无人僚机作战与运用

于宏渤 牛轶峰 吴立珍

无人机系统是“机械化、自动化、信息化”有机融合的产物，随着人工智能技术和战争形态的快速发展，无人机系统的发展进入新阶段，正在向“高能化、智能化、体系化”方向发展，“平台无人、系统有人、自主运行”的特点日益凸显，更加适应于遂行危险、恶劣、枯燥和纵深的任务。无人机系统的发展主要呈现以下态势：无人机系统任务由安全区域遂行情报、监视与侦察（ISR）任务向对抗区域遂行主流作战任务发展；无人机系统指挥由人在回路中的操纵控制向人机混合智能交互控制、到人在回路上的监督控制发展；无人机系统运用由单机使用向多无人机协同、无人机集群、有人无人协同运用发展；无人机系统通信由独立信道、点对点通信向共享信道、网络化通信发展；无人机系统设计由专用化、单一化、单任务向通用化、模块化、系列化方向发展。

世界军事强国着眼于未来强对抗环境，都在关注无人-有人机协同作战样式的研发，不断进行新平台研发、算法创新设计和飞行试验，加速推动无人机智能化进程。无人-有人机编队协同作战作为一种新质的作战模式，正在颠覆传统的有人机空中作战模式，在原有空战体系上塑造一种新的作战样式。

美国相关项目发展

作为一系列新型作战概念的重要支撑，近年来美军对无人-有人机协同作战不断进行探索和验证，发展有人机与无人机进行协同探测、协同防御、协同攻击等作战样式，提高系统整体作战能力。

2015年，美国空军率先提出了基于“有人机/无人机编组技术”的“忠诚僚机”（loyal wingman）概念。 XQ-58A“女武神”是其典型代表，该机是在空军研究实验室（AFRL）“低成本可消耗无人机技术验证机”项目中启动研制的。该项目通过缩短生产时间和降低成本以实现快速设计和制造。XQ-58A任务定位主要包括诱饵、监视侦察、通信中继和对地攻击等，可与F-22或F-35组成编队协同作战，在有人机的指挥下实施侦察与打击任务，也可自组合形成无人机集群，实现自主察打一体任务。

2020年12月，XQ-58A首次成功地与F-22和F-35一起进行了半自主飞行试验，并在试验中担任两型有人战斗机的通信中继机。2021年3月，XQ-58A充当无人机群母机在空中发射了ALTIUS-600迷你无人机。2021年年底，生产商克雷托斯公司表示向美国空军交付第一批次“女武神”验证机。2023年1月，美国海军表示将采购两架带有传感器和武器系统有效载荷的XQ-58A無人机。

美国无人僚机研究也在随着装备发展的需求不断变化，其功能定位趋向于对空、对地打击能力更强的无人战斗机，体现了美军体系化、跨域协同作战的作战思想。美国国防部表示将在2023财年预算中编入两种无人作战飞机的研制计划，一种作为B-21隐身轰炸机的无人僚机，另一种则是“下一代空中优势”（NGAD）战斗机的忠诚僚机。美国国防部表示，NGAD计划中的忠诚僚机——协同作战飞机（CCA）可能会跳过技术成熟与风险降低阶段，直接进入工程研制阶段。CCA作为先进隐身战斗机的“忠诚僚机”，将携带多种任务载荷，有能力执行“全套战术行为”。

此外，美国空军有关无人僚机的研制理念也由传统意义上的绝对低成本转为相对低成本，其目的就是实现快速采办和快速研发，并且更加注重可消耗性和可复用性。上文中提到的CCA工作计划就是主要建立在来源于空中力量编组系统（ATS）的“鬼怪蝙蝠”MQ-28A等项目基础上而展开研制的。美国空军还启动了诸如“天空博格人”（Skyborg）和“空战进化”（ACE）的无人僚机算法项目，意在利用人工智能加速实现无人僚机的自主飞行、态势分析和空中格斗等任务。美国空军考虑将“天空博格人”算法整合至QF-16（已退役的洛克希德-马丁公司F-16“战隼”的代号）、XQ-58A或BQM-177A靶机等机型，打造成一架真正的无人僚机原型机，并在2023年进行早期军事效用评估。这也在技术层面为美军未来的能与有人机协同的无人僚机作战打下基础。

俄罗斯相关项目发展

俄军针对无人-有人机协同作战开展的研究基于作战杀伤链概念，更加注重如“猎人”-B、“雷霆”等重型无人僚机的发展。俄军发布的《俄联邦武装力量无人机搭配使用构想》中明确提出构建“有人机+忠诚僚机”的空中作战体系，利用无人僚机的高隐身性、高机动性等优势同五代机编队协同配合遂行空中作战任务。

2019年俄罗斯通过视频公布S-70“猎人”-B隐身无人攻击机首次试飞，并指出该无人机设计的目的是与苏-57战斗机协同执行作战任务。S-70“猎人”-B无人机在2012年由俄罗斯苏霍伊公司开始研制，该机机体大量采用复合材料和隐身涂层，且具有飞翼式布局和内置弹舱，具有很强的隐身突防能力，并具备自主起飞并降落返回机场的能力。

