2016年美国无人机发展大事记

2016年美国无人机发展大事记随着各国无人机应用的不断扩展，美国的不对称优势逐渐被打破，同时，“反介入”挑战威胁着美国传统的军力投射模式，在这种情况下，美国开始精心打造新技术的战略支配地位，其关键在于有能力驾驭当前“机器人革命”的优势，让数量庞大的低成本系统投入战场。

美国防部在2017～2021财年规划投入180亿美元，发展具有“抵消”作用的各项技术，其中低成本无人系统是预算材料中列出的7项技术之一。

2016年，集群化和小型化成为美国无人机发展热点，另外，武器化同样是其不懈追求的目标，特别是机载激光武器的研发成为未来实现无人机武器化的重要途径。

1路线图——提供政策性指导和技术性建议2016年5月美空军发布的其未来20年小型无人机发展路线图和2016年6月美国国防科学委员会（DSB）发布的关于自主技术的研究报告为美国无人机未来发展提供了宏观政策性指导和技术性建议。

（1）美空军发布《2016－2036年小型无人机系统飞行计划》无人机系统的不对称优势大大提高了美空军的作战效能。

然而，随着技术的快速发展，无人机系统在世界各国的普及，美空军的这种优势在逐渐消失。

为了维护美国的空前军事优势，满足作战需要，美空军正积极开展小型无人机系统（SUAS）创新应用研究。

2016年5月17日，美国空军正式发布了其未来20年小型无人机系统路线图——《2016－2036年小型无人机系统飞行计划》。

该计划明确了无人机系统的分类，总结了美国小型无人机系统的发展现状，预测了小型无人机未来的创新作战概念和作战任务，并给出了未来小型无人机发展在经济性、互操作性、模块化、安全、通信等系统特性方面的考量。

（2）美国防科学委员会发布自主技术研究报告《Summer Study on Autonomy》无人自主技术是武器装备在无人或少量人员介入条件下，自动执行、完成各种军事任务所需的核心技术。

随着无人装备在战场上开始大量应用，无人自主技术的研究进入快速发展阶段。

美国高度重视无人自主技术发展，2016年6月，美国国防部下属的国防科学委员会（DSB）发布了关于自主技术的研究报告《Summer Study on Autonomy》。

报告认为，自主技术将越来越多地应用于国防部全谱任务中，并将在多个维度产生巨大的作战价值。

美国防部必须加速推动该领域的发展进程，力促更好地实现这一价值。

报告指出，受商业市场力量的驱动，全球范围自主领域的技术进展日新月异，导致美国盟友和对手获得自主作战能力的门槛逐渐降低。

在人工智能取得巨大技术进展的推动作用下，自主技术的发展将迎来新契机，自主能力的应用正变得无所不在。

该研究针对三个方面提出大量重要建议：针对加速自主能力应用提出11项建议，针对加强自主系统应用需求牵引提出10项建议，针对扩展自主系统技术范畴提出5项建议（各项建议详见《现代信息》2016年第10期“美国无人自主技术发展迎来新契机”）。

2集群化——继续成为发展热点美国防部在2017财年预算申请中计划为DARPA安排29.7亿美元的科研预算，用于多个项目的研究，其中一项就是“蜂群”作战的自主无人机项目。

团队作战是现代军事学说的一个核心组成部分，但人们在考虑无人机的作用时，通常只考虑单架无人机的作用，而非将它作为一个团队的成员来考虑其作用。

而如今，由于美国防高级研究计划局（DARPA）开展的研究项目如“小精灵”项目、美海军研究局（ONR）推出的低成本无人机蜂群技术（LOCUST）等的问世，上述情况可能正在发生变化。

目前，许多军方机构正在努力研制利用无人机向敌人开展蜂群式进攻的能力。

这些研究将使军用无人机蜂群研究步入更有深度、更重要的研究领域。

（1）美国防高级研究计划局（DARPA）继续推进“小精灵”项目美国空军继续推进DARPA开展的“小精灵”项目，该项目共分为三个阶段：系统和技术设计、初步设计以及原型飞行演示验证。

2016年3月23日，DARPA宣布将“小精灵”项目第一阶段390万美元的合同授予复合材料工程公司、Dynetics公司、通用原子航空系统公司和洛马公司。

DARPA希望于2020年之前开展“小精灵”项目的飞行演示验证，演示空中投放且可回收的无人机的可行性和可能性。

图1 “小精灵”无人机从C-130运输机上群射和回收示意图“小精灵”项目的关键使能技术包括：空中投放和回收技术、装备与飞机一体化概念；低成本的机身设计；有限寿命设计；自动复飞策略；精确数字飞行控制和导航；空中加油技术；高效小型涡轮发动机；小型分布式有效载荷集成以及精确战位保持。

在2016年9月20日举办的美国空军协会（AFA）年度会议上，通用原子公司展示了其承担的国防高级研究计划局（DARPA）“小精灵”项目的全尺寸无人机方案。

该项目是为在强对抗环境中作战而设计的，“小精灵”无人机可作为ISR平台，成为组网的传感器和其他平台一起协同获得目标近距离图像或迷惑敌人防空系统。

另外，通用原子公司表示还想把“小精灵”无人机配装到MQ-9死神无人机上。

MQ-9可以外挂1362千克的载荷，而小精灵无人机的重量只有320千克。

这说明MQ-9可以携带不止一架“小精灵”执行任务。

通用原子公司副总裁表示，“小精灵”项目第一阶段已快结束，2016年底第二阶段的需求征询书将会公布。

由于项目存在竞争，通用原子公司没有说明无人机的设计细节，只表示空基发射和回收是重中之重，而“指挥控制”和自主是重要技术。

该项目将在2019年开展演示验证试验。

（2）“低成本无人机蜂群技术”（LOCUST）项目完成飞行试验2016年5月23日，美国海军研究局（ONR）和乔治亚州理工大学联合发布一份视频显示，双方的“低成本无人机蜂群技术”（LOCUST）项目已于2016年4月完成了30架无人机连续发射并编组飞行的试验。

