評估目的

本評估的目的是確定美空軍對 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機攜帶 B61-12 核炸彈的核設計認證在多大程度上符合美國防部和空軍的要求。

背景情況

B61-12 核炸彈是設計由 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機攜帶的核炸彈的最新版本。然而，在這三種飛機能夠攜帶 B61-12 核炸彈之前，每架飛機都必須獲得核認證。

美空軍核認證計劃是確定程序、人員、設備、軟件、設施和組織是否符合核保障標準，是否有能力執行指定的核武器功能和任務的過程。核認證計劃由兩個部分組成： 核設計認證和核運行認證。

2020 年 1 月 16 日空軍指令 (AFI) 63-125 “核認證計劃 ”規定，“在完成兼容性認證、核安全設計認證、武器系統安全規則批準和技術命令批準后”，即進行核設計認證。此外，核運行認證要求申請認證的指揮部：

• 使其人員具備使用 B61-12 核炸彈的資格、
• 在人員可靠性保證計劃中對人員進行認證、
• 對人員進行核保障培訓，以及
• 成功完成對指定攜帶 B61-12 核炸彈單元的初始核安全檢查。

一旦完成核設計認證和核運行認證，F-15E、B-2 和 F-35A 飛機就有權攜帶 B61-12 核炸彈。

作為核設計認證的一項內容，核安全設計認證標準要求飛機軟件必須經過獨立驗證和確認 (IV&V)，以確保軟件和固件的設計、編碼和實施符合國防部核武器保障計劃的要求。此外，IV&V 必須 “在技術、管理和財務上獨立于主承包商”。IV&V 對 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機能否安全攜帶和可靠操作 B61-12 核彈進行獨立驗證。

結論

確定空軍按照國防部和空軍的要求，遵守了 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機攜帶 B61-12 核炸彈的核設計認證要求。空軍官員根據 2013 年 4 月 24 日國防部第 3150.02 號指令 “國防部核武器擔保計劃”（納入 2022 年 7 月 15 日第 5 次變更）和 AFI 63-125 號文件，完成了每架飛機認證要求計劃中的所有核設計認證任務，從而獲得了 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機的核設計認證。

盡管空軍遵守了 F-15E、B-2 和 F-35A 飛機攜帶 B61-12 核炸彈的所有核設計認證要求，但空軍仍應提供有關開展 IV&V 的明確指導。

具體而言，F-35聯合項目辦公室官員在F-35A IV&V期間，在解釋AFI 91-103 “空軍核安全設計認證計劃”（2016年3月24日）和空軍手冊（AFMAN）91-119 “核武器系統軟件安全設計標準”（2020年3月11日）中對獨立驗證組織（IVO）團隊、項目辦公室和主承包商的IV&V獨立性要求方面面臨挑戰。然而，在 F-35 聯合項目辦公室與空軍安全中心（AFSEC）武器安全處處長通信后，AFSEC 處處長接受了 F-35A IV&V，并簽發了 F-35A 飛機的核安全設計認證書，但不影響整體核設計認證。

由于 AFMAN 91-119 關于 IV&V 流程的指導不明確，空軍在 B61-12 核炸彈認證方面面臨的挑戰可能會對未來的核安全設計認證產生負面影響。如果沒有明確如何進行和記錄 IV&V 的指導，其負面影響可能包括核武器認證的 IV&V 無效或不完整，或當前或未來指定攜帶核武器的飛機和導彈的核安全設計認證不正確。

建議

建議美空軍總部安全總監（AF/SE）與空軍核武器中心指揮官（AFNWC/CC）協調，更新 AFMAN 91-119 IV&V 要求，以便：- (U) 解釋如何選擇 IVO 團隊；- (U) 解釋如何確保 IVO 團隊的獨立性；以及- (U) 界定技術、管理和財務獨立性：

• 解釋如何選擇 IVO 小組、
• 解釋如何確保 IVO 小組的獨立性，以及
• 定義技術、管理和財務獨立性。

此外，AFMAN 91-119 應詳細說明如何在 IV&V 期間使用主承包商的實驗室、設備和軟件。

據美國防部稱，潛在對手正在擴大和增強其攻擊美國的導彈能力，而美國現有攔截器的計劃使用壽命即將結束。為應對這一挑戰，美國防部表示需要在 2028 年之前開始部署 NGI。為協助這項工作，MDA 計劃使用虛擬工具和軟件來提高計劃的效率。

美國會在法規中規定，MDA 每年報告 NGI 的開發目標、成本和利益相關者審查情況，并由 GAO 評估 NGI 的采購進度。本報告討論了 MDA (1) 在開發 NGI 方面取得進展的程度，(2) 應對 NGI 重大技術風險的程度，以及 (3) 實施虛擬環境以促進 NGI 開發的程度。

GAO 審查了美國防部文件和獨立的風險、成本和測試評估，并采訪了國防部官員。GAO 進行了實地考察，以觀察 NGI 發射設施和關鍵支持雷達的建設情況。

美國政府問責局向國防部提出了五項建議，包括定期與利益相關方就 MDA 的威脅要求進行協調，確保性能模擬充分反映 NGI 預計運行的環境，以及定期評估實施虛擬環境的努力。國防部同意一項建議，但不同意其他四項建議。正如本報告所討論的，美國政府問責局認為所有建議都是有效的。

美國政府問責局的發現

美導彈防御局（MDA）正在開發一種新系統--下一代攔截器（NGI）--以抵御復雜的導彈攻擊（見圖）。國防部 (DOD) 責成 MDA 加快該系統的開發，并從 2028 年開始部署攔截器。

