划重点
01美国防部推出“复制者”项目，旨在满足现实战略需求和响应未来作战概念更迭，推动军事智能化布局。
02项目空中无人平台选择方案包括Aero Vironment公司的“弹簧刀”-600无人机、美国Shield AI公司的V-Bat无人机等。
03为此，美军关注智能化无人机的规模化建设，以低成本、模块化、多用途和自主化等特性为核心发展途径。
04同时，美国防部预计将投入10亿美元资金，继续推动无人空中平台等无人作战系统的研发、升级和布局。
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针对未来作战战场环境和作战装备的日益复杂化发展，美国防部认为，美军现阶段作战过分受益于传统大型、精密、昂贵且数量较少的作战平台，已逐渐偏离未来低成本、分布式、规模化的作战模式和作战概念。为满足现实战略需求和响应未来作战概念更迭，美国政、商、军三边合力推进“复制者”项目，并已于2024年5月初交付首批“复制者”系统，未来将以更快的速度和更大的规模提供能力保障。“复制者”项目借鉴了俄乌冲突中的经验教训，计划利用基于低成本自主无人系统的规模化作战战术对抗大国兵力优势，推动军事智能化布局。其中，空中无人平台作为“复制者”项目装备现代化革新的关键一环，高度体现了美军未来作战装备发展和作战战术体系的转型趋势。对此，分析美国对“复制者”项目无人空中平台的选择及潜在选择方案，把握美军未来作战能力侧重发展目标和作战需求重点，对大国竞争背景下战术战略调整和武器装备发展具有重大意义。
一、“复制者”项目提出背景及目的
2023年8月，美国防部副部长凯瑟琳·希克斯在于华盛顿国防新兴技术会议中首次提出“复制者”项目，旨在对无人作战系统未来发展方向进行重大调整，以期在短期内快速生产数千套投放于海、陆、空等作战域的自主无人作战系统，通过规模化效应对敌方战时资源进行快速消耗，为后续高战力的主战平台创造纵深打击条件。希克斯提出“复制者”项目主要源于两个方面：一方面，借鉴俄乌冲突中的实际作战经验。俄乌战场中，俄、乌两军均广泛使用自杀式无人机、侦察无人机等无人空中作战平台，实现了火力牵引、超视距瞄准、高效能打击等作战能力。无人机在战场上的广泛运用，影响了反装甲、反坦克、防空作战等战术规则，对提升作战效费比、减少作战成本、保持消耗性作战优势起到重要作用。另一方面，适应未来作战复杂性特征。随着智能化、无人化、自主化、分布化等作战特征愈发明显，“蜂群”编队作战、有人-无人协同作战、分布式作战等新兴概念正逐步构建未来作战模式蓝图。未来信息化战争下的战场环境呈现多维互联的特点，即陆、海、空、天、电、网多个作战维度将形成一个更紧凑的有机整体，相互作用并相互级联，构成更加复杂的战场环境生态。同时，空中作战装备和自主无人技术的研发不断加速并将深度介入未来作战，推动人工智能、自主学习算法等耦合无人系统“编队应用”和“一机多用”，影响战术战法以及兵力调动决策等复杂化发展。
为此，美国计划通过对无人机、无人舰艇等现有无人军事系统的再造升级，以及对未来无人作战平台的创新型运用，使其能够自行决策、交互合作，并在战时长时间任务中持续作战，推动传统装备平台向小型化、智能化、低成本、大规模的“全域低成本自主”（ADA2）整体作战思维模式转变。此外，美国防部明确表示“复制者”项目并非研发和应用新技术，意味着美将使用现有成熟度较高的无人系统产品和人工智能技术实现快速生产的目标，并能够与“协同作战飞机”（CCA）等先进作战平台存在一定适配能力。
二、“复制者”项目空中无人平台确定选择及潜在选择方案
