龚倩，李悦霖/成都飞机设计研究所

据华盛顿智库消息，通过将第五代有人战斗机与原有四代机改装而成的无人作战飞机（UCAV）编队，运用自主作战技术将其作为忠诚僚机，将极大推升美国航空力量。美国空军协会米切尔航空航天研究所的指导文件中称，“部队急需提高战斗力，而有人-无人飞机编队协同是一次必须被探索和研究的机遇”。

自主作战技术的成熟度

米切尔航空航天研究所为实施有人-无人机编队提出了一种“预算敏感”的分段途径，即在研制特殊设计的无人作战飞机前，对目前多余的库存洛克希德·马丁公司研制的F-16战机进行改造。谈及自主作战技术的成熟性，该文件引用了BAE系统公司的研究成果，回溯了20多年以来包括21世纪早期美国国防部预研局（DARPA）引领的联合无人空战系统（J-UCAS）和无人战斗武装旋翼飞机（UCAR）项目，以及正在进行的分布式战场管理（DBM）项目验证。

据BAE公司自主性及评估小组战略发展主任斯基普·斯托尔兹介绍，在波音公司开发X-45/X-46飞行器，诺斯罗普·格鲁门公司开发X-47无人作战飞机验证机的同时，BAE为联合无人空战系统的常规作战系统提供了自主飞行技术。联合无人空战系统在2006年就被取消了，但BAE公司仍然将自主作战软件运用到无人战斗武装旋翼飞机中，在有人驾驶仿真中，该程序演示了有人-无人飞机编队时，AH-64阿帕奇武装直升机飞行员成为无人武装旋翼飞机指挥官实施“群狼战术”的情况。无人战斗武装旋翼飞机在2004年被取消，但BAE公司自主作战技术研发成果被继承到了由诺斯罗普·格鲁门公司主导的异构机载侦察队（HART）项目里。异构机载侦察队项目试图通过多架无人机自主进行城市侦察，为用户直接提供侦察图像。

正在研发的分布式战场管理项目中，BAE正在对两种竞争环境中的作战能力进行验证：由软件建立的协同作战飞机之间共享的常规作战场景，以及有人/无人机组的分布式自适应任务规划及控制系统。斯基普·斯托尔兹称这是一种灵活、开放、可靠并独立于飞机的自主技术，这套软件不管是应用于无人作战飞机还是无人驾驶的F-16，都能横向集成多架飞机，或纵向集成多项任务。

软件的技术成熟度

BAE同时对“内环”自主和“外环”自主进行了开发，前者作为数字飞控系统一部分，而后者用于任务管理系统。对飞行至关重要的内环能力包含了自动地面防撞。对任务关键的外环功能包括自动路径规划、资源和任务管理，以及传感器融合。这样飞控系统和任务管理系统就可以建立一套完整的端对端自主功能。斯基普·斯托尔兹称，关键在于可靠性，如何做才能避免只用6周来进行集成却要耗费一年半来完成全部工作的回归测试，可靠性会缩短这一进程。在BAE的这项自主技术里，开放性是由如未来机载能力环境（FACE）和空军开放式任务系统（OMS）这类软件标准规范实现的，并且引入了美国国防部预研局的高保障网络军事系统（HACMS）以保证可靠性，并试图消除软件缺陷。这样做的目的在于，当对任务系统软件做出更改时，可以计算并检验这一更改并未影响到软件运行中任务系统的其他部分。这样便能减少大量回归测试和耐飞性试验，从而省去对数百万行复杂代码进行测试，仅需要对更改部分进行测试即可。

米切尔航空航天研究所文件同时还指出，近期的有人-无人机编队不会把重点放在最繁忙的战场环境中。相反，在近、中程增加无人机能力可以将有人机解放出来从而去执行更有价值的任务。文件中称，并不用将所有功能都自主化，第一代自主飞机可以独立执行大部分任务，但还是需要由人来进行武器操作。有人-无人机协同编队最开始可以执行情报、监视侦察任务，进行空对地打击和离岸空对空交战，同时也可以由无人作战飞机携带传感器和武器以扩充有人飞机能力。

斯基普·斯托尔兹表示，很多软件都已经处于高技术成熟度状态，在不久的将来即可将部分软件模块进行应用。因为是成熟技术，所以并不存在挑战性，可以直接应用于当前的有人-无人编队概念里。

