寧浩

2017年11月16日，美國國會以壓倒性的優(yōu)勢通過了2018年7000億美元的國防支出法案。此次通過的金額比上個財年6190億美元的國防預算，增加了810個億，增長約13%。其中，用于無人機及系統(tǒng)的采購就達69.7億美元，相比2017年猛增21%。占比最大的型號是由美國通用原子集團開發(fā)的 MQ-9 Reaper（“收割者”無人機），得到12.3億美元。

與5年前相比，美軍在無人機方面的支出比預計高出90%。這進一步證明了無人機是當今美國軍隊中的重要裝備。隨著無人機相關技術(shù)的不斷進步，特別是自主無人機和無人機集群方面的技術(shù)投入，使得美軍在相關技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)方面更具優(yōu)勢。

無人機載激光武器

2018年美國國防預算中與導彈防御相關的預算約103億美元，包括79億美元導彈防御局預算。該預算中包括多項先進技術(shù)研究，其中一項是機載激光攔截和探測技術(shù)。該計劃將先進傳感器集成到多光譜瞄準系統(tǒng)和MQ-9“死神”無人機上，以解決精確跟蹤和識別問題，稱為低功率激光武器驗證器（LPLD）。

導彈防御局一直在研制和演示驗證可集成至“彈道導彈防御系統(tǒng)”的定向能和激光技術(shù)。其中一個可能的概念就是利用無人機機載激光器遠距離摧毀洲際彈道導彈。LPLD項目就是該工作的一部分。該項目有助于政府和工業(yè)部門的專家理解如何使用高空無人機激光器摧毀處于助推階段的彈道導彈，并最終完成這種固態(tài)高能激光器的研制。

美國導彈防御局在2016年提出LPLD項目。2017年6月13日，美國導彈防御局發(fā)布先進技術(shù)創(chuàng)新跨部門公告，向工業(yè)界尋求利用無人機攜帶激光器攔截洲際彈道導彈的技術(shù)方案，標志著該項目正式進入研發(fā)階段。公告要求高空長航時無人機平臺的飛行高度在2萬米以上，續(xù)航時間至少達到36小時，巡航速度達到馬赫數(shù)0.45，有效載荷最高達到5670千克。無人機同時能夠為激光器提供140～280千瓦的電能，在不影響飛行性能的情況下，為激光器持續(xù)供電30分鐘以上。

2017年10月、11月和12月美國導彈防御局先后向洛-馬公司、通用原子公司和波音公司授出共三份合同，用于LPLD第一階段的工作。合同價值分別為940萬美元、880萬美元和1000萬美元，向?qū)崿F(xiàn)高空長航時無人機加裝高能激光武器邁出第一步。

三家公司在高能激光器方面都有一定的技術(shù)儲備。波音公司曾研制過用于對抗空中和地面目標的車載“高能激光移動驗證機”，以及安裝在改版波音747-400F客機上的“YAL-1機載激光器試驗平臺”。這是一種兆瓦級的氧碘化學激光器。洛-馬公司正參與美國空軍“適用于下一代緊湊環(huán)境的激光器改進”（LANCE）項目，是空軍的“自防護高能激光演示驗證器”的一部分，旨在研制和評估一種對抗敵機、導彈和其他空中威脅的高能激光器，用一種緊湊的高能激光器，保護以聲速或超音速飛行的戰(zhàn)術(shù)飛機免遭敵機和導彈的攻擊。通用原子公司則擅長先進的電磁與電能生成技術(shù)，專門從事面向直流電、脈沖功率、高頻交流電和脈沖功率系統(tǒng)的高壓電容器業(yè)務，可為未來的軌道炮應用和全電航母彈射裝置提供支持。根據(jù)之前的合同，通用原子公司已在其MQ-9“死神”無人機上利用雷聲公司研制的“多光譜瞄準系統(tǒng)”-C型光電/紅外轉(zhuǎn)塔完成了精確追蹤演示驗證。其長波紅外傳感器能夠幫助激光器追蹤巡航階段的無助推動力飛行器和彈道導彈。在激光技術(shù)日新月異的情況下，30千瓦級激光器已經(jīng)能被安裝在體積不大的MQ-9無人機上進行試驗。

在開發(fā)出能夠攔截助推段洲際彈道導彈的無人機之前，前期工作將率先解決激光器遠程激光束的穩(wěn)定性以及使光束焦點對準目標的能力問題。LPLD雖然不會具備攔截助推段導彈的能力，但將為后續(xù)目標更為遠大的定向能項目奠定基礎。它用來了解運用高空飛機進行助推段攔截這一作戰(zhàn)概念，以及遠距離完成激光束瞄準并保持持續(xù)瞄準的需求。

