2019年无人系统领域发展综述

（北京海鹰科技情报研究所，北京100074）

1 引 言

随着战场环境的日趋复杂，无人机、无人潜航器和无人车等无人系统承担起越来越多的作战任务，其军事价值受到世界各主要军事强国的高度肯定和重视。2019年，美国、俄罗斯、欧洲和日本等国家和地区持续推进无人系统能力建设，加大顶层规划投入，增强无人系统装备研发，并对关键技术开展攻关，全面推动无人系统快速发展。

2 战略规划

2019年，美国从预算出发，增加无人系统投入和采购量；欧洲主要国家在欧盟和北约合作框架下加强无人系统能力建设；日本为落实新版《防卫计划大纲》能力要求，出台技术愿景文件指导无人系统发展。

2.1 美国

2018年，美国发布新版《无人系统综合路线图（2017-2042）》，同时各军兵种根据自身需求，集中推出各自的无人系统战略规划，并逐步落实相关规划，不断加大资源投入[1]。

根据2019年3月发布的美军2020财年预算，美军在无人系统方向共投资37亿美元，包括MQ-25A黄貂鱼无人加油机、超大型无人潜航器（XLUUV）等项目的预算较上一财年均大幅增长，各类无人系统的采购量也相应增加，以实现预算文件中提到的“增强美军在竞争环境下的机动自由和杀伤力”[2]。

2.2 欧洲

2019年，欧盟的主要防务协议：欧盟永久性结构合作倡议（PESCO）下实施的无人系统项目数量持续增加，包括海上无人反潜系统、港口和海上监视和保护（HARMSPRO）计划、海上（半）自主反水雷系统、欧洲中空长航时无人机（MALE RPAS）等，旨在开发可执行多任务、携带不同载荷和传感器的模块化无人系统[3]。

欧洲多国与美国等北约国家2019年6月举办波罗的海行动-2019（BALTOPS 2019）海上联合军演，期间进行了反水雷演习，多种有人舰船、直升机和无人潜航器等参与，提升了北约各国间的联合反水雷作战能力。11月，涉及意大利、希腊、西班牙、葡萄牙和立陶宛等15个欧洲国家的海洋2020科研项目进行首次演示验证，该项目旨在评估无人机在应对海洋监视挑战方面的作用，本次演示还评估了欧洲与北约联合行动的一体化互操作能力。

2.3 日本

日本防卫省防卫装备厅2019年8月公布《多域综合防卫力量构建研究开发愿景》文件，旨在基于2018年公布的新版《防卫计划大纲》中提出的能力需求，对日本未来的技术创新进行指导，文件强调了无人机和无人潜航器相关技术的发展[4]。随着预警监视范围的扩大和监视对象的增加，需要提升无人机等无人平台的传感器效能和预警监视能力，要求从整体上实现长航时水下无人系统的装备部署，提升无人装备的认知和判断能力，加强警戒监视、后方支援作战和交战方面的技术发展。

3 装备研发

2019年，世界各国加大无人系统的发展力度，无人机研发持续升温，多型在研无人机完成首飞，在役无人机重点提升组网能力；无人潜航器以反水雷作战和探测等任务为重点，同时加速核动力无人潜航器研制进程；无人车和先进机器人公布多个新方案，支撑部队地面任务。

3.1 无人机

各国多型在研无人机进行试飞。2019年8月，俄罗斯首款重型察打一体无人机S-70猎人、牵牛星中空长航时无人机和前哨-P 无人机先后成功完成首次试飞[5]。同月，英国空军、美国海军陆战队和澳大利亚空军联合进行MQ-9B 天空卫士无人机飞行演示，通过卫星通信实现自动起飞、着陆和滑行。9月，美国海军完成MQ-25A无人加油机原型机首飞。

在役无人机提升作战能力。2019年2月，美国MQ-9 死神无人机新地面控制站完成首次测试，通过高安全级别通信系统，可与全球地面控制站和运行中心进行信息共享，以提升态势感知能力。4月，美国MQ-8C火力侦察兵无人直升机加装Link 16数据链，增强与MH-60 舰载直升机的组网能力，6月，MQ-8C达到初始作战能力，为上舰作战和训练铺平道路，未来几年将有38 架服役[6]。8月，美国宣布MQ-1C 灰鹰无人机将在2022年实现Ka 频段通信能力。

