导读
近年来各国在空天战场上的竞争愈发激烈，制空权已经成为战争制胜的基本前提和决定因素。无人机由于其在侦察、隐身以及对地火力等技术领域的快速发展已经改变了传统空战的模式，因此各军事强国都加大了研发无人机的力度。但目前现有的无人机多数为侦察型和对地攻击型，鲜见集对地攻击、侦察、拦截以及空空对战能力于一身的用于争夺制空权的无人战斗机。目前各军事强国正在探索性地开展这种多功能的新一代无人战斗机的研究。可以想象，在未来争夺制空权的战斗中，新一代的无人战斗机必将起到至关重要的作用。
未来战争中制空权尤为重要
现代战争中，制空权至关重要。不管是海湾战争还是伊拉克战争，由于伊拉克的空军力量薄弱，与其说是双方对战，不如说是伊拉克单方面地被屠杀。美军在空军配合进攻下，不到一个月就占领了伊拉克全境。而伊拉克军队早在战争之初就被空军炸的七零八落，军工设施基本被摧毁，美军的伤亡却很少。
利比亚战争时，其政府用坦克和飞机镇压反对派，本来是稳操胜券，但在西方国家出动强大的空军力量对利比亚政府军进行军事打击以后，政府军损失惨重，之后就节节败退，最终政权被推翻。
现代战争血的教训告诉我们，在未来战争中，交战双方对制空权的争夺将会达到白热化，可以说哪一方得到了制空权，哪一方就取得了战争的制胜点；而失去制空权的一方，其结局将不言而喻。
无人战斗机的发展趋势图
在无人化装备将会成为主角的未来战争中，各大军事强国都加大了无人机的研发力度。但现役的无人战斗机通常只具备侦察或对地打击等能力，距离实现制空还面临着许多难题：
◆无人战斗机的速度尚且无法达到现役战机的超音速水平。
◆大部分无人机的载荷较小，难以携带先进对空搜索设备，在对空作战中无法有效搜索目标。
◆由于无人机对挂载武器的重量要求很苛刻，尚且无法装载重型空空导弹，因此现有的无人战斗机所挂载的武器系统通常针对对地攻击，无法进行对空火力作战，从而难以争夺制空权。
◆在敌我识别、态势感知、自主空战、远程通信与防电磁干扰等方面能力欠缺，这些问题是制空无人机能否安全飞行并完成空战任务的关键，有赖于人工智能、信息感知与融合、数据链路等技术的突破。
各军事强国在研的新一代无人战斗机
近年来，美、英、俄等国在对下一代战机的规划中提出了雷达全频域隐身、红外隐身、超常规机动、高空高速长航时、增强态势感知能力等需求，这与制空无人机的需求一致。在此对目前处于在研或者演示验证阶段的高性能、新概念的无人战斗机进行盘点。
英国“雷神”无人战斗机
“雷神”无人战斗机由英国航空航天系统公司开发，其隐身性能、自主防卫人工智能以及高航程的性能将被着重强化，被赋予了跨越洲际的远程打击任务需求，预计将于2030年投入使用。
该无人机的速度在500～700英里/小时，飞行距离未知，已于2011年成功试飞，并且自2012年以来，英国一直在对“雷神”进行测试。
“雷神”无人战斗机
“雷神”无人战斗机的机载传感器的集成以及导航、自动控制技术和通讯系统已经被测试，成功地验证了热/红外信号控制技术，并在飞行试验中成功地应用了共形数据系统，有效地减小了雷达散射截面，提高了其隐身性能。除此之外， “雷神”还将具有以下特点：
◆未来可以由地面指挥，也可以通过卫星和指挥部进行通信，具有更强的续航能力，能够高速洲际飞行，可在卫星监控下到达地球的任何一个角落，并执行精确打击远程和跨洲际目标的任务。
◆将内置两个炸弹舱，能在多个目标上空投放弹药，具有远程攻击能力。“雷神”除了开发其对地攻击目标之外，还在开发其攻击空中目标的性能，从而提高其制空能力。
◆能够通过装备的自动人工智能系统和识别系统，对敌方进行监视和侦查，并且防卫自身免受其他敌机的攻击。
2018年以来，该无人机已经在澳大利亚进行多次秘密试飞，未来该无人机有关自主作战能力的关键技术还将被重点评估。
