軍用無人機已成為現代戰爭的標志性裝備,其在烏克蘭戰場造成的傷亡遠超其他武器。偵察、打擊、后勤及海軍作戰領域的廣泛應用,使國家與非國家行為體日益依賴無人系統。歐盟(EU)將無人機研發與反制列為優先事項,通過歐洲防務基金和永久結構性合作(Permanent Structured Cooperation)提供資金并協調研發。歐盟領導人承諾加強防務產業,對無人機生產、創新與互操作性進行重大投資,同時促進軍民兩用技術協同,解決戰略依賴問題并與北約開展合作。歐洲防務局正通過聯合項目及創新中心推進無人機技術發展。
無人機在俄烏戰爭中已成為主導力量,其數量達歷史頂峰。2024年5月烏軍方高層表示:"無人機造成的雙方傷亡超過任何武器"。年初烏設定百萬架年產量目標后,現已提升至400萬架;俄據稱正同步增產。現役超百種無人機涵蓋從民用改裝機到近20米寬的大型軍用機,承擔偵察、精準打擊、武器制導、誘餌投放、通訊中繼及物資運輸等任務。兩國通過自研、民用改裝或盟友渠道獲取無人機。在有人戰機受防空壓制及烏軍彈藥短缺背景下,無人機對維持防御至關重要。除空基系統外,烏軍部署海軍無人機打擊俄黑海艦隊并擊沉多艘艦艇,現正致力組建專業無人艦艇編隊。陸基無人機雖技術較初級,仍用于運輸、偵察及有限攻擊。
無人機不僅盛行于烏克蘭戰場,更已成為全球沖突的普遍特征:在加沙、以色列、黎巴嫩戰事,也門、蘇丹、敘利亞、緬甸內戰,以及紅海國際船只襲擊事件中均發揮關鍵作用。中東與非洲非國家團體對無人機的使用也持續擴展。此趨勢被部分觀點視為戰爭形態的重大變革,亦有觀點認為屬于軍事技術的自然演進。
截至2023年,全球商用無人機(UAS)市場規模約達229.8億美元,預計2030年將強勁增長至571.6億美元。農業、物流、傳媒及醫療等領域需求激增推動市場擴張。軍用無人機市場2022年估值132億美元,預計2032年將達277億美元。
歐盟正依托堅實基礎,有望在未來無人機戰爭中占據領導地位。行業報告顯示:截至2022年全球超40%無人機企業分布于歐洲。烏克蘭與土耳其已成為歐洲領先的無人機生產國。但歐盟安全研究所(EUISS)專家指出,烏需更多資金擴大產能并獲取先進無線電發射器、傳感器等關鍵部件,方能釋放產業潛力。
由拉脫維亞與烏克蘭發起的"國際無人機聯盟"于2024年2月成立。該聯盟由17國組成(按字母排序):澳大利亞、加拿大、捷克、丹麥、愛沙尼亞、法國、德國、意大利、立陶宛、盧森堡、荷蘭、新西蘭、挪威、波蘭、瑞典以及拉脫維亞與英國(后兩國任協調員)。過去一年聯盟聯合基金籌集1.76億歐元,伙伴國援助總額超20億歐元,資金用于采購無人機及支持創新研發以增強烏軍戰力。已完成兩次國際招標:首批選定5家供應商半年內向烏交付3萬架FPV無人機;第二批聚焦先進FPV無人機與攔截無人機,近20家烏制造商首次參與競標。聯盟另在拉脫維亞設立無人機試驗場。2025年3月,荷蘭宣布投資5億歐元啟動大規模無人機項目,旨在強化烏克蘭抗俄防御能力,該資金系荷政府20億歐元援烏計劃組成部分。
當前歐盟軍隊尚未建立俄烏規模的武裝無人機庫。盡管部分成員國部署少量大型高成本中空長航時(MALE)無人機(類似"反恐戰爭"機型),其在強對抗環境中的效能有限。且沒有歐盟軍隊儲備足夠"可消耗式無人機"與"巡飛彈藥"來維持烏克蘭戰場級別的高強度消耗戰。近十年來歐盟國家雖擁有多元作戰需求,卻集中于設計高端MALE無人機。與此同時,技術進步使小型戰術無人機載荷能力顯著提升——已足以支持地面部隊打擊任務,該趨勢近十年持續加速,但歐盟國家對此變革認知與響應遲緩。分析師指出:各國對"歐洲無人機"(Eurodrone)項目的過度關注,已然阻礙戰術無人機機隊的擴編與現代化進程。
鑒于歐洲共同的作戰需求與軍工體系專業積淀,集中投資一至兩款通用戰術無人機本應是更高效策略。但主要軍費支出國卻選擇國內自研或現貨采購,進一步加劇市場割裂與非歐盟供應商依賴。近期出現若干重大進展:西班牙2023年批準4.95億歐元SIRTAP戰術無人機投資計劃(分8年執行:2023-2031)。由空客制造的該機型具備20小時滯空時間、6000米實用升限、750公斤起飛重量及150公斤載荷——性能參數與萊昂納多FALCO EVO相當(注:該機型中東地區有部署,但無歐洲軍隊列裝)。
希臘為應對土耳其無人機技術進步,在持續引進以色列等國外系統同時著力提升自研能力。2022年9月,希臘航空航天工業集團聯合三所高校推出具備強大監視偵察功能的多用途兩用垂直起降(VTOL)無人機"Archytas";2023年1月又宣布啟動模塊化戰斗無人機"Grypas"研發,其載荷能力顯著提升。原型機預計2025年問世,希臘將作為啟動用戶(其他歐洲國家可能跟進)。預算限制或緊急需求則使部分歐盟國家轉向采購非歐盟現成無人機:例如波蘭2021年率先引進土耳其"旗手-TB2"(注:俄全面入侵初期烏軍曾大量使用),首購4架后另與通用原子公司簽訂MQ-9"死神"租賃協議。
歐洲正掀起以無人機與人工智能為核心的國防科技熱潮。慕尼黑初創公司Helsing專注AI軍事化應用,其開發的HX-2智能打擊無人機旨在強化戰場決策能力,2024年7月獲4.5億歐元融資。該公司已向烏軍交付4000架HF-1無人機,新簽6000架HX-2訂單。HX-2系AI驅動的X翼構型精確打擊無人機,作戰半徑100公里,具備電子對抗與干擾環境作戰能力,可實施人控集群作戰。同處慕尼黑的Quantum Systems專攻電動垂直起降雙用小型無人機,2024年9月獲3640萬歐元融資(加上2023年10月6360萬歐元,總額超1億歐元)。其無人機遠程性能優異,軍民場景適用性強。2024年4月在烏設立首座工廠后,計劃2025年實現產能翻番,當前在烏生產"向量"偵察無人機并建立研發中心及維護基地。
在俄羅斯烏克蘭戰場觀察到的無人機廣泛使用——無論是在部署機群的規模上,還是在交戰雙方作戰中的普遍存在性上——似乎都滿足了一場真正軍事革命的條件。“無人化”(Dronization)不能被簡化為純粹的技術革新或特定類別的裝備。它是一種變革性原則,可與上世紀(20世紀)的摩托化和機械化相提并論。它體現在無人機向消耗性、適應性工具的演變,“參與式戰爭”的出現,以及作戰樣式向“多火種、多領域”作戰的轉變。對于歐洲部隊模式而言,烏克蘭的例子應推動建立支持“無人化”所需的數字化、工業化和人力生態系統:構建統一的信息與決策支持系統,在武裝部隊內部培育“無人機文化”,并且短期內聚焦于“無人化”的“高端”領域——即遠程打擊能力。
