美著名国防承包商：F-22首次实现飞行员从驾驶舱控制僚机无人机

在内华达测试与训练场上空，一架F-22"猛禽"隐形战斗机的飞行员通过驾驶舱内的平板电脑界面，成功指挥了一架MQ-20"复仇者"无人机执行协同任务。这次10月21日进行的试验飞行标志着美国空军"协同作战飞机"概念在实际硬件层面的关键突破——单座有人战斗机飞行员首次在高强度飞行任务中同步控制无人僚机，而无需依赖地面控制站或专门的武器系统操作员。通用原子航空系统公司11月17日在迪拜航展期间公开披露这一成就，强调该演示验证了开放式架构通信系统、政府拥有软件参考架构和跨平台数据链整合的可行性，这些技术要素将定义未来空战中有人-无人编队的运作模式。

这次试验由三家国防承包商以内部研发资金合作完成：MQ-20制造商通用原子提供无人机平台和任务自主软件，F-22原始制造商洛克希德·马丁负责整合工作并提供开放式无线电架构，L3哈里斯公司贡献了软件定义无线电和数据链系统。技术配置的核心是在F-22和MQ-20上各安装一套兼容的通信设备，使两个平台能够通过非专有的、政府拥有的通信协议进行实时信息交换。飞行员通过一个安装在F-22驾驶舱的平板电脑运行新开发的政府参考架构软件，该软件提供了无人机状态监视、任务规划和指令传输的图形用户界面。

通用原子公司发言人马克·布林克利向《防务突破》表示："MQ-20复仇者配备了成熟的任务自主软件，是完美的协同作战飞机替代品，让我们能够快速行动并抢先示范。我们已经知道F-22将在载人与无人机的联动行动中发挥关键作用，而通用原子公司现在处于独特位置来启动这项工作。"这一表述揭示了美国国防工业对协同作战飞机计划时间压力的认知——尽管正式项目合同仍在执行早期阶段，承包商已在用自有资金推进技术成熟度,以便在项目进入全面开发时占据优势地位。

协同作战飞机计划的战略背景

一架F-22猛禽战斗机于2023年2月4日从弗吉尼亚州兰利-尤斯蒂斯联合基地起飞。（美国空军摄影：一等空军一等兵米凯拉·史密斯）

美国空军的协同作战飞机计划代表了空中力量运用理念的根本性转变。传统空战模式中，每架有人战斗机都是独立的作战单元，飞行员负责态势感知、目标识别、武器投放和自我防御的全部职能。这种模式在面对数量优势的对手或高密度防空环境时存在结构性限制——飞行员的认知负荷接近极限，昂贵的有人平台不得不暴露在威胁之下执行高风险任务，而战斗机的生产和维护成本持续上升限制了可部署的总数量。

协同作战飞机概念通过将部分功能转移到可消耗或半消耗的无人平台来突破这些限制。在设想的运作模式中，一架F-22或F-35可能指挥两到四架无人僚机，这些僚机可以前出侦察、吸引敌方火力、扩展传感器覆盖范围或携带额外武器。关键优势在于将高价值的有人平台保持在相对安全的位置，同时通过无人机倍增其作战效能。由于无人僚机没有飞行员，它们可以设计得更简单、更便宜、更能承受损失，这使得批量生产和大胆战术运用成为可行选项。

美国空军已将协同作战飞机项目分为多个阶段。第一阶段合同于2024年授予通用原子和安杜里尔公司，两家公司各自负责设计和制造原型无人机。通用原子提交的正式竞标机型是YFQ-42A，这是一款专门为协同作战需求开发的新设计，但公司同时使用成熟的MQ-20平台进行整合测试和演示。安杜里尔则推出了名为"愤怒"的设计方案。与此同时，RTX公司和Shield AI获得了开发自主控制软件套件的合同，这些软件将使无人机能够在复杂环境中自主导航、识别威胁并执行任务,同时响应有人机飞行员的高层次指令。

截至2024年10月，通用原子和安杜里尔都已完成各自协同作战飞机原型的首次飞行，展示了基本的飞行性能。然而，此次F-22控制MQ-20的演示涉及更复杂的维度——不是无人机本身能否飞行，而是有人机和无人机能否作为整合系统运作，特别是在真实战斗机的驾驶舱环境约束下。这种整合需要解决一系列技术和人因工程挑战：通信链路必须在高速机动、电子干扰和地形遮蔽条件下保持稳定；用户界面必须足够直观，使高度任务饱和的飞行员能够在几秒钟内理解无人机状态并发出指令；自主软件必须能够理解抽象的、情境依赖的命令，如"前方侦察"或"掩护我的接近",并转化为具体的飞行路径和传感器管理动作。

开放架构与互操作性的技术哲学

通用原子公司的协作战斗机（上方）和安杜里尔（下方）的全尺寸模型于2024年9月20日AFA 2024展出。（破解防御照片）

此次演示的一个关键特征是强调开放式、非专有和政府拥有的系统架构。这反映了美国国防部在过去十年逐渐形成的采办哲学转变，旨在打破传统的供应商锁定模式。在过去的武器系统开发中，主承包商往往控制着专有的通信协议、软件接口和数据格式，这使得不同承包商的系统难以互操作，也使政府在后续升级和维护中严重依赖原始供应商，导致成本螺旋上升和技术锁定。