2020年12月，S-70“猎人”-B无人机完成数次携空空导弹模拟装置的起飞任务，以评估机载无线电电子设备与弹药导引头的适配性。目前，俄罗斯正开展研究苏-57战机与S-70“猎人”-B无人机协同作战的战术战法。未来“猎人”-B无人机将突破与一架苏-57战机双机编队作战的模式，将在多架战机组成的更大规模编队中执行空战任务。

同年9月，俄喀琅施塔得集团的“雷霆”隐身无人机首次亮相“军队-2020”国际军事技术论坛。“雷霆”无人机受限于较小的作战半径，协同场景为同样“短腿”的米格-35战斗机的无人僚机，其将通过率先前出诱导敌方防空系统启动进而摧毁敌防空武器，为有人机开辟空战走廊。此外，“雷霆”无人机可装备50～500kg级的巡航导弹，遂行对地打击等任务。

随着俄乌冲突进入第二个年头，俄罗斯计划2023年批量生产S-70“猎人”-B，为优先保障“特别军事行动”，部分原计划在2024—2025年列装的武器装备提前至2023年。目前，俄罗斯在无人僚机的研制发展中更加重视其实战化应用，并且充分考虑人工智能技术的融入，以及在研发过程中贯彻低成本、可消耗的工程理念。

欧洲相关项目发展

欧洲近年来不断推进“未来空战系统”（FCAS）概念，旨在将有人机和无人机融入到互联作战中，形成网络化的作战体系。在此概念下，2020年10月，欧洲空中客车公司强调无人-有人编队理念，即无人机与作战飞机相互配合，开辟以协同作战为基础的新战术领域，实现效能的提高。

2022年夏末，空中客车公司牵头组织开展了无人-有人编队（MUM-T）的大规模多域飞行演习，期间两架战斗机、一架直升机和5架“远程载具”（RC）协同完成了拟定的作战任务。“远程载具”是空中的无人自主平台，旨在与有人机合作执行编组作战，是欧洲“未来空战系统”的重要组成部分之一。本次多域飞行演示结束了 “无人-有人编组”演示项目的第二阶段，该项目将进入第三阶段，以便在2030年左右现有作战飞机或新一代战斗机与“远程载具”无人机能够在网络化作战体系中具备初始作战能力。

空中客车公司又于2022年11月提出了“重型忠诚僚机”的概念，并据此展示了一种模块化的“远程载具”无人机设计。该无人机配备三种可互换传感器，分别为空空作战雷达、空地作战雷达和电子战系统。无人机内部武器舱可携带干扰吊舱、弹药或效应器，包括2枚“流星”超视距空空导弹、2枚GBU-54、4枚SPEAR-EW空射诱饵，或2个较小的“轻型远程载具”无人机。具有不同规格和能力的“远程载具”是“未来空战系统”的重要组成部分，它们将与多种有人机协同作战，通过“多域作战云”（MDCC）相连，增强了作战团队在作战区域内和在危险情况下的行動能力。

此外，法国达索飞机制造公司研制的“神经元”隐身无人机作为法国军事装备管理局无人作战的主导性项目，截至2019年1月已经完成了150架次试飞任务，并于2020年2月与5架“阵风”战斗机和一架预警机进行了多种协同战术构型试验。这也为欧洲“未来空战系统”注入了动力。

可以看出，欧洲在已有的无人僚机研发基础上更加重视重型无人僚机的发展，以进一步提高无人机在协同作战中的打击能力，同时着重于形成“未来空战系统”的网络化体系化发展。“未来空战系统”的成员国已于2022年12月达成新的协议，该项目将进入为飞行演示而展开的技术开发、成熟度提升，以及相关整合工作，其中最重要的部分是有人驾驶的“新一代战斗机”（NGF）、“远程载具”无人机，以及支持无人-有人机的“多域作战云”网络。目前，与“远程载具”无人机和“多域作战云”网络相关的技术都利用现有平台进行了初步演示，未来相关技术成熟后将移植到各种全新开发的平台上面。

我国相关项目发展

2022年10月，我国发布了歼20双座有人机与无人作战飞机协同作战的视频，一架歼20双座型和三架攻击11飞翼型无人机编队飞行的画面惊艳亮相；在另一段视频中，一架轰6机翼下挂载了4架无人机在空中飞行，然后依次将无人机投放并伴飞。

在刚刚举行的第十四届珠海航展中，由中国航天科技集团有限公司研制的中程高速察打一体无人机FH-97A无人机航模首次向公众揭开面纱。据公开资料，该机具有短距起降、重复利用、组网协同、雷达隐身、威胁规避、诱骗消耗等特点。