呼應了二十世紀(20世紀)初的辯論,烏克蘭戰爭證明了戰場火力的復興以及新釋放力量的融合——當時由工業化推動,如今則由數字化驅動。這場變革的核心在于21世紀“新軍隊”的問題。要達成如此關鍵的轉折點,不僅需要在戰術領域——裝備和程序——而且更需要在組織層面,甚至更重要的是在認知結構層面——也就是戰爭本身的定義、勝利理論和戰略文化——實現發明與改革的協同效應。
無論是前線部隊因作戰緊迫性而觸發,還是由自上而下的指令發起,“軍事事務革命”(revolution in military affairs)迫使所有交戰方都必須適應,盡管它們的應對方式會因其偏好、對利害關系的理解以及可用資源的不同而有所差異。由于戰爭既是進行戰爭社會的反映,也是其表現形式,一場軍事革命必然預示或伴隨著生產方式、社會經濟秩序以及軍民動員機制的轉變。
“無人化”顯然符合這些條件。它不僅僅是一種技術演進,其影響也非僅僅是漸進式的或局限于特定類型武器。它代表著一個更廣泛的軍事轉型過程,類似于二十世紀的機械化和摩托化。它不僅影響作戰構想,也影響生成、構建和運用力量所需的組織。然而,迄今為止,相關辯論往往仍是碎片化的。在“陸-空瀕海”(Ground-Air Littoral)概念下,美軍正在分析戰術領域精確打擊范圍擴展和規模擴大所產生的影響。
他們的重點在于其制空權模式下,融合地面火力、空襲和電子戰所產生的摩擦。在學術界,討論的中心是信息時代中公民和軍事參與的新形式。據說這種范式正在助長一場由聯網個體直接資助和塑造防務努力的“眾籌戰爭”。在烏克蘭,活動人士和志愿者描述了一種“社會的技術軍事化”(technological militarization of societies),使他們能夠通過創新的力量抵消俄羅斯的數量優勢。這些討論突顯了一個共同現象的不同維度,盡管它們尚未真正相互交融,盡管一些研究正開始彌合差距。要點并非宣稱無人機是一種神奇武器,而是對其所引發的深刻變革進行綜合闡述。由此觀之,“無人化”似乎是數字化、網絡化和自動化的催化劑——這三種長期存在的趨勢,如今正滲透并重塑社會、經濟,以及必然的,戰爭藝術。因此,屬于中心集權動員機制和工業時代“宏技術”(macrotechnology)的典型產物——“發動機戰爭”——正被一場服務器和處理器戰爭所取代,這是全球化經濟的特征,但卻是個體化的,由信息的提取和應用所推動。
無人機已重塑現代戰爭形態,每日被投入戰場執行監視或攻防任務。盡管當前仍由人類操控,但去人化自主控制轉型迫在眉睫。人工智能(AI)的迅猛發展使AI驅動無人機成為未來戰爭核心要素,這促使各國需提升系統能力以應對自主無人機威脅并研發更優型號。強化學習(RL)作為AI的決策范式,專注于序列決策問題,其在機器人領域的應用已展現解決復雜現實挑戰的潛力。本文通過實戰案例闡釋RL基礎原理并提出機器人部署框架,識別出無人機作戰中RL應用的五大復雜性維度,分析技術前沿與現存差距,最終給出彌合差距的技術路線圖及倫理考量。
無人航空系統(UAS)長期在現代戰爭中發揮關鍵作用,早期以大型偵察與精確打擊無人機為主。烏克蘭沖突標志著向小型商用無人機武器化的顛覆性轉變,此類無人機通過控制爭議區域、低成本打擊與情報搜集展現戰略優勢(文獻[2-4])。當前戰場中,人類仍主導數據分析與無人機操控,例如通過偵察無人機識別目標后操控攻擊型無人機實施打擊(文獻[5])。
AI已被視為執行部分戰場任務(如目標識別)的理想技術(文獻[6]),其數據處理速度遠超人類,可加速戰場決策。然而,即使AI輔助減輕操作負擔,無人機控制仍高度依賴人力。烏克蘭沖突中,第一人稱視角(FPV)操作員已成為稀缺資源(文獻[1,3,5,7]),面臨部署效率低下、操作員數量不足、暴露風險及通信鏈路易受干擾等挑戰。輕量化(<10 kg)敏捷無人機的普及使反無人機系統(CUAS)研發更為緊迫,亟需提升AI在無人機控制與反制領域的能力。
強化學習(RL)作為成熟的控制AI框架,通過試錯機制學習決策策略,已在《星際爭霸II》(文獻[8])、《Stratego》(文獻[9])等復雜游戲中展現超人性能,并在FPV競速無人機控制(文獻[10])與自主導航(文獻[11])領域取得突破。盡管RL具備優化戰場控制算法的潛力,但其在實戰部署仍存鴻溝——現有研究通常基于理想化假設,與真實戰場環境存在顯著差異。本文系統分析并分類這些差距,提出控制小型UAS及防御其攻擊的技術路線圖。
第2節詳述當前以小型無人機及其反制技術為核心的戰場格局;第3節形式化定義強化學習并通過實戰案例闡釋框架;第4節提出RL部署框架;第5節從五大復雜性維度(感知不確定性、動態環境適應性、多智能體協同、對抗性學習、安全性保障)剖析RL應用于機器人(尤其是無人機)的前沿算法;第6節構建五個漸進式創新場景,推動無人機作戰向自主UAS與CUAS演進。
本節提出若干復雜度遞增的作戰場景,構建無人機戰爭未來發展的技術演進路徑。通過前文所述雷達圖分析框架,評估各場景在五大復雜性維度的實現難度,以此明確技術突破方向。該路線圖代表我們通過增強戰爭智能化推動軍事創新的戰略愿景。
2023年,美國空軍宣布計劃采購自主無人協同作戰飛機(CCA)機隊,作為有人戰機飛行員的"忠誠僚機"。空軍提議以現役F-35價格的零頭采購約1000架CCA,但強調庫存與成本目標可能隨需求調整。據空軍稱,CCA機隊通過"經濟可承受規模"(即適中成本與較大庫存組合),將提升美軍在與中國沖突中的作戰效能——通過增強有人戰機的性能,使其在裝備CCA的情況下降低戰損率并更多擊毀空中威脅。
將前沿感知、空對空打擊與電子戰列為CCA的預期任務,并視其為未來自主無人協同平臺生態系統的一部分(該系統還將執行機動、訓練等任務)。CCA研發隸屬于"下一代空中優勢"(NGAD)項目,該項目同時包含空軍第六代有人戰斗機。CCA納入NGAD框架,體現出空軍將其定位為有人戰機的互補力量(尤其是戰斗機)。
CCA標志著無人機系統(UAS)發展進入新階段。雖然無人機長期具備航路自主飛行等基礎自主能力,但空軍期望CCA能在高強度對抗中執行更為復雜的任務。