俄罗斯“鳐鱼”无人战斗机
“鳐鱼”无人机是一款重型隐形无人机，于2011年由俄罗斯签署“鳐鱼”无人战斗机开发协议，并由俄罗斯米格公司设计。由目前俄方的公布数据可知，其翼展11.5米，全长10.3米，高度为2.7米，最大起飞重量为10吨，最大低空飞行速度为800公里/小时，最大武器载荷为2.2吨，作战升限能达到12000米，作战半径为2000公里。
“鳐鱼”无人战斗机
“鳐鱼”的机体结构采用大量复合材料以减轻结构重量，其隐身的内置弹舱内能够携带炸弹武器和kh31型反舰导弹（该重型导弹长度达4.7米，重量1.5吨），主要任务是反舰、精确对地攻击以及压制地面防空系统。
“鳐鱼”采用了全数字式飞行控制系统，具有极强的隐身性能，能够出其不意地突破敌方防空系统。
“鳐鱼”机身与部分可挂载武器
除了极强的隐身设计之外，“鳐鱼”无人机的另一亮点在于其将首次应用AI作战系统，将具备完全自治能力，自主完成起飞降落、智能选择航线、完成对地对海打击等整个过程，对其重要目标实施攻击。
据称，俄罗斯开发这款无人机的目的是将其与其第五代战斗机Su-57协同作战以突破敌方的防空网，使得Su-57战机的飞行员能够通过数据链控制“鳐鱼”无人机执行突防、突击等一系列高风险任务，从而大幅减少有人战斗机执行此类任务的频率。
俄罗斯“猎人B”无人战斗机
“猎人B”隐身无人战机为俄罗斯首款将隐身设计置于首位的无人机，该机全重为20吨，有效载荷可达10吨，最大航程为3500公里，最大平飞时速为920公里，最大升限为10500米。
“猎人B”无人战斗机
该机采用了高速飞翼式布局，未来可能会采用非加力型的发动机，从而缩减发动机总体长度，同时可能将发动机安装位置降低，并采用S型进气道，从而更加完善其隐身性能。
据俄媒透露，“猎人B”无人机具有优异的载荷能力与机动性能，内部武器载荷已经与俄罗斯苏34战斗轰炸机相当，是目前问世的载弹量最大的无人战斗机。
“猎人B”内置弹仓尺寸可能与Su-57战机比较相似，估计其至少可以携带4枚各类导弹，能够发射为Su-57战机定制的机载精确制导武器（包括KH-59MK2远程对地攻击导弹、KH-58UShK反辐射导弹、雷鸣系列滑翔炸弹、Kh-38M通用近程对地攻击导弹以及KAB-250/KAB-500M精确制导炸弹等等）。目前俄军方正在为其研制多种空对空和空对地弹药。
“猎人B”机身与部分挂载武器
机上配备了光电红外传感器和电子战系统，非常适合远程隐身对地攻击、侦察监视等任务。“猎人-B”更注重速度机动性能，速度性能对于攻击无人机而言，比侦察无人机要重要得多，能大幅提高其在高烈度对抗战场的生存能力。
但该无人机目前也只是处于实验初期的验证机，距离实战还比较远，其发动机适应性与隐身性能尚且有待改进。
目前俄制无人机的短板在于信息处理、通信/数据链技术水平较为落后，缺乏小体积精确制导武器，这将限制俄制无人机的实际应用。
欧洲“神经元”无人战斗机
“神经元”无人机是由法国、瑞典、意大利等六国参与的无人战斗机技术演示验证项目，是欧洲首次完全使用建模与仿真技术设计和开发的一款隐身作战飞机。
“神经元”以钛、铝合金为骨架，外层主要采用碳纤维、树脂等复合材料制成，长9.5米、翼展为12.5米、空重4.9吨，最大速度可达980km/h，实用升限为14,000米，续航时间超过3小时。
“神经元”没有驾驶舱，机身设计采用隐身融合体的飞翼结构，并且选用全复合材料，在材料表面涂有隐身涂层，从而具有低可探测性，即强隐身性能。根据欧洲官方称，该作战飞机显示在雷达屏幕上的尺寸不会超过一只麻雀的大小。
“神经元”无人战斗机
