美国空军无人飞行器及未来六代机概念系统技术介绍.docx

美国空军无人飞行器及未来六代机概念系统技术介绍目录1.序言12 .无人驾驶军用车辆相关的关键术语53 .真正的无人驾驶机器人飞行器74 .无人驾驶半自主战术飞机125 .超级航母繁华的甲板上操作无人系统166 .将基本的UCAV功能改装到现有的隐形飞翼监视无人机设计中177 .Swarm的软件将预先加载对各种刺激和情况的响应298 .美国国防安全规划署30Z66 二v: W6lsm H OOoog co2JS - OoQ26ubj IUnuI×es UdE oscorpds EnEXBW OOC9CFlMtoMsIUnlU×es SPUnOd gcoeoo二6m AJaC一 6 -1 gL=6工W ZJ ecoUBdSOWM - L U 8 b £6U ，：suouEQUBdS-BO PUe (Um P亘)SgEeUACJ HJaZ9，x <H->O-TK0 UOlyB 工。口山SWB Woaon- -< goz J0)qE 9 >0N =6-Siz H OOooln)=u2J3S s=E 009-LJnoJZCo:6ub.i IUnE×es lpew L 60j3ds IUnUI×es SPUnOd ogocIa6M IPUnB-IUnuI×es .Spunod 0S9 :W6M QJ goL UBdSEM -二oe £6118, ：suouluQ uDos An。 S 2 SU so-l二0< Ndgn6oe U2ew ： W6 二二S-ML COOodF611=一 UaJs s= OgQco:a)6ueUInUJ×es sen ZzOds UInuJxew punod OOQ 9 =6m IPUnB- EnuIXBWSPUnOd OOg(AM AJa JIZ UedS6u-m aj 0 £6U 1: suouEQ suo=nos'n。 SOaQ socuJyls.x一AXC5>60Oe=Jd< :£6 二二 siz U OOOog c a2J3 SJnoq 8 二6ubj IUnUJ×ew UdE 09 寸：p ds UInExewSPUnOd OoeCo二 JU6M Ipune- EnUIxew(J 99 UedS6u - M 医 4 £6U 当：suouUJo SEgSAS -30< sluow -BJ U 0 ,16u>4 OzdwSQ一qedeo AUJoUolne -e e d。-> P。一 He。/ JnoJ 6un S 一 。OL=< UlAWONoIrW "MBW< 0Z-OZ<>Q<喷气发动机出现以来，美国空军似乎己经实现了空战能力的最大飞跃-或者至少是这样。如今，无人驾驶军事能力风靡一时，其概念从昆虫大小的飞行无人机到无人狩猎巡逻艇，再到名义上的无人驾驶高超音速飞机。然而，出于某种原因，空军似乎对无人驾驶战争的几乎所有应用都感兴趣，但最相关的一种，可以有效和高效地取代预算不足的战术战斗机，同时在未来几十年的空战能力方面超越我们的潜在敌人。像Skyborg这样的项目也帮助空军获得了非常基本的信心，即使用具有不同程度自主性的无人机进行日常操作的能力，就像使用载人飞机一样安全有效地进行。同样，该服务不得不与美国联邦航空管理局(FAA)就在美国领空内进行自主相关研发以及测试和评估活动的安全性进行接触。美国空军现在计划进行涉及从佛罗里达州埃格林空军基地飞出的XQ-58A的测试的部分原因只是为了进一步证明这些无人机可以在附近各种测试和训练靶场的设定范围内以可靠的安全水平自主运行。系统技术交流美国空军现在已经明确表示，SkybOrg计算机大脑或“自主核心”不会像现在这样直接进入未来的CCA。