【智库声音】美空军“先锋”计划项目基本情况及影响浅析

来源：空天防务观察 作者：李沅栩 赵群力

2020年9月11日，美空军研究实验室（AFRL）(⤵)主任希瑟·普林格尔（Heather Pringle）宣布，负责实施空军科学技术战略转型部分的临时性转型能力办公室（TCO）已达到初始运(🍽)作能力，决定取消其临时地位，并确立为美空军研究实验室常设任务机构。该事件也标志着美军的“先锋”计划得到实质性发展，进一步彰显美军科学技术转型的决心。

一、“先锋”计划产生的背景

近年(🦖)来，随着中国的不断崛起，美国基于维护绝(🚎)对霸权地位及其规(🗃)则体系(🔛)思维，日益加强对华(🤞)防备。2017 版《国家安全战略(📤)》、2018 版《国防战略》、2017 年和2018 年《中国军力报告》等官方文(🎺)件也不断强调中国在新兴领域的科技发展对美军所造成的压力。为了(📱)维持美国的军事优势，美军高度重视军事科技发展，进一步加强科技领域竞争，增加科研经费，更是提出了新的科技战略，为美军的战略(🕌)转型提供关键助力。

2019年4月17日，美空军公布《美空军科技战略：(🍊)为2030年及之后加强美空军科技》文件（(🚢)以下简称《战(🚬)略》）(😵)。《战略》提(🕙)出了一个未来战争的核心目标：“在未来战争中的(🤖)所有(🏽)作战域中，主宰时间、空间和复(🏻)杂性，以投送力量和保卫国土”。为此，《战略》提出了“发展并形成战略转型能(🐥)力”、“改革领导和管理科技的方式”和“优化拓展科技研发机构的(🥏)人才建设及对外合作机制”等(🚵)三个具体的目标及相应(🚳)的关键举措，意(👕)图通过敏捷的方式发(🔧)展技术并形成(🚈)跨越式转型。其中针对“发展并形成战略转型能力”目标，《战略》阐释了美空军五大战略能力需求，分别是：

——全球持久感知；

——强韧的信息共享；(🏩)

——快速、有效的决策生成；

——复杂且不可预测的规模化作战能力；

——大区域高速破坏(🗳)和杀伤。

为了满足五大战略能力需求，美空(😺)军提出了设立“先锋计划(🍩)”的解决方案。

该计划旨在通过快速原型化和实验，发展、孵化和验证主题更加聚焦并可设计出全(✡)新战争的科技项目，引领作战概念创新和技术转化。该计划主要聚焦先期技术发展类（6.3类）技术，但也选(🎙)用基础研究（6.1类）、应用研究（6.2类(🏧)）和先期部件发展和原型机（6.4类）技术组合，并独立于美空军(🕔)研究实验室管理。

“先(🔉)锋计划”管理团队的职责包括：为《战略》提出的五个战略能力分别(🚅)制定路线图、管(🕖)理(🕜)具体项(🕖)目(🥊)执行、营造竞争性科研环境等。作战相关性是选择项目建议书的关键。通过“先锋”计划，空军的目标是提供改变游戏规则的新型作战能力，在接下来的十年中(🎹)为战士们提供战场上的技术领先优势。因此“先锋”计划将对美(🅿)军作战能力和军事力量建设产生深远影响。

美空军正在着力(💾)落实2019年版《空军科技战略》（美空军图片）

二、“先锋”计划项目基本情况与影响

“先锋”计划目前正在实施的三个项目是“天空博格(😈)人”（Skyborg）、“导航技术卫星-3”（NTS-3）和“金帐汗国”（(🔤)Golden Horde），其基本情况和(👨)主要影响如下。

1. “天空博格人”