“神经元”的机体备有两个内置武器舱，可挂载激光制导或GPS制导炸弹，最大武器有效挂载量为400公斤。地面指挥系统可通过实时指令指挥该无人机发射巡航导弹实施超视距的防区外精确打击，此外它还可挂载2～4枚AIM-132空空导弹，能够进行空空对战（所有攻击必须在操作者的指令下完成）。
据称“神经元”将携带全自动作战系统，还可携带数据中继设备，集侦察、监视、攻击能力于一身，可以在不接受任何指令的情况下独立完成飞行，并且能够在复杂的飞行环境中进行自我校正，具有优异的隐身性能、自主编队、数据连接集合作战能力，加上其航程和载荷都已经接近有人战机，该款无人战斗机具备极佳的空对地作战能力，其实力或许不亚于有人战机，综合作战能力将远远超过现役的普通无人机。
“神经元”武器系统的剖面示意图
然而，尽管截至目前，该无人战斗机的隐身实验、武器投放实验、海上环境实验以及电磁信号实验等以及与西班牙“台风”战斗机进行的伴飞测试都已经顺利完成，但其在规划时并未将解决最具挑战性的容错技术、行为智能和自适应推理系统（如神经网络）等人工智能列入开发目标，其作战仍遵循现役无人机的作战模式（利用地面控制站或卫星链路，由人工对其作战过程进行全程干预，只是在巡航时可切换为自动驾驶模式），由此可见其未来的实际作战能力还有待商榷，加之从1999年研发至今该无人战斗机仍然没有研发成功，何时进入实用阶段还未可知。
美国“穿透性制空”型无人战斗机
美国将第六代无人战斗机定位为“穿透性制空”型无人战斗机，以远程和有效载荷作为主要设计要求，未来可能会开发有人与无人机两个版本，将成为美国空军专门用来进行空中战斗的空对空战斗机，能够优化战斗，但也会给世界未来空战带来威胁。
PCA战斗机构想图
目前关于第六代战斗机的工作还处于预研和理论阶段，有关该战斗机的消息很少，只能通过2018年底《防务新闻》的报道得到少量资料。
与F-22相比，穿透性制空无人战斗机可能具有更多的有效载荷、更好的隐身以及传感器能力，从而使其能够在中国、俄罗斯和其他潜在对手未来可能拥有的高端防空系统威胁下行动。
PCA将采用无尾升力体布局，以大幅降低超音速飞行阻力，提高超音速巡航性能和超音速机动性，同时兼顾亚音速的机动性能。将采用最先进的变循环自适应发动机，不仅推力大，而且能根据巡航、空战的不同状态，自动改变发动机的运转模式，达到最佳油耗状态，因此其航程可能将比现在同体积的战机远得多。
PCA战机的YF-120自适应变循环发动机（由美国通用电气公司制造）
PCA战斗机的机型设计会比F-15或F-22更大，将会增加其内部容积以能够携带大量的弹药，从而提升战斗力，可能会具有类似于轰炸机的设计元素，从而能够达到更远的航程，并且进一步突破动力和自主化等领域的技术难点。
PCA战斗机会采用主动防御系统，并大量使用人工智能技术对数据进行分类和分析，以减少飞行员的工作量，具有提高空地协同结合作战效率的能力，以及控制、指挥多架无人机空中协同作战的能力。
通过对“雷神”、“鳐鱼”、“猎人B”、“神经元”等无人战斗机以及美国PCA战斗机的盘点发现，各国非常重视有关无人战斗机的隐身性能、航速航程、挂载武器等方面的研究，在一定程度上提高了无人战斗机的制空能力，但距离制空无人战斗机的最终成型还有段距离。
美国引领无人战斗机向智能化方向发展
未来战争的智能化发展在空战领域表现尤为突出，而空战涉及到敌我双方的位置关系与优劣势、双方战机性能/设备/当前能量优劣、外界环境影响、设备状态等诸多因素，没有严格的规则限制与明显的规律可循。
要想占据制空权，不仅需要提高无人战斗机的隐身性能、航程航速与空空作战能力等，人工智能系统在空战中尤其在无人战斗机上应用的研究也尤为重要。美国在将人工智能系统装备于现役无人战斗机的演示验证以及空战用人工智能的研究方面取得了一定进展。
“阿尔法”人工智能
2016年美国辛辛那提大学开发的“阿尔法”人工智能，在空战模拟器中战胜了退役的美国空军上校。
