DARPA啟動「飛行導彈列車」無人機計劃

摘要

9月6日，美國防高級研究計劃局（DARPA）戰略技術辦公室（STO）以視頻形式在YouTube上向工業界發布「飛行導彈列車」（Flying Missile Rail，FMR）概念。

FMR構想

STO項目經理、空軍中校吉米·瓊斯表示，DARPA尋求的是一款可在F-16和F/A-18戰鬥機機翼下方掛載的低成本、可消耗的小型無人機，可至少攜帶一枚（或兩枚）AIM-120先進中程空空導彈打擊超視距目標。該無人機能夠以0.9馬赫的速度飛行20分鐘，具備從所在戰機機翼下或在自身飛行過程中根據遠程指令自動發射導彈的能力。

DARPA計劃於2018年進行原型開發和試驗活動，提供經費為37.5萬美元。DARPA要求FMR無人機造價低廉，可實現快速、大量和按需生產，能夠應對大規模交戰的臨時需求。這一概念有助於打破當前臃腫緩慢的戰術飛機採辦模式，還可能對美國防部無人機發展戰略的未來走向有所影響。

FMR概念特點

從核心能力上來講，FMR不是一款高端、半自主無人機，主要有三個特點：

一是可消耗性更強。對FMR無人機來說，計算機模擬與建模、強大的集中測試和開發工作以及間歇性的大規模空戰演練對驗證無人機的戰術和系統有效性最為重要，但後勤和維護需求幾乎為零。

二是設計和採辦可快速適應不斷變化的戰術環境。美軍可持續購買更加便宜的無人機設計，同時不斷增加新的功能，以近乎實時的方式適應新興威脅。這種採辦概念允許美軍針對不斷變化的戰術挑戰做出更加靈活的反應，使潛在對手在試圖攻擊時處於劣勢。

三是一次性使用。無人機可代替飛行員進入最危險的空域，降低美軍的作戰成本和政治風險。較低的單價成本和更加快捷的製造方法意味著無人機比有人駕駛飛機更新效率更高。總而言之，無人機可加速達成空戰的預期結果，且風險更低。

項目背景

「飛行導彈列車」計劃是DARPA面對新戰機成本和複雜性不斷上升等問題而採取的應對措施。若無法快速建造低成本的新型有人駕駛戰鬥機，為現役戰機配備無人機也是一個提升作戰能力的選擇。

隨著AIM-120先進中程空空導彈服役時間達到30年，在導彈能力特別是射程不斷被潛在對手追趕並超越的形勢下，FMR項目具有特殊意義。依靠設定的飛行能力，FMR將為美軍第四代戰機提供一個導彈發射緩衝區，避開敵方交戰區域，延長導彈射程。

在作戰時，FMR將為飛行員提供新的選項。若對手使用的是更為先進的飛機和導彈，戰機可以發射一架FMR無人機，然後離開交戰區，利用無人機攻擊對方。若敵人駕駛的是性能較差的飛機，美國戰機可以直接發射FMR無人機攜帶的導彈，留下無人機執行更加危險的任務。

項目要求

為了實現這一構想，DARPA將開展兩項工作，一項是開發FMR設計，二是開發一套能夠每月生產500架FMR的製造流程。相比之下，美空軍和美海軍2018財年申請的AIM-120導彈總數僅有325枚，這意味著該導彈每月的生產量僅有27枚。

設計要求

瓊斯表示，從理論上來說，FMR不僅能夠發射AIM-120導彈，還可以攜帶其他武器如小直徑炸彈和特殊載荷吊艙。

FMR無人機掛架必須與美空軍F-16和美海軍F/A-18戰鬥機翼下外掛點兼容。此外還要為無線電和天線留足空間，保證無人機能夠與戰鬥機通信。

瓊斯在信息徵詢書中表示，FMR可借用美空軍「忠誠僚機」項目技術，如無線電、處理器等設備以及將F-16戰機轉變成半自主武裝無人機的預裝軟體等。

美軍無人機戰略布局

結合美空軍的「忠誠僚機」、「第五代空中靶機」（5GAT）、QF-16無人靶機、「低成本可消耗無人機」（LCAA）等項目以及國防部「武庫機」概念，不難看出美國空中力量的發展方向。DARPA正在布局一個與「可消耗」無人機概念有關的能力集，並為之匹配靈活的採辦和製造概念。未來幾年，大量的無人機蜂群將升空與有人駕駛戰鬥機並肩作戰，每架無人機以及有人戰鬥機自身攜帶的小型無人機均可配備導彈，所有的戰鬥機和無人機都能夠與後方攜帶更多導彈無人機的「武庫機」通信，最終形成一支裝備更加精良、致命性更強的力量，打擊距離更遠的目標，使參戰的飛行員數量進一步減少，且成本更加低廉。

生產流程的革新意義

FMR計劃的核心要求是被稱為「箱內工廠」（factory in a can）的生產模式。其構想是整個製造流程外加材料、電子設備等一切必需品要能夠裝進幾個運輸集裝箱。DARPA建議使用高度自動化的先進位造工藝，如計算機數控（CNC）加工或3D列印等。

每個工廠每月要生產出500架FMR無人機。這是需要競標者認真考慮的。製造流程可能是FMR項目最重要的一環，目的是利用快速設計、原型和製造工藝證明現代飛行作戰系統的超長設計、試驗和製造周期是可以打破的。在這樣一個彈性基礎上製造武器系統甚至制導彈藥，在財政和後勤方面將是一個巨大的戰略性突破，在發生持續衝突的時期具有特殊意義。採用先進位造技術的靈活採辦模式，將使生產變得更加靈活，且推動創新。

「箱內工廠」策略模式的另一個優點是，美軍各軍種可以擁有工廠的所有權，能夠選擇無人機的生產數量，實現快速、按需生產。除了節省談判和採購時間，極大縮短生產周期等好處，也不必再為持有和維護數百架無人機艦隊而付出大量經費。

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