NGI 計劃將于 2024 年開始產品開發，但該計劃正計劃將設計和生產活動重疊，以加速飛行測試。任何重大的設計問題都可能擾亂這一戰略。此外，與類似武器系統的開發時間表相比，NGI的時間表已經很樂觀了，而且MDA歷史上也有未實現測試目標的情況，正如美國政府問責局在2023年5月報告的那樣（GAO-23-106011）。NGI 的成本也增加了數億美元，但該計劃仍在計劃資金范圍內。由于供應鏈問題和材料成本上升，MDA 官員預計成本還會進一步增加。

2022 年，美國防部的獨立審查確定了多個高風險項目，以及 MDA 為降低技術風險可采取的行動。MDA 不同意風險評估的關鍵方面，迄今為止，已采取有限措施來降低這些風險。例如

• MDA 尚未完全執行國防部官員關于更新 NGI 威脅相關性能要求、監控和報告威脅變化以及與利益相關方合作的指示。
• MDA 打算根據 NGI 性能模擬做出關鍵的采購決策，而這些模擬并不完全代表作戰人員打算如何使用該系統--這是驗證 NGI 設計是否足夠成熟并將滿足性能要求的必要步驟。

如果不及時處理這些風險，MDA 將增加日后發現性能不足的可能性，從而延誤項目。

MDA 在建立虛擬環境以實現 NGI 開發協作方面取得了一些初步進展。然而，MDA 遇到了挑戰，沒有按計劃定期評估實施進度。這樣做可以幫助 MDA 確定潛在的效率，以便在最后期限前實現實地部署。

美空軍在發展先進能力以應對未來威脅的同時，還面臨著對現有飛機進行現代化改造的艱難抉擇。其中一個決定就是是否升級或剝離 32 架稱為 Block 20 的 F-22 飛機。空軍尚未將這些飛機升級到與其 150 架 Block 30/35 飛機（F-22 機隊的現代化部分）相同的水平。空軍 2023 財年的預算提案包括撤資 Block 20，目的是將節省下來的資金用于開發新型飛機。

聯邦法律規定，在 2028 財年之前，空軍不得剝離這些飛機。聯邦法律還規定，美國政府問責局（GAO）應評估與飛機升級有關的問題。本報告討論了空軍在多大程度上（1）擁有足夠的信息來提議廢除禁止剝離 Block 20 飛機的禁令，（2）擁有足夠的信息來支持升級 Block 20 飛機，以及（3）擁有指導來為其剝離決定提供信息。

為開展這項工作，美國政府問責局審查了空軍立法提案、成本和進度估算以及其他相關文件。GAO 還采訪了空軍官員和 F-22 承包商代表。

美空軍決定剝離部分主要用于訓練的老舊 F-22 飛機--稱為 Block 20。空軍向國會提議剝離Block 20，但沒有記錄關鍵因素，如訓練、任務能力和測試，以便為該決定提供依據。

• 美空軍沒有記錄在沒有Block 20飛機的情況下如何進行F-22訓練或測試--目前Block 20的功能。空軍也未說明如果使用可執行任務的 Block 30/35 型飛機而不是 Block 20 型飛機進行訓練或測試，作戰單元可能面臨的挑戰。

• 美空軍表示，撤資后不飛行 Block 20 型飛機將節省費用。然而，這些節省并沒有考慮到其他費用，例如為彌補飛機減少而增加的運營維護費用。

美空軍還獲得了關于可能升級而不是剝離 Block 20 飛機的有限信息。空軍從 F-22 主承包商處收集了將 Block 20 升級到機隊更現代化的 Block 30/35 水平的名義估算。承包商估計升級至少需要 33 億美元，大約需要 15 年才能完成，但沒有提供支持數據。空軍認為這些信息足以滿足其目的。如果沒有更好的證據證明剝離或升級 F-22 Block 20 飛機的潛在影響，國會可能無法在充分知情的情況下就空軍建議的優劣做出決定。

最后，美空軍沒有指導文件，無法向國會提供有關其飛機撤資決定的信息。空軍之前的一次飛機撤資行動沒有向國會提供足夠的細節，說明影響該決定的因素。美國審計總署在2016年建議國防部制定撤資指南，以幫助確保包括國會在內的高級領導層獲得高質量的信息。空軍沒有同意，并表示已經有了預算指南。然而，美國審計總署對空軍預算指南的審查發現，該指南并未涉及向國會提供足夠數據以做出知情撤資決定的問題。

大多數軍事大國--無論是單獨還是合作--都在設計基于新一代有人駕駛戰斗機和無人駕駛飛機系統協同作戰的未來空戰系統。

這一領域的標準制定者以美國為首。經過多年，美國空軍（USAF）和美國海軍（USN）現在正集中精力在中期內發展大量的協同作戰飛機（CCA），以增加其作戰飛機機隊的深度，因為他們認為機隊已經縮減到無法對抗大國行動的水平。目前的概念是 "負擔得起的規模"，即在控制成本的前提下增加規模性。這些 CCA 將被整合到美國空軍和海軍的下一代空中主導（NGAD）系統中。這一龐大的協同作戰體系結構所涉及的首要任務是對空作戰，實現空中優勢（即定位和壓制敵方防空系統--SEAD），但美國空軍為 CCA 設想了 "100 種角色"（攔截、CAS、通信中繼）。盡管如此，關于如何權衡這些系統的成本和作戰性能的辯論仍在繼續。