據(jù)美國媒體報道，2018年7月前，三家公司將分別建造原型無人機。如果第一階段取得成功，預計于2018年末進入項目第二階段，即技術(shù)演示驗證階段，主要是建造、集成及試驗低功率激光器的光束控制與穩(wěn)定性，將以關鍵設計評審宣告結(jié)束。第三階段可能于2019年開始，如果一切進展順利，可能于2023年結(jié)束。第三階段將開展一系列空中試驗，旨在試驗典型距離內(nèi)捕獲導彈及將激光光束穩(wěn)定瞄準目標的能力。導彈防御局官員預測，低功率激光器飛行試驗將在2020年開展，光束穩(wěn)定試驗將在2021年開展。

艦載無人加油機

2 0 1 8年的美國國防預算海軍RDT&E;研發(fā)預算中，MQ-25A無人機控制站和數(shù)據(jù)鏈在內(nèi)的升級改裝研發(fā)費用上又得到了約2.22億美元的撥款，該條款編號為0605414N。這項撥款是在2017年新增的，當時立項名稱為“航母艦載空中加油系統(tǒng)”，價值8900萬美元。整個項目的研發(fā)成本約 25億美元，每年的投入將從2017財年的8900萬美元增加到2022年的5.546億美元。MQ-25A計劃在2019年上艦，在2020年部署。如果該項目研制成功，這將是世界上第一款無人加油機。

2017年8月13日，據(jù)美國《航空周刊》報道，美國海軍提出MQ-25“黃貂魚”無人加油機計劃，實現(xiàn)在航母上的無人機搭載，并向4個國防廠商征求原型機。四家公司參與競爭MQ-25研制生產(chǎn)合同的公司包括：波音、通用原子航空系統(tǒng)、洛-馬公司和諾格公司。2017年9月11日，美國海軍精簡了MQ-25無人加油機的參數(shù)。最終目的是打造一個僅需滿足艦載適配性和空中加油需求的精簡的“斯巴達式的”平臺。不過在2017年10月份，諾格公司宣布退出MQ-25。這樣競爭者只剩下另外三家公司。據(jù)一些分析家認為，諾格公司的退出，是其認為海軍的競標要求更傾向于有機翼、機身、尾翼的常規(guī)布局，而不是諾格和洛-馬提出的飛翼方案。美國海軍計劃在2018年夏季選一家企業(yè)繼續(xù)研制。此后，海軍計劃購首先購買4架進行評估，以決定是否執(zhí)行共計72架的采購計劃。

MQ-25主要作為加油機，也可執(zhí)行情報、偵察和監(jiān)視任務，并在“卡爾·文森”號航母上設立了無人機控制中心。

波音公司在2017年12月19日就發(fā)布了MQ-25的原型機，其可以為F/ A-18“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機、EA-18G“咆哮者”電子攻擊機以及最新型的F-35C戰(zhàn)斗機提供空中加油服務。它可以攜帶15000磅（6.8噸）的燃料飛行500英里（804千米），所提供的燃料使“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機有效作戰(zhàn)半徑從724千米增加到1126千米以上。根據(jù)此前波音公司的聲明，將會從2018年底開始在圣路易斯的波音場地內(nèi)對這款無人機進行動力滑行測試，隨后將開始進行甲板適應性測試。期間，波音公司將會把飛機運到航母模擬甲板設施上，地面操作人員將嘗試利用遙控系統(tǒng)控制飛機進行甲板作業(yè)，并測試該機與航母彈射器之間的兼容性。不過，在測試期間，該型飛機還是不會升空，波音也尚未透露具體的首飛時間。

MQ-25將繼承“航母發(fā)射無人偵察和攻擊飛行器”——也就是X-47B——一些最重要的技術(shù)，尤其是基于無線電和衛(wèi)星的控制系統(tǒng)。但MQ-25最初不會像X-47B一樣攜帶武器或先進的傳感器，也不具備很強的隱形能力。

美軍航母搭載無人加油機可改善其艦載機聯(lián)隊缺乏加油機的現(xiàn)狀，大幅提升艦載機的作戰(zhàn)效能、生存力和使用靈活性。同時也表明，美國海軍在艦載無人機的發(fā)展路線上發(fā)生了變化。無人加油機首先不要求隱身，其次氣動布局設計不要求高速機動性，最后也不用裝備先進的傳感器。這些因素都大大降低了研發(fā)的技術(shù)難度。航母空間有限，放不下大型加油機，以往航母都是采用伙伴加油的方式為戰(zhàn)機空中加油，即同類型戰(zhàn)機間的空中加油，但這會占用不少艦載機。如果能研制出無人加油機，將節(jié)省大量的艦載機。此外，無人加油機由于省去了很多有人戰(zhàn)機必備設備，比如生命保障系統(tǒng)、座艙等，在起飛重量相同的情況下，其載油量比伙伴加油的方式要大，續(xù)航時間更長，而且造價也會降低不少。最后，由于艦載無人機前期的研制和驗證工作卓有成效，很多技術(shù)都已經(jīng)成熟。在此基礎上研制無人加油機，其周期將會很短。

