看DARPA都忙些什么

袁成

2015年是美國國防預(yù)先研究計劃局（DARPA）成立的第57年。半個多世紀(jì)以來，該局一直非常重視航空技術(shù)的發(fā)展，曾孵化出隱身作戰(zhàn)飛機、長航時無人機等多種改變戰(zhàn)爭規(guī)則的航空裝備。2015年，該局又依托美國國防科技研究成果的不斷積累和成熟，著眼于美軍懾止并戰(zhàn)勝大國對手這一核心需求，開啟了一系列新的軍用航空技術(shù)發(fā)展工作，以孕育美軍未來的空戰(zhàn)裝備，確保美軍可在未來的強對抗環(huán)境中維持空中優(yōu)勢。

2015年DARPA航空領(lǐng)域科研工作的主要方向

2015年，DARPA在航空領(lǐng)域開展了數(shù)十個科技項目，研究領(lǐng)域涉及體系作戰(zhàn)、裝備新概念、機載系統(tǒng)和機載武器等。

從統(tǒng)計結(jié)果看，2015年DARPA在航空領(lǐng)域的成果頗豐，而其科研主要方向有三個，即：分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)、強對抗環(huán)境作戰(zhàn)支持技術(shù)和先進機載武器技術(shù)。

分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)

分布式作戰(zhàn)是美軍著眼于未來強對抗環(huán)境而提出的新作戰(zhàn)構(gòu)想，其核心思路是將昂貴大型裝備的功能分解到大量小型平臺上，通過自主、協(xié)同等技術(shù)達(dá)到相同或更高的作戰(zhàn)能力，同時具有任務(wù)成本低、作戰(zhàn)靈活性高等優(yōu)勢。目前，DARPA正圍繞空中發(fā)射回收、開放式系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)同作戰(zhàn)、戰(zhàn)場管理等重點，開展分布式作戰(zhàn)概念支撐技術(shù)研究。

空中發(fā)射回收技術(shù)。新提出““小精靈”項目，發(fā)展小型無人機群空中發(fā)射和回收、小型有效載荷、緊湊發(fā)動機、可變幾何外形存儲等技術(shù)，并開展試飛；

開放式系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)。通過“體系集成技術(shù)試驗”（SoSITE）項目，旨在基于現(xiàn)有裝備，實現(xiàn)各類機載系統(tǒng)和武器即插即用，提升作戰(zhàn)靈活性；

協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)。通過“拒止環(huán)境中的協(xié)同作戰(zhàn)”（CODE）項目，發(fā)展先進算法和軟件，使機群在一名操作人員的管理下合作完成發(fā)現(xiàn)、跟蹤和攻擊等任務(wù)；

戰(zhàn)場管理技術(shù)。通過“分布式作戰(zhàn)管理”（DBM）項目，發(fā)展先進算法和軟件，提高任務(wù)規(guī)劃和態(tài)勢感知能力，面對復(fù)雜任務(wù)幫助飛行員快速做出合理決策。

目前，分布式作戰(zhàn)技術(shù)已成為美軍航空領(lǐng)域的重要研究方向。除了DARPA，美國戰(zhàn)略能力辦公室（SCO）和海軍研究局（ONR）也分別開展了相關(guān)演示驗證項目。另外，2016年4月負(fù)責(zé)美國空軍戰(zhàn)略規(guī)劃的霍姆斯中將也表示，美空軍未來的新平臺之一將是大量制造與部署的廉價、準(zhǔn)一次性使用的蜂群無人機。

強對抗環(huán)境作戰(zhàn)支持技術(shù)

在強對抗環(huán)境中，敵方的電磁干擾和網(wǎng)電攻擊可導(dǎo)致美軍的通信中斷與降級、GPS信號丟失、情報信息無法獲取、激光指示器失去作用。為此DARPA實施多個項目，探索在強對抗環(huán)境中使用的通信、組網(wǎng)、導(dǎo)航和雷達(dá)對抗等技術(shù)。

數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。通過“100Gbps射頻高速鏈路”（100G）項目，設(shè)計、制造和試驗通信速率100Gb/s的機載通信數(shù)據(jù)鏈，其對空作用范圍200千米，對地100千米；

組網(wǎng)技術(shù)。通過“滿足任務(wù)最優(yōu)化的動態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”（DyNAMO）項目，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)動態(tài)適應(yīng)技術(shù)，使美軍各獨立的空基網(wǎng)絡(luò)在面對主動電子干擾時，仍可安全地和及時地高速通信；

導(dǎo)航技術(shù)。通過“強對抗環(huán)境中的空間、時間和方位信息”（STOIC）項目，開發(fā)包含精確定位、導(dǎo)航和皮秒等級授時技術(shù)的系統(tǒng)原型，避免依賴GPS；