美國人目前正在研制陸基、大部分可回收的飛機，其基礎是 Kratos XQ-58、GA-ASI 的 Gambit 系列或波音公司的 MQ-28 幽靈蝙蝠，但尚不確定這些系統是否能勝任這一任務。盡管如此，此類系統很可能會成為 CCA 初期增量的主力，并在中期內轉化為美國空軍采購至少一千個單元，與 F-35 和 NGAD 戰斗機組成有人-無人聯隊（MUM-T）。雖然所使用的平臺將取決于所需的性能水平，但似乎可以肯定的是，這些系統將基于模塊化開放式架構和 Skyborg 人工智能系統（其開發工作已經完成）。美國人也在開發無人駕駛空射飛行器（如美國國防部高級研究計劃局的 "長槍 "計劃）。洛克希德-馬丁公司的設計和米切爾研究所的兵棋推演表明，美國最終很可能會確定一系列性能各異的 CCA，有些是消耗型，有些是可回收型，發射方案多種多樣，其中包括少量 "精致 "的可回收系統--高度復雜的無人情報平臺或無人戰斗飛行器（UCAV）。參與米切爾研究所幾項對空作戰任務研究的專家贊成在作戰初期大量使用消耗性 CCA，用于誘餌、ISR、協同空戰和通信中繼，先于第五代戰斗機飛行，一旦敵方能力被削弱，再使用更先進的可回收 CCA，以擴大友軍系統的覆蓋范圍。他們沒有使用現有的 UCAV 解決方案。

許多國家正在效仿美國的做法，盡管資源更為有限：

• 英國正在與 BAE 系統公司合作，結合 "暴風雪 "全球空中作戰計劃 (GCAP)，開發遙控解決方案--輕型和重型兩類陸基可回收遙控飛機，提供不同的先進程度。

• 澳大利亞正與波音公司合作研制 MQ-28 "幽靈蝙蝠"，其概念與美國的 CCA 相似。澳大利亞的這一模型也啟發了韓國人，他們正在研制一種忠誠的僚機無人機，以配合其先進版本的 KF-21 Boramea 戰斗機。

• 在美國的支持下，日本也正在研發一種能夠在 2030 年代與其未來的 F-X 戰斗機配合使用的遙控無人機。

• 在戰略競爭對手中，俄羅斯的情況最為不確定。莫斯科正在研制 UCAV 型忠誠僚機，如 S-70 Okhotnik 和 Grom，但西方的制裁和推進解決方案的缺乏大大減緩了這些項目的進展。

• 中國的情況要好得多，在各種無人機中，中國正在開發一系列協同作戰系統，與有人駕駛戰斗機，特別是殲-20 戰斗機一起以 MUM-T 模式作戰：飛鴻 FH-95 渦輪螺旋槳 ISR 和電子戰無人機以及 FH-97 戰斗無人機，與可回收的美國 CCA 設計相似。

• 印度也在開發自己的系統體系，即印度斯坦航空有限公司的 "戰斗空中聯合系統"（CATS），包括作為 "母機 "的 "泰賈斯 "有人駕駛戰斗機和幾種遙控飛機，特別是與 MQ-28 和 XQ-58 非常相似的 "勇士"（CATS Warrior）、可回收巡航導彈型遙控飛機 "獵人"（CATS Hunter）和 ALFA 漂浮彈藥。

• 土耳其已經建立了廣泛依賴無人機的空中力量模式，既用于 DITB，也用于彌補其作戰飛機項目的問題，土耳其還在尋求開發自己的 MUM-T 遙控技術模塊，以及未來的 F-X Kaan 戰斗機： Bayraktar 公司的超音速 Kizilelma UCAV、Anka-3 隱身無人機、Super Simsek 消耗型無人機和土耳其航空航天公司的自主僚機概念。

注意到，對于大多數空軍來說，開發無人飛行器技術構件和 MUM-T 系統是為了滿足彌補常規作戰飛機數量不足的迫切需要，而造成這種不足的原因可能是多方面的。

對于未來空中作戰系統（FCAS）及其協同作戰飛機系統，可以得出哪些結論？在許多方面，法國的情況與上述幾個國家相似。誠然，考慮到多年期 LPM 軍費法案所確定的趨勢，法國未來的空中力量應受益于多種能力的進步，包括下一代戰斗機（NGF），它提供了新一代戰斗機的所有附加值，在未來戰場上不可或缺。盡管如此，RCs 面臨的首要挑戰是糾正空中力量深度不足的問題，隨著越來越多的國家實施 IADS（綜合防空系統）升級，或者美國的保證變得越來越不確定，這一問題可能會繼續惡化，并將變得越來越棘手。這種衰退的后果是眾所周知的：它影響到滿足各種戰略職能要求的能力；更具體地說，在干預方面，它使減員難以為繼，減少了可供選擇的行動范圍，并使其無法保持永久態勢，如動態瞄準。

除了深度問題，遙控飛行器還能從質量上提高空中作戰力量的能力：通過提供 "替身 "能力（可在敵方系統的交戰范圍內使用），它們能提高空中力量的穿透力；它們能使情報和交戰/作戰能力分散和分解，使后者更具彈性，并改善空間和時間覆蓋。發射解決方案的多樣性是真正意義上的多領域，增強了空中力量的靈活性和可用性。