同时，该服务将其视为“直接提升”，将为CCA工作的自主能力的进一步发展提供动力。空军部长弗兰克肯德尔(FrankKendall)此前己经确定了国防高级研究计划局(DARPA)的空战进化(ACE)项目和澳大利亚皇家空军的空中力量编队系统(ATS)计划，后者已经导致了波音澳大利亚MQ-28幽灵蝙蝠无人机的发展，作为先进空军无人飞机计划的“技术馈线”。然而，出于某种原因，空军似乎对无人驾驶战争的几乎所有应用都感兴趣，但最相关的一种，可以有效和高效地取代预算不足的战术战斗机，同时在未来几十年的空战能力方面超越我们的潜在敌人。在国防方面，这是一个相对简单的主张：建造一种与当前载人战斗机尺寸相似的隐形飞翼无人机，并将它们设计为打击高度防御空域深处的固定目标。除了这种基本最键的能力之外，这些飞机还应该设计为相互交互，并使用现有的传感器技术，通信概念和计算能力感知周围的战场。这将使他们能够对计划外的威胁做出反应，甚至作为一个团队以不人道的效率避免或摧毁这些威胁和其他机会目标。这一系列功能通常被称为无人作战飞行器或UCAVo2 .无人驾驶军用车辆相关的关键术语在我们深入研究之前，让我们定义一组与无人驾驶军用车辆相关的关键术语：人机环一一个人通过直接控制界面主动控制车辆。这个概念的例子是“捕食者”和“收割者”无人驾驶飞机，飞行员看着显示飞机前方视野的屏幕，并以传统意义飞行。导航和战术选择完全由车辆的人类控制器做出。半自动一车辆在自动驾驶仪上工作，并遵循预编程的命令或通过类似台式计算机的界面提供给车辆。车辆可能具有一定数量的人工智能，但在做出关键决策之前会征求批准或指导。RQd全球鹰是一种半自动驾驶汽车。自主一车辆在没有任何实时人类指导的情况下执行任务。导航和战术决策完全由车辆根据预编程的软件和任务参数做出。这样的系统可以在没有人类控制器外部指导的情况下找到、修复和完成目标。3 .真正的无人驾驶机器人飞行器你可能会认为真正的无人驾驶机器人飞行器一一可以取代有人驾驶战斗机和攻击机的飞行器一一听起来很神奇。你会错的。事实上，这种基本能力在十多年前就以波音幻影工厂和DARPA领导的计划为幌子得到了证明，该计划以一对技术演示飞机为中心，命名为X45A。二:系统友术交沆这些无人驾驶飞机在当时看起来很陌右但它们实际上茬外观王写岑天出现的UCAV设计相似。X-45A是一种无尾飞机，具有曲柄短翼和梯形机身。该飞机具有低可观测（隐身）特征和武器舱，允许它们在测试期间投掷小型GPS制导弹药。总体而言，X45比生产型UCAV看起来要小，但作为技术演示者用来证明联网UCAV概念可以工作，它们远远不够。该计划背后的想法不仅仅是通过半自主的指挥和控制界面远程驾驶隐形无人机，而是证明这些喷气式飞机可以在最小的方向下协同工作，作为一个团队对他们的战斗环境做出反应，并在完成目标后幸存下来。X1不是像MQ-9“捕食者”和MQ-45“收割者”那样由飞行员在控制台前飞行，而是通过点击式桌面界面运行，在某些情况下，根本不需要任何人工命令。X-45将被告知执行各种任务，前往某个区域或进入某些模式。飞行器本身可以请求允许执行某些关键动作或应对特定情况，并且可以根据每个任务的目标设置飞机自身人工智能水平和决策权限的阈值。波音公司的X-45控制软件被称为DICE,或决策任务控制软件。该软件允许地面操作员从世界任何地方指导X45的任务，并允许两架X45A飞机作为一个团队工作，通过利用一组算法，机载传感器和通信数据链路来完成他们的任务。第一次X45飞行在爱德华兹空军基地进行，第二个样机在六个月后飞行。飞机本身令人印象深刻，但波音公司为控制它们而构建的DICE软件更是如此。