相較于傳統無人機,CCA的差異化特征在于其自主協同能力——既能在機群內部協作,也能與有人戰機協同。例如:有人戰機飛行員可命令CCA編隊執行前沿感知任務,要求保持相對于敵機的特定陣位,而CCA集群需自主同步機動而無需持續獲取飛行員指令。此舉使CCA形成自我協調能力,同時仍能接收飛行員新指令。前戰斗機飛行員、現柯林斯航太軍事自動化研究學者史蒂文·菲諾指出:"CCA通過自主協作實現動態人類級目標,這才是變革性突破。"
盡管CCA前景廣闊,但歷史上不乏因組織阻力、成本超支、操作問題或性價比更高的替代方案(包括有人平臺)而失敗的技術突破型無人機項目。技術創新性并不能確保形成列裝戰斗力。
將CCA構想轉化為現實仍需歷經艱巨挑戰。空軍若要成功,必須坦誠評估所需資源與當前進展。
本報告采用作者開發的創新框架——端到端流程周期——評估協同作戰飛機(CCA)項目當前進展,并以紅綠燈評估圖表呈現結果。該框架包含列裝新型軍事能力所需的七個步驟,設計為通用模型適用于CCA以外項目。其優勢在于融合多領域研究洞見,并納入比五角大樓成本評估與項目評估辦公室等常規評估更全面的要素。
評估基于六類核心證據源:(a) 公開信息;(b) 空軍官員簡報;(c) 與30余位行業專家的保密訪談及通信;(d) 針對國防部、工業界與智庫38名專家的"經濟可承受規模系統"匿名調研;(e) 越南戰爭時期AQM-34"閃電蟲"無人機歷史案例研究(與CCA發展高度相關);(f) 臺海想定下CCA作戰運用、基地部署與架次生成分析。
憑借創新框架與廣泛證據,本報告以前所未有的維度審視CCA項目。
CCA項目在問題定義與資源籌措方面進展顯著,但在研發、部署與運用環節相對滯后。此結果因視角不同可解讀為積極或隱憂。樂觀者認為前期步驟進展表明空軍正按節點有序推進,持續發展將在一兩年內改善整體表現。悲觀者指出滯后環節(研發、部署、運用)存在強相互依賴性,需同步提升否則難有突破——若屬實,則碎片化改進已至瓶頸,空軍須全面同步提升各環節。
作者認同樂觀立場,相信CCA項目可通過持續離散式進展取得成功。雖認可環節間關聯性,但期待"一蹴而就"的全局解決方案不切實際。苛責空軍缺乏此類方案有失公允:CCA屬新型能力,無前代系統支撐規劃,兩年內已獲顯著突破。概念突破往往呈漸進特征,只要保持目標專注,空軍終將找到可行路徑。
CCA已成為突破五角大樓采辦現狀的象征性載體。憑借此象征意義,項目將持續獲得政治監管者的寬容:盡管會依需批評調整,但無人愿扼殺被視為美軍未來必要方向的能力。因此CCA享有強大隱性政治支持。空軍善用此優勢,必須堅持前行。
技術絕非萬能
運用新技術是CCA項目成功的必要條件,但非充分條件。須關注CCA從設計到實戰部署的每個環節。觀察者可能聚焦技術要素(此現象在美國防務界常見),技術進展確為核心(尤其任務自主性領域),但最終成功需解決維護、基地部署、組織架構等非熱點議題。正如空軍未來司令部副參謀長戴維·哈里斯中將所言:"我們傾向于過度關注裝備部分,但CCA涉及條令、戰術技術與程序(TTP)、人力配置等深層要素,這些必須通盤考量。"空軍歷史上多次在此類領域創新制勝,此次亦可延續傳統。
應制定需求并選擇在CCA全流程中綜合性能最優的解決方案。對支持高效維護、靈活部署、優化編成與適應性升級的工業方案應優先于僅滿足有限標準的方案。空軍需通過精準需求引導工業界開發此類方案。
此"超越技術視角"的警示看似不言自明,但對仍存技術優先思維的空軍仍需反復強調。諷刺的是,CCA項目雖屬空軍史上最具技術雄心的計劃之一,但其終極成功卻取決于非技術因素。
當下、未來與永恒困境
CCA運用與設計無普適方案。在潛在沖突中,執行持久任務的CCA機隊與實施外圍游擊打擊的機隊,需截然不同的機型設計、維護配置與戰損儲備。遺憾的是,空軍公開表態強調CCA多場景適用性,弱化了"為特定任務優化必須做出取舍"的現實,模糊了決策焦點。
盡管靈活性值得追求,但當前規劃者必須做出限制未來部隊選項的抉擇。在資源約束與機會成本的現實世界中,不可能保留所有可能性。
美國政策制定者對無人機系統(UAS,通稱無人機)構成的軍事威脅日益關注。無人機普遍具備的飛行尺寸、速度與高度特性,以及其不斷增長的普及性、靈活性、經濟性與技術復雜度,被廣泛認為給美國國防部帶來重大技術與作戰挑戰。
美國防部正投入資源強化美軍部隊與設施的無人機防御能力,同步推進作戰條令、組織架構與訓練體系改革。相關舉措包括開發部署從防空系統到手持干擾裝置的多層次防御武器。在部門分工中,陸軍被指定為跨軍種反無人機戰略協調、能力整合與需求統籌的主要責任單位。
國會可能在以下領域發揮重要作用:授權并撥付反無人機行動資金;維持或調整相關法律授權、政策框架與組織機構;監督國防部反無人機職能履行。其可能審議的關鍵議題包括:
2024年1月28日,針對約旦境內美軍基地的無人機襲擊導致3名美軍人員死亡、40余人受傷。美國國防部(DOD)官員認定此次襲擊由伊朗支持的伊拉克與敘利亞民兵組織實施。此前數月,該組織已加強對該地區美軍及盟友的無人機與火箭彈攻勢。在伊拉克戰場,美軍已繳獲伊朗產"沙赫德"系列單向攻擊無人機殘骸(包括Shahed-101、Shahed-131及Shahed-136型號),其中最大型號可裝載50千克(101磅)炸藥。類似無人機已被胡塞武裝用于紅海商船襲擊,俄軍亦將其投入對烏克蘭城市及能源設施的打擊。據報俄烏雙方均加速生產戰場用無人機,并為前線部隊配備裝載炸藥的"第一人稱視角(FPV)"單向攻擊無人機,作為火炮與常規導彈的補充。
美國防部已將無人化空、陸、海系統列為"對海外美軍人員、設施與資產的緊迫且持續性威脅",并指出"無人機構成當前最嚴峻威脅,且對本土的威脅與日俱增"(除非特別說明,本報告對無人航空器、非載人航空器與無人機術語作通用處理)。對此,美國政策制定者與國防官員認為應加速投資反無人機系統(counter-UAS)防御能力。本報告梳理國防部反無人機項目及國會近期相關立法動態。第一部分概述國防部反無人機政策、組織架構與系統配置背景信息;第二部分分析近期反無人機相關立法活動;最后部分提出國會可能審議的議題。本報告不涉及國內執法相關問題。
