“天空博格人”忠诚僚机的成功、转化与发展

中国航空报讯：美空军寿命周期管理中心于8月10日到12日举行了线下的“美空军寿命周期工业日”会议，会议中美空军寿命周期管理中心战斗机和先进飞机局的戴尔·怀特准将对“天空博格人”忠诚僚机项目的进展情况进行了分析，引起了行业内的广泛关注。

美国和欧洲相继开展“忠诚僚机”，特别是“可消耗忠诚僚机”的预先研究和技术探索工作。经过最近几年的发展，逐步确认“忠诚僚机”定位为下一代战斗机平台的重要组成部分推进相关研制工作。这里的“忠诚”体现了应用人工智能、自主技术实现自主操控，体现了从“人在环中”到“人在环上”进而实现“人在环外”的自主控制思路，是相对于过往无人机仍由位于控制站驾驶员远程操控而言的。可消耗“Attritable”源自消耗战“Attrition　Warfare”一词，表达了低成本、作战损毁可接受的思想，是相对纯消耗的弹药和不可消耗的载人战斗机平台而言的。

“天空博格人”忠诚僚机项目简介

“天空博格人”项目是2017年美空军实验室发布的“自主队友科技”（Science　and　Technology　for　 Autonomous　Teammates，STAT）计划的重要内容，也是“自主协作平台 ”（Autonomous　Collaborative 　Platforms）能力研究的组成部分，该项目的目的，是开发一种新型的喷气动力无人机，这种无人机作为“忠诚僚机”需要足够　“智能”，仅需要载人飞行器驾驶员很少的干预和控制，就可以与载人飞行器协同飞行。

“天空博格人”项目本身旨在部署模块化、具有人工智能自主能力的类战斗机的无人飞行器，具备快速更新、可消耗、自主性、开放架构等特征。具体特点包括：具备自主起降能力；可在飞行中避开其他飞机、地形、障碍物和危险天气；分离的有效载荷（传感器）和飞机架构，允许模块化调整，更易更换配置以适应不同的任务；采用开放架构，可以兼容现有和未来的系统。

“天空博格人”对自主飞行技术的验证非常成功

自从该项目于2019年被纳入美空军研究实验室高优先级的“先锋”（VANGUARDS）研究计划，该项目已经演示了协同作战飞机的可行性。

2020年12月，一架为“天空博格人”项目设计的XQ-58A“战神婢女”无人机与空军的F-22和海军陆战队的F-35并飞，无人机作为通信中继和翻译节点，支持两个载人平台使用不兼容的数据链路进行通信。从2021年3月到2022年8月，美空军研究实验室的自主飞机实验团队执行了16次现场测试活动，克拉托斯　XQ-58“战神婢女”、UTAP-22“灰鲭鲨”和通用原子MQ-20“复仇者”等无人飞行器参与了试飞，重点是评估“天空博格人”自主控制系统对这些无人飞行器上的操控情况和可行性。“天空博格人”自主核心系统（Autonomous　Core 　System）采用人工智能技术，作为“大脑”除成功地驾驶了由不同承包商制造的多架飞机外，还操作多架无人机一起飞行，演示了无人机的“编队”能力。该自主核心系统自主控制系统由美国雷多斯公司负责开发。

美空军寿命周期管理中心战斗机和先进飞机局项目执行官怀特认为：“最重要的是当前能力证明自主核心系统是有效的，它可以从一架飞机迁移到另一架飞机。”“因此，2021年进行的演示非常重要……我们有两家完全不同的供应商，两架完全不同的飞机，可以在这两架飞机上使用自主核心系统。所以，这是一个基础，表明自主技术已经足够成熟，能够推动项目向前发展，这将为协同作战飞机的工作提供支持。”

相关研究项目仍在继续

1.“机外感知站”项目根据美国国防部消息，2021年10月份美空军研究实验室与克拉托斯公司和通用原子公司分别签订了“机外感知站”（Off-Boarding　Sensing　 Station,　OBSS）项目合同。单个合同金额约为1700万美元，执行期一年，合同结束后，美空军研究实验室将选择一家公司研制原型机。

据称，“机外感知站”和“天空博格人”都是“自主协作平台”能力研究的一部分。空军在其2023年的预算申请中表示，在未来两年内计划申请1亿美元以上的资金，推进“自主协作平台”的研究、开发、测试和工程项目，“使‘天空博格人’先锋项目的技术成熟化”。

“机外感知站”项目沿用“天空博格人”项目的成果，独立于“天空博格人”项目推进，因为保密原因，“机外感知站”项目的相关资料较少，但已有信息已经表明该项目将使用“天空博格人”项目形成的自主核心系统，并继承“低成本可消耗飞机技术”（Low　Cost　Attritable　Aircraft 　Technology，LCAAT）项目成果。

美空军实验室一直未公布“机外感知站”项目的具体计划，据美国《航空周刊》报道，该项目很可能在2024年开始针对装载传感器的无人机进行飞行实验，并在2年后开始“机外武器站”（装载武器的忠诚僚机）飞行实验，4年后开始“机外预警站”（装载电子战武器的忠诚僚机）飞行试验。