（1）基本情(🗻)况

“天空博格人”项目旨在将自主系统与模块化、(🤴)低成本无人机平台相结合，使无人机能够快速更新(🚇)、自主执行(🔉)复杂的作战任务，以及与有人机协同工作。同时，“天空博格人”将探索(⏩)有(🤰)别于传统的采办方式(🎲)，以避免现有采办方式的弊(💨)端，使空军尽可(😒)能减少对主(🚝)供应商的依赖。为此，美空军邀请莱多斯公司(🦋)作为系统设计代理，构建一个完全开放的竞争环境，这意味着在整个项目的全寿命周期中，不再由一个或两个供应商完成整个项目，相反，任何有资格的供应商都有机会参与到整个项目研发中。

“天空博(🏄)格人”项目(✳)旨在使无人机(🚻)能够快速迭代(🥟)、自主(💡)执行复杂作战任务以及有人机协同作战（美空军图片）

2016年，美国防部战略能力办公室（SCO）时任主任威尔•罗伯正式公开“阿凡达”（Avatar）项目，称其属于SCO/蜂(😼)群计划，且与空军有关。“阿凡达”项目专注于“忠诚僚机”概念，采用载人飞(🔴)机与无人编队协同作战的方式。

2018年(🐽)10月，由SCO的“阿凡达”项目独立出来了一个项目，采用了“阿凡达”之前的命名即“天空博格人”，交由美空军研究实验室的“战略发展规划与实验”（SDPE）团队来负责。2019年3月，美空军研(🌛)究实(🔝)验室的项目负(💴)责人本•特兰进一步明确表示SCO的“阿凡达”项(🎐)目就是“天空博(㊙)格人”项目的第一代。

2019年11月21日，美空军装备司令部（AFMC）司令阿诺德(🕞)•邦齐上将宣布，已选定(💗)“天空博格人”、“金(🏸)帐汗国”和“导航技(🤺)术卫星(⚽)-3”三大项目作为其首批“先锋”（Vanguard）项目。

2020 年2月26日，美空军研究实(🔆)验室宣布已为“天空博格人”指定对接的计划执行办公室，“先锋”计划的(🤟)三个项目(🏕)的研究执行和转化都将由一个新的临时性转型能力办公室管理，该办公室向(🤱)美空军技术执行官（TEO）汇报。先进飞机计划执行办公室对接(🌺)“天空博格人”项目。

2020年5月18日，美空军研究实验室宣布莱多斯公司作为系统(🌺)设计代理，负责自主系统开发。该公司曾为海军的“海猎号”无人水面舰艇设计了自主系统，并使其在2018年实现(🌻)了从圣地亚哥到檀香山(💸)的航行。因此它具有丰富的自(💍)主系统设计经验和(💾)技术，为“天空博格人”的自主系统开发提供了保障(✒)。未来，由莱多斯公司整合的自主系统将装载在各家供应商的(⛰)低成本无人机中，从而执行作战任务。

2020年7月23日，美空(🕊)军全寿命周期管理中心(🥕)授予波音公司、通用原(📢)子航空系统公司、克拉托斯无人系统公司、诺格系统公司各一份总金额4亿美元的不定期交付/不确定数量合同，用于“天空博格人”的原型设计和试验。其中，部分厂商(🔊)已经拥有丰富的低成本可消耗平台设计经验，例如克拉托斯无人系统公司设计的XQ-58A自2019年3月以来开展过四次单独试飞。而XQ-58A目前也是热门的潜在候选应(🍄)用平台之一。

克拉托斯公司是“天空博格人”的4家承包商之一，其方案预计以其XQ-58A“战神婢女”低成本可消耗无人机为基(🕢)础

（2）主要影响

1）探索全新的采(🦕)办方式

竞争(👙)贯穿整个项目的全寿命周期保证了政府拥有相关技术数据，而不是像以往一样，大部分技(🛥)术数据掌握在中标的供应商手中(🤟)。这种全新的方式避免了(🎍)空军与中标供应商花费巨(🌔)大的(💬)时间与精力来争夺技术数据的使用权，更好地保障了相关的技术创新(👛)。同时，不同于以往的项目，“天空博格(🚮)人”在非常(🔥)早期的(🧐)时候便开(😵)始执(🌬)行数字工程策略，这会使平台在未来拥有很低的保障成本，同时也可以实现更加敏捷的采办(👵)、(📰)更新和升级。