2019年,時任國防部長馬克·埃斯珀將反制小型無人機威脅的協調職責賦予陸軍。按國防部無人機分類標準,小型無人機涵蓋第1、2、3類無人航空器。作為國防部反小型無人機執行代理機構(由國防部長指定的代表其行使職權的部門),陸軍負責主導制定反小型無人機"作戰條令、需求標準、裝備研發與訓練體系,建立通用架構的聯合解決方案以應對當前及未來新興威脅"。國防部長同時授權陸軍統籌反無人機系統通用需求制定、監督軍種特殊需求開發、規劃反無人機能力研究預算,以及制定反小型無人機作戰條令與訓練大綱等職責。
美國防部于2024年12月發布《反無人系統戰略》,取代陸軍與國防部分別于2016年與2020年制定的兩版舊戰略。隨戰略公布的非機密簡報指出"無人系統的快速發展與擴散正在改變沖突形態",強調該戰略旨在"統一國防部應對無人機威脅的方法",提出五大"戰略實施路徑"。簡報表明,短期內國防部將聚焦"以探測與主動/被動防御為核心"的防御性對抗手段,并將反無人系統能力確立為"未來作戰體系的關鍵要素"與"部隊建設規劃的核心考量"。
國會持續推動國防部完善反無人機戰略框架。在《2017財年國防授權法案》(FY2017 NDAA)審議階段,眾議院軍事委員會(HASC)要求國防部長制定能力缺口應對路線圖。《2021財年威廉·M·索恩伯里國防授權法案》(公法116-283)第1074條進一步要求國防部提交機密版反小型無人機戰略,并提交威脅評估報告、執行機構活動報告及項目獨立評估報告。最新《2025財年國防授權法案》(公法118-159)第1090條則指令國防部長制定"反無人機系統戰略",應對該技術對美國本土軍事設施、人員與資產構成的威脅。
根據2024年《反無人系統戰略》非機密簡報,國防部承諾"緩解無人系統對國內外美軍部隊、資產與設施的潛在威脅"。有官員援引軍事基地周邊無人機活動報告稱,無人機對本土軍事設施的威脅持續升級。國防部正與聯邦航空監管機構及執法部門協作應對無人機入侵事件,但在國內安全開展反無人機行動面臨雙重挑戰:技術層面需確保防御操作安全性;法律層面受制于頻譜干擾、計算機入侵、竊聽及航空器破壞等相關聯邦法規。
法律授權演進:《2017財年國防授權法案》(公法114-328)第1697條(編纂為《美國法典》第10編第130i節)授權國防部對特定受保護設施與資產實施無人機探測、追蹤及反制。初始授權范圍僅限于國防部長指定的美國本土核威懾、導彈防御與國家安全太空任務相關設施。經國防部申請,《2018財年國防授權法案》(公法115-91)第1692條拓展"受保護設施與資產"定義,新增總統/副總統安保、本土防空、作戰支援機構、特種作戰、高爆炸藥管理及主要試驗場等任務范疇,但設置"部分終止"條款——新增權限需總統或國會延期否則自動失效。《2024財年國防授權法案》(公法118-31)第1681條將相關權限有效期延至2026年12月31日。
權限實施機制:第130i節規定國防部可采取"必要措施"應對無人機威脅,包括信號干擾、航空器接管或"合理武力"摧毀。國會要求國防部長在制定實施指南時,需與運輸部及聯邦航空局(FAA)協調,確保不影響航空安全與空域使用。FAA與國防部2018年起建立通報與報告機制,并對反無人機技術部署進行空域安全評估。涉及無線電波使用的探測/干擾設備需經聯邦通信委員會(FCC)頻譜合規審查。
跨部門協作與改革倡議:國防部與聯邦機構關注國內反無人機操作對公共安全與公民隱私的風險,尤其警惕軍用級系統的潛在影響。2024年9月,時任防長奧斯汀宣布將反無人機納入"復制者2號"倡議,重點填補本土基地防御缺口,由國防創新單元主導,北方司令部(NORTHCOM)擔任本土反小型無人機總協調機構,負責制定響應計劃、事件處置及跨部門協作。
當前,國防部與能源部、國土安全部、司法部共同享有國會授予的有限反無人機權限。拜登政府推動擴大國防部本土設施防護權限,2024年4月提交立法建議要求修訂第130i節,新增任務領域并允許跨部門情報共享,力求與國土安全部、司法部權限對等。2024年6月,政府聲明支持眾院通過的《2025財年國防授權法案》(H.R.8070),呼吁國會確立"持久的多年度授權擴展"。最新頒布的《2025財年國防授權法案》(公法118-159)進一步強化國防部應對本土無人機入侵的法定職能。
聯合反小型無人機辦公室(JCO)是陸軍主導的反無人機核心機構,負責統籌國防部反無人機"條令制定、需求管理、裝備研發與訓練體系"建設,通過構建"通用架構的聯合解決方案"應對當前與未來威脅。根據國防部長2020年簽發的《第3800.01E號指令》,JCO作為國防部反小型無人機執行代理機構,履行裝備需求評估監督、政策戰略協調及訓練課程開發等職能。成立初期首要任務是對各軍種現役過渡性反無人機系統進行適用性評估——2020年完成40套系統評審,最終選定8套推薦采購方案。
此后,JCO聯合陸軍快速能力與關鍵技術辦公室(RCCTO)開展半年度的主題演練,驗證反無人機裝備效能。基于演練結果,JCO可判定某裝備需技術改進或追加投資,各軍種亦可選擇直接采購或深化研發。盡管JCO無權直接實施裝備采購,但通過系列演練持續擴充推薦裝備清單。此外,JCO與錫爾堡陸軍火力卓越中心合作開發聯合部隊通用訓練課程。根據《2025財年國防授權法案》第353條要求,JCO需建立維護"無人機威脅數據庫",涵蓋潛在威脅類型、應對方案建議及全球軍事設施遭襲事件全記錄。
除陸軍外,各軍種均以不同形式參與JCO工作。時任海軍陸戰隊司令戴維·H·伯格在2023年國會聽證會上表示,陸戰隊"積極參與JCO事務",并"運用JCO經驗優化防空決策"。時任海軍作戰部長邁克爾·吉爾戴上將同年指出,JCO對"減少裝備研發與流程改革的資源浪費至關重要",是構建"真正聯合解決方案"的重要平臺。空軍前部長弗蘭克·肯德爾2023年證詞透露,空軍與JCO在高能激光/微波技術研發及"低附帶損傷動能攔截彈評估"等領域深度合作。除陸軍外,其他軍種暫未向JCO派駐常設人員。
國會國防委員會對部門間協調效能表示擔憂。眾議院軍事委員會在《2024財年國防授權法案》審議報告中質疑各軍種對JCO評估系統的采納程度。參議院軍事委員會同期報告要求陸軍部長提交JCO技術轉化進程專項報告。眾院軍事委員會更指出海軍內部"缺乏應對無人機威脅的體系化協作",在《2024財年法案》審議中批評其"應對這一普遍性問題時組織結構松散"。
