“開局”系列無人機關鍵技術與發展趨勢

2022年9月，美國通用原子航空系統公司（下稱通用原子公司）發布“開局”（Gambit）系列無人機概念圖，意在參與美國空軍“協同作戰飛機”（CCA）項目開發?！伴_局”系列無人機以通用硬件為核心平臺，選配不同的機身、發動機和機載武器等組件組裝而成，它以自主控制、人工智能、人機協同等關鍵技術和規?；圃炷Ｊ綖橹危瑸椤皡f同作戰飛機”項目提供最優設計與低成本解決方案，凸顯了未來美軍無人機及其技術發展的新動向。

發展背景

近年，無人機在納卡沖突、阿富汗戰爭等戰場上展現了非凡價值。因此，世界各國對無人機的需求不斷增加。通用原子公司為進一步豐富產品譜系并拓展市場，在美國放寬無人機出口政策后，正在繼續尋找新的無人機出口機遇，以期爭奪更多的海外市場。

2022年5月，美國空軍首次公布“協同作戰飛機”項目，該項目旨在研制與有人戰斗機協同作戰的新型無人機，提高有人戰斗機的作戰能力?！皡f同作戰飛機”項目要求制造商針對不同作戰需求，以更低的成本研制無人機，促進戰術和技術開發；“協同作戰飛機”無人機在有人戰斗機飛行員發出作戰指令后，自主執行偵察、監視、打擊、電磁干擾等多項任務。新型“協同作戰飛機”研制基于“天空堡”自主核心系統和“忠誠僚機”等技術，跳過驗證試驗階段，直接進入工程制造階段，以加快項目研制進度。美國國防部證實，2024財年美國國防預算將向“協同作戰飛機”項目撥付經費。

“開局”系列無人機展示了通用性強、自主性高、先進的人工智能技術、規?；圃?、成本低等優勢，戰勝了參與“協同作戰飛機”項目競標的波音公司“空中力量編隊系統”和克拉托斯公司X-58A“女武神”等對手。由于參與了美國空軍“協同作戰飛機”項目開發，通用原子公司獲得美軍項目經費支持，并提供最先進的軟件系統，以及操控簡單的低成本“開局”系列無人機解決方案。

“開局”系列無人機透露了兩種需求，一是具有低成本優勢的無人機可滿足用戶擴大裝備規模的需求；二是具有較高配置的先進無人機與有人戰斗機協同作戰，能夠滿足未來空中協同作戰的需求。

設計特點與作戰能力

“開局”概念圖中的四型無人機采用相同的起落架、機載電子設備等通用硬件為核心平臺，在執行情報、監視、偵察（ISR）、空中作戰等任務時，選配不同的機身、發動機、機翼、傳感器、武器等組件，以實現快速組裝和規?；圃?。

“開局”1長航時無人偵察機

該型無人機采用大展弦比機翼設計，增大了升阻比。優化的發動機燃油系統降低了油耗，增大了無人機在特定空域執行偵察任務的續航時間。在戰術任務中，“開局”1作為有人戰斗機的“協同作戰飛機”，對敵方目標實施偵察、監視和定位，為有人戰斗機提供戰場情報，減小有人戰斗機暴露的風險，提高有人機的戰場生存能力。

“開局”2察打一體無人機

“開局”2察打一體無人機配裝有空空導彈，具備偵察、監視和打擊能力，但續航時間和巡航速度均低于“開局”1長航時無人偵察機。在執行任務時，多架“開局”2前出探測敵方目標，使用光電/紅外吊艙等傳感器，從不同角度和高度對敵方前沿空域的敵機進行監視，并將獲取的情報傳給有人戰斗機，縮短有人戰斗機打擊敵機的決策時間。針對打擊目標，“開局”2通過人工智能、機器學習等技術，制定戰術方案，發射機載空空導彈對敵機進行實時打擊。

“開局”3靶機

“開局”3靶機與“開局”2察打一體無人機外形相似，通常與美軍先進防空系統和第五代隱身戰斗機等裝備進行攻擊對抗訓練，在對抗訓練中調整和提高戰術戰法，在保持訓練強度的同時，有效延長了F-35和F-22戰斗機的使用壽命，降低了美軍隱身戰斗機的訓練與維修成本。