战术和飞行员信任机制的成熟度

近期技术使用面临的挑战还有战术和信任度，有人-无人机编队方式将大大有别于有人机-有人机编队。因此，首先需要对战术进行重新研究，其次还要建立飞行员信任机制。斯基普·斯托尔兹建议对无人驾驶的F-16进行自主性技术改装，并且由空军422测试评估中队挑选安全飞行员在内华达州内利斯空军基地进行有规律的常规有人飞行。让飞行员来操纵无人驾驶僚机，以研究战术并建立信任度。通过安全飞行员对无人驾驶F-16进行机上操作飞行，也可以避免采用新设计无人作战飞机和保证其在真实环境下测试所带来的“痛苦且昂贵”的代价。安全飞行员可以每天驾驶飞机飞行，而不局限于每月2次。并且，由于自主性技术是独立于飞机的，当出现了新平台时，该软件也可以应用于除无人驾驶的F-16以外的其他诸如F-117或无人作战飞机。

自主性技术得到试验检验

洛克希德·马丁公司臭鼬工厂在有人/无人编队试验中成功验证了无人作战飞机的自主性，为美空军研究实验室（AFRL）“忠诚僚机”项目提供了支持。为期两周的“海弗-空袭者”II（Have Raider II）测试在加州爱德华兹空军基地进行，测试包括一架美空军试飞员学校的F-16 Vista飞行模拟器，由卡尔斯潘公司（Calspan）操纵飞机，作为一架无人作战飞机（UCAV）验证机。

臭鼬工厂“忠诚僚机”项目经理肖恩·惠特科姆表示，2015年的“海弗-空袭者”I验证机聚焦先进飞行器控制的自主性，“海弗-空袭者”II则重点集中在“从作战管理角度定义的自主性”，希望无人机本身实现任务规划，而不是像以前那样将此能力锁定在地面站上。在“海弗-空袭者”I测试中，以Vista验证机为无人作战飞机，与F-16第50批作为有人/无人攻击包中的长机，验证了自主编队飞行、航线跟随、重新加入编队和空中防撞，推动了飞行器层面的自主性，以及长机对无人平台的指令和控制的自主性。肖恩·惠特科姆称“海弗-空袭者”II验证了Vista验证机自主规划地面攻击任务的能力，它必须基于操作员和飞机给出的优先级来确定任务优先性以实现全部任务目标。此外，还评估了系统的动态再规划能力，并正在寻求自适应任务执行能力。当飞机发现有突发性的地面威胁时，该系统将自动重新规划任务，在实现任务目标的同时尽量避免自己暴露于威胁中。这些测试着眼于出现意外情况如无人机在任务关键节点丢失通信时，任务应急管理系统如何接管飞行控制，并按事先计划执行，以及当通信接通时如何重新接入网络。验证试验还关注当失去某种特定的武器时，无人机系统将如何重新规划整个任务以实现目标。

对于“海弗-空袭者”I，飞行的自动控制能力能被集成到Vista验证机中。对“海弗-空袭者”II来说，臭鼬工厂采用了OMS软件标准将备用处理器集成到Vista验证机中来主导控制自主作战管理算法。该处理器上集成了所有能自适应执行任务的能力。在备用处理器和Vista验证机的飞控计算机之间有一个通信网关，该通信网关能与“海弗-空袭者”I上先进的飞机控制能力结合起来工作。在首批测试中采用了一批F-16，在第二批测试中Vista验证机被连接到地面的虚拟长机上。“海弗-空袭者”I测试了不同类型的指令与控制模式，包括通过F-16的前方控制器使长机飞行员可直接控制无人作战飞机，飞行员还能选择预先规划的任务，无人作战飞机将执行该任务，进行作战损伤评估并再次加入编队。

臭鼬工厂也考虑了非语音提示。通常，当飞行员进入无线电静默时会使用一种“闪翼”的方式（滚转90˚再恢复）来指示僚机改变位置。臭鼬工厂将这一方式编入程序，这样无人作战飞机便能并根据任务阶段理解这一机动方式执行相应操作，例如从战术编队到战斗联合编队（从并排到更近的梯形编队）。“海弗-空袭者”II把来自长机的指挥与控制（C2）与无人指挥与控制主动性（OMS UCI）协议相集成。臭鼬工厂正在对第五代座舱人机接口进行测试，将相对简单的飞行员意图编译成可以独立于无人机的UCI信息结构，并开始在“海弗-空袭者”II上进行评估。据臭鼬工厂任务系统路线图主任芮妮·帕斯曼称，目前正在评估从触屏到语音识别的多个不同方案，目的是评估对飞行员意图进行编译的有效性和减少飞行员识别负荷。