图1 MQ-8C火力侦察兵无人直升机Fig.1 MQ-8C Fire Scout Unmanned Helicopter

新概念无人机快速发展。2019年1月，欧洲多国合作的神经元隐身无人作战飞机技术验证机在第四轮飞行试验中完成第150次试飞。本轮试验从2018年11月开始，目标是评估现有雷达和其他传感器系统对该类飞机的探测与跟踪能力。7月，英国空军快速能力办公室（RCO）和英国国防科技实验室（DSTL）宣布轻型经济可承受新型作战飞机（LANCA）概念，开展无人机系统设计，计划于2022年首飞。11月，空中客车公司公开低可探测性无人试验平台演示验证项目，该平台外形为类似钻石的菱形，采用无尾布局。2019年，美国XQ-58A女武神远程高亚声速无人机演示验证机完成三次试飞，前两次均成功完成了所有测试目标，第三次在着陆时受损。

图2 XQ-58A女武神无人机Fig.2 XQ-58A Valkyrie UAV

3.2 无人潜航器

美国全面发展各类无人潜航器。2019年1月，美国海军刀鱼无人潜航器与无人扫雷系统完成濒海战斗舰反水雷任务模块舰载集成测试，8月刀鱼无人潜航器进入小批量生产阶段，美国海军计划采购30艘[7]。美国国防预先研究计划局（DARPA）于1月发布名为垂钓者（Angler）的项目公告，开发能在深海环境中发现和操纵物体的深海无人潜航器及控制系统，要求在没有全球定位系统（GPS）的深海环境中自主执行搜索操纵目标的任务。美国海军还授予波音公司合同，制造和测试5 艘超大型无人潜航器（XLUUV）。此外，美国海军还采购蜂群潜水者（SwarmDiver）超轻型无人潜航器，可执行集群式侦察和反水雷任务，布放和回收可由单人操作。

图3 波音公司的XLUUV设计方案Fig.3 Boeing’design of XLUUV

俄罗斯加快核动力无人潜航器试验进程。波塞冬（Poseidon）核动力无人潜航器2019年2月成功完成测试，进入工厂试验阶段。4月，首艘搭载波塞冬无人潜航器的别尔哥罗德号特种核潜艇下水，将于2020年服役，未来哈巴罗夫斯克号特种核潜艇和949A 型奥斯卡Ⅱ级巡航导弹核潜艇均可携载波塞冬潜航器。

多国积极发展水下无人系统。英国国防部2019年4月发布公告发展超大型的无人潜航器，对隐秘收集情报，传感器的部署和回收，以及反潜作战等能力提出要求。通用动力公司9月首次展出金枪鱼（Bluefin）-12 轻型无人潜航器，具备模块化和智能化等特点，澳大利亚成为首个采购国家。法国海军集团和ECA 集团10月展示其为比利时和荷兰设计的反水雷联合解决方案，由无人潜航器、远程遥控潜航器、无人机和声呐等组成。

3.3 无人车和先进机器人

多款无人车公布方案设计。俄罗斯2019年2月发布标记武装无人车，装备红外摄像机、目标探测跟踪设备等，可遥控操作或与士兵协同工作，采用开放式信息架构，便于集成未来技术。6月，Gahat机器人公司展示了三种不同版本的Argo全地形无人车，具有水陆两栖功能。美国机器人研发公司8月展出飞马座可变形无人机/无人车混合系统，具备障碍规避和三维绘图能力，可执行情报搜集、侦察、核生化与爆炸物处理等任务。9月，英国国防科学与技术实验室和美国陆军作战能力发展司令部联合测试无人运输车，检验后勤和补给能力，为两国陆军后勤行动发展和合作奠定基础。

军用机器人仍是重点发展装备。美国陆军2019年2月授出合同为部署量超过4000 的魔爪机器人提供日常维护保养和升级，该机器人主要用于对爆炸装置进行探测和无害化处理。以色列通用机器人公司9月展示新型杜高MkⅡ战术机器人，用于特种作战和近战，只需点击屏幕即可操作机器人精准移动、瞄准并使用武器。L3 哈里斯技术公司9月推出首款机械臂可向遥控手柄反馈触觉的中型机器人T4，用于在城市和空间受限环境中执行特种武器和战术（SWAT）任务。

4 技术发展

图4 魔爪机器人Fig.4 TALON Military Robot

2019年，以美国为代表的军事强国积极发展无人系统技术，加强人机交互和集群技术发展，同时发展无人机、无人潜航器和无人车领域特定技术，全方位提升无人系统作战效能。

4.1 人机协同技术

未来战争中无人系统将占据越来越重要的地位，但目前无人系统的智能化水平不可能在短期内达到有人平台的程度，在未来相当长的一段时间内，无人平台也难以完全取代有人平台，而二者相互补充、分工协作，可以将各自的效能发挥到最大，因此美国和俄罗斯高度重视人机协同技术发展，不断提升交互能力。