在許多方面，空中客車公司和 MBDA 公司的想法與美國專家的想法（上述米切爾研究所的工作突出表明了這一點）在 FCAS 體系結構的框架內趨向于相當類似的解決方案類型，而 FCAS 體系結構與美國 NGAD 體系結構的順序相同。這適用于通過混合使用可消耗或可回收系統，提供各種發射解決方案來降低 "單位效應成本 "的需要。在實施這些系統之前，必須滿足一些條件。這些條件包括：確定作戰性能與成本之間的權衡、開發特定設備和彈藥的必要性、不可或缺的連接架構，以及載人平臺（其乘員必須管理這些遙控任務）和飛行器本身的自主解決方案。這些飛行器的自主性必須遵守非常嚴格的交戰規則。這些無人機的行動可以在兩個層面上進行管理：當然是在任務領導者層面上，這也是最常見的設想（因此有了忠誠僚機的概念），但也有可能在戰斗管理指揮與控制（BMC2）功能層面上進行管理，而這一功能本身將越來越分散。美國人強調，在這些交戰規則范圍內賦予無人駕駛飛機的自主程度以及對其行動的管理水平是可變和相互依存的。特別是，它們將取決于作戰環境，包括可能在不同程度上斷開、間歇、有限（DIL）的電磁環境，這將影響作為系統之系統的連接組織的作戰云的運作。

從作戰角度看，這些 RC 可以改變所有任務的執行情況，包括以下方面：

• 在情報功能方面，提供穿透性傳感器網絡，大大擴展了 ISR 系統的覆蓋范圍；

• 在反空領域，通過與駐扎在遠離前線的戰斗機合作，提供遠程誘餌、干擾、瞄準和交戰能力，一方面可以采取必要的迷惑和飽和行動，使敵方綜合防空系統失明和瓦解（通過 SEAD 和戰斗機掃射）；另一方面，可以建立動態瞄準能力，在半隱蔽環境中長時間持續開展 SEAD 工作；

• 在進攻性反陸（OCL）領域，通過在戰役開始時增加穿透力，然后在較長時間內保持對大片區域的覆蓋，實現攔截動態目標能力的倍增，這對于提高近距離空中支援的可用性也是必要的；

• 提供先進的傳感器網絡和傳輸中繼器，以擴大作戰管理 C2（BMC2）功能的范圍并增強其穩定性。

總之，在未來空戰中，RC 不乏潛在用途，可以重新創造美國人所談論的、歐洲所急需的 "負擔得起的大規模"。然而，如果要充分挖掘這些系統的潛力，還需要克服許多挑戰。

在看來，必須研究這些系統相對于有人駕駛戰斗機的效率。這種效率取決于一種微妙的妥協：一方面，如果要獲得足夠的數量，這些機器必須保持其消耗性；另一方面，性能和可靠性閾值--考慮到需要預測與綜合防空系統（IADS）的對抗等問題，這種妥協就更難找到了，因為綜合防空系統（IADS）已轉變為飽和狀態。其次，RC 的使用概念必須基于出色的多領域整合，以優化協同作用。這就提出了實施這些無人機的部隊的 C2 靈活性問題，以及 FCAS、NGAD、GCAP 和其他系統之間的多國互操作性問題。就技術資源而言，其前提是戰斗云確實按計劃發展。在這方面，雖然 MUM-T 的建設將部分基于現有技術，例如在連接方面，但它也基于尚待證明的技術前提，特別是在人工智能領域，尤其是管理任務的載人平臺。

正如已經進行或計劃進行的演示所幸運地表明的那樣，這些不同的條件自然支持盡快開始對駐地協調員和作戰云進行漸進式開發，以便為這些多重挑戰的具體解決方案開辟道路。

作為美國國防部（DOD）最大的采購項目，F-35 "閃電 II "是一種攻擊戰斗機，正在為美國空軍、海軍陸戰隊和海軍采購不同型號。根據國防部目前的計劃，總共將采購 2456 架 F-35 戰斗機。預計盟國還將采購數百架 F-35 戰斗機，有八個國家與美國是該計劃的費用分攤伙伴。

F-35 可望顯著提高軍事能力。與之前的許多高科技項目一樣，達到這一能力使該項目超出了原定預算，落后于計劃進度。

政府提出的 2022 財年國防預算要求為 F-35 項目提供約 94 億美元的采購資金。這將為空軍采購 48 架 F-35A、海軍陸戰隊采購 17 架 F-35B、海軍和海軍陸戰隊采購 20 架 F-35C、未來飛機的提前采購和持續改裝提供資金。擬議預算還為 F-35 的研發申請了約 21 億美元。

2022 財年國防授權法案： 2022 財年國防授權法案為 85 架飛機（48 架 F-35A、17 架 F-35B 和 20 架 F-35C，這是政府要求的數量）的 F-35 采購提供了 87 億美元的資金。該法案所附的聯合解釋性聲明包括以下措辭

• 根據運營和維護成本限制可采購的 F-35 數量；

• 將 F-35 項目的責任從國防部下屬的聯合項目辦公室轉移到各軍種；

• 要求國防部長對 F-35 呼吸系統進行調查、評估并實施糾正措施；

• 要求空軍和海軍提交先進 F35 發動機的采購戰略；以及

• 指示美國主計長對 F-35 的維持工作進行年度審查。

2022 財年國防撥款法案： 眾議院提出的 2022 財年國防部撥款法案版本（H.R. 4432）為 F-35 的采購提供了 85 億美元的資金，外加 85 架飛機（48 架 F-35A、17 架 F-35B 和 20 架 F-35C）的 7.45 億美元預付款，這與要求的飛機數量一致，但比政府的要求低了 2 億美元。預購金額比申請金額減少了 7,300 萬美元。該法案所附的報告（H.Rept. 117-88）包括規定將每個變型的兩架 F35 改裝為測試配置的措辭。

參議院撥款委員會向參議院報告的版本（S. 3023）也按照要求的數量為 85 架飛機提供了 84 億美元的資金，外加 8.18 億美元的預購款，與要求的數額相同。