作为先进有人机的“无人僚机”，FH-97A机载V/U波段数据链可实现机间自组网，汇聚多维目标信息，构建实时战场态势，可与有人机协同遂行实现对敌防空压制和对地突防打击等任务，依赖有人机构成闭环打击链条。同时，FH-97A装备分布式多光谱目标探测载荷，具备空中目标智能聚焦识别跟踪与广域威胁目标预警能力，也可基于自身携带的传感器系统独立执行空战任务。FH-97A与有人机形成的战术编队，进一步加速了空战杀伤链循环速度，大幅提高飞行员空战决策效率与空战体系容错率。

无人僚机及运用分析

“僚机”是指编队飞行中跟随长机执行任务的飞机。随着无人机在当今的空战场中发挥的作用日益提升，低成本、长航时、高机动、超高速、高隐身、跨介质、多功能等特点推动了无人-有人机混合编成作战模式的形成。无人机跟随有人机执行对地/对空打击、情报监视侦察、电子战等多种任务，从而衍生出“无人僚机”概念。

无人僚机与有人机的组合可以充分发挥各自的优势：基于机间数据链网络，在人（即飞行员）最小监督控制下，通过人-机之间的智能协同（即心往一处想）和机-机之间的自主协同（即劲往一处使），共同完成“感知—判断—决策—行动”等任务过程，提升高动态空中作战任务的作战效能。

无人僚机在不同的自主能力条件下有以下三种基本模式：一是以有人机为主体，远程遥控下的无人机配合，为减少有人机风险而形成的“受控僚机、主仆协同”模式；二是以无人机为主体，有人机协助，在监督控制下进行关键点决策的“忠诚僚机、主从协同”模式；三是无人机与有人机双向互补互动，实现自主监督、混合主动的“智慧僚机、对等协同”模式。

根据作战任务的特点，无人僚机在和有人机协同作战时存在以下几种典型样式：一是无人僚机前出探测充当“敢死队”，诱导敌雷达开机，获取其防空系统参数，诱骗消耗其武器弹药；二是无人僚机前出打击充当“急先锋”，利用自身载荷通过电子战压制、反辐射攻击等方式压缩敌感知范围，为有人机后续实施穿透打击建立安全走廊；三是多架无人僚机与有人机形成编队充当“护卫队”，通过机间信息链，实现传感器作用范围和距离的拓展，提升空战武器打击效能。

从目前世界各国针对无人僚机开展的研究和演示验证工作来看，无人-有人机作战主要包含以下几个作战阶段：态势感知、任务决策、协同行动等。

首先，在有人机与无人机飞至指定任务空域后，无人机的控制权由地面站移交有人机。此时，多架无人机按照规划路线展开侦察搜索等目标观测任务，基于机载传感器探测目标以及敌情信息，利用机载处理器通过信息融合形成友军、敌军的意图预测与推理、战场态势演化预测估计等有价值的信息，通过机间数据链回传至有人机，再结合人的经验形成当前作战条件下的精确态势判断。

有人机在掌握了当前态势信息后，根据时间、空间、任务等约束间的耦合机理合理分配有人机与无人机不同的作战任务，无人机与有人机分别完成目标干扰、目标确认、目标指示、目标攻击、毁伤评估乃至补充攻击等时序化、分布化、协同化的任务进程。目前，基于一致性理论的协同感知、决策与控制算法为无人-有人机协同作战提供了依据。

无人-有人机协同行动存在复杂的任务耦合和频繁的人机双向交互、智能融合。一种支持作战人员、有人机、无人机能力互补与高效协同的控制体系结构是实现协同作战的重中之重，也是当前亟待突破解决的关键技术。该体系结构需要满足开放性、分布式、低人机比等要求，同时又要支持平台之间的互联互通互操作，实现智能体之间的互理解、互遵守与互信任。基于多模态交互认知模型的混合主动决策与规划是当前重要的发展趋势。

结束语

当今的无人僚机强调世界各国需要在创新作战技术、提高作战效能的同时保持低成本、高量产的可能性。综合上述对各国的相关项目发展情况的概述可以看出，美军将低成本可消耗作为无人-有人机协同作战的一个重点，从长期看来能够实现成本优势到作战能力的优势的巨大转变。同时，俄罗斯也不断将新型作战概念融入到长僚机的作战模式当中，欧洲国家也在不断拓展体系化无人-有人机协同作战的建设，形成信息、速度和響应能力等方面的作战优势。

无人僚机发展的趋势是低成本、高性能、高自主、强协同性。第一是确保人-机能力互补，建立人-机动态功能分配模型和自主控制权限动态调节机制，实现无人机和有人机的计算智能优势互补；第二是确保人-机协同的态势感知与理解一致性，实现自主系统和飞行员的感知智能优势互补；第三是建立突发意外事件的人机协同分层分类决策与处理机制，能够动态选择决策主体和实时响应规划，实现自主系统和人的认知智能优势互补；第四是加强发展互遵守互理解互信任机制的探索，逐步实现以人在回路上的监督控制为代表的“柔性自主”。

无人僚机的发展不断推进无人-有人机协同作战能力的形成和无人作战系统的发展，未来需要进一步加强对无人僚机技术的研究和相关战术战法的探索。