DARPA“小精灵”项目最新进展与安排

本文由空天防务观察（ID:AerospaceWatch）授权转载，作者： 袁成 中国航空工业发展研究中心

• “小精灵”无人机发展研究

• DARPA“小精灵”空中群射/回收无人机项目分析

• DARPA设想利用“小精灵”空射小型无人机机群压制敌防御
  

• DARPA正开发“小精灵计划”：无人机航母方案扩大征集范围

2017年3月28日和6月30日，美国《航空周刊与空间技术》均对美国防部国防高级研究计划局（DARPA）的“小精灵”项目（Gremlins）的情况进行了详细介绍和分析。该项目将对小型无人机集群空中发射和由C-130战术运输机在空中回收开展验证，小型无人机空中回收后将返回基地，进行维护，并为全新任务做好准备。“小精灵”无人机的性能指标为：作战半径556～926千米；作战半径处可巡逻1～3小时；设计载重27.25～54.5千克；飞行速度马赫数0.7～0.8＋；每架70～100万美元。这种空中回收、可复用、有限寿命、低成本无人机概念将为DARPA很多在研技术提供载体，共同支撑分布式协同空中作战发展。

目前，美国Dynetics公司和通用原子航空系统公司（GA-ASI）已经获得“小精灵”项目为期一年的第2阶段合同，将完成全尺寸技术验证系统的初步设计，发展根据上述性能指标定制的喷气动力低成本无人机。DARPA计划在2018年年初选择一家承包商进入为期一年半的项目第3阶段，制造验证系统并在2019年开展实际飞行试验。

1.分布式空中协同作战是未来无人机重点发展方向

在项目策划阶段，DARPA描述了一种体系作战概念，即利用包含运输机、轰炸机、战斗机甚至无人机在内的无人机载机在防区外发射小型无人机集群。“小精灵”无人机群将在人类最少介入的情况下，合作执行侦察、信号情报、电子战或其他非动力学作战任务。当任务完成后，幸存的无人机将飞离战场前线，在空中由C-130运输机的尾舱或机翼完成回收。另外其他类型的飞机也有完成无人机回收任务的潜力。

GA-ASI公司战略发展副总裁克里斯·泊森（Chris Pehrson）表示：“在‘反介入／区域拒止’（A2／AD）或其他复杂作战环境中，需要把各种空中作战能力进行分解，从不同的方向进入战场，一名操作员可以管理更大范围的空中平台。利用‘小精灵’项目，我们可以理解能力分解的边界”。而该公司先进项目主任迈克·艾特伍德（Mike Atwood）认为，美国防部的第三次抵消战略将把航空武器装备从“秃鹰变成大黄蜂”，并相信该战略与集群系统密切相关。

DARPA提出的“小精灵”作战构想，试图用该机提供适应强对抗环境中的分布式空中能力，可突防一定距离后以蜂群方式对威胁进行探测或干扰，并与防区外的其他“小精灵”或F-35战斗机通信（DARPA图片）

艾特伍德表示：“合作、分解的思想是用一直混乱代替高端作战（The idea of collaboration, of disaggregation, is about constant chaos instead of a high-high fight），‘小精灵’项目可以对这种思想进行试验”。

2.Dynetics公司最新情况

作为美国中等量级的航宇承包商，Dynetics公司为“小精灵”项目组建了联合研制团队。公司“小精灵”项目经理马克·米勒（Mark Miller）表示：“我们有意组合联合团队，每个成员都精通相关技术领域。再加上我们灵活的做事作风和在系统快速服役方面的经验，将为DARPA提供最佳选项”。公司项目副经理和首席工程师蒂姆·奇特（Tim Keeter）认为：“与大型综合性防务公司不同，我们有选择业界最佳子承包商的自由。我们相信可以做好总承包商的工作，带领团队不断向前”。

Dynetics公司的“小精灵”项目团队包括克拉托斯公司（Kratos）的子公司复合材料工程公司（支持发展和制造喷气无人机原型机）、威廉姆斯国际公司（提供发动机）、内华达山脉公司（多无人机控制服务和调度算法）、应用系统工程公司、Systima技术公司，空基系统公司、穆格公司和C-130运营商国际航空响应公司。

Dynetics公司公布的其“小精灵”无人机运用想象图。远处有B-1B轰炸机和C-130运输机在投放“小精灵”蜂群，近处则是C-130在回收该机（Dynetics公司图片）

奇特表示：“真正的工作是提供一种架构，使DARPA正在发展的其他技术可以集成进来，例如先进传感器载荷、自主和其他类型的分布式能力。我们的想法是不仅应对已知的任务，还要对未来的任务保持最大能力”。

3.GA-ASI公司最新情况

对于“捕食者”和“死神”无人机的制造商GA-ASI公司，其在2013年便开始自筹经费发展低成本小型无人机系统，并乐见军方的进一步投资。艾特伍德表示：“我们一直想要搞明白无人机领域的下一次变革是什么。在2014年我们进行了重要决策，认为小型无人机将代表未来主要的作战能力。小型无人机聚焦经济可承受性和作战效用，因此我们的小型无人机可以在战争各阶段使用”。