該法案所附的解釋性聲明包括批評 F-35 持續能力開發和交付計劃的措辭，拒絕了除 C2D2 測試和評估外所要求的增長。此外，委員會還指示在提交 2023 財年預算申請時，將 C2D2 項目作為單獨的主要國防采購項目進行報告。

報告中的其他措辭

• 允許將最多 6 架 F-35 改裝為測試配置；以及

• 鼓勵 F-35 項目執行官繼續與工業界就提高電源模塊可靠性的潛在解決方案進行接觸。

本電子專著（E-Monpgraph）旨在介紹用于防御和進攻性軍事任務的不同型號的戰斗無人機，采用人工智能（AI）和經濟地理學（Ruiz Estrada，2017 年）作為主要分析和理論框架，以支持所有這些原型機的構建。本 E-Monograph 共分為七章。第二章 無人機多盤網絡自主決策人工智能繪圖（MNADMAI-Mapping）建立在先進的多層次巨型數據分析算法之上，并采用了新穎的數學和圖形方法。這一綜合分析控制系統是適用于包括無人機（執行空中任務）在內的各種無人機的高效編程工具。MNADMAI-Mapping for and Drones 的開發源于對尖端人工智能框架的迫切需求，該框架能夠評估和自主決定各種場景下的行動方案，包括可能發生的沖突、國內爭端和與邊境有關的軍事挑戰，并擴展到各種潛在的軍事演習，無論是防御性的還是進攻性的。從本質上講，MNADMAI-無人機測繪的關鍵目的是為包括陸軍、海軍和空軍在內的武裝部隊提供另一種人工智能系統，進一步增強其戰略能力。

第三章介紹了一種被稱為 "MR12-UAV 轟炸機 "的突破性原型機。MR12-UAV 轟炸機擁有一系列與眾不同的功能和應用，本技術報告將對此進行詳細介紹。首先，我們主張在 MR12-UAV 轟炸機中采用 "多副翼系統 (MAS)"。這包括戰略性地將所有副翼置于飛機主體結構內。此外，MR12-UAV 龐巴迪還采用了創新的螺旋槳設計，即 "靜音螺旋槳系統（SPS）"。該系統在主體結構中安裝了一個強大的電機，并配有一系列專用螺旋槳，這些螺旋槳精確同步運行，可將起飛和著陸噪音水平降低 99.5%，令人印象深刻。此外，該系統還集成了名為 "感知風系統（SWS）"的尖端概念，利用人工智能提高性能。為了實現可持續發展，龐巴迪 MR12-UAV 配備了太陽能電池板，以確保持續充電，同時支持其四個強大的電機。值得注意的是，MR12-UAV "龐巴迪 "能夠攜帶兩個重型有效載荷，無論是炸彈還是導彈，既可用于陸空作戰，也可用于海空作戰。最后，MR12-UAV "龐巴迪 "的多功能性使其在執行各種軍事和國家緊急任務時不可或缺。

第四章介紹了一種被稱為 "自動定位感知表面抗擾動系統（ASSA-System）"的開創性原型機，它被集成到 MRNSP-V.8-UAV 的結構中。本報告全面概述了 MRNSP-V.8-UAV 的獨特功能和多樣化應用。首先，我們主張在這項研究中實施 "內部副翼系統（IAS）"。我們建議在 MRNSP-V.8-UAV 的主體結構中安裝所有副翼。同時，MRNSP-V.8-UAV 還展示了 "反噪聲螺旋槳系統（APS）"下的新型螺旋槳設計。ASSA 系統在其主要結構中安裝了一個強大的電機，以及一系列復雜同步的專用螺旋槳，在起飛、飛行和著陸過程中實現了 97% 的顯著降噪。此外，我們還引入了一個開創性的概念："破風系統（BSWS）"，充分利用了人工智能的能力。自動定位感知表面抗擾動系統（ASSA-System）的多功能性可擴展到軍事應用和自然災害時的國家救援工作。

第五章介紹了被稱為 "MR1-UAV "的創新原型機，概述了其與眾不同的特點和多種多樣的應用。本研究的一個主要重點是 "靜音螺旋槳系統（QPS）"的實施。MR1-UAV 在其核心結構中集成了一個堅固耐用的電機，再加上一系列精心同步的專用螺旋槳，可在起飛、飛行和著陸階段將噪音水平大幅降低 97%。此外，還提出了 "超靈敏風系統（UWS）"這一開創性概念，利用人工智能提高性能。MR1-UAV 的多功能性涵蓋了軍事、商業和重要的國家緊急任務。

第六章展示了 MULTICOPTER MR10-UAV 概念，在一個統一的結構中采用了一組戰略性排列的螺旋槳（Jones，2017 年）。這種配置使起飛時的能效最大化，著陸時的沖擊力最小化。通過將十個螺旋槳緊密地相互連接在一起，實現了獨特而協調的推進系統，從而實現了快速而安全的飛行。MULTICOPTER MR10-UAV 采用了被稱為 "緊密集成推進器系統 (CIPS) "的集成推進器系統（參見圖 1、2、3、4 和 11）。這種設計集成了十個堅固的電機，每個電機都配有獨立的電池，從而提高了飛行的續航能力。這些電機以高精度同步協調運行，使起飛和著陸噪音水平降低了 99%。此外，MR10-UAV 還能可靠、高效地運輸大量有效載荷。其多功能性適用于廣泛的應用領域，包括但不限于商業企業、后勤業務、軍事活動和應對國家緊急情況。