陸軍與海軍陸戰隊的防空與電子戰專業人員負責操作部分反無人機系統及近程防空系統。陸軍防空炮兵部隊(ADA)負責操作包括近程防空(SHORAD)、中高空防空(HIMAD)及反火箭彈、火炮與迫擊炮(C-RAM)系統,并專司低慢小綜合防御系統(LIDS)等反無人機裝備。海軍陸戰隊綜合防空系統(MADIS)操作人員歸屬低空防空專業序列。陸軍采購體系兼顧軍事專業專屬系統(如防空裝備)與非專業綁定系統(多兵種通用反無人機裝備)。
根據2024年2月公布的"部隊結構轉型"計劃,陸軍擬組建新型短程防空威脅應對單位,包括4個綜合火力防護能力(IFPC)營(C-RAM系統換代項目)與4個近程防空營,并計劃在IFPC與師屬防空營內設立9個反無人機炮兵連。時任陸軍部長克里斯汀·沃穆思2024年國會證詞表示,首支反無人機炮兵連預計2029財年形成戰力。
現行體制下,各軍種未設立反無人機專屬軍事專業(MOS)。陸軍與陸戰隊官方認為反無人機(尤其1-2類小型無人機)屬于全員職責范疇。陸軍《反無人機系統戰術手冊》(ATP 3-01.81)明確指出,反無人機"非獨立任務或單一兵種職責",而是"納入局部安全與反偵察任務體系,要求每名士兵與單位共同承擔"。兩軍種均采購非專業綁定裝備,并通過條令訓練推廣分散部署、工事加固、偽裝應用等被動防空戰術。
部分評論人士建議深化專業化建設:有觀點認為海軍因缺乏反無人機專業團隊,導致本土設施防護人力不足且實戰訓練缺失;另有主張建議陸戰隊基礎訓練應納入反無人機內容,效仿伊拉克與阿富汗戰爭期間的反簡易爆炸裝置培訓模式;還有提議陸軍應推進反無人機炮兵連下沉部署至更低層級單位。此類意見在近期國會立法活動中有所體現:眾議院軍事委員會在《2025財年國防授權法案》審議報告中質疑陸軍旅級及以下部隊反無人機能力建設滯后問題;眾院版本H.R.8070法案曾提議設立"無人機軍團"作為陸軍基礎兵種,專職中小型無人機攻防,但遭陸軍與拜登政府以"機構冗余"為由反對,最終未納入生效法案。
自2020年聯合反無人機辦公室(JCO)成立以來,已批準八種過渡性反無人機系統供各軍種采購使用,其中部分已升級為正式列裝項目。入選系統涵蓋動能與非動能效應器、指揮控制系統及傳感器。截至當前,JCO通過與"快速能力與關鍵技術辦公室"及陸軍"導彈與空間項目執行辦公室"聯合開展裝備評估,持續擴充推薦系統清單。陸軍官員表示將持續評估并部署新型反無人機系統以保持技術優勢。國防部致力于通過多型裝備構建陸軍條令所述的"分層"反無人機防御體系,軍方與專家均強調分層防御對現代軍隊的必要性。本節重點闡述各軍種已列裝或論證中的代表性反無人機武器系統。
各軍種均配備不同類型單兵便攜式反無人機裝備。此類裝備設計目標為:多兵種通用、可獨立或協同系統作戰、低保障需求、應對低空威脅。
單兵反無人機裝備的典型代表是"毒刺"防空導彈。冷戰時期,該導彈作為"復仇者"與"拳擊手"近程防空系統(SHORAD)的核心組件列裝陸軍。如今,毒刺導彈仍是陸軍"低層防空反導傳感器"(LIDS)與海軍陸戰隊"輕型海上防空綜合系統"(MADIS)的關鍵構成。2010年代中期,陸軍啟動"毒刺導彈壽命延長計劃"(SLEP),重點提升反無人機能力,旨在為非導彈防御兵種提供建制防空手段。美國亦向烏克蘭提供毒刺導彈,強化其對抗俄軍戰機、巡航導彈及無人機的防空能力。
陸軍已啟動至少兩項替代項目——"下一代近程攔截彈"(NGSRI)與"擴展射程反小型無人機導彈"(XRC)。NGSRI作為"機動近程防空"(M-SHORAD)第三階段平臺配套導彈,2023年選定洛馬與雷神公司開展原型開發,計劃2028財年前完成選型并量產,逐步替換M-SHORAD平臺上約萬枚FM-92毒刺導彈。XRC項目聚焦對抗2-3類無人機威脅,2024年9月信息征詢書要求其兼容毒刺發射架且射程更遠,計劃2030財年前啟動原型演示。
各軍種探索將老舊空對空/空對地導彈改造為反無人機攔截彈,專家認為此方案成本低于傳統防空導彈。例如,海軍"吸血鬼"系統、陸軍"鷹眼"與"集裝箱武器系統"(CWS)均采用基于"九頭蛇-70"火箭改進的"先進精確殺傷武器系統"(APKWS)。據報道,陸軍測試"長弓地獄火"反坦克導彈的反無人機用途,海軍已在瀕海戰斗艦部署改造型地獄火導彈作為攔截彈。此模式亦被英國等盟友采用,向烏軍提供空對空導彈改造的地面發射攔截彈應對無人機威脅。
除動能攔截手段外,各軍種均已部署非動能反無人機裝備,部分技術源自伊拉克與阿富汗戰場反簡易爆炸裝置(IED)的經驗轉化。例如,海軍"已知電磁戰無人機限制訪問"(DRAKE)系統脫胎于2000年代"聯合反無線電控制簡易爆炸裝置電子戰"(JCREW)系統——原屬聯合簡易爆炸裝置防御組織(JIEDDO)項目。DRAKE系統采用背負式設計,通過干擾操作者與無人機的通信鏈路實現壓制。空軍研究實驗室"非國家聯合空中威脅消除"(NINJA)項目作為正式列裝計劃,利用無人機與操作者間射頻通信實施探測、追蹤、定位識別及反制。2023年國會聽證會上,時任空軍部長弗蘭克·肯德爾證實已有99處空軍基地部署NINJA系統。
各軍種列裝或論證中的單兵反無人機裝備還包括手持式與穿戴式設備(亦稱"非車載"解決方案)。此類裝備專為超便攜設計,適用于近距離對抗小型無人機,部分型號作為其他防御失效時的最后防線。典型裝備包括陸軍與空軍2017年列裝的"無人機克星"手持干擾器,通過干擾通信信號使無人機失效。陸軍與海軍陸戰隊還裝備"智能射手"系統提升步槍射擊精度,增強地面部隊擊落小型無人機能力。2024年,海軍陸戰隊發布招標需求,尋求班排級單位可攜行的"霰彈式"反無人機解決方案。
陸軍在2025財年國會預算申請中,為至少兩項反無人機研發測試評估(RDT&E)項目申請資金。據預算論證文件顯示,"反小型無人機系統開發演示"項目支持陸軍履行國防部反小型無人機執行代理職責,為各軍種識別評估潛在解決方案。2025財年申請5960萬美元RDT&E資金,用于"先進精確殺傷武器系統"(APKWS)彈藥、"前沿區域防空指揮控制"(FAADC2)系統及通用數據庫等項目。另一"反小型無人機系統先進開發"項目隸屬防空指控情報工程開發計劃,聚焦高能激光系統等先進動能打擊能力研發,2025財年申請4970萬美元。
海軍與空軍同步申請多項反無人機項目資金。海軍為"反無人機系統"項目申請1420萬美元RDT&E資金,重點支持DRAKE系統研發。空軍為"基地防空"項目申請1220萬美元,涵蓋首都地區與總統專機防空所需的NINJA射頻偵測打擊系統開發。