它们共同是我们今天所知的飞行UCAV“群”概念的第一个公开披露的操作祖先。这是多架无人驾驶飞机自主交互在一起的地方，通过类似云的“集体”计算机思维以令人难以置信的速度完成任务。这个概念在今天的国防界已经很常见，它仍然是科幻小说的领域。在测试过程中，X45很快证明它们不仅可以作为一个具有高度自主性的单一编队一起飞行，而且它们可以在这样做的同时打击目标。到2005年初，两人作为一个单一的综合单位执行模拟战斗任务。随着测试的进行，波音和DARPA的项目经理确信他们正处于空战新时代的边缘，这是一个难以言喻的界限和令人难以置信的市场性。这个想法是，如果X45能够在具有挑战性的测试中证明自己的勇气，那么到十年之交，成群结队的全尺寸UCAV就可以在运行中飞行。此举将打破数十年来昂贵的有人驾驶战斗机和攻击机的开发时间。在该计划的第50次试飞中，这架飞机计划证明其新功能是多么有前途。X-45飞越模拟的敌方战场，自主控制和决策基本上由敌人拥有。突然，一个模拟威胁雷达启动了。这对联网的UCAV立即对威胁进行了分类，并根据每架X-45相对于目标的位置，可用的武器，每架无人机的燃料负荷以及目标本身的性质执行了摧毁威胁的计划。计算发生在眨眼之间。一架X-45立即改变航向攻击虚拟SAM站点，同时请求监视任务的地面操作员允许这样做。攻击获得批准，X-45用GPS制导炸弹消除了模拟威胁然后，另一个威胁个比第一个更难被发现的威胁一一突然出现，并被飞行机器人二人组以极大的偏见成功起诉。4 .无人驾驶半自主战术飞机测试证明，无人驾驶半自主战术飞机不仅可以成功地应对计划外的情况，而且它们在某些方面可以优于有人驾驶的飞机。此外，这次测试只包括两架飞机。数十甚至数百个UCAV可以利用同样的合作决策。这项新技术的潜在影响是巨大的。疯狂的是，这个测试发生在十多年前。想想你的手机在2005年的样子，或者你的电视，并将其与现在的样子进行比较。虽然UCAV的未来看起来非常光明，但与所有逻辑相反，伟大的UCAV革命将被埋葬，没有任何解释，随之而来的是一个可操作和剥离的无人群的承诺。在2000年代初加速发展后，它迅速演变成一项名为联合无人作战空中系统（简称J-UCAS）的联合倡议。海军一直在运行自己的，尽管不那么先进的UCAV技术演示计划与诺斯罗普格鲁曼公司的X47A。使用JUCAS,两个项目被置于同一个保护伞下，并将被迫共享一些信息，尽管每个团队都能够实现自己不同的目标。尽管如此，两家国防巨头之间即将推出一个全面的联合服务UCAVo到2005年，在HJCAS计划启动两年后，同年波音证明了其X-45作为一个团队可以做什么，DARPA退出了这项工作。HJCAS计划随后完全转移到美国空军和海军。这是有道理的，因为一个全尺寸UCAV的假定飞行将由两个服务共同管理，希望能够在十年末为两个服务采购一个单一的运营UCAV设计。然后在2006年，这个海军-空军财团突然崩溃，美国空军完全退出了该计划。这是一个令人难以置信的奇特举动，因为该技术显然具有广泛的应用，可能会对现代战场产生巨大的改变游戏规则的影响。美国空军突然退出最奇怪的是，他们之后没有继续启动自己的UCAV开发计划。从这一点开始，就好像这项技术在空军眼中不存在一样。美国空军怎么能拒绝在战争中取得如此巨大的进步呢？如果不是彻头彻尾的鲁莽，这似乎几乎是不可想象的。这一举动是否是X-45团队成功的结果，以及由此产生的威胁，这种新能力不仅对美国空军历史上孤立的战斗机飞行员文化构成威胁，而且对空军刚刚起步的大规模攻击战斗机计划F-35构成威胁，？还是美国空军埋葬UCAV计划是因为机密世界中已经存在其他非常相似的东西？在HJCAS消亡后，海军继续进行自己的UCAV计划，但只是作为一个更大的技术演