最后，第七章介紹了多級無人機國家情報安全系統（CORAZA-System）。我們對多層次巨型數據分析框架的有效性進行了評估，并將多維圖譜作為人工智能中一種有效的分析工具加以利用。這種方法為理解和應對復雜的軍事和國家安全挑戰提供了一個整體視角。開發 CORAZA 系統的主要動力是提供一種新穎的人工智能工具，能夠有效評估動態和復雜的情景，包括潛在的戰爭、沖突和邊境問題。該工具旨在全面評估各種戰略。因此，CORAZA 系統致力于為武裝部隊、情報機構和政府提供另一種人工智能方法。

由于成本、能力、政策和法規等因素，美國海軍（USN）和美國海岸警衛隊（USCG）艦艇上無人機系統（UAS）的使用目前受到限制。本分析報告的主要目的是研究 1-3 類 UAS 在執行情報、監視和偵察 (ISR)、搜索和救援 (SAR) 以及后勤任務時對水面艦艇性能的影響，并考慮小型 UAS 系統的哪些性能參數可能對執行這些任務最有意義。本研究使用的數據包括公開的無人機系統規格、艦船規格和指標，以及以前進行的成本/預算分析。這些信息被用來為潛在任務的各種模型提供信息，這一工具有助于根據用戶需求和成本分析選擇無人機系統。這些分析結果表明，無人機系統有利于其可能執行的任務--即相對于其他機載資產而言，能夠支持其較短的作戰時間和航程的任務。對于 ISR/SAR 場景，分析表明，與沒有航空資產的艦船相比，無人機系統可增加識別目標的數量，并縮短完全搜索作戰區域的總體時間。在后勤運送場景中，無人機系統被用于從港口取回貨物，與完全轉向港口的船只相比，無人機系統減少了運送貨物所需的成本和時間。

盡管目前美國海岸警衛隊（USCG）和美國海軍（USN）艦隊在較小的水面艦艇上使用的有機（即從艦艇上發射和回收）無人機系統（UAS）有限，但海軍作戰部長（CNO）的 2021 NAVPLAN [1] 包括了到 2045 年實現混合艦隊的目標。許多無人機系統資產能夠執行情報、監視和偵察 (ISR)、搜索和救援 (SAR) 以及輕型補給任務。在合適的行動中利用這些系統替代有人駕駛系統，可以節省實現任務目標所需的關鍵時間和精力。本研究旨在確定可提高美國海軍和美國海岸警衛隊艦艇執行關鍵任務性能的無人機系統參數，建立無人機系統行為和影響模型，與目前采用的替代方案進行對比，并提出一種方法，用于對考慮集成到水面艦隊的無人機系統替代方案進行早期評估。

本研究總結了無人機系統在一般情況下和海上環境中使用的相關文獻。研究還總結了所收集的有關無人機系統和船只類型的信息，以及它們的相關參數、規格和能力。然后，將收集到的信息綜合成 "無人機選擇工具"，分析無人機系統要求與船舶制約因素之間的相互作用。這個基于 Excel 的工具考慮了

• 哪些通用無人機系統參數在作戰場景中最有價值。
• 特定的無人機系統在這些參數上能達到什么能力。
• 哪些艦艇可以支持特定的無人機系統。

然后，該工具會計算出每種艦船類型可運行的無人機系統，以及每種無人機系統的相對價值。該工具可根據無人機系統、艦船類型和利益相關者偏好的實際數據輕松更新。利益相關者可利用該工具指導對特定無人機系統解決方案的進一步研究。

無人機選擇工具開發完成后，將考慮無人機系統對作戰方案的影響。這是通過場景開發和建模來實現的。首先，為 ISR、SAR 和后勤任務制定了名義上的作戰方案。然后，描述每種情景的相關指標（例如，搜索一個區域的平均時間）。最后，介紹包絡計算以及通過 ExtendSim [2] 進行的高保真模擬建模。ExtendSim 由 Imagine That Incorporated 公司開發，是一套功能強大的仿真軟件，可以進行連續、離散事件和其他形式的仿真建模[2]。然后使用這些模型來考慮各種艦船和無人機系統參數（例如無人機系統速度）的變化如何影響通過相關指標評估的任務性能。

對于所考慮的 ISR 場景，分析表明，加入無人機系統能力可顯著縮短搜索區域的平均時間。由于無人機系統的航拍時間是有限的，而搜索時間會隨著搜索范圍的擴大而增加，因此對較小區域的影響更大。隨著場景中目標數量的增加，無人機系統對縮短時間的影響也會增加。關于執行 ISR 任務的無人機系統參數，無人機系統的速度是關鍵--如果無人機系統的速度接近艦船的速度，無人機系統的影響就會減小。

在搜索和救援分析中，當使用無人機系統增加傳感器寬度時，無人機系統的能力可顯著縮短搜索箱的時間。在此，分析表明，無人機系統的總飛行時間是一個關鍵因素，無論是通過增加無人機系統還是延長續航時間來實現。無人機系統的傳感器寬度也是一個關鍵因素，傳感器范圍越寬，搜索箱所需的時間就越少。不過，雖然無人機系統可用來縮短搜索時間，但無人機系統的假定探測概率也很重要。如果探測概率較低，這種使用模式可能會導致總體探測次數減少。

還考慮了一種情況，即使用無人機系統提高總體探測概率，而不是增加傳感器寬度。在這種情況下，無人機系統實際上對場景時間沒有影響。與之前的合成孔徑雷達方案一樣，探測概率非常重要，在考慮的無人機系統探測概率較低的情況下，無人機系統對方案未探測到的影響可以忽略不計或為負值。在所考慮的無人機系統探測概率的高端（與假定的艦船探測概率相似），無人機系統對情景下未探測到的平均次數產生積極影響（即減少未探測到的次數）。最后，在需要發現的目標總數較少的情況下，無人機系統對未探測到目標的影響可以忽略不計，但隨著目標的增加，其影響也會增加。

