欧洲未来空中作战系统与有人-无人协同作战样式浅析

张峻，徐王强，何飞

1.空军驻江西地区军代表室

2.航空工业江西洪都航空工业集团

世界各军事强国对有人机/无人机协同作战模式、体系、平台等多个方面开展了大量研究。本文梳理欧洲未来空中作战系统的发展历程，基于空客公司的公开资料，对欧洲未来空中作战系统涉及的有人-无人协同作战典型样式进行分析，提炼其关键技术。分析结果可为我国构建有人-无人协同作战体系，研究有人-无人协同作战能力提供参考。

在信息化、网络化及体系化对抗环境中，有人机/无人机编队协同作战既可弥补传统无人机指挥、决策能力的不足，也可拓展有人机的作战范围，提升作战效能。随着无人机技术的飞速发展以及战场环境的日趋复杂，有人机/无人机协同作战已逐渐成为无人机作战运用的一种重要模式。

欧洲未来空中作战系统（FCAS）是法国、德国、西班牙等国家联合开发的下一代空战体系，其愿景是利用下一代战斗机（NGF）、下一代欧洲战斗机发动机（NEFE）、下一代武器系统（NGWS）、传感器、作战云等重要领域的技术突破，构建整个空中作战体系，最终实现天空地海一体化作战体系的全面融合。该空战系统以下一代战斗机为中心，包括了作战云、无人机、卫星等其他系统。基于作战云及先进传感器技术，现役战斗机、下一代战斗机、无人机等系统之间能实现互联互通，所有节点可共享信息，作战效能将大幅提升。

项目发展历程

图1 欧洲未来空中作战系统以下一代战斗机为中心，包括了作战云、运输机、无人僚机、太阳能无人侦察机、卫星等其他系统。

为摆脱美国的制约，确保未来欧洲在国防和安全领域拥有全国产化武器装备，维护欧洲防务的独立性，2017年法国与德国宣布，两国联合研发下一代战斗机，以替换“阵风”及“台风”战斗机，在2018年中旬形成下一代战斗机的研发路线图。

2018年4月，法国达索公司和空客公司在柏林航展正式宣布，双方就未来空中作战系统项目展开合作。与此同时，MTU航空发动机公司公布了下一代欧洲战斗机发动机项目。

2018年6月，法国和德国签署合作备忘录，宣布由达索公司主导欧洲未来空中作战系统项目的开发，并在2019年初启动该项目。

2019年2月，空客公司与达索公司联合开展了项目概念研究，完成了10种未来空中作战系统架构的设计方案。经过进一步论证和技术改进，双方于2020年9月提交了其中5种方案。

2019年2月，西班牙国防部宣布参与未来空中作战系统项目，作为观察员国家签署了加盟该项目的协议。西班牙英德拉公司加入了联合验证团队，与达索公司及德国FCMS集团联合开展传感器技术研究。例如，对分布式互联传感器、未来传感器等架构进行研究。

2019年6月，欧洲导弹集团公布下一代战斗机的各种空射武器方案。

2020年2月，达索公司“神经元”无人战斗机验证机开展了飞行试验。

2020年7月，法国、德国政府向空客、达索、赛峰、泰雷兹等6家公司组成的联合团队授予第一阶段演示验证合同，总金额达1.55亿欧元。

2020年8月，德国空军与空客公司合作，测试多数据链互联技术，验证未来空中作战系统的组网与数据融合能力。在试验过程中，远程舰载平台与所有德国空军战斗机实现了数据共享，成为未来空中作战系统项目进程中的一个重要节点。

根据空客公司披露的项目研制计划，未来空中作战系统预计在2026—2027年首飞，将对下一代战斗机验证机、“远程航母”（Remote Carrier）即空射无人机、下一代欧洲战斗机发动机、作战云概念和互联性、传感器、隐身技术以及仿真系统等系统和技术进行测试。未来空中作战系统原型系统将于2030年开展作战能力验证，并于2040年形成作战能力，同时列装部队。