洛克希德·马丁提供的"开放无线电架构"代表了向模块化、可互换系统的转型努力。这种架构定义了标准化的硬件和软件接口，理论上允许来自不同制造商的无线电设备、处理器和应用软件在同一平台上协同工作。L3哈里斯的软件定义无线电进一步增强了灵活性——与传统硬件固定的无线电不同，软件定义系统可以通过软件更新改变工作频率、调制方式和通信协议，使单一硬件适应多种任务需求和威胁环境。

"政府参考架构软件"的使用意义更为深远。传统上，控制界面和任务管理软件由武器系统承包商开发并作为专有产品提供。在新模式下，政府主导开发或拥有核心软件架构的知识产权，承包商在这一框架内提供符合标准的组件。这种方法使政府能够更容易地在不同承包商之间切换，促进竞争，加速技术更新，并确保长期的系统可维护性。对于协同作战飞机这样预期将涉及多个承包商、多种无人机类型和持续数十年演进的项目，这种开放性至关重要——空军不希望被锁定在单一供应商的生态系统中。

洛克希德·马丁的"臭鼬工厂"——著名的先进开发部门，历史上研制了U-2侦察机、SR-71"黑鸟"和F-117隐形战斗机等突破性武器系统——在此次演示中扮演了整合者角色。臭鼬工厂副总裁兼总经理桑切斯表示,这一举措"代表了臭鼬工厂将其多元且独特的专业知识带到桌面上，引领展示空战的未来——单座飞机在驾驶舱内拥有简单直观的指挥控制无人机的能力。"这一表述强调了人机界面设计的重要性：技术挑战不仅在于建立通信链路或开发自主算法，还在于创造一种认知上可负担的控制方式，使飞行员能够在执行复杂空战任务的同时管理额外的无人资产。

F-22作为整合门槛平台的选择

美国空军将F-22确定为协同作战飞机整合的"门槛平台"，这一决策反映了技术成熟度、运作需求和资源可用性的综合考量。F-22是美国空军最先进的空优战斗机，设计用于在激烈对抗环境中取得和维持空中优势。其隐形特性、超音速巡航能力、先进的传感器融合和强大的武器系统使其成为高端冲突中的核心资产。在设想的未来战争场景中——特别是涉及能够挑战美国空中优势的近似对等对手——F-22将在战役早期阶段压制敌方防空系统、建立空中控制并为后续行动创造条件。

在这种高威胁环境中，协同作战飞机的价值最为明显。F-22可以派遣无人僚机进入敌方密集防空区域进行电子侦察、雷达诱骗或首波打击，收集实时情报而不暴露有人平台。无人机的损失虽然在经济和能力上都有代价，但远低于失去一架造价超过1.5亿美元且飞行员需要多年培养的F-22。此外，无人僚机可以携带额外的传感器或武器，扩展F-22的作战半径和打击能力，而无需增加有人平台的数量。

空军官员向《防务突破》解释说，F-22被优先考虑还因为其"在节奏环境中的可用性和作用"。这暗示了实际的机队管理因素：虽然F-35是数量更多、更新的平台，但F-22机队规模较小且已部署二十年，这使得将部分机体分配给实验性技术整合在作战影响上更易管理。同时,官员强调F-22只是起点，协同作战能力最终将扩展到F-35以及未来的第六代战斗机。F-35作为多用途战斗机，其角色从空中优势到对地攻击再到情报监视侦察的多样性，意味着它与协同作战飞机的整合模式可能更加复杂和多变。

从技术角度看，F-22是一个挑战性的整合平台。作为1990年代设计的飞机，其航电架构基于当时的技术，与现代软件定义、高度网络化的系统存在代沟。F-22的现代化升级一直是美国空军的持续努力，但预算限制和技术债务使进展缓慢。将协同作战能力整合到F-22需要克服遗留系统的限制——通信带宽、处理能力、电力供应和驾驶舱显示空间都可能成为约束。此次演示使用平板电脑作为控制界面可能部分是为了绕过对主航电系统的深度修改，提供一种"附加"解决方案，可以在不重新设计核心系统的情况下快速部署。

然而，这种附加方式也有局限。在实战中，飞行员需要无人机信息与其他战术数据——雷达警告、武器状态、导航信息、威胁提示——整合在统一的态势显示上，而不是在主显示器和独立平板电脑之间切换注意力。未来的整合可能需要更深层次的航电融合，使协同作战飞机成为飞行员战术图景的有机组成部分,而非需要单独管理的附加任务。这种深度整合在F-35上可能更容易实现，因为该平台从设计之初就强调开放式架构和任务系统的可升级性。

此次演示发生在快速演变的全球军事技术竞赛背景下。中国和俄罗斯都在开发自己的有人-无人协同作战概念，中国在珠海航展上多次展示了类似的概念验证。乌克兰冲突展示了无人系统在现代战争中的变革性影响，从小型商用四旋翼机到大型侦察和攻击无人机，它们改变了战场态势感知、火力投送和防御策略。虽然这些主要是陆地和低空应用，但其原则——廉价、可消耗的无人平台倍增高价值资产的效能——同样适用于空中领域。美国空军推动协同作战飞机项目反映了对这一趋势的认知，以及对保持技术优势的紧迫感。

通用原子、洛克希德和L3哈里斯的合作演示是工业界向军方发出的信号：关键技术已经成熟，整合挑战是可解决的，项目可以从概念研究加速向工程开发和作战部署。这种由公司资助的演示在国防采办中具有战略功能——它们降低了政府感知的技术风险，建立了承包商的能力可信度，并在正式竞争中创造了既成事实优势。随着协同作战飞机项目进入下一阶段，此次F-22驾驶舱控制MQ-20的首次飞行将被视为从理论到实践转折的标志性时刻。