此外，在水面艦隊中增加無人機系統執行 ISR 和 SAR 任務的影響方面，出現了以下趨勢：

• 在 ISR 情況下，無人機系統的速度是關鍵參數。
• 一般來說，在探測概率高的情況下，搜索次數越多，未探測次數就越少，而在探測概率低的情況下，搜索次數越多，未探測次數就越多。這意味著在獲取新系統時必須仔細考慮無人機系統傳感器。
• 與直覺相反，在搜索較小區域時，擁有無人機系統能力對 ISR 和 SAR 任務指標的影響更大。這是因為更大范圍的搜索需要更長的時間，而無人機系統的飛行時間有一個硬性上限。

當 ISR 和 SAR 環境中有更多目標需要尋找或確認時，無人機系統就更有可能產生影響。此外，還考慮了在水面艦隊中增加無人機系統的成本影響。分析表明，即使將無人機系統的采購成本計算在內，較小的現成商用無人機系統（COTS）解決方案的每小時成本也可能大大低于傳統的載人資產。隨著商用現貨無人機系統解決方案成本的增加，其每小時成本將接近載人資產成本的低端。這一分析取決于無人機系統的飛行小時數，因為其中包括固定采購成本。無人機系統資產的飛行時數越多，其比較單位成本就越低。本研究還考慮了無人機系統成本收支平衡的飛行小時數，或者說單個無人機系統的采購投資已經通過降低支持地面機隊的邊際成本而收回。這項分析假定無人機系統的飛行時數取代了載人資產的飛行時數。在此，如果假定所有無人機系統的飛行時數都能替代有人值守資產的飛行時數，那么成本較低和較高的 COTS 無人機系統都能迅速達到運行時數的盈虧平衡點。然而，對于成本較高的系統而言，運行小時盈虧平衡點在很大程度上取決于假定的替代率。對于假設的高端 COTS 無人機系統，如果單個無人機系統的 50%飛行小時可替代載人資產飛行小時，則達到運營小時盈虧平衡點的飛行小時數將比 100%替代率情況下增加約 680%。

歸根結底，在其他條件相同的情況下，將無人機系統納入水面艦艇編隊很可能會提高孤艦在 ISR 和 SAR 任務中的性能。將無人機系統集成到較小的水面艦艇中還將為指揮官提供更大的靈活性，以適應作戰挑戰。然而，并非所有的無人機系統都具備適當的速度、任務續航時間和航空電子設備組合，以提供有意義的能力。那些能夠提供有意義能力的無人機系統可能更大、更昂貴。這表明，必須謹慎選擇要集成的無人機系統。

美國政府問責局的發現

F-35項目繼續經歷時間表延遲、成本增長和延遲交付。在完成F-35模擬器方面的計劃延誤，繼續阻止國防部（DOD）完成所需的測試，以證明F-35已經準備好全面制造率，盡管該計劃已經每年生產超過125架飛機。

自2019年的最后一次成本估算以來，F-35項目的總采購成本已經增加了134億美元。這部分是由于國防部分散了飛機的采購，并在其交付時間表上增加了幾年。承包商在按時交付飛機和發動機方面也繼續存在挑戰，但他們正在努力解決這些問題。

此外，美國防部正在進行為期5年的開發工作，以使F-35的能力現代化。這項努力，即所謂的Block 4，正經歷著重要技術更新的開發延遲。第4塊的成本也增加到165億美元，自GAO上次報告以來增加了超過10億美元。

該計劃的成本報告機制并沒有充分解釋成本增長的原因。例如，國防部向國會提交的關于Block 4成本增長的報告沒有區分先前計劃的Block 4能力的高于預期的成本和由于增加新能力的增長。因此，國會沒有一個完整的F-35現代化成本上升的情況。

該項目正在探索F-35的發動機和熱管理系統的現代化方案，該系統用于冷卻產生熱量的飛機子系統。該項目計劃在現有項目下管理這項價值數十億美元的工作，該項目計劃很快過渡到維持狀態，這將限制國會的監督。冷卻系統的任務過重，要求發動機的運行超出其設計參數。額外的熱量正在增加發動機的磨損，減少其壽命，并增加了380億美元的維護成本。

該計劃評估了一些發動機和冷卻的改進方案，但它還沒有完全確定飛機未來需要多少冷卻的要求。通過獲得這一關鍵信息，國防部和各軍種將更加了解未來的性能、成本和技術影響。

為什么GAO要做這項研究

F-35閃電II聯合攻擊戰斗機項目是美國防部最昂貴的武器系統項目。美國防部估計，在其生命周期內，購買、運營和維持該飛機和系統將花費近1.7萬億美元。美國防部也在評估使其發動機現代化的方案。

美國會在三部法規中包括了讓美國政府問責局審查F-35項目的條款，參議院的一份報告也包括了另一項條款。本報告（1）確定了F-35全速生產的進展，（2）評估了國防部的F-35現代化努力（被稱為Block 4），以及（3）評估了美國防部使其發動機和熱管理系統現代化的方法。GAO審查了項目、國防部和承包商關于這些主題的文件，并采訪了項目、國防部和承包商代表。GAO根據其自身的計劃評估了該計劃的進展。GAO還適當地應用了其成本估算和技術準備的領先做法。

建議

國會應該考慮指示F-35項目將發動機現代化作為一個單獨的項目來管理。GAO為國會增加了這一事項，因為國防部還沒有按照GAO的建議承諾一個單獨的發動機項目。美國政府問責局共向國防部提出了7項建議，包括改進其關于Block 4成本增長的報告和定義發動機要求。總的來說，國防部同意了三項，部分同意了三項，不同意了一項建議。GAO認為所有的建議都是有道理的。