雷達(dá)對抗技術(shù)。通過“雷達(dá)自適應(yīng)對抗”（ARC）項目，發(fā)展先進軟件處理技術(shù)，確保機載電子戰(zhàn)系統(tǒng)可在復(fù)雜電磁環(huán)境下識別敵我和對抗未知雷達(dá)威脅。

先進機載武器技術(shù)

目前DARPA正從自主能力常規(guī)彈藥、高超聲武器和激光武器等技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力，為美軍塑造全新的空基交戰(zhàn)與打擊能力。

自主能力常規(guī)彈藥技術(shù)。通過“導(dǎo)引頭成本轉(zhuǎn)變”（SECTR）項目，開發(fā)具有被動捷聯(lián)電光/紅外傳感器、GPS接收機和慣性測量部件的小型經(jīng)濟可承受導(dǎo)引頭原型，在強對抗環(huán)境中為常規(guī)彈藥提供自主導(dǎo)航和精確末制導(dǎo)；

高超聲武器技術(shù)。通過“戰(zhàn)術(shù)助推滑翔”（TBG）和“高超聲速吸氣式武器概念”（HAWC）項目，開發(fā)戰(zhàn)術(shù)級空射高超聲速助推滑翔彈和巡航導(dǎo)彈原型彈，為研制空射高超聲速打擊武器奠定基礎(chǔ)。

激光武器技術(shù)。通過“高能液體激光區(qū)域防御系統(tǒng)”（HELLADS）項目，開發(fā)150千瓦級的戰(zhàn)術(shù)級機載激光器，對抗導(dǎo)彈、飛機及各類地面目標(biāo)。

當(dāng)前DARPA航空領(lǐng)域科技項目安排的主要特點

與其他國家開展的航空領(lǐng)域科技項目對比來看，已知的DARPA在2015年開展的航空領(lǐng)域科技項目安排具有如下一些值得關(guān)注的特點：

無人機技術(shù)著眼于新運用和新能力

與美軍和其他國家著重發(fā)展傳統(tǒng)中高端無人機裝備和相關(guān)技術(shù)相比，DARPA正在拓展無人機的運用方式和任務(wù)能力。例如，“戰(zhàn)術(shù)偵察節(jié)點”（TERN）項目發(fā)展可在小型艦艇上垂直起降的中空長航時察打一體無人機技術(shù)，可能變革海上航空力量的運用方式；“可重構(gòu)嵌入式航空系統(tǒng)”（ARES）項目探索貨運無人機技術(shù)，拓展無人機的任務(wù)能力；“小精靈”項目聚焦小型空射可回收無人機機群，既拓展任務(wù)能力，又可能變革無人機的作戰(zhàn)運用方式。2015年12月，諾斯羅普·格魯門公司的尾座式垂直起降飛翼原型機贏得TERN項目第三階段合同。該原型機翼展約9.14米，后緣有4個主控制面。垂直起降和水平飛行時由安裝在前緣中間位置的直徑3米左右的反轉(zhuǎn)螺旋槳提供升力和拉力。該原型機在硬掛點上掛載272千克載荷時的作戰(zhàn)半徑可達(dá)到1700千米，將對美軍海上航空系統(tǒng)的應(yīng)用帶來變革。

自主技術(shù)應(yīng)用展開多路徑多領(lǐng)域探索

雖然多個國家均開展了自主技術(shù)軍事應(yīng)用研究，但目前看，只有DARPA在這一領(lǐng)域較全面地展開了多路徑多領(lǐng)域探索。DARPA分別圍繞自主導(dǎo)航、自主識別、自主規(guī)劃等領(lǐng)域安排多個項目，探索各技術(shù)路徑的可行性，一旦突破某條路徑，便可快速提升美軍裝備的自主能力。例如在自主導(dǎo)航領(lǐng)域，除前述STOIC和SECTR項目外，DARPA還安排了“適應(yīng)性導(dǎo)航系統(tǒng)”（ANS）、“微型定位、導(dǎo)航、授時技術(shù)”（Micro-PNT）、“量子輔助傳感與讀出”（QuASAR）、“超快激光科學(xué)與工程”（PULSE）等不同技術(shù)路徑的項目，通過探索冷原子干涉陀螺儀、微機電系統(tǒng)、高精度原子鐘、超短脈沖激光、被動捷聯(lián)式電光/紅外傳感器等技術(shù)，全面發(fā)展各類不依賴GPS的定位、導(dǎo)航和授時技術(shù)。