“复制者”项目中的自主无人系统装备并无具体指定类型和型号，包括但不限于高空长航时无人机、无人驾驶车辆、“蜂群”无人机、无人舰艇以及卫星等。从空中无人平台选择标准上看，自2023年8月以来，美军各作战域基于“复制者”项目陆续确定了作战配置需求。其中，美空军计划着力研发各型小型自主无人机，并将现阶段已服役的大型无人机和有人机充当小型自主无人机的“母机”，实现协同编队作战。美海军计划研发舰载自主无人机系统，完善海上持续作战体系。美陆军、海军陆战队等陆基部队推进新型微小型侦察自主无人机的研发部署，将作为战术侦察的重要手段。同时，自杀式无人机成为陆基部队计划发展的重点持续打击能力之一。根据美国防部公告、各维度作战需求以及商业研发项目、测试等综合信息，“复制者”项目现阶段确定型号及潜在型号空中无人平台选择方案如下。
（一）“复制者”项目确定选择方案
美国防部于2024年5月初完成首批“复制者”系统交付工作，其中包括无人机、无人驾驶水面艇以及反无人机系统。目前，美国防部仅官方公布一型“复制者”项目确定型号，即Aero Vironment公司研制的“弹簧刀”-600无人机。
“弹簧刀”-600是一种先进的自杀式无人机系统，也是“弹簧刀”-300无人机的升级型号。美国防部选择“弹簧刀”-600无人机主要出于以下因素：
一是“弹簧刀”-600基于高速机动性和打击精准性增强任务遂行效率。从基本参数上看，“弹簧刀”-600弹体净重约22.7千克，系统全重达54.4千克，最长航时超40分钟，航速每小时70-115千米，射程达90千米，并可在半径40千米范围内与地面操作员保持通信和遥控连接，以高机动性支持任务遂行效率。从机载载荷上看，相较于“弹簧刀”-300主要执行“斩首”刺杀行动，“弹簧刀”-600偏向于针对敌方重点装备进行打击，配备机头综合传感器、GPS数字加密系统等模块，使其具备更强机动性、更广侦察力、更高穿透力和更准打击能力，广泛适用于对抗宽阔战场环境下的火炮、BMP步战车、悍马军车等轻装甲目标。
二是“弹簧刀”-600以高度智能和快速部署能力提升作战灵活程度。从作战操控上看，“弹簧刀”-600通过操作人员在便携平板操作系统中下达指令后，基于人工智能的火控系统能够在极短时间内完成“侦察—判断—决策—打击”（OODA）的杀伤链闭环，使操作人员能够有效降低“认知负荷”，将更多精力投入至制定决策和应对其他战场情况中。同时，该无人机采用折叠弹翼设计，在发现打击目标后将自主快速收拢弹翼，以最高每小时185千米的俯冲速度进行精确打击行动。从部署速度上看，“弹簧刀”-600系统产能已在2023年实现每年量产6000余套，单套售价约7万美元，支持消耗性作战供给和节约作战成本需求。同时，“弹簧刀”-600采用模块化结构，由无人机主体、发射装置和控制装置3部分组成，支持在短时间内完成快速运输、组装和发射。
三是“弹簧刀”-600通过泛用性和灵活性特征支持在多元作战场景中协同化运用。从应用场景上看，“弹簧刀”-600采用开放式架构，支持根据作战场景更换多种弹头和有效载荷，适用于远视距侦察、快速搜索、精确打击、电子干扰等多种任务。目前，美国已在叙利亚、伊拉克、乌克兰等冲突中运用过“弹簧刀”-600无人机，并在不同作战场景中取得成效，证实了该无人机的战场多用途能力。从作战运用上看，“弹簧刀”-600支持“蜂群”战术，可在复杂战场环境中与“美洲狮”无人机等其他空中无人平台进行战术协同，根据战场态势变化实现动态信息共享和任务分配，确保作战高效性和灵活性，提升整体地区介入能力，符合“复制者”项目下作战需求和能力标准。
（二）主要潜在选择方案