2）提高作战效率

借助人工智能技(🕜)术以及大量(🐱)的(🐕)低(⛷)成本平台(🧦)，“天空博格人”可以帮助空军显著提(💵)升作战效率。首先，通过公共通信网络和开放式任务系统等关键技术形成信息通道，大量低成本(🏜)无人作战(🌂)平台不仅被高端有人战机控制执行作战任(🧤)务，同时可为有人战机提供(➖)更(🎿)加强(⏯)大的ISR能力，从而使驾驶员拥有更加广阔的战场视图，做出(🌽)更优的决策。

其次，通过人工智能软件，无人机将处理巡逻等部分繁琐、简单的事务，从而让飞行员从日常(🚴)重复简单的任务中(⛸)解脱出来，集中精力关注于战略和战术层面的事务，高效完成上级指派的作战任务。

最后(🐅)，人工智能可以更快地应对威胁目标进行优先级(🐘)排序，为作战人员提供更多的选择，使得作战人员(💒)快速(✴)确定高价值(🧕)打击目标。

2. “导航技术卫星-3”

（1）基本情况

“导航技术卫(🐰)星-3” 是空(🏞)军研究实验室开发的(🕴)试验卫星，其整合了多个技术组件以提供能够(🈯)改(⏰)变游戏规则的新功能。它将在(🌁)太(✊)空中对在轨数字信号可编程性和固态放大器等核心技术进行验证。“导航技术卫星-3”是“导航技术卫星-2”试验后的40多年里第一颗试验性定位、导航和授时（(👿)PNT）卫星。一(🏜)旦项目试验成功，其搭载的多种技术也势必迅速投入到新一代GPS卫星中使用。1974年和1977年的“导航技术卫星-1”和“导航技术(🎠)卫星-2”成功测试了距离变(👐)化率导航、12小时轨道等技(🔶)术与概(🥧)念，随即在几年后的第一代GPS技术上应用。而美军空军仍有31颗第二代GPS卫星(🛳)在服役，而第三代GPS卫星正在部署。目前，第二颗第三代GPS卫星于2019年8月22日发射。美军计划未来20年(👍)陆续发射三十多颗第三代GPS卫星。

“导航技术卫星-3”将在太空中对多项核心技术进行验证(🧠)。

“导航技术卫星-3”在2015年被美空军指定为美空军研究实验室太空(🗽)飞行器理事会的(🙋)下一个主要太空实验。

L3哈里斯技术公司于2018年通过太空企业联盟获得了8400万美元的合(➿)同(🚇)，成为“导航技术卫星-3”的主要系统集成商。

美空军“导航技术卫星-3”项目的主承包商L3哈里斯技术公司于(🍒)2月(🌔)5日宣布，该项目已经通过了初步设计审查，计划2022年发射。

2020 年2月26日，美空军研究实验室宣布已为“导航技术(💟)卫星-3”项目指定对接的计(💣)划执行办公室，太空计划执行办公室和(💒)敏捷作战支援计划执行办公室对接“导航技术卫星-3”项目。

（2）主要影响

1）提升GPS抗干扰能力

军事行动的成功很大程(💉)度上取决于能够保证有效的定位、导航和授时能力，而随着(🗽)中俄先进的电子干扰技术发展，美军所依赖的GPS服务(🥉)也面临着巨大的隐患，无法充分发挥(🛁)其定位、导(🛩)航和授时能力。美国对于“导航技术卫星-3”的研发在一定程度上提高了它(🚸)的GPS抗干扰能力，从(🛑)而维持其军事优势。“导航技(🔐)术卫星-3”携带的新型数字信号发射(⌛)器可以使其在轨(🏰)上进行重新编程，从而能够广播新信号。通过(🤹)避免和消除干扰并提高信号性能，使美军下一代卫星导航技术(🏾)更灵活、更健壮。

