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美军未来空战利器——协同作战飞机

作者:中国指挥与控制学会发布时间:2024-10-28

来源:空天防御在线

作者:赵钱

0 引言

2024年2月28日,美国空军研究实验室在通用原子公司格雷布特飞行运营中心成功完成了XQ-67A无人机的首飞试验。XQ-67A是首架基于“低成本飞机平台共享”计划研发的无人机,同时也是协同作战飞机(Collaborative Combat Aircraft,CCA)原型。作为美国发展有人机与无人机协同作战能力的最后一环,CCA项目得到美国空军大幅投资,将极大强化美军空中威慑能力。

1 项目介绍

1.1 概述

CCA是一系列可自主飞行、增强有人机制空作战效能的新型无人机,是下一代空中优势系统簇的一部分。它采用“数字三位一体”(软件敏捷开发、数字工程、开放系统架构)采办策略,能显著降低成本,可看作消耗性资产。

美空军未来将打造由200架下一代战斗机、300架 F-35战斗机以及1000架CCA组成的机队,即每架有人机配备2架CCA作战飞机。首批CCA预计将于2028年投入使用。到2030年代末,美空军预计将采购1000~2000架CCA。

图1 CCA概念图(来源:美国洛克希德-马丁公司网站)

1.2 发展历程

2022年5月,美空军首次对外公开CCA计划,2024财年计划投入3.92亿美元,2025财年计划投入5.771亿美元。美空军计划到2029财年累计投入89亿美元。

2022年11月,美空军“天空博格人”项目已完成多轮试验和软件最终演示。目前,“天空博格人”项目的研究成果已转入“自主合作式平台”(ACP)项目。2023财年,美军首次将ACP项目纳入国防预算。该项目是一种新型自主无人机,能与现役或在研的飞机协同作战,将大幅提高空战灵活性。2024财年,美空军将ACP中的“自主合作式技术”(ACT)转入CCA。

2024年4月,美国空军选定通用原子公司和安杜里尔公司继续设计、制造和测试首批CCA。通用原子公司开发的“开端”(Gambit)系列无人机以一个集成了起落架、基础航电系统、底盘等组件的平台为基础,长4.5米,翼展8.5米,最大起飞质量1200千克,最多可携带600升燃油,最长续航时间36小时。安杜里尔公司的“狂怒”(Fury)无人机长约6米,翼展约5米,最大起飞质量约2268千克,由一台 涡扇发动机提供动力。

图2 通用原子公司“开端”(Gambit)系列无人机(来源:“高端装备产业研究中心”公众号)

图3 安杜里尔公司“狂怒”(Fury)无人机(来源:“高端装备产业研究中心”公众号)

1.3 能力特征

CCA具有三大能力特征:

(1)任务灵活切换。CCA采用模块化任务载荷,可根据不同的任务需求更换传感器、武器等有效载荷,由此获得可执行不同作战任务的CCA,能迅速适应未来复杂多变的战场环境;

(2)智能自主作战。在美军“空战进化”、“天空 博格人”等项目成果的基础上,CCA可通过人工智能技术实现高效自主协同作战;

(3)低成本。根据不同任务载荷之间的差异,CCA的成本预计仅为F-35A的25%~33%。未来,美军可能启用大批量多种类型的CCA,破坏对手的防空系统,提升美军战机的战场生存能力和战斗力。

2 作战运用分析

CCA用于执行情报监视与侦察、压制/摧毁对手防空系统、电子攻击/电子战、安全通信等任务,并可能作为战斗管理节点,可增加飞机平台、传感器、武器等作战单元的数量,缩短传感器作用距离与武器射程之间的差距,助力实现先见、先发优势。CCA能与有人机协同作战、编队飞行,扩大有人机的作战范围,还可独立或自主编队作战。未来,美军可能启用大批量多种类型的CCA,破坏对手的防空系统,提升美军战机的战场生存能力和战斗力,并结合“敏捷作战部署”等战法,形成更加复杂的战场态势,增加对手的决策难度。

图4 洛马公司F-35战斗机与多型CCA协同作战渲染图(来源:“空天防务观察”公众号)

2.1 干扰、破坏对手防空系统,助力有人机对空、对面打击

战争初期,美军可能首先使用大量低成本消耗型、可回收型等多种CCA前出探察威胁情况,并利用安全可靠的数据链将信息传给有人机编队,使有人机能提前机动规避威胁,同时迷惑、干扰对手的防空系统。随后,美军将多型CCA作为探测、通信、武器投送等节点部署在有人机周围,可大幅提升有人机飞行员态势感知能力和决策速度。同时,还可能构建多支包含CCA与有人机的协同作战编队,分别从多路进行攻击,部分CCA用于吸引对手的防空火力、削弱对手的防空系统,其余CCA则协助有人机实施对空和对面打击。

2.2 破坏对手远程杀伤链

战争爆发后,美军可能首先指挥部署在前沿基地的远程型CCA与轰炸机等平台发射的CCA组成协同作战编队实施穿透打击,将威胁信息传给后方的预警机,以评估对手防空系统的关键环节与节点,确定第二波打击目标。之后,美军可能“趁热打铁”,利用对手防空系统应对第一波次CCA后换装弹药的空窗期,出动大量携带武器的CCA打击对手防空系统的关键链路、节点等目标,削弱、破坏对手防空系统以及其他威胁,切断对手的远程杀伤链,确保美军预警机、加油机等空中支援保障关键力量安全,保障美军顺利实施联合军事行动。

3 从CCA看军用无人机的发展趋势

目前,美空军正在大力推进CCA项目研制,已开展了多次飞行试验。研判CCA项目的发展情况可知,智能化、多功能、协同作战、低成本将成为军用无人机未来发展的重要方向。

3.1 智能化

随着人工智能相关技术的快速发展,军用无人机与人工智能的联系将更为密切,在人工智能技术的加持下未来无人机的智能化程度将会变得更高,能够实现自主编队组网飞行、在线航迹优化等复杂功能,传感器和飞行控制技术也将得到大幅提升,从而进一步提高无人机的作战能力。2023年7月,美空军XQ-58A“女武神”无人机首次在人工智能软件控制下完成自主飞行任务,展示了人工智能系统自主执行空战任务的能力。

3.2 多功能

CCA项目已明确将采用“分布式、可根据任务定制的传感器、武器和其他任务设备组合”,具备情报监视侦察、电子战、压制防空等多种能力。未来,无人机将不再局限于火力打击单一功能,而是通过模块化换装、协同作战、升级改造等方式向多功能方向发展,在执行情报侦察、电子攻击、通信、火力打击等任务时发挥重要作用。

3.3 协同作战

美军已将CCA纳入其“下一代空中优势”系统簇,有人机能直接指挥和控制CCA,实现“长机+僚机”协同作战。

3.4 低成本

美国等军事强国运用数字工程、开放架构等手段,加快发展CCA等低成本无人僚机,与有人机搭配使用,在保证作战效果的同时,有效解决了有人机成本高昂的问题。

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