美国Shield AI公司V-Bat无人机。V-Bat无人机是一款由人工智能驱动的垂直起降无人机，由ShieldAI旗下Martin UAV研制生产，机长2.4米，最大飞行时速166千米，其最新改进型号V-Bat 128能够在4500米高度以时速83千米的速度持续巡航11小时，最大航程约为560千米，最大载荷约为11.3千克，可根据任务需求搭载不同的摄像机、红外感测器、激光指示器或其它设备。V-Bat作为“复制者”项目潜在选择方案主要出于以下因素：一是支持多架无人机自主“编队”协调行动。为响应“复制者”项目，Shield AI于2023年10月推出V-Bat Teams无人机“蜂群”自主指控技术，基于“蜂脑”（Hivemind）人工智能操作员软件、机间共享传感器等系统，实现在少量人工干预下自主运行4-8架V-Bat无人机编队。二是可在不依赖GPS或外部通信情况下执行军事行动。V-Bat无人机装配Xavier NX人工智能飞行计算模块，可在GPS和通信受到强干扰环境下，根据战场实时动态做出反应。三是生产成本较低并易于战场补给。V-Bat无人机单架成本约十万元，适用于吸引火力、充当诱饵、集群打击等场景行动。同时，该无人机具备轻重量、便运输、易维护等特点，满足前线部队战术大量运输和部署需求。
美国安杜里尔公司“走鹃”无人机。“走鹃”无人机是一款可重复使用型垂直起降无人机，于2021年开始研制。该无人机共分为两种版本：一是“走鹃”基础型，航行速度近1倍声速，采用模块化架构，通过更换不同有效载荷以适用不同类型任务；二是“走鹃”-M弹药型，搭载拦截器载荷，可快速定位、跟踪、干扰和摧毁敌方空中系统，并能够在未使用的情况下进行回收、加油和复用。目前，“走鹃”-M弹药型无人机已进入低速生产阶段，年产规模约数百台。“走鹃”作为“复制者”项目潜在选择方案主要出于以下因素：一是模块化架构支持无人机多元运用。该无人机可携带多种有效载荷，其中，“走鹃”-M弹药型能作为一种高爆炸性拦截变体，可快速识别、拦截和摧毁敌方多种空中威胁目标，支持地面防空和空地打击。二是自主化驱动保障平台复用性。“走鹃”无人机通过人工智能操控系统能够自主实现发射、飞行、搜索和降落等功能。同时，若“走鹃”在发射后未进行攻击和拦截行动，则自主回航降落，较常规一次性滞空武器拥有更大复用韧性。三是垂直起降能力满足快速灵活部署。“走鹃”发射系统是一个独立的盒子状机库，能够与相关非车载控制系统联网，并可装载至地面车辆、船只或其他移动平台中，支持在任何位置以高亚声速发射和返回“走鹃”无人机，增强作战部署灵活性。
美国Red Cat公司3款新型低成本小型攻击无人机。美国Red Cat公司于2024年6月推出3款新型无人机，旨在为“复制者”项目提供潜在选择方案。3款新型无人机包括：一是Edge 130 Blue混合垂直起降无人机，重约1.3千克，有效航时2小时，可由单兵在一分钟内完成组装和发射，主要用于提供远程自主性高精度航拍图像服务。二是FANG第一视角无人机（FPV），有效航时10分钟，可携带打击载荷与情监侦无人机协同工作，目前正在处于研发阶段。三是Teal 2无人机，有效航时30分钟，支持与FANG等FPV无人机协同工作，具备夜视、多飞行器控制和全模块化设计等功能，主要用于战后目标评估等任务。
此外，美空军联合国防创新部门（DIU）选择安杜里尔、Integrated Solutions for Systems、Leidos以及Zone 5 Technologies共4家公司研发“企业测试载具”（ETV）项目无人机原型，致力于研发基于开放式系统架构的可升级模块型无人机。ETV项目作为“复制者”项目的一部分，旨在研发、评估并选择新型无人机系统，并支持以较低成本高速生产。根据DIU在2023年9月招标文件，可升级模块型无人机飞行距离将达500海里（约合926千米），并具备运载动能有效载荷的能力。
三、从选择方案看美军作战能力关注重点
在当前国际环境和作战形势下，美军尤其关注智能化无人机的规模化建设，拟利用数量优势向对手施加对抗压力，增加战场环境复杂程度，使其难以做出正确决策，扰乱敌方战场配置，消耗敌方有限的作战资源。为此，根据“复制者”项目提出背景及装备发展路径，美国在批量化发展智能化无人机的前提下，侧重发展无人机低成本、模块化、多用途和自主化等特性，为实施“决策中心战”、获取战场决策优势提供关键发展途径。
从成本角度看，可消耗性和快速响应已成为美国发展新一代智能化无人机的核心特征。美国防部以“复制者”等项目作为出发点，逐步推动作战装备体系向“全域低成本自主”概念转型，强调控制智能化无人机的采办成本，间接推动供应商调整技术研发路线和生产制造标准，为促进整体无人作战系统供应链低成本循环提供重要支撑，保障战时持续性供给和高效率产能。同时，低成本自主无人机将作为战场“耗材”，充当战场突前节点消耗敌方雷达探测、防空火力等作战资源，以形成不对称、非均匀的非常规打击力量，提升部队整体作战效费比。
从架构角度看，模块化结构和开放式架构已成为“复制者”项目下无人机系统快速研发、战术灵活多变的关键抓手，适应未来复杂的作战场景。美军通过构建模块化无人自主空中体系，于整体角度，通过适应性改变队伍规模和编队阵型满足遂行任务需求；于个体角度，通过更换无人机载荷实现不同作战效能。为此，基于模块化架构综合集成数量可观、多种用途的智能无人机群，以信息网络为支撑，以群智涌现为核心，指控关系韧性可变、兵力运用灵活可变、战术组合智能可变，形成美军理想化低成本、可扩展、自协同、高韧性的空中无人作战体系。
从应用角度看，美国不断探索智能化无人机的通用性、泛用性发展路径，逐步从侦察、运输领域普及至作战模拟、长时自主驾驶等多个领域。依照美军设想，一方面，多架多效能无人机将与主战有人机组成小型作战网络进行空中作战，为有人主战平台提供更多作战效能。其中，无人机将在必要时进行侦察、预警、干扰、瞄准、打击等活动，为有人机提供各类战场动态数据与目标信息的同时，也可对敌密集防空区域进行突发干扰或自杀攻击，以保证主机安全。另一方面，多架多效能无人机将进行“蜂群”编队组网，以协同效应强化整体作战能力。其中，“蜂群”无人机间将通过共享传感器等数据中继设备实现机间通信，以个体能力赋能整体作战实力，配合发挥多性能特征，完成复杂化任务。
从性能角度看，基于人工智能、机器学习算法等技术发展水平，美国遵循协同化理念，在智能化无人机现阶段应用及未来规划中保留了人为因素，并使人工能力成为构成无人机协同潜力的上限。依照此理念，美军不断开展无人机自主飞行、自主近距离空中格斗、自主空对空拦截等作战战术体系研究，围绕智能化、无人机和自主化概念逐步减少人为在回路操作、评估和参与等方面的干预限制。
四、结语
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[10]Defense News.Anduril reveals Roadrunner drone,mum on first US customer[EB/OL][2024-06-13]. https://www.defensenews.com/unmanned/2023/12/01/anduril-reveals-roadrunner-drone-mum-on-first-us-customer/.
[11]Defense News.Shield AI unveils V-Bat Teams drone swarm tech, with eye to Replicator[EB/OL] [2024-06-10]. https://www.defensenews.com/unmanned /2023/10/10/shield-ai-unveils-v-bat-teams-drone-swarm-tech-with-eye-to-replicator/.
作者简介
云仲伦 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究六室
研究方向：航空航天领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究