2）加快新技(🎂)术在第三代GPS卫星上的应用

结合“导航技术卫星-1”和“导航技术卫星-2”技术应用的先(🐓)例以及第三代GPS卫星正式开(🏴)始部署的大(🎟)背景，可以推断出“导航技术卫星-3”项目将极大地加快电子控制相控阵天线、软件定(😗)义的GPS接收机等众多新技术在第三代GPS卫星上的应用。

3. “金帐汗国”

（1）基本(🚀)情况(📯)

“金帐汗国”旨在使“小直径炸弹”、AGM-158“联合空对地防区外导弹”、ADM-160“微型空射诱饵”等现有武器在发射后能协同规划下一步的打击行动，实现机载(🚎)武器自主发射脱离、自主规划航迹、自主攻击目标，并向载(📀)机和其他载荷提供信息反馈和实施协同交战，有助于航空平台在投(🍋)放(🎱)多枚弹药后实现更理想的作战效果，或是向指挥控制节点提供更详尽的情报数据。

2019年6月20日，美空军研(💙)究实验室称，将联合美国防(🎽)部国防高级研究计划局（DARPA）及多家企业启动“金帐汗国”项目。按计划，美军将在一(👀)年内对“金帐汗国”项目进行首次(📂)演示，并授出技术集成合(🦇)同，分阶段验证单一型号和不同型号机载武器的自主协同(🤬)能力。

针对防区外高价值目标的AGM-158“联合空对地防区外导弹”

2020年2月3日，美(🤸)空军(⚽)发言人伊尔卡•科(🥩)尔在回复(🐒)媒体的采(🔃)访邮件时透露，该军种已选定GBU-39“小直径炸弹(🔽)”Ⅰ（SDB Ⅰ）和ADM-160“微型空射诱饵”（MALD）作(📥)为“金(🍵)帐汗国”弹药自主蜂群项目的初始演示武器。

2020 年2月26日(😶)，美空军研究实验室宣布已为“金帐汗国”指定对接的计(🍋)划执行办公室，美空军武器计划执行办(🐋)公室对接(🙁)“金帐汗国”项目。

美空军研究实验室计划(🔚)在2020年秋季或冬季进行“金帐汗国”武器系统的首次飞行(🦃)测试，将用F-16战斗机搭载“合作式小直径炸弹I”（CSDB I）进行测试，并计划在2021年夏季使用B-52轰(🎩)炸机搭载“合作式微型空(🎦)射诱饵”（CMALD）进行类似测试。目前，首次试验已于2020年12月15日完成。

（2）主(🕎)要影响

1）增强杀伤能力

“金帐汗国”项目可以显著推进精确制导(🎄)弹药联网技术的发展，最终实现机载精(🎸)确制导武器自主规划任务、自主规划航迹、自主攻击目标。美空(🛴)军武器项目执行(🐈)办公室主任安东尼·格纳丹曾举例称，在发射四枚“小直径炸弹”后，前两枚摧毁了目标A后，会将(😂)打击效果评估向其余两枚“小直径炸弹”反馈，另外两枚“小直径炸弹”则可以实时调整路径转向攻击其他目标。因此，“金帐汗国”项目可以通过打击效果(📗)评估和信息(🌶)反馈等手段高效地组织分配武器弹药对军事目标进行定点清除，显著提升杀伤能力。

2）形成多手段突击效果

通过三种不同类型的精确制导武器，“金帐汗国(👹)”可以提供更加灵活的多手段突击效果。主攻电子对抗的ADM-160 “微型空射诱饵”可以多个(🌲)假目标使敌方监控雷达达到饱和，有效破坏敌方防空火力。针对防区外高价值目标的(📁)AGM-158 “联合空对地防区外导弹”射程大，具有(🚔)隐身能力。“小直径炸弹”采用多模导引头，体积小、重量(💗)轻，能够在每一架次飞行中攻击多种和(🏂)多个面目标。通过三种不同(💬)精确制导(🐑)武器的多样组合，可(🏛)以多层次地(🙏)突破敌方防御系统，给(🥖)予其极大的威胁。