“開局”4隱身戰略無人偵察機

“開局”4隱身戰略無人偵察機把隱身性作為戰場生存指標，采用飛翼布局構型，改進的蒙皮結構減少了機身表面的縫隙，飛翼布局的浸潤面積較常規布局小。進氣口位于機體上部，發動機安裝在寬而扁的機身內。機身后緣呈W型，先進的設計與流動控制平衡了隱身性與氣動設計之間的矛盾。該機沒有垂直尾翼和水平尾翼，降低了結構重量和無人機系統的燃油消耗，提高了載油系數。該機使用的復合材料、吸波涂層、低噪聲發動機技術可有效優化隱身性能?！伴_局”4隱身戰略無人偵察機可“穿透”嚴密的防空網，在敵軍后方空域執行持久情報、監視與偵察（ISR）任務，并構建生存力更強、成本更低的感知網絡。

關鍵技術

為滿足美軍未來“協同作戰飛機”的需求，“開局”系列無人機采用了通用、模塊化、自主控制、人工智能、通信網絡安全與防護、人機協同等關鍵技術。

通用技術

“開局”系列中的四型無人機均采用開放式架構，使用相同的起落架、機載電子設備等硬件作為核心平臺。

模塊化技術

通用原子公司將模塊化技術運用于“開局”系列無人機研發中，加快無人機研制、鑒定試驗等發展進程，有效降低成本，縮短無人機的制造時間，滿足美軍情報、監視與偵察（ISR）、電子戰、目標打擊等不同任務的需要。

自主控制技術

美國空軍將運用“天空堡”自主核心系統等先進技術，發展具有高度自主性的“開局”系列無人機，確保無人機自主起飛、飛行和降落。美軍將交替進行驗證試驗與技術升級，分階段驗證無人機自主控制技術，利用智能算法，不斷增強無人機自主作戰能力，提升無人機的作戰效能。

人工智能技術

通用原子公司基于人工智能和機器學習技術，提升“開局”系列無人機的性能、飛行安全性、作戰能力，提高軍方戰場管理與指揮控制效率。“開局”系列無人機采用先進的軟件系統處理和評估戰場態勢，制定戰術打擊方案，以減輕無人機情報專家和操控員的工作負擔。

通信網絡安全與防護技術

“開局”系列無人機減少了通信衛星網絡的使用。當采集大量感知、跟蹤情報時，它將采用新型通信網絡，向有人戰斗機和其他無人機傳輸在空中獲取的信息，利用短脈沖群接收操控員的指令，最大限度減小被探測、被干擾的概率?！伴_局”系列無人機的導航與定位使用“拒止”環境下的導航系統，提高了安全性。

人機協同技術

“開局”系列無人機將實現更高級別的人機協同能力，以支撐體系化作戰。它以任務和編隊為中心，將識別能力與自主控制技術相結合，為有人機飛行員提供戰場情報，具備預警和監視能力，減小高價值有人戰斗機的作戰風險，提升有人戰斗機的戰場生存能力。在執行戰術打擊任務時，有人戰斗機和“開局”無人機組成編隊，同步部署，協同作戰，結合各自優勢，對敵方目標實施偵察、監視、定位和打擊，發揮不對稱作戰優勢。

發展趨勢

“開局”系列無人機聚焦通用、自主控制、人工智能、人機協同等關鍵技術的同時，呈現了三方面發展趨勢。

一是產品系列化發展?！伴_局”系列無人機具有長航時無人偵察機、察打一體無人機、戰略無人偵察機等機型，可滿足未來偵察、監視、打擊、有人-無人協同作戰等任務需求。

二是產品模塊化發展?！伴_局”系列無人機利用美軍“天空堡”自主核心系統等即插即用技術，提高自主性和有人-無人協同作戰能力，并運用數字工程技術，提高論證、設計與試驗效率。

三是產品規?；圃臁Ｃ儡姴捎猛ㄓ糜布可a“開局”系列無人機，利用不同企業的優勢，提高無人機生產速度，降低成本，高效滿足無人機在現代戰爭中的戰略制衡和戰術任務需要。