無人機集群

隨著芯片研發(fā)、材料制造、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷進步，無人機逐步向智能化、集群化方向發(fā)展。在軍事領域，無人機集群具有抗毀重構(gòu)性強、分布協(xié)同性高、軍事經(jīng)濟效益顯著等優(yōu)勢，可對敵方實施廣域分布式多點多向突擊，快速達成作戰(zhàn)目的，極大提升作戰(zhàn)效能。

無人機集群可以從多個方向?qū)Σ煌鲬?zhàn)目標實施全方位、立體式飽和攻擊，對敵方作戰(zhàn)體系和要害部位進行高精度重點打擊，使敵方應對能力迅速達到飽和，防御難度大大增加。通過自主集群控制系統(tǒng)和動態(tài)無中心網(wǎng)絡技術(shù)，無人機集群可以自主安排作戰(zhàn)計劃，進行作戰(zhàn)任務分配，決定使用攻擊彈藥類型，對作戰(zhàn)目標發(fā)起聯(lián)合打擊，實現(xiàn)任務能力的擴展及整體作戰(zhàn)效能的提升。美軍一個研究團隊曾經(jīng)對無人機集群攻擊“宙斯盾”驅(qū)逐艦進行了仿真試驗。結(jié)果表明，由8架無人機組成的集群以250千米/小時的速度進行攻擊時，平均有2.8架無人機能夠突破防御對艦艇發(fā)動攻擊。有1架無人機能夠突破防御。如果將無人機增加至80架甚至更多，再強大的攔截網(wǎng)也難以招架。

根據(jù)2018國防預算文件，美國防部計劃在2018財年為科學技術(shù)投入132億美元，其中就包括為戰(zhàn)略能力辦公室的“灰山鶉”和海軍的“低成本無人機系統(tǒng)蜂群技術(shù)”等低成本無人系統(tǒng)投資。

◎低成本無人機集群技術(shù)項目

低成本無人機集群技術(shù)（Low- cost UAV Swarming Technology，以下簡稱LOCUST）是美國海軍未來三十年內(nèi)計劃打造的無人自主系統(tǒng)環(huán)境中的一項關鍵技術(shù)。2015年4月16日，美國海軍研究辦公室公布了LOCUST項目，聚焦于通過發(fā)射管將大量可進行數(shù)據(jù)共享、自主協(xié)同的無人機快速連續(xù)、發(fā)射至空中的技術(shù)。這類發(fā)射裝置及無人機體積較小，可方便整合到艦船、裝甲車輛、飛機等平臺之上。它們有目的性地集群飛行、協(xié)同配合，對敵方目標執(zhí)行偵察、打擊任務，從作戰(zhàn)使用角度看，具有明顯優(yōu)勢。

美國海軍研究辦公室于2015年3月在多個地點完成演示驗證工作，其中包括發(fā)射可攜帶不同任務載荷的“郊狼”無人機，并完成了9架無人機完全自主同步和編隊飛行的技術(shù)驗證。2016年4月成功完成30架“郊狼”的連續(xù)發(fā)射及編隊飛行試驗?！敖祭恰笔窃诤＼娧芯哭k公室資助下由先進陶瓷研究公司（后被BAE收購）研制，長僅1米左右，重不到7千克。該型無人機采用發(fā)射管發(fā)射，可在不依賴GPS的環(huán)境下，基于光電/紅外傳感器及慣導裝置進行導航。該無人機現(xiàn)階段配裝美國國家海洋和大氣管理局的P-3“獵戶座”飛機上開展颶風的監(jiān)測工作。另外，雷聲公司也在C-130“大力神”運輸機上測試“郊狼”無人機的發(fā)射，后續(xù)還打算在P-8“波塞冬”海上巡邏機、V-22“魚鷹”以及“捕食者”無人機上進行“郊狼”的發(fā)射試驗。