協(xié)同作戰(zhàn)技術(shù)發(fā)展著眼于強對抗環(huán)境

與美國空軍目前著力打通五代機和四代機之間的通信，使F-22等五代機融入空戰(zhàn)體系不同，DARPA在該領(lǐng)域的探索更加著眼未來空戰(zhàn)，著重發(fā)展強對抗環(huán)境下的協(xié)同技術(shù)。該局正通過CODE、DyNAMO等項目探索先進的軟件和算法，確保美軍各空中作戰(zhàn)平臺在遭到電磁干擾和網(wǎng)電攻擊時仍可具備安全組網(wǎng)和通信等功能，實現(xiàn)在強對抗環(huán)境中有效執(zhí)行聯(lián)合作戰(zhàn)任務(wù)。

高速打擊武器技術(shù)聚焦于戰(zhàn)術(shù)級應(yīng)用

在高超聲速武器技術(shù)領(lǐng)域，與美陸軍、海軍和俄羅斯等國發(fā)展戰(zhàn)略級高超聲速助推滑翔彈不同，DAPRA正發(fā)展可配裝戰(zhàn)斗機的戰(zhàn)術(shù)級高超聲速助推滑翔彈和巡航導(dǎo)彈，并力求在2020年左右實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。采用基于現(xiàn)有平臺的空基發(fā)射方式可極大地降低高超聲速打擊武器系統(tǒng)的采購成本、增加采購數(shù)量，而戰(zhàn)術(shù)級的定位可能使美軍數(shù)千架戰(zhàn)術(shù)飛機都具備防區(qū)外實施高超聲速打擊的能力，從而形成巨大的常規(guī)威懾能力。

幾點看法

從近幾年DARPA航空領(lǐng)域科技項目的實施來看，DARPA的科技工作正重新聚焦于各類前沿軍事技術(shù)的探索和轉(zhuǎn)化，且這一趨勢越來越明顯。從歷史來看，雖然DARPA的職責(zé)是探索先進軍事技術(shù)，但其“焦點”卻持續(xù)在近期和遠(yuǎn)期需求之間波動。在美國卷入局部戰(zhàn)爭時，DARPA可能主要發(fā)展?jié)M足近期作戰(zhàn)需求的技術(shù)；與大國對抗時，該局則會針對假想敵探索前沿軍事技術(shù)。例如，越戰(zhàn)期間，DARPA發(fā)展了滿足作戰(zhàn)急需的先進技術(shù)；而在20世紀(jì)70年代美國開始實施第二個“抵消戰(zhàn)略”時，則針對蘇聯(lián)探索并轉(zhuǎn)化了隱身、精確制導(dǎo)等前沿軍事技術(shù)。2001年以來的十年反恐戰(zhàn)期間，DARPA又發(fā)展各類反恐技術(shù)，以致美國輿論批評時任局長特瑟背離了DARPA的使命；而通過上文梳理可看出，隨著美軍戰(zhàn)略重點再次轉(zhuǎn)向應(yīng)對大國，特別是在提出第三個“抵消戰(zhàn)略”后，DARPA又開始重新聚焦各類前沿軍事技術(shù)的探索和轉(zhuǎn)化。

2016年2月，DARPA局長普拉巴卡爾在美國國會眾議院武裝力量委員會新興威脅和能力小組委員會上指出，該局的項目組合將驗證新“抵消戰(zhàn)略”的核心關(guān)鍵技術(shù)。為此，DARPA的投資領(lǐng)域正重新聚焦為以下三項，即重塑復(fù)雜軍用系統(tǒng)、征服信息爆炸、培育技術(shù)突襲的種子。普拉巴卡爾表示在重塑復(fù)雜軍用系統(tǒng)這一投資領(lǐng)域中包含了“體系集成技術(shù)和試驗”（SoSITE）、“分布式作戰(zhàn)管理”（DBM）、“持久近距空中支援”（PCAS）和“遠(yuǎn)程反艦彈”（LRASM）等多個航空領(lǐng)域科技項目（DARPA圖片）

由于美國已將我軍定為頭號假想敵，并實施旨在打造新常規(guī)威懾能力的第三個“抵消戰(zhàn)略”，DARPA有史以來首次開始針對我國發(fā)展前沿軍事技術(shù)。該局將借鑒第二個“抵消戰(zhàn)略”戰(zhàn)勝蘇聯(lián)的成功經(jīng)驗，針對我國在研、在役裝備，力求實現(xiàn)技術(shù)突襲，為美軍贏得博弈提供重要助力。對此，我國應(yīng)予以高度重視和積極應(yīng)對，首先要做好情報工作，密切掌握DARPA科研的方向、重點和特點，預(yù)見其發(fā)展態(tài)勢；同時，應(yīng)真正借鑒DARPA的科研機制和航空科研安排，兼顧我遠(yuǎn)期和近期需求，設(shè)計適合國情并突出前瞻性、先導(dǎo)性、探索性和顛覆性特點的航空科技項目安排，理順成果轉(zhuǎn)化機制，為我國加強國防科技威懾力、快速生成新質(zhì)戰(zhàn)斗力和發(fā)展未來裝備提供有力支持。