2.X-62“可变稳定性飞行测试飞机”升级

根据2022年6月之后，除克拉托斯XQ-58“战神婢女”又一次参与了“天空博格人”项目的测试外，美空军试验飞行员学校的X-62“可变稳定性飞行测试飞机”（Variable　in-flight 　Stability　Test　aircraft，简称VISTA）也开始参与“天空博格人”项目。

其原因主要根据“天空博格人”项目测试中产生的数据和用户团队的反馈，表明需要投资和应用一个成熟的、战术相关的飞机平台，才能够按照适当的时间安排，快速研发和成熟化战术自主技术。

X-62使用了“安全沙箱”（safety 　sandbox）技术，可以实现模拟器、控制规则和自主能力的集成和飞行。与“战神婢女”“灰鲭鲨”和“复仇者”等无人飞行器不同，X-62可以容纳两名机组人员，其中包括一名可以监督自动控制系统性能的飞行员，可以实现与汽车行业测试自动驾驶类似的方式进行测试。

美空军研究实验室的战略发展规划实验办公室已投资1500万美元，对X-62机型升级。升级主要包括2个部分，一个是VISTA模拟系统，它可以模拟其他飞机的飞行特性，另一个是自主控制系统的模拟和承载，以实现对各种自主控制系统包括“天空博格人”自主控制系统的承载能力。把这两种能力结合在一起时，就得到了一架战术相关的飞机，它可以快速测试自主能力，同时也能够验证不同飞机平台所需的接口要求。

2022年秋季的目标是让它和无人平台协同飞行，在进行自主飞行时使用相关战术传感器。

因为有一个安全飞行员，随时可以关闭自主控制，这样对自主技术的测试能力可以提高10倍。在安全沙箱的边界被破坏时，VISTA模拟系统的安全脱离功能能够自动解除VISTA模拟系统，这样就可以采取更大、更危险的测试步骤，而不影响飞行安全。

转变为在册采办项目并成为“下一代空中主宰”系统簇无人机的研制基础

作为由人工智能系统控制无人机的项目，“天空博格人”的一位高管表示该项目已经做好了“毕业”的准备，并将为“下一代空中主宰”系统簇（Next 　Generation　Air　Dominance　 family　of　systems）等关键项目作出贡献。尽管该项目可能即将转化为在册采办项目（program　of　record），但不会停止相关新技术的开发、试验和测试。

2022年4月以来，空军部长弗兰克·肯德尔多次描述了相关构想：4~5架低成本的无人机与“下一代空中主宰”核心载人战斗机或者F-35等其他战斗机一起飞行，形成编队。之后，美空军官员开始将这些无人机称为协同作战飞机（collaborative　combat 　aircraft），简称CCA。

肯德尔和其他领导人已经开始雄心勃勃地推动这些工作，预计到2025年左右实现这些无人机的部署。

美空军寿命周期管理中心战斗机和先进飞机局项目执行官怀特表示，能够有这样的计划要归功于“天空博格人”的成功，“我们把天空博格人作为基础，作为新起点，结合我们已经完成的所有（科学和技术）工作，这些工作都提供了帮助，我们还将继续与业界和企业合作，继续完善这种方法。”怀特补充说，由于天空博格人的存在，协同作战飞机的工作并不是　“从零开始”的。

“天空博格人”项目的采办和研发合作模式也很成功

怀特指出，事实上，“天空博格人”不仅验证了自主无人机技术，而且还检验采办和研发合作的新途径，“我们发现，通过‘天空博格人’项目，项目经理与美空军研究实验室指挥官进行合作，带来了很多好处”。“我们从项目已经取得成绩，还在不断取得成绩，以及这些成绩为我们领导人提供在册采办项目的决策空间，就这些方面来说，‘天空博格人’项目是非常成功的。”

考虑到“天空博格人”的关键技术是软件、人工智能和机器学习，这种采办路径对于该项目尤为重要。美国国防部对尖端技术的采办过程经常被诟病，因为相关采办过程往往不适应技术创新中的快速迭代、不断改进的方法。

美空军米切尔研究所无人和自主系统中心高级研究员凯特琳·李认为，通过继续推进“天空博格人”项目的科技研发，并将其整合到协同作战飞机和其他项目中，美空军正在向智能作战迈进。

非常重要的是研制装备原型，然后快速迭代，进行大量的测试和评估。这就是“天空博格人”项目的做法。从而跨越装备研制的“死亡之谷”，转变为在册采办项目。真正的诀窍是，不能单靠一个在册采办项目就能完成人工智能技术的嵌入，而是必须在一个平台内不断地集成、开发和优化。　　从上到下依次为之前参与“天空博格人项目”的克拉托斯　XQ-58“战神婢女”。　　美空军研究室实验室发布的参与先进自主飞行研究的飞机，其中又增加了X-62测试飞机。　　从上到下，分别为2022年3月通用原子公司公布的“开局”（Gambit）无人机概念图和2022年1月克拉托斯公司公布的“魔王”（Demigorgon）无人机概念图，这两型无人机正在竞争“机外感知站”项目。　　“忠诚僚机”的可消耗是与弹药、载人战斗机等对比，巡飞弹、导弹多为一次性消耗品，而载人战斗机则完全不可消耗，可消耗的“忠诚僚机”的定位介于两者之间.