美國陸軍"低慢小無人機綜合對抗系統"(LIDS)由固定式(FS-LIDS)與移動式(M-LIDS)兩大體系構成,旨在防御1-3類無人機及其他低空威脅。固定與移動版本核心組件相似,均包含雷達系統、光電/紅外(EO/IR)攝像頭、指揮控制系統及動能/電子對抗手段。據披露,陸軍于2017-2018年制定移動式LIDS需求指標,該系統已在陸軍與空軍部隊列裝。
在2022年啟動的"移動式LIDS 2.1增量型"中,陸軍將傳感器與武器集成至單輛斯特瑞克裝甲車,取代原需雙車協同方案(分別搭載電子戰與動能打擊模塊)。移動式LIDS采用多家供應商技術:穆格公司可重構集成武器平臺(RIwP)炮塔、雷神公司"郊狼"攔截彈與X波段相控陣雷達(XBAEU)、以及SRC公司反小型無人機電子戰系統(CUAEWS)。隨著技術評估持續,具體組件可能動態調整。
固定式LIDS專為軍事基地設計,核心架構與移動版相似但存在差異:取消武器炮塔設計,重點部署"郊狼"攔截彈(詳見后續章節);探測追蹤功能依賴雷神Ku波段射頻系統(KuRFS)雷達與光電設備;除攔截彈外配備電子對抗系統。固定與移動版本均接入陸軍"前沿區域防空指揮控制"(FAADC2)系統。
根據2025財年預算申請,陸軍申請2.801億美元采購FS-LIDS與M-LIDS系統,以及"莫迪"、"智能射手"、"巴爾查特里2型"與"無人機克星"等單兵裝備。采購計劃包含基于單車型斯特瑞克平臺的5套M-LIDS(第三批次)及6套FS-LIDS。另申請1.174億美元專項采購"郊狼"攔截彈。
圖1:陸軍低慢小無人機綜合對抗系統(LIDS)
雷神公司"郊狼"是陸軍LIDS體系選用的反無人機攔截器,分為動能打擊型與非動能型兩種。該地面發射、雷達制導的單程攔截器具備空中巡航并實施二次打擊的獨特能力。其原型由亞利桑那州先進陶瓷研究公司于2000年代初研發,2015年隨公司被RTX集團收購轉入雷神體系。2019年,配備"郊狼"的"呼嘯者"反無人機系統原型(LIDS前身)完成測試。截至2024年,該攔截彈在中東、非洲與歐洲戰區已實現170次成功攔截。
陸軍預計2025-2029財年需生產6000枚動能型"郊狼"及數百枚非動能型。軍方承認該武器雖效能顯著,但應對低成本無人機時存在經濟性挑戰。根據《2025財年國防授權法案》第113條,國會要求陸軍部長制定LIDS動能打擊模塊增量采購計劃,并于2025年9月30日前向國防委員會匯報。
海軍陸戰隊地面防空(GBAD)體系涵蓋固定與機動防空反無人機系統的研發采購,包括"綜合防空系統"(MADIS)、"輕型綜合防空系統"(L-MADIS)、"基地反小型無人機系統"(I-CsUAS)及"中程攔截能力"(MRIC)。根據2025財年預算申請,海軍為GBAD項目申請3.693億美元采購資金與7410萬美元研發測試評估資金。采購預算包含:MADIS項目2.047億美元(含13套MADIS 1.1系統與5套L-MADIS);I-CsUAS項目5320萬美元;MRIC項目1.114億美元。
據海軍2025財年預算論證文件,綜合防空系統(MADIS)系列旨在"保護機動部隊、軍事設施及其他關鍵資產"免受固定翼/旋翼飛機及1-3類無人機威脅。該系統被列為《2030部隊設計》現代化優先項目。按《2025海軍航空規劃》,MADIS與L-MADIS的采購目標分別為190套與21套。
MADIS 1.1 Block1系統由兩輛聯合輕型戰術車(JLTV)構成:Mk1型配備XM914E1型30毫米機炮、"毒刺"導彈及非動能電子戰系統;Mk2型配備雷達與動能/非動能反無人機模塊。海軍陸戰隊正測試采購Block2型硬件,重點提升對單向攻擊無人機的攔截能力。該軍種同步參與陸軍"毒刺"替代項目研發。2023年12月,海軍陸戰隊首次對量產型MADIS 1.1系統進行實彈測試。
輕型綜合防空系統(L-MADIS)專為遠征部隊提供非動能反無人機能力,系統由兩輛超輕型戰術車(現為北極星MRZR全地形車)組成,可通過MV-22魚鷹運輸機或H-53直升機投送。其探測單元包含RPS-42雷達與CACI AVT CM262光電系統;反制單元采用SNC Modi2電子戰系統——該設備可車載或背負,通過干擾通信鏈路壓制無人機與簡易爆炸裝置。2019年,L-MADIS在波斯灣首次實戰部署,成功擊落伊朗無人機。
圖2:海軍陸戰隊地面防空系統
根據海軍與陸戰隊國會預算文件,"基地反小型無人機系統"(I-CsUAS)旨在為陸戰隊永久與臨時基地提供1-3類無人機探測識別、追蹤打擊能力。2024年2月,陸戰隊發布I-CsUAS項目招標公告。預算申請資金將用于建立正式列裝項目,替代并擴展根據緊急需求聲明在六處基地部署的租賃系統。2025年3月,陸戰隊授予安杜里爾公司一份價值6.4億美元的I-CsUAS合同。
"中程攔截能力"(MRIC)是衍生自以色列"鐵穹"系統的陸基中近程防空系統,計劃配屬陸戰隊低空防空營(LAAD)。其主要任務為保護固定設施免受巡航導彈、無人機及其他低空飛行器威脅。該系統由雷神公司"天襲者"攔截彈(拉斐爾"塔米爾"導彈改進型)、AN/TPS-80對空任務雷達及通用航空指揮控制系統組成,系1990年代末退役的"霍克"防空導彈遠程繼任者。2024年8月,陸戰隊授予雷神公司2500萬美元合同采購80枚攔截彈及相關設備,用于組建首個排級MRIC單位。次月10月,陸戰隊宣布計劃簽訂合同部署三個MRIC炮兵連,遠期目標為列裝12個MRIC排級單位。
圖3:陸軍機動近程防空系統(M-SHORAD)
美陸軍機動近程防空系統(M-SHORAD)旨在為旅級機動部隊提供對抗固定翼/旋翼飛機及無人機的空防能力。陸軍2017年發布招標公告,2020年授予通用動力陸地系統與萊昂納多DRS公司增量1型合同。該版本武器套件由萊昂納多公司配置,包含:AGM-114L"長弓地獄火"反地面導彈、FIM-92"毒刺"防空導彈、XM914型30毫米機炮、M-240機槍及多任務雷達,集成于通用動力斯特瑞克裝甲車平臺。2024年6月,該系統以榮譽勛章得主米切爾·斯托特中士之名更名為"SGT STOUT"系統。
部分分析指出,由于增量1型以毒刺導彈為主防空武器,其反無人機效費比存在不足。后續改進型計劃整合其他武器系統以提升效能并降低成本。