“阿尔法”属于“动作及简单战术行为”人工智能，采用了“遗传模糊逻辑”智能技术，能够组织全部传感器数据，构建战斗场景的映射，能够在不到一毫秒的时间内做出行动决策，在动态环境中，其反应速度是人类对手的250倍。
“遗传模糊逻辑”简示图
“遗传模糊树”算法基于遗传算法和模糊逻辑系统，将大型模糊逻辑问题拆散成了许多小型模糊逻辑问题，从而使得“阿尔法”能够在更低配置的计算机上顺利运行。目前，“阿尔法”能够同时躲避数十枚来袭导弹，并对多目标进行攻击，能够协调队友以及观察学习敌人战术，其所需的硬件配置极低，仅需要一台普通个人电脑即可运行。
“阿尔法”在模拟环境中已经表现出了侵略性、敏捷性、变化性与可靠性，辛辛那提大学将继续开发“阿尔法”，让其与飞行员一起训练并扩展其功能，并且通过构建更加真实的空气动力学和传感器模型，提升拟真度。未来将“阿尔法”人工智能用于空战将会增加容错率。
基于VOXL平台的轻型空中计算技术
2019年美国陆军授予ModalAI初创公司有关在其VOXL平台基础上开发轻型空中计算技术，为武装部队作战使用的第一类无人机系统设计硬件架构的合同。
ModalAI公司的VOXL平台能够利用智能手机生态系统，为室内外、空中和地面机器人创建高度集成并且基于机器视觉的自主导航系统，能够通过4GLTE技术进行连接，从而可以与开源技术(如Linux、机器人操作系统)和PX4兼容，为大量应用程序创建灵活的软件架构，并且可以使用人工智能对障碍物进行规避，进一步规划任务路径并实现自主操作。
MQ-9无人战斗机装备的“敏捷秃鹫”系统
2015年由锡拉丘兹研究公司与美空军研究实验室合作开发了一款高性能嵌入式计算体系结构——“敏捷秃鹫”系统。该系统利用人工智能和机器学习等技术，对机载传感器获取的视频、图像等大量数据进行处理，查找、识别和跟踪目标，实现对目标的态势感知和快速识别，从而提高无人机传感器的大数据分析能力。该系统具有数据处理高效、目标识别迅速、带宽需求降低的优点。
“敏捷秃鹫”行动概念
该系统采用人工智能技术，能够在远程无人机上进行机载高性能嵌入式计算，实时对数据进行处理和传输，从而增强无人机情报数据获取效率以及态势感知能力，具有数据处理高效、目标识别迅速以及带宽需求降低的优点。
MQ-9无人机
2019年9月，美军空军将“敏捷秃鹰”人工智能系统装备在MQ-9无人战斗机上，进行为期10个月的集成与演示验证。验证该人工智能系统能否使MQ-9无人机对大范围的行动进行监视，能否无需人工干预，自主识别预先定义的感兴趣目标并发送它们的位置，自行决定是否执行致命打击。“敏捷秃鹫”系统将进一步增强无人机的效能，使其向自主武器系统发展。
无人机的智能化还将体现在：采用人工智能技术针对空中战场形势实施自主的判断、作战决策以及武器控制。达到这种智能化的程度，对战斗力所起到的作用，可能会超过单纯用人脑进行类似判断、决策和控制时达到的效果。很多实验数据表明智能化的无人机空战系统，可以会打败现在最先进的飞机F-22。
各军事强国都在加强对未来战争制空权的争夺，而新一代无人战斗机正是控制制空权的关键。在新一代无人战斗机的研发中，各国都对其隐身、航速航程以及挂载武器等方面性能进行了提升，为未来战争中控制制空权迈出了坚实的一步。而美国作为头号军事强国，更是引领未来无人战斗机在态势感知、自主导航、自主决策等智能化方面取得了较大进步。
总结
随着科技的发展，未来战争必将是无人装备作为主力军的高科技战争。而现在战争血的教训告诉我们，未来战争中的制空权尤为重要。各国在研的新一代无人战斗机都沿着加强制空性能的方向发展，以美国为代表的军工强国还加强了无人战斗机智能化方面的研究。相信未来的无人战斗机在具备争夺制空权参数性能的同时，还将沿着智能化的方向进一步发展。