LOCUST项目由美国海军研究局领导，乔治亚理工大学参与。

该项目发展了一型多管发射装置，可在陆地或舰艇甲板上，以每秒一架的速度发射上百架管射小型无人机。

这些小型无人机可在特定区域一起执行掩护或巡逻任务，还可发展为武器实施对地攻击。

视频显示，30架无人机被相继发射，每架机都在发射后成功展开机翼飞行。

美国海军研究局项目经理表示，之前从未有过这种自主等级的无人机“蜂群”飞行试验，无人机可消耗和可配备多种有效载荷的特点，使其成为降低作战人员风险的“力量倍增器”。

目前，美国空军和海军都在着力发展基于大量低成本无人机的作战概念和技术。

这些无人机可由一名或少数任务管理员在后方控制，可吸引敌方发射昂贵的防空导弹，并可完成各种多样的任务。

图2 无人机连续发射并编组飞行试验（3）DARPA启动无人蜂群项目提升城区侦察能力据DARPA官网2016年12月7日报道，美国国防高级研究计划局（DARPA）希望与业内合作，在进攻性蜂群使能战术（OFFSET）项目下研发无人平台蜂群战术，增强城区内的侦察能力并能远距离识别美军及其盟军面临的威胁。

OFFSET项目将开发基于游戏的开放体系架构，测试针对城区作战无人系统蜂群专门设计的蜂群战术。

根据DARPA网站公布的信息，OFFSET将开发和演示可由100多个无人空中和/或地面系统使用的蜂群战术，计划演示100多种作战相关蜂群战术。

此外，DARPA研究人员希望这种蜂群系统会带来无人平台集群实现技术的新发展，如分布式感知、稳健弹性通信、分布式计算与分析、自适应集体行为等。

该项目将在两个领域提升作战小分队在城区环境下作战的效率：一是集群自主能力，完成灵活、复杂的集体行为，实现智能行动、决策以及与环境的交互；二是人与集群编队，使集群指挥官能推断集群系统行为，与集群系统交互并影响其行为。

DARPA计划2017年1月30日左右发布OFFSET项目的正式信息征寻书。

3小型化——提高军事竞争力的重要途径为了维护美国的空前军事优势，满足作战需要，美军积极开展小型无人机系统（SUAS）创新应用研究。

利用小型无人机系统执行低端任务，可压低成本曲线，最终保持美国在全谱冲突中的优势。

同时，无人机蜂群的研发进一步推动无人机向低成本小型化发展。

利用小型无人机系统执行低端任务，可压低成本曲线，最终保持美国在全谱冲突中的优势。

同时，无人机蜂群的研发进一步推动无人机向低成本小型化发展。

（1）DARPA“快速轻量自主”无人机完成首飞据DARPA网站2016年2月12日报道，目前，美国在执行紧急监视任务方面存在能力不足：军队在城市环境中执行危险的巡逻任务或救援队开展灾难营救行动时经常使用无人机搜集态势感知数据，但是在需要了解建筑物内部的情况时却仍需人员进入，而这通常会使美国军人或救援队员处于危险之中。

DARPA启动了“快速轻量自主”（FLA）项目，通过发展全新算法使小型无人机在无操作人员遥控信号和GPS信号介入的情况下，仅凭借自身携带的高分辨率摄像机、激光雷达、声纳或惯性测量单元，便可在房间、楼梯、走廊或其他设障环境中执行自主导航飞行等低等级的任务。

“快速轻量自主”无人机的尺寸将足够小以便从窗户进入建筑，而飞行速度可以达到20米/秒。

DARPA认为该项目极具挑战性，原因在于需要在有限的机载运算环境下权衡尺寸、重量、功率，以完全自主地执行复杂飞行任务。

（2）美陆军拟研发重量低于0.5千克的纳无人机根据美国“联邦商业机会”网站2016年3月1日公布的信息征询书（RFI），美陆军正在寻求研发一种重量低于1磅（约0.5千克）的纳无人机，整个无人系统的重量不高于3磅（约1.4千克）。

陆军将其称为纳无人机。

纳无人机的研发旨在寻求在不得不清剿排查房间前，先使用该无人机穿越建筑物进行侦察，从而为士兵提供保护。

美陆军方面对该纳无人机的期望具体包括：该系统是一套完整且独立的系统，包含所有必需的硬件、软件、无线电设备、电池，拥有一个战术背袋，可以由单兵进行操控飞行。

全系统（包括航空部分、地面部分及显示器）重量约1.4千克，航空器重量150克。

该系统具备昼夜成像能力；近实时显示视频和遥测数据。

该系统必须在联邦（国防部）分配的无线电频率上运行；在丢失无线电信号的情况下，能够具备返回预定地点的能力。

该系统的显示屏将在昼/夜及背光环境下可视，拥有亮度调节及对比度控制能力。

采用标准的可互操作充电配置，使用军事标准及商业上广泛可获取的充电器。

航空器应具备可徒手投放及回收且无需暴露操作人员位置的性能，必须在手控模式及航路点导航模式下运行。

航空器操作半径为500米，任务续航能力为15分钟，投放时间小于60秒。

航空器应具备以下分辨率：经过训练的操作人员白天可在100米距离、夜间可在50米距离以90%的概率辨别人物大小的目标；经过训练的操作人员白天可在20米距离以90%的概率确定人物大小的目标是否持有步枪。

航空器必须能在持续风速高至10节、阵风风速高至15节的环境下运行。