◎灰山鶉項目

“灰山鶉”用于項目驗證戰(zhàn)斗機發(fā)射可執(zhí)行情報、監(jiān)視、偵察任務的自主無人機蜂群能力。

“灰山鶉”無人機由SCO公司與美國麻省理工學院的林肯實驗室聯(lián)合發(fā)展，是一種一次性的無人機，可從戰(zhàn)斗機的干擾彈發(fā)射裝置投放，飛往低空并攝像?！盎疑靳嚒庇蓜P芙拉合成纖維和碳纖維通過3D打印技術(shù)制造。機身主體長16.5厘米，翼展30厘米，全重290克，續(xù)航時間大于20分鐘，時速74-111千米/小時，由鋰離子聚合物電池供電?！盎疑靳嚒庇星昂髢筛睓C翼，而且上下高度錯開。在被發(fā)射出去之前，該無人機的前部和后部機翼都折疊起來以裝入干擾彈發(fā)射筒；飛行時依靠尾部一個螺旋槳推進。飛行過程中具備數(shù)據(jù)通信能力。該無人機還可由地面發(fā)射裝置發(fā)射或通過地面人員投擲發(fā)射，未來將采用大量、不可回收部署方式。

“灰山鶉”無人機于2011年研制。2012年，美國防部戰(zhàn)略能力辦公室成立后，采納了該型無人機，并為其配套開發(fā)了由戰(zhàn)機進行空中投放的技術(shù)，并于2014年開始進行試驗。2015年6月在北方利刃軍演中，該無人機進行了150次試驗，其中包括72次由F-16戰(zhàn)機通過曳光彈投放器投放試驗。2016年10月美軍在加州的“中國湖靶場”上空進行了無人機拋撒實驗，三架海軍F/A-18F“超級大黃蜂”戰(zhàn)斗機成功拋灑出103架“灰山鶉”微型無人機。無人機在脫離發(fā)射箱后的短時間內(nèi)能相互發(fā)現(xiàn)隊友并組成集群隊形，展示了美軍的集群自組網(wǎng)技術(shù)達到了實用性階段。

傳統(tǒng)上，美國空軍戰(zhàn)機用“微型空射誘餌彈”（以下簡稱MALD）對敵方防空系統(tǒng)進行干擾欺騙。而無人機蜂群與MALD的不同之處在于：首先，單架F-16戰(zhàn)機僅能搭載數(shù)枚MALD，而在加裝標準ALE-47曳光彈投放器后，可搭載達30架“灰山鶉”及其配套載具；其次，3D打印的“灰山鶉”價格較MALD低廉，具備明顯的經(jīng)濟可承受性；由于其數(shù)量龐大，可使敵方跟蹤能力達到飽和，并增加敵防空系統(tǒng)識別難度。

當進入敵方戰(zhàn)區(qū)時，可以大量發(fā)射這種載有電子發(fā)射機的“灰山鶉”，形成干擾云，致盲敵方雷達。而如果遇到導彈襲擊，“灰山鶉”也可以作為雷達誘餌發(fā)射出去，將敵方導彈引向他處，保證戰(zhàn)機的安全。

除了電子干擾外，“灰山鶉”還帶有高質(zhì)量攝像頭，可以成群地在目標區(qū)域上空活動，以追捕恐怖分子。而其微小的體型，使其不可能成為防空導彈打擊的目標，而其飛行高度和快速飛行能力，也可以避開一般的高射機槍、狙擊步槍的打擊。而如果“灰山鶉”任務艙中換裝微型戰(zhàn)斗部，則可以變身成為一種小型巡飛彈，打擊人員和輕型車輛等恐怖分子目標。而一旦一次投放上百架微型無人機，將對覆蓋區(qū)域內(nèi)的無防護目標實現(xiàn)全面打擊。

目前該機已經(jīng)獲得美軍訂單，將于2018年投入使用，部署到敏感地區(qū)執(zhí)行巡邏任務。美軍的最終目標是1000架“灰山鶉”組成集群。

無人機技術(shù)進入黃金時代

在過去20年時間里，隨著通信技術(shù)的擴張，再加上電子元器件持續(xù)微型化，迎來如今的“無人機技術(shù)黃金時代”。合成孔徑雷達、日益增強的微處理器、更快的數(shù)據(jù)鏈路速率、雷達波吸收隱形材料、高帶寬通信的運用以及衛(wèi)星通信等尖端技術(shù)不斷集成到無人機平臺上，使得無人機成為全球軍隊的重要裝備，其應用范圍也在不斷擴大。

美國目前控制全球35%的無人機市場，也是全球最大的無人機市場。霍尼韋爾、航空環(huán)境、波音、雷聲、洛-馬公司和通用原子等美國公司在技術(shù)上名列前茅。美國在伊拉克、阿富汗、巴基斯坦等國持續(xù)性反恐戰(zhàn)爭中部署了數(shù)千臺無人機，用于執(zhí)行從情報、監(jiān)視、偵察到致命打擊等多種任務。這極大地促成了巨大的無人機技術(shù)創(chuàng)新浪潮，帶來了隱形、高空偵察無人機、無人機集群、自主無人機技術(shù)方面的許多新進步。

從美軍2018年國防預算可以看出，無人機及其系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展將繼續(xù)是軍事技術(shù)發(fā)展的重中之重。