有人-无人协同作战样式

欧洲未来空中作战系统主要执行空战、海上巡逻、对面攻击、协同情监侦（ISR）等任务。其作战特点是，采用作战云联接有人机、无人机、任务载荷和武器系统，使下一代战斗机驾驶员能更快、更有效地获取信息，以更高的效率执行决策、指令分发等任务。在有人机/无人机协同作战中，有人战斗机作为战场指挥者，在更加安全的位置规划无人僚机的航线，指挥和控制无人僚机完成任务；挂装不同任务载荷的无人僚机与作战云联接，接收有人机或其他指挥部门的指令，自主完成侦察、火控计算、打击等任务。

作为无人机系统以及作战云的主要研发方，空客公司对无人机系统及作战云的应用提出了一系列设想。空客公司认为，在作战云技术支持下，未来空中作战系统的各分系统将相互联接，根据作战需要，各分系统之间能实时共享资源和战场态势信息。

2020年，空客公司发布未来空中作战系统作战概念演示视频，对该系统的组成平台、作战云应用、有人机/无人机编队协同作战等概念方案进行简要阐述。本文在此基础上，提炼出2种典型有人机/无人协同作战样式，并进行初步分析。

协同突防，对地攻击

在协同突防、对地攻击模式下，下一代战斗机、空射无人机、高空无人侦察机、运输机、侦察卫星以及地面指挥控制中心通过作战云相互联接，协同作战，摧毁敌方地面防空系统和地面目标。

下一代战斗机依托优异的隐身特性突破前沿，进入拒止空域执行对地侦察任务，并利用先进机载传感器组件自主识别目标，感知目标附近的地面火力威胁。为保证有人战斗机和飞行员安全，飞行员驾机避开威胁区域，不再进一步抵近侦察、打击。

部署在高空的“西风”（Zephyr）太阳能无人机对潜在的地面威胁区域进行侦察，利用机载合成孔径雷达（SAR）对潜在目标区域进行成像处理，将目标影像下传至地面指挥控制中心。地面指挥控制中心收到目标影像并进行分析，确定敌方地面防空阵地的部署情况及威胁空域，并指派载机携带空射无人机前往支援。其中，空射无人机挂装有电子干扰设备、光电/红外吊舱等任务载荷，并外挂或内埋小直径炸弹、空地反辐射导弹等多种对地攻击武器。

图2 “西风”（Zephyr）太阳能无人机可对潜在的地面威胁区域进行侦察。

A400M运输机作为空射无人机的载机，接到地面指挥控制中心的任务指令后，尽可能抵近前线，但不飞越己方安全空域，以保证自身安全。当抵达前线后，A400M运输机空射多架无人僚机，空射无人机离开载机后展开折叠的机翼，根据地面指挥控制中心预设的航线，前往指定空域执行作战任务。

无人僚机抵达指定空域后与下一代战斗机汇合，并编队组网。无人僚机前出，距离下一代战斗机数十千米，在抵达威胁区域附近后，无人僚机开启探测模式，以集群方式协同执行情监侦任务。集群中的各架无人僚机可共享情报信息，在发现并定位目标后，集群自主规划打击任务和协同作战方案。其中一架电子战无人僚机对敌方防空系统的探测雷达实施干扰，其余无人僚机机动作战，自主完成目标侦察监视、目标瞄准计算、武器发射条件判断、武器发射前的参数加载计算、武器发射和武器发射后的制导等工作，最后完成地面目标打击任务。

某一区域的敌方防空系统受到电子干扰后丧失攻击能力，无人僚机迅速突防，抵达目标位置，自主完成打击任务后迅速飞离战场。战斗结束后，侦察卫星对战场毁伤效果进行实时评估，以判断是否需要二次攻击。

多编队协同侦察

在多编队协同侦察模式下，有人机与无人机组成多个编队，利用机载合成孔径雷达、光电/红外吊舱等任务载荷获取信息，供地面指挥控制中心进行研判并形成可用情报。空客公司的演示视频披露，执行协同侦察任务的系统主要包括下一代战斗机、空射无人机系统以及地面指挥控制中心。

一个侦察编队有2个侦察编组，每个侦察编组由1架下一代战斗机与3架无人僚机组成，整个编队共计2架下一代战斗机和6架无人僚机，最终构成一种以下一代战斗机为指挥及护航节点，以无人僚机为近距侦察节点的作战编队。

在前期战略情报的支撑下，地面指挥控制中心为有人机及无人僚机规划初始航路和航线。2个侦察编组分别按2条不同的预设航线，前往目标区域执行侦察任务，无人僚机在战斗机前方飞行，各无人僚机之间的位置可依据任务需求灵活变换，所有侦察单元均通过作战云的联接实现信息共享。

在飞往目标区域的过程中，编组1的无人僚机光电/红外设备探测到航线前方存在未知障碍，无人僚机的飞控系统完成任务重规划和生成新的任务航线，并将航线数据传输给下一代战斗机，无人僚机编组转弯后，保持编队队形并向目标区域飞行。

编组2中的1架无人僚机利用光电/红外设备，探测到航线附近存在可疑目标，并将目标信息传输给下一代战斗机，下一代战斗机掌握态势后指派2架无人僚机前往抵近侦察，剩余1架无人僚机按预设航线继续飞往目标区域。2架无人僚机临时编组，自主规划临时任务航线，抵近侦察，获取目标信息后迅速返回原飞行编队。

图3 A400M运输机在空中发射无人僚机的概念图。

图4 空客公司为A400M运输机研制了无人僚机发射装置。

编组1的无人僚机探测到2条航线中间存在未知目标，编组1的无人僚机向编组2中的下一代战斗机发送侦察任务申请。编组2的下一代战斗机收到申请信息后，派遣1架无人僚机前往新的目标区域执行侦察任务。当完成侦察任务后，该架无人僚机就近加入编队1，形成1架下一代战斗机和4架无人僚机组成的编组，以及1架下一代战斗机和2架无人僚机组成的编组，整个编队返航。

图5 在多编队协同侦察模式下，有人机与无人僚机组成多个编队。每个编队由1架下一代战斗机与3 架无人僚机组成。

图6 作战云技术将大幅度提升有人-无人编队在拒止环境中的作战效能。

在任务执行期间，地面指挥控制中心从作战云中获取侦察编组的位置信息和态势侦察信息，并可随时为侦察编组规划新的航线或指派新的任务。

关键技术

作战云技术

现代战场上作战元素丰富，各类传感器获取的海量信息须进行处理、计算与融合。作战云综合运用无线通信网络技术、分布式计算技术及负载均衡技术，将分散部署的作战资源进行整合，进而形成一种弹性、动态的作战资源池，具有联通性、分布式计算和按需分配资源等特点。在云技术支持下，欧洲未来空中作战系统中的装备能全面共享陆海空天多维作战数据，实现战场资源整合，形成网状交互的战场数据。参与作战的所有节点均可以共享信息，大幅提升作战效能。

在有人-无人协同作战中，有人平台和无人平台利用作战云网络，可实时共享所有平台数据，增强态势感知能力、协同作战信息传输和处理能力。作战云利用云端的数据计算及信息储存能力，缩短信息传输时间以及决策时间，加快观察—判断—决策—行动（OODA）作战环的判断及决策，大幅度提升有人-无人编队系统在拒止环境中的作战效能。基于作战云，无人机成为OODA作战环中的全程参与者或主导者，任意一架无人机完成目标探测或跟踪后，都可将信息上传到云端，由云端挑选最适合的平台继续执行任务。

智能指挥、控制和决策技术

在传统有人-无人协同作战中，指挥控制和决策很大程度上依赖于人类驾驶员的智慧与经验。未来，战场环境日趋复杂，战场态势瞬息万变，作战云将为驾驶员提供海量信息，这既是优势，也是人类驾驶员进行决策的劣势。因为驾驶员在掌握全部战场态势信息以及战场资源的同时，也将面临海量数据筛选、判断带来的压力，不利于驾驶员做出有效决策。

因此，需要研究无人机智能指挥、控制和决策技术，使无人机具备指挥控制和决策能力。无人机利用人工智能技术处理作战云传输的复杂战场态势信息，根据战场态势、多变的飞行环境和可用的战场资源进行决策，自主预测敌方行为，完成目标分配、任务航线规划等工作，并将指挥控制信息通过作战云传输给各作战单元。基于人工智能技术，欧洲未来空中作战系统可实现作战信息和战场资源的动态整合与应用，提高OODA环的作战效率，进而形成有人-无人协同作战的新样式。