執行摘要

• 與俄羅斯的軍事理論一致，俄羅斯軍隊在烏克蘭的情報、監視和偵察行動中廣泛使用無人駕駛飛行器（UAV）。這使得它們能夠在炮擊、反炮擊和精確打擊任務中發揮突出作用。

• 雖然ISR無人機在俄羅斯軍隊的大部分目標定位過程中發揮了核心作用，但似乎反應速度很慢，使其在打擊移動目標方面面臨挑戰。

• 探測和瞄準時間的滯后突出了俄羅斯武庫中缺乏軍事級別的無機組人員作戰飛行器（UCAVs）。這些系統將使探測到殺傷的時間更快。雖然俄羅斯軍方顯然正在對這些系統進行投資，這一點從戰前的軍事公告中可以看出，它們不可能很快出現在戰場上。

• 商業無人機在俄烏戰爭中嶄露頭角，以解決緊迫的ISR需求，并充當初級的閑置彈藥。俄羅斯軍方和領導層在接受無人機的作用方面進展緩慢，但現在正在鼓勵俄羅斯部隊使用這些無人機。

• 盡管承認這些無人機的重要性，但俄羅斯軍事工業綜合體在生產俄羅斯部隊所需的大量無人機方面一直進展緩慢。一些生產的缺乏可能來自于國內能力的缺乏，組織間的競爭和缺乏溝通，以及俄羅斯中央政府在這個問題上缺乏領導。

• 解決商用無人機短缺問題的一個新出現的辦法是，俄羅斯國內有一些團體正在為俄羅斯部隊提供無人機和無人機零部件，并在如何在軍事行動中整合和使用商用無人機方面充當思想領袖。

• 使用無人機的戰術、技術和程序（TTPs）已經通過戰場上的經驗得到發展。對俄羅斯和烏克蘭國內團體使用無人機的觀察，促使了為俄羅斯士兵提供無人機使用的標準化培訓和TTP的倡議。

• 在許多方面，裝有彈藥的廉價商用無人機在使用和損失率方面變得更像彈藥；許多無人機被視為對軍事地點和平臺造成損害的消耗性、一次性使用的平臺。這種使用的額外效果是使它們成為防空系統的昂貴目標，在保護軍事單位和關鍵基礎設施之間產生了潛在的烏克蘭防空就業妥協。

• 為了解決其軍事無人機的挑戰，俄羅斯人正在廣泛地使用伊朗生產的軍用無人機。這些無人機具有數百公里的射程和抗干擾系統，已被證明能有效瞄準烏克蘭軍事平臺和關鍵基礎設施。

圖1. 俄羅斯的偵察火力和偵察打擊概念

圖2. 俄羅斯偵察-射擊和偵察-打擊概念

美國空軍米切爾研究所發布了名為《理解B-21:美國空軍威懾轟炸機》的報告，針對當前的B-21“突襲者”隱身轟炸機采購計劃提出了新的建議。按照美國空軍現在的計劃，B-21的采購量可能達到132架，形成世界上最大規模的隱身轟炸機部隊。米切爾研究所的報告對這個采購數量并不滿意，按照他們的計算，B-21的采購量應該達到225架甚至更多，加上留用的B-52，轟炸機總數要達到300架以上，才能夠滿足未來中美沖突的作戰需求。那么，這個數字是怎么來的呢？

執行總結

70多年來，在所有威脅環境中進行大規模遠程打擊的能力一直是美國的一個決定性軍事優勢。空軍的遠程轟炸機為戰區指揮官提供了打擊廣泛的敵方目標的能力，否則美國和盟國部隊將無法進入這些目標。今天，這一優勢被嚴重削弱了。自冷戰以來連續削減兵力，再加上未能獲得小批 "銀彈 "的隱形轟炸機，意味著空軍在進入2023年時只有141架B-52Hs、B-1Bs和B-2s--大約是其1989年轟炸機部隊規模的三分之一。這種規模的部隊無法滿足日益增長的全球精確打擊的需求，包括在有爭議和高度爭議的環境中的行動，這已成為同行沖突的規范。好消息是空軍將很快投入使用B-21突擊機，這是世界上最先進的隱形轟炸機。持續的挑戰將是確保B-21項目獲得資源，以迅速獲得滿足作戰需求的庫存。這將需要避免類似于預算驅動的決定，這種決定幾乎侵蝕了自冷戰以來該部門所有的先進作戰飛機采購，如B-2、F-22和現在的F-35A。

本報告評估了重建美國轟炸機部隊的必要性，該部隊有能力同時擊敗同行在印度-太平洋地區的行動，可信地威懾另一個戰場上的機會主義侵略者，并阻止對美國的核攻擊--這都是2022年國防戰略（NDS）的要求。

近年來完成的多項獨立研究加強了對大幅增加轟炸機部隊的需求。那些質疑這項建議的人應該考慮到，轟炸機在擁有射程、生存能力和武器能力方面是獨一無二的，可以迅速挫敗中國對臺行動或其他對美國安全利益至關重要的印太地區既成事實的攻勢，這是美國防部（DOD）的節奏威脅。在迅速投入大量新的穿透力強的轟炸機方面的任何延遲都將繼續滑向一個規模不足的美國軍隊，它將難以擊敗中國并滿足其他國防戰略的要求。其他作戰飛機缺乏B-21的屬性，它們無法與B-21將為戰區指揮官提供的更多選擇相提并論。沒有 "突襲者"，就不存在這些選項的可行的 "B計劃"。