美国空军研究实验室2019年1月授予通用电气航空公司有人-无人系统编队使能架构（TEAMS）原型项目合同，将在灵活、可靠的有人-无人系统（FAMUS）项目下进行架构建模和原型设计工作，将定义一系列架构、流程、方法、工具和环境，为异构、多人、多机团队走向实战奠定基础。

美国陆军3月启动高级组队有人-无人协同演示项目，旨在帮助直升机飞行员在作战中能与无人机进行更好的协同。美国陆军还于8月完成首次架构、自动、自主和交互界面系统能力试验，由MH-47支奴干直升机上的武器操作员使用平板电脑控制一架MQ-1C 无人机发射一枚GBU-69 精确制导弹药，并引导其成功打击了刚刚探测到的时敏目标。

美国海军8月举办先进海军技术演习（ANTX），通用动力任务系统公司演示了有人-无人平台协同作战能力，实现有人潜艇、无人潜航器和无人艇的跨域指控通信[8]。

俄罗斯猎人无人机与苏-57 战机9月进行首次联合飞行测试，演练了苏-57 不进入敌防空区的情况下，利用猎人无人机为其远程机载武器提供目标指示。

4.2 集群技术

无人系统集群以单平台的作战能力为基础，以平台间的协同交互能力为支撑，基于开放式体系架构和人工智能技术等构建，具有抗毁性、低成本、功能分布化等优势，是世界主要军事强国重点发展的技术领域。

美国海军与诺斯罗普·格鲁曼公司于2019年2月合作开展项目，使用EA-18G 咆哮者电子战飞机等综合电子战平台释放小型无人机群，由无人机前出侦察敌方雷达，参与电子战任务。

2019年3月DARPA进行拒止环境中的协同作战（CODE）项目演示，6架搭载了各种载荷的RQ-23虎鲨无人机和14架虚拟无人机在通信断开、GPS不可用情况下执行任务，并集合自主算法与白军网络，形成了逼真的实时、虚拟测试环境。7月，进攻性蜂群战术（OFFSET）项目完成第二次外场试验，演示地面机器人和无人机组成的自主编队为模拟建筑提供安保。

雷锡恩公司5月利用开放式体系结构和无人航空系统控制标准开发出一项新技术，使美海军可在舰上赛博加固的控制站内管理一支由空中、水下和水面无人系统组成的编队。

欧盟10月推动实施旨在压制敌方防空系统的自主学习无人机群项目，旨在使用智能无人机群迷惑、摧毁敌军防空系统，击落有人驾驶飞机。该项目需要创建特殊算法，使机群能够识别防空系统的特性，并计算出针对防空系统弱点的攻击计划。

4.3 其它关键技术

无人机关注概念总体设计和导航技术。2019年4月，美陆军计划在未来几年快速发展和完善大型空射无人机概念，进行无人机在GPS 干扰环境下工作、承担诱饵和电子战任务以及突破防空系统的技术验证。4月，SBG 系统公司公布为无人机设计的小型低功耗惯导系统，可提供实时精确定位和厘米级的位置数据，并能进行后处理。6月，DARPA开展用于射频任务运行的融合式协作组件（CONCERTO）项目，旨在开发一种集成雷达、电子战系统与中型无人机载通信部件的融合射频系统，可在空间更小、功率更低的情况下进行多功能操作。

水下无人系统聚焦通信、能源和导航技术。2019年1月，日本研发出水下光通信技术，可根据水的混浊度改变蓝、绿、红三种激光束，以每秒100Mbps 的传输速度实现10m 距离内的双向通信。2月，美海军大排量无人潜航器（LDUUV）原型机发展锂离子容错电池系统，可防止电池故障并提高安全性[9]。3月，通用原子电磁系统公司完成铝动力系统首次端到端演示，表明其可与燃料电池系统集成，用于驱动无人潜航器。8月，英国国家海洋学中心与多家公司开展持久性自主水下潜航器精确定位（P3AUV）项目，为无人潜航器提供更高的定位精度，同时降低电力消耗。

无人车发展无人驾驶和能源技术。2019年3月，英伟达公司推出新型英伟达驾驶星座无人车模拟平台，可生成全面、多样和复杂的测试环境。9月，爱普斯勒公司为无人车和战术机器人研制的锂离子电池完成超过3000km的全地形外场试验，在不同地形和天气条件下均具有良好的实用性和安全性。

5 结束语

2019年，以美国为代表的世界军事强国，通过总体规划、装备新研与升级改造、技术探索、演示验证等手段，全面推进无人系统能力建设，并开展跨国跨域跨平台试验演习，取得了一系列重要进展，需要我们持续密切跟踪。