三、启示

1、政府和军方需要创造更加公平的采办竞争环境、吸引更多(🖇)的企业参与国防采办

传统的装备采办项目选择唯一(🛴)供(😠)应商的方式可以使得强者恒强，进而提升资源利用率和生产效率。该做法有利于军工企业的重组合并，催生出洛(🐁)马、波音等研发实力极强的综(😊)合型军工巨头。但(🐎)随着军工企业寡头化趋势愈发明显，这一采办策略也显现出其弊端。

寡头化的军工企业凭借其丰富的经验以及强大的政界、军界关系几乎可以轻易拿下其优势领域(👂)的装备采办订单。而落选的军工企业则缺乏政府订单以及(🕟)相应的装备研制经验，在该领域与(👜)寡头化(😆)的军工企业差距也在拉大(🌌)。长此(💮)以往，不利于整体国防工业的健康(🐊)发展。同时，寡头化的军工企业在拿下订单，成为唯一供应商后，研发成本、研发进度的表现往往不尽如人意。下一代加油机KC-46A在研发过程中问题频出，项目周期不断推迟(🗳)，波音更是凭借软件升级的一系列理由不断索要更多研制经(🌌)费，一度令美(🍘)国军方大为恼火。而这也绝非个例，近(🌼)年来，F-35、“福特”航母等项目的成(🍷)本超支、研制周期推迟莫不如是。

“天(🕍)空博格人”所探索的新采办方式也是美国为了打破寡头垄断，创建更加公平的环境，吸引更多企业参与国防采办。通过将竞争引入整个全寿命周期，不再(🗼)选择唯一承包商，使其不仅将开发合同金(🙆)额控制在4亿美元，同时吸引了18家企业(🥐)参与竞争，最终4家承包商获得合同。其中不仅有传统寡头军工企业波音，也有近几年发展迅猛的克拉托(🗃)斯等企业(👇)。

显然，美军的做法已经产生了效果。军工企业(⌛)开(🏜)始加大竞争力度，根据2020年(🧤)9月22日的新闻报道称，克拉托斯公司已经扩建了厂房，提升其产能，以提升其在“天空(✌)博格人”中的(💋)竞争力。长此以往，美国军工企业的竞争力也势必有所提升，而政府和军方的采办(🍜)成本也能够得以控制(⚫)，研发周期(🐲)也能得以保障。

可以看出，创(🤶)造更加公平的采办竞争环境、吸引更多的企(💑)业参与国防采(🌮)办对于政府和军方十分的重要。它是政府和军方降低对军工寡头依赖，增强国防工业竞争力，控制采办成本的重要举措。在未来的国防采办中，类似的做法或许会更加广泛的应用。

2、网络化和智能化作战将成为未来重(🐉)要作战方式(🐦)

无论是“金帐汗国”还是“天空博格人”项目，都(🕊)体现出网络化和智能化的发展趋势。利用分布式协同硬件、软件和技术以及传感器数据融合、处理、分析决策的软件和算法，可(🤡)以将型(💺)号各异的武器装(🐪)备进行动态组网、互联互通，相互交换作战信息，并根据作战环境、作战任务、(😬)作战目标的变(😅)化，利用网络协同和自主决策，制定新的作战策略，实现最佳打(🏘)击效果。

美军在(🍕)网络化和智能化方面已经开展了大量工作。除了“金帐汗国”和“天空博格人”外，美军还实(🚦)施了“灰狼”、“空战进化”（ACE）等项目，探索多层次精确制导(⛺)武器的联网组合、自主空中格斗等作战设想，加速(📰)推进网络化和(🌯)智(☔)能化发展。

未来(🦇)的(😱)战争将不是仅仅依赖单(🥤)款优势装备取得空中优势，而是利用网络化与智能化，将不同类型作战装备进行灵活组合(💮)，从多个维度对对手发动打击，而使其无法通过重点仿制或针对单款装备来弥补自身的不足，从而形成绝对作战优势。网络(🧣)化和智能化则是实现这(🈴)一切的核心要素，对于下一代空中(🕑)作战有着(🌅)极为重(⛄)要的意义。

（中国航空工业发展研究中心 李沅栩，赵群力）