“小精灵”无人机是该公司正在发展的小型、可消耗、可回收无人机家族的一员。另外，GA-ASI公司也在竞争美空军研究实验室（AFRL）的“灰狼”项目（Gray Wolf）。该项目将试验验证极低成本的模块化、亚声速巡航导弹，2019年早期开展试验。这些导弹可以相互合作开展攻击，与“贾斯姆”或“战斧”导弹的思路完全不同。艾特伍德表示，这些武器概念的产生要归功于商业航空领域“小型涡扇发动机的复兴”以及全新的自主算法。另外，使用相同的结构和子系统将极大提升公司小型无人机的经济可承受性，并为不同客户定制无人机。

通用原子公司还正在竞争美空军的“灰狼”项目，该项目旨在演示验证成本极低的压制敌防空／摧毁敌防空巡航导弹。通用原子公司的该导弹将在2019年年中试飞（美国通用原子航空系统公司图片）

艾特伍德表示：“GA-ASI与Dynetics公司在‘小精灵’项目中的做法有所不同。我们聚焦公司内部的集成，而不需要众多子承包商。另外，公司可以对小型无人机的尺寸和作战半径进行缩放，我们有C-130发射的远距版本，另外也可能有‘死神’发射和回收的近距版本”。

通用原子公司的“小精灵”无人机由C-130运输机从尾部和机翼回收想象图。该公司声称，每架C-130可部署16架单价为100万美元的“小精灵”，16架机的监视覆盖面积相当于穿透型监视无人机的两倍以上，而后者的单价可高达1.4亿美元（美国通用原子航空系统公司图片） 

在空基回收设计方面，目前两家公司都没有公布设计细节，但是艾特伍德表示GA-ASI公司将采用模块化设计，可以用在各型载机上，例如MQ-9“死神”、“复仇者”、C-130“大力神”、B-1B“枪骑兵”、MQ-25“黄貂鱼”或其他战术飞机上；关于具备空中回收能力，泊森表示：“拥有空中回收能力允许无人机安装更多精密载荷，由于不是一次性使用平台，我们可以安装更加昂贵的光电红外、信号情报或者电子战载荷”。由于具有可回收能力，艾特伍德相信“小精灵”无人机可以从DARPA快速转化到军种，也许开始可以提供军种经济可承受的方法探索如何使用无人机集群，通过在多平台分布各种载荷提供分解型空中作战能力。

目前，GA-ASI公司正在激光通信、电子防护和先进驾驶舱等方面开展工作，分布式空中协同作战打牢技术基础。

激光通信

在不远的未来，GA-ASI打算转化抗干扰、频谱可调的激光卫星通信技术，以达到吉比特每秒的通信能力。而技术障碍是要通过稳定激光转塔克服飞机的振动、转塔瞄准和连接中断。如果在未来3－5年使用，GA-ASI的空基雷达通信系统将安装在飞机机身的顶部，指向天空。

先进驾驶舱

GA-ASI公司认为降低无人机飞行和数据处理所需的军方及承包商人员数量是未来5－10年的优先事项，这主要通过机器的自动化和更加直观、界面友好的驾驶舱。目前该公司正在为美空军交付首批7套50批次地面控制站（GCS）用于试验。2019年将交付5套早期生产型，2020年交付18套。全新驾驶舱的大批生产型将在2021年开始制造，2023年完成交付。

通用原子公司的第50批次地面控制站，具有270°的水平视野，采用类似战斗机的“手握双杆”操纵控制，为未来“一席控多机”的作战行动提供了可能（美国通用原子航空系统公司图片）

GA-ASI表示这将是定制的、全玻璃驾驶舱，拥有合成视觉效果，飞行员在飞行过程中甚至不用转头。这种驾驶舱具备“一名操作员工作能力”，不需要目前的传感器操作员，其直观的设计、自动列举清单、诊断和多级安全防护也极大降低了无人机操作员的训练量。

电子防护

GA-ASI公司认为，随着机上功率获取能力越来越强，实际可行的低可观测性设计是在飞机周围使用电子保护外罩，以降低敌方威胁。该公司表示低雷达截面积飞机成本高，且只能在某些方向达到最优隐身效果。而电子防护和对抗措施是“更有兴趣和更有发展活力的”。这个领域包括信号情报搜集、梳理管理和全面信号降低，对于2025－2030年的无人机可生存性至关重要。

“远望智库”聚焦前沿科技领域，着眼科技未来发展，围绕军民融合、科技创新、管理创新、科技安全、知识产权等主题，开展情报挖掘、发展战略研究、规划论证、评估评价、项目筛选，以及成果转化等工作，为管理决策、产业规划、企业发展、机构投资提供情报、咨询、培训等服务，为推动国家创新驱动发展和军民融合深度发展提供智力支撑。