負責5GAT設計的丹尼斯·卡特、帕特里克·伯里斯和史蒂文·勃蘭特在5年前發(fā)表的一篇論文中寫道：“這種靶機的設計目的是測試空對空和地對空導彈，并確保現(xiàn)代化探測系統(tǒng)可以識別并鎖定第五代戰(zhàn)斗機?！?p>

五角大樓作戰(zhàn)測試和評估辦公室負責管理這個靶機項目的羅格·卡比尼斯少校表示：“5GAT將具備第五代戰(zhàn)斗機的突出特性，那是QF-4或QF-16靶機所不具備的?！睆哪壳巴嘎兜男畔砜?，5GAT擁有出色的飛行性能和優(yōu)異的穩(wěn)定性，雖然確切的低可探測性數(shù)據(jù)依然保密，但顯然比QF-16靶機更加隱身，這一點至關重要。

可見，五角大樓已經(jīng)手持5GAT藍圖，將花費2 700萬美元研制一架用于試飛的原型機，預計在2019或2020年實現(xiàn)首飛。作戰(zhàn)測試和評估辦公室在最近的年度報告中表示，原型機研制將提供成本信息，為未來的飛行器采購計劃提供設計和制造途徑，而且這些數(shù)據(jù)還有助于國防部在未來的武器系統(tǒng)研制過程中做出正確決策。

近日，美國有媒體記者問及卡比尼斯少校5GAT試飛是否有可能成為下一種前線作戰(zhàn)的UCAV，他閃爍其辭地表示，既然“忠誠的僚機”眼下還是一個概念，那么談論5GAT是否適合于“忠誠的僚機”任務還為時過早。但是，從人工智能技術發(fā)展來看，美國空軍極有可能在相關算法成熟后，第一時間將LRU和武器系統(tǒng)加裝5GAT上，使其搖身一變?yōu)榫邆渥灾骱骄€規(guī)劃和精確打擊能力的“忠誠的僚機”，在未來角逐空中優(yōu)勢中成為舉足輕重的角色。