增量2型將加裝50千瓦激光器應對1-3類無人機。根據《2028陸軍空天導彈防御戰略》,定向能(DE)型M-SHORAD將于2028年形成"定向能與導彈混合編配,2034年前逐步提高定向能占比"的作戰力量。陸軍快速能力與關鍵技術辦公室(RCCTO)2021年完成原型評估,2024年2月在中東戰區部署四套原型系統。媒體報道稱,因初期原型未達預期,正評估改進型號。國防部作戰測試與評估局(DOT&E)在2024財年報告中指出,此次部署導致RCCTO未能按計劃啟動年度科技測試。
增量3型計劃集成"下一代近程攔截彈"(NGSRI)——毒刺導彈的潛在繼任者之一,同步開發XM1223多任務近炸彈藥(MMPA)。該30毫米多用途彈種可應對小型無人機、裝甲車輛及人員目標。
根據2025財年預算申請,陸軍為M-SHORAD申請6910萬美元采購資金及3.15億美元研發測試資金。預算文件顯示,研發資金中2.049億美元將投入增量3型開發。
陸軍"間接火力防護能力"(IFPC)系統是用于保護高價值設施免受火箭彈、迫擊炮、火炮(RAM)威脅以及無人機與巡航導彈攻擊的陸基防御體系。其前身為"百夫長"反火箭彈、火炮和迫擊炮(C-RAM)系統,2004年啟動研發并于2006年列裝,現稱為IFPC增量1型(IFPC Inc 1)。當前規劃包含三個后續型號:IFPC增量2型(IFPC Inc 2)、高能激光型(IFPC-HEL)與高功率微波型(IFPC-HPM),均處于不同研發測試階段。IFPC系列被定位為固定設施防空的補充力量,與機動部隊的M-SHORAD系統形成協同。增量2型以地對空攔截導彈為主武器,設計用于對抗2-3類無人機;HEL與HPM型則聚焦1-2類小型無人機近程防御。據報道,海軍陸戰隊正探索采購機動性更強的IFPC-HPM小型化版本。
根據2025財年預算申請,陸軍為IFPC增量2-1項目申請6.576億美元采購資金,用于增量2型低速初始生產及增購AIM-9X攔截彈與發射裝置。另申請1.679億美元研發測試評估資金用于"間接火力防護增量2 Block1"項目。在"擴展任務域與導彈"(EMAM)計劃下,申請3570萬美元研發高能激光與高功率微波衍生型號。值得注意的是,陸軍在2025財年預算中調整了IFPC-HEL的遠期經費規劃,縮減了未來數年該系統的投入規模。
指揮控制(C2)系統用于定位、識別、追蹤空中威脅,并協調選擇部署最優對抗手段。陸軍20世紀90年代推出"前沿區域防空指揮控制"(FAADC2)系統,首次為近程防空(SHORAD)體系提供C2能力。2020年,聯合反無人機辦公室(JCO)核準三套C2系統供各軍種使用:陸軍FAADC2、海軍陸戰隊與空軍"多環境域無人系統應用指揮控制"(MEDUSA)、以及空軍"防空系統集成器"(ADSI)。LIDS與M-SHORAD系統均采用FAADC2平臺。
軍方官員指出指揮控制能力是國防部應對無人機威脅的長期挑戰。部分評論人士質疑現役C2系統的反無人機效能:有觀點認為FAADC2軟件需操作員手動選擇并鎖定單個目標,導致"操作員注意力偏離關鍵空情識別,加劇人為失誤與效率低下";另有觀察指出國防部缺乏統一的反無人機C2軟件架構,部分硬件僅適配特定系統(如FAADC2與MEDUSA)。
美國防部官員強調硬件與軟件兼容性不足可能阻礙新技術整合。2025年,陸軍計劃評估FAADC2替代方案,尋求面向機動反無人機作戰的新型C2解決方案。負責"復制者2號反無人機系統"(Replicator 2 C-UAS)的國防創新單元(DIU)表示,C2問題研究是其核心任務。2024年12月,DIU發布"前沿反無人機指揮控制(FCUAS C2)系統"招標公告,該系統可能最終取代現役FAADC2。
空域行動對軍事防御戰略至關重要。軍事空域任務使用飛機執行攻擊、補給、救援、情報、監視和偵察等任務。從歷史上看,空域任務需要有人駕駛的飛機,使飛行員處于危險之中。20 世紀 90 年代,軍方開始用無人駕駛飛機取代有人駕駛飛機。無人機系統(UAS)消除了人類飛行員面臨的風險,被視為極其寶貴的資產。最近,隨著航空系統固有技術的改進,一些無人機系統的價值迅速下降。一些無人機系統的成本如此之低,以至于被命名為消耗型。
消耗型系統被視為一個范圍,從消耗型(打算丟失)到載人型(計劃取回),已成為美國軍方關注的焦點。為支持美國國防部(DoD)優先部署消耗型系統,本報告介紹了用于多域作戰的消耗型飛機的最新技術。報告首先根據有人駕駛飛機將執行的任務確定了可消耗型飛機的類型,并討論了國防部內可消耗型飛機的概念化。所討論的消耗型飛機的范圍和優先次序包括正在開發、已制成原型或隨時可用的無人機系統。
圖 3-1. 可消耗/可重復使用無人機是幫助美國空軍提高作戰能力的新選擇
美國國防部已經注意到小型廉價無人機在戰場上造成的危險,并在最近幾年投入了相當大的精力來增強其反擊小型無人機系統(sUAS)的能力。然而,它在發展自身使用消耗型無人機系統的概念方面進展較小。國防部正處于開發消耗型無人機系統使用概念的試驗階段,工作主要集中在美國陸軍和美國空軍。這類無人機主要用于各種 ISR,但也有興趣將其用作閑逛彈藥、反無人機資產和空中力量支援。2023 年 8 月宣布的 “復制者”(Replicator)計劃是國防部在開發、采購和使用消耗型無人機系統方面最突出的努力,但目前仍處于起步階段。關于哪些類型的可消耗型無人平臺將成為其重點,以及它在加速五角大樓的采購流程方面能取得多大成功,仍存在若干問題。
據美國聯邦航空局(FAA)稱,無人機是美國增長最快的航空領域。遠程識別(Remote ID )的目的是幫助聯邦航空局、執法部門和其他部門找到以不安全的方式或在被禁止的地方飛行的無人機操作員。FAA 負責將無人機安全納入國家空域,并指出 Remote ID 可以幫助實現先進的無人機操作。美國政府問責局被要求審查與 Remote ID 相關的問題。本報告評估了(1)遠程身份識別的潛在執法用途和相關聯邦支持,以及(2)聯邦航空局和利益相關方在使用遠程身份識別進行高級操作時可能面臨的任何限制。GAO 審查了 FAA 有關遠程身份識別的指南和資源。GAO 還審查了 FAA 將無人機納入國家領空的計劃。美國政府問責局采訪了聯邦航空局和國土安全部的官員,以及執法部門和行業利益相關者,這些利益相關者是美國政府問責局根據他們在聯邦航空局委員會的參與情況和其他利益相關者的意見確定的。GAO 還審查了國土安全部開發遠程身份識別應用程序的工作。
美國政府問責局向聯邦航空局提出三項建議,向國土安全部提出一項建議,包括聯邦航空局開發資源,幫助部落、州和地方執法部門使用 Remote ID;聯邦航空局制定 Remote ID 界面的計劃和時間表;聯邦航空局確定提供有關無人機位置和狀態的實時聯網數據的前進道路;國土安全部制定 Remote ID 應用程序的計劃和時間表。聯邦航空局和國土安全部同意我們的建議。
聯邦航空管理局 (FAA) 通常要求無人機配備 Remote ID 技術,FAA 將其描述為 “數字牌照”。執法部門可以使用 Remote ID 來識別和調查未經授權的無人機活動,這與 FAA 希望 Remote ID 幫助執法部門的目標是一致的。然而,美國政府問責局發現,聯邦航空局支持部落、州和地方執法部門使用該技術的資源有限。美國政府問責局聯系的部落、州和地方執法機構對遠程身份識別或如何在調查中使用遠程身份識別知之甚少。開發此類資源可以幫助 FAA 更好地支持執法部門使用 Remote ID 的能力。
此外,聯邦航空局正在開發一個接口,向執法部門提供 Remote ID 中的無人機注冊信息,但沒有發布該接口的計劃或時間表。與此同時,國土安全部(DHS)也在為執法部門開發一個可與 FAA 界面連接的應用程序,但國土安全部同樣沒有發布該應用程序的計劃或時間表。因此,執法部門在獲取跟蹤和調查未經授權的無人機活動所需的實時信息方面可能會繼續遇到延誤。
美國聯邦航空局官員和利益相關者指出,使用當前的遠程識別技術來實現先進的無人機操作(如交通管理)存在局限性。聯邦航空局的規定要求無人機使用基于廣播的 Remote ID 技術,如 Wi-Fi 和藍牙來傳輸其位置。然而,商業無人機利益相關者告訴美國政府問責局,基于廣播的信號不足以提供高級操作所需的無人機位置和狀態的實時網絡數據。FAA 表示,它希望業界在繼續傳輸所需的基于廣播的 Remote ID 信號的同時,也能為 Remote ID 尋求網絡技術,如蜂窩技術。不過,代表一家商用無人機集團的利益相關方表示,由于信號干擾等實際限制,業界普遍缺乏開發基于網絡的遠程身份識別技術和所需的廣播方式的意愿。FAA 官員表示,未來 FAA 可能會開始評估還能開發哪些技術。如果 FAA 不對這些問題進行評估并確定前進的道路,那么 FAA 將無人機納入國家空域的進展可能會面臨風險。
圖:在國家空域系統內使用無人機的實例
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。
空中力量已經從一個世紀的技術創新和進步中受益。新技術的出現繼續挑戰著空中力量中經常持有的常識。無人機系統(UAS)就是這樣一種不斷發展的空中力量技術。這項技術為澳大利亞國防軍(ADF)帶來了巨大的機遇。雖然澳大利亞國防軍在特定的角色上取得了一些無人機系統的進展,但澳大利亞皇家空軍(RAAF)還沒有在其所有的空中力量貢獻中采用這種技術來達到軍事效果。
《空中力量手冊》(空天力量中心[ASPC],2022年)定義了七種空中力量的貢獻:力量生成、空軍基地行動、空中指揮和控制、反空、空中機動、空中情報和ISR(情報、監視和偵察)以及空中打擊。一些先進的盟國已經在空中情報、ISR和空中打擊方面采用了發達的無人系統。這些系統包括美國空軍(USAF)的MQ-1捕食者、MQ-9死神和RQ-4全球鷹。甚至反空--載人空戰--也在發展無人系統的路上;RAAF與波音公司合作開展了 "忠誠的翼人 "項目(戴維斯,2019c),現在正式命名為MQ-28A幽靈蝙蝠(達頓,2022)。
但空中機動性如何?ADF還沒有接受關于未來ADF空中機動性自主性的真正對話。未來自主空中機動性思維停滯不前的一個更可能的原因是,在(到目前為止)有效的空運理論的支持下,載人系統幾十年來取得了高度可靠和經證實的作戰成功。因此,這里有一個克勞塞維茨式的平行關系:戰爭性質的一個持久因素是對機動性的需要,但今天皇家空軍所面臨的是戰爭性質的一個階梯式變化,一個對機動性來說過于重要的技術機會,不容忽視。
本文確定了在澳大利亞國防軍空中機動中采用無人機系統的滯后性,并探討了澳大利亞國防軍在未來使用無人機系統的機會。通過這樣做,本文旨在提高對ADF無人駕駛空中機動性潛力的集體認識,并為ADF部隊結構企業的軍事和商業貢獻者提供一個廣泛的參考來源。本文首先研究了無人機系統適應的驅動因素,或指標。這些驅動因素包括澳大利亞的戰略利益、區域軍事現代化、安全和生存能力、降低成本和技術可用性。然后,本文介紹并分析了三種核心空中機動性活動中每一種的無人機系統發展的具體機會和例子。為此,本文簡要討論了澳大利亞國防軍目前的機隊,然后探討了一些不斷發展的無人駕駛空中機動性技術和概念,澳大利亞國防軍可能會考慮在下一代空中機動性機隊中使用。最后,本文提出了無人機系統空中機動性發展可能面臨的一些挑戰,以幫助未來的研究和探索。
證據表明,需要一個靈活的、跨服務(和跨文化)、跨行業的方法來設計、開發和使用未來的空中機動部隊。傳統的澳大利亞皇家空軍中重載平臺和陸軍輕中載平臺的分叉模式可能會讓位于大型和小型載人和自主系統的混合艦隊。聯合部隊設計者之間的集體方法--跨單一軍種總部的真正合作--對于皇家空軍的固定翼空中機動團體和陸軍的旋轉翼團體之間的合作至關重要。也許更重要的是,在這個領域需要與工業界合作。商業行業在自主車輛領域發揮著相當大的作用,政府和私人研究和開發組織也是如此。現有的和新的伙伴關系的跨服役杠桿對于利用未來自主的ADF空中機動性的機會是至關重要的。
無人機系統(UAS)在美國軍事行動中越來越突出。作為其現代化戰略的一部分,美國防部(DOD)目前正在開發先進的無人機,以及可選的載人飛機。在過去幾十年中,軍隊使用無人機執行各種任務,包括:
分析人士和美國防部認為,無人機可以在許多任務中取代載人飛機,包括
此外,美國防部正在開發一些實驗概念,如飛機系統體系、群集和致命自主武器,以探索使用未來幾代無人機的新方法。在評估潛在新的和未來無人機項目、任務和概念的撥款和授權時,國會可能會考慮以下問題: