美国陆军小型无人机发展计划及措施

美国陆军小型无人机发展计划及措施

译自：美国《陆军》杂志2014年5月号

作者：斯科特?R?古尔利

编译：知远/杜和

译文信息表

美国《陆军》杂志2014年5月号上发表文章：New Flight Plan for Unmanned Aircraft。小型无人机正改变着美国陆军的作战方式，在部队中的装备数量日益增多，美国陆军小型无人机办公室专门负责小型无人机的研发与采办工作。本文全面介绍了美国陆军小型无人机的发展计划及相关促进措施。美国陆军新的小型无人机家族将包括三种类型的无人机，获批装备的“大乌鸦”和“美洲狮”无人机系统分别为1213套和3604套。按照计划，美国陆军将来还将发展、装备一种近程微型无人机。美国陆军正在研制的战术开放管理框架软件将改变其无人机采办方式，极大缩短无人机培训时间和减少操作人员工作量。美国陆军还正在研究将小型无人机获得的数据同“奈特勇士”系统整合。文章编译如下：

一项新的生产计划将有助于美国陆军重新组织和定位现有的小型无人机系统（unmanned aircraft systems, UAS），同时还将使其准备好新的软件开发和硬件采购。美国陆军小型无人机系统产品经理尼克?基乌塔斯（Nick Kioutas）上校说，这项计划称为能力生产文件，吸取了过去8年间RQ-11B“大乌鸦”（Raven）无人机系统和RQ-20A“美洲狮AE”（Puma AE）无人机系统组合方面的作战经验教训。

“我们的这两套系统都可以由一名士兵携带着进出战场，都通过手掷发射。它们不需要像飞机场或者发射设备那样的任何形式基础设施，”基乌塔斯说。

RQ-11B“大乌鸦”无人机系统由宇航环境公司（AeroVironment）制造，是美国陆军为战术部队的最低层次分队提供专门空中侦察与监视装备的初始记录项目。“大乌鸦”无人机系统的最大直线航程为10公里，续航时间大约90分钟。“大乌鸦”无人机系统的数据链路在2006年首次投入使用后，于2009年从模拟式升级到数字式，从而实现了更强的安全性和可靠性。

美国陆军最近开始用万向节摄像头设计取代“大乌鸦”无人机上原来的固定摄像头载荷。这种新的设计使其更加容易飞行，同时保持了对感兴趣特定区域的观察，基乌塔斯说。美国陆军陆军现有的另一种小型无人机系统是RQ-20A“美洲狮”无人机系统，也是由宇航环境公司制造。基乌塔斯将它说成是“我们最大的小型无人机”，表示它有稍大些的航程（15公里直线航程）和续航时间（长达3.5小时）。

能力生产文件

直到最近，“美洲狮”无人机系统只是通过伊拉克和阿富汗的紧急作战需求声明来配备美国陆军部队。2013年11月月底，美国陆军一份新的能力生产文件获得批准，该文件将“美洲狮”无人机系统和“大乌鸦”无人机系统合并成一个新的系统家族：背包便携式无人机系统（Rucksack Portable Unmanned Aircraft Systems）。

背包便携式无人机系统家族将包括三个构成要素：远程侦察监视（Long Range Reconnaissance Surveillance, LRRS）系统，中程机动（Medium Range Mobile, MRM）系统和近程微型（Short Range Micro, SRM）系统。美国陆军最初将使用“美洲狮”无人机系统作为远程侦察监视系统要素，整个军种内获批的总套数为1213套。“大乌鸦”无人机系统最初将被用作中程机动系统要素，整个军种内获批的总套数为3604套。

“我们不知道近程微型系统——该系统家族的第三个构成要素——将会是什么样子，”基乌塔斯说，“但是它可能会是某种四轴飞行器或者类似的东西。它将具备这样的一种功能，即一个士兵可以将它拿出来，使其降落到某个地方，然后继续获得视频反馈。我们称其为‘飞落后凝视’的功能。”

“其结果是，士兵将可以利用这个系统家族，”基乌塔斯解释，“不像过去那样，他们有放在一个盒子中的三套‘大乌鸦’无人机系统构成的套件，现在战士将可以用一个套件，然后决定取出哪种系统来执行特定任务。他可能会决定其需要具有一定续航能力的东西。在另一种情况下，他可能会决定其需要有点更小的东西，因为他将要带着它到更远的地方，并且他不知道是否真的要多次使用它，但是如果他要使用，他想将其放在拍摄视频的地方。”

当被问及在近程微型系统构成要素可能确定的时间框架时，基乌塔斯表示，短期内该计划受到资金限制。该计划将有可能开始把“无资金的要求”放进2017财年和2021财年之间的下一个计划目标备忘录中。

目前，美国陆军小型无人机办公室的主要活动是“维持运行模式，同时仍试图改进某些东西，”基乌塔斯说。他指出最近一些改进的例子，如“大乌鸦”无人机装有万向节的有效载荷，以及近期设想的主导系统整合角色。

“宇航环境公司曾经是我们的一站式商店，一切事情都在那里做好，”基乌塔斯说，“现在，我们同5家供应商签订了产品的不确定交付/不确定数量（indefinite delivery/indefinite quantity, IDIQ）合同，我们可以从它们那里获得零件。我们仍然主要从宇航环境公司那里获得无人机，但是我们正处于核实第二个无人机来源的过程中。虽然我们一直受到反对，但是我们也有一项服务的不确定交付/不确定数量合同在实施中，该合同提供了仓储、库存控制及类似服务。”

基乌塔斯称赞这种体制的管理在过去一年间，节省了35％的维持成本和20％至40％的采购成本。

战术开放管理框架

美国小型无人机办公室正在采取的一条重要措施是战术开放管理框架（Tactical Open Government Architecture, TOGA），它是一套不依赖特定硬件的软件。它可以提供给任何想向美国陆军销售无人机的供应商。

“战术开放管理框架的推出，将为美国陆军能够每年更换很小一部分无人机平台创造条件，而不是像当前某些大型机构更换和升级其计算机那样，”基乌塔斯说，“你会淘汰旧的、过时的无人机，然后再买一架新的，而不是对其进行改装。你可以按照商用现成物品采购那样做，这也将是具有竞争性的——不仅推进成本下降，而且也利用了现有内部研究开发（internal research and development, IRAD）的优势，而其他公司也开始投资小型无人机市场。”

基乌塔斯说，战术开放管理框架的推出，也将减少操作小型无人机的士兵的战术工作

量。他承认这样一种事实，即目前的无人机系统可以手工发射，但是相关的笔记本电脑、手持控制器、天线等设备需要两名操作人员全时关注。此外，除非从固定基地的岗位进行操作，更多人员可能必须致力于为无人机团队提供安全保障。

“我们认为，战术开放管理框架可能会使一名士兵可以边巡逻边操作无人机，”基乌塔斯说，“我们称其为‘三分之一的认知负荷’，在操作无人机时，他的三分之一认知精力应该集中在前臂或者胸前的控制器上，而三分之二的认知精力用于四处巡逻。”

“这也将允许我们可以利用美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）、麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）或者任何已经研究这些系统机构的科学技术投入，”基乌塔斯，“我们通常不会从科学技术投入中获得直接利益，但是如果现在我们有了我们自己的开放管理框架，我们可以提供给他们。我们将管理基础工作，他们将给我们其已经开发出的东西。然后，我们可以决定我们是否要使用。”

同“奈特勇士”系统的整合

美国陆军小型无人机系统办公室也一直致力于将来自无人机平台的信息同来自陆军“奈特勇士”系统的信息整合起来。“我们刚刚完成了一次采用‘奈特勇士’系统的陆军远征作战实验，实验期间我们能够将‘大乌鸦’无人机系统的全动态视频发送给他们的终端用户设备，”基乌塔斯说，“我们打算以此为基础继续工作。当我们制定了我们自己的管理框架后，我们可以开发出一种能在不同地方运行的应用程序，就像‘奈特勇士’系统软件那样，让它们可以利用‘大乌鸦’无人机视频传送给班一级的好处。”

尽管向战术前沿传送“大乌鸦”无人机的全动态视频本身就是一项显著成就，但是项目代表们正在研究过程中的下一个步骤：将信息转换成目标数据。作为这项工作的一部分，基乌塔斯参加了今年3月份佐治亚州本宁堡机动卓越中心指挥官主持的实弹演示。此次演示突出了RQ-11B“乌鸦”无人机提供机动与火力综合应用程序使用的全动态视频，该程序在不需要一站远程视频终端的情况下，为最终用户设备提供了1类靶向坐标。

虽然美国陆军小型无人机系统办公室尚没有参加像网络综合评估14.2（Network Integration Evaluation 14.2）或者今年夏天的企业挑战'14（Enterprise Challenge ‘14）演习等活动的正式计划，但是基乌塔斯所在的办公室将继续同本宁堡保持紧密合作。

“尽管我们的需求来自位于阿拉巴马州拉克堡的航空中心，但是我们同本宁堡的人们真正保持密切合作，因为他们是我们的客户，”基乌塔斯说，“本宁堡和拉克堡携手共同制定需求，所以我们正在努力同他们保持紧密联系。我们也同俄克拉荷马州锡尔堡一道在传感器到射手的链路中的‘火力’这块做了一些工作。”

潜在的采购

就未来几年潜在的硬件采购而言，基乌塔斯承认某种类型远程侦察监视无人机系统更可能采购。“我们并没有我们需要的所有‘美洲狮’无人机系统，所以有可能为此发布征求建议书，”他说，“但不是说我们打算坚持配备‘美洲狮’无人机。现在，我们有大约1000架‘美洲狮’，所以我们缺少213架左右。我们也有一些无人机战斗损失，所以我们实际缺少的要多一些。我们大概有需要数量一半的‘美洲狮’无人机。”

基乌塔斯重申，新采购的远程侦察监视无人机不一定全是“美洲狮”无人机：“如果我们能使战术开放管理框架到位，这容许我们采购符合要求的任何具有竞争力的产品。”

虽然也可能有某种近程微型无人机系统构成要素的需求建议书，但是基乌塔斯承认，这方面的资金不会到位。“也许，将发生的事情是，我们会开始列装我们所拥有的无人机系统。在某些时候，他们将开始给我们发展近程微型无人机的资金。那么，我们可能不得不回到那些我们已经配备无人机的单位，并为其添加近程微型无人机套件，”基乌塔斯说。训练与成本

基乌塔斯希望看到出现变化的其他两个领域涉及操作员培训和飞行器成本。每种小型无人机系统都需要10天的训练时间，他说，“大乌鸦”无人机系统训练需要10天时间；“美洲狮”无人机系统训练需要10天时间；并且，如果近程微型无人机系统列装，这种系统的训练可能也需要10天时间。“这些时间都是工作日内的时间，”基乌塔斯说，“所以这些训练需要6个星期的时间。我想要做的就是使第一种平台的训练时间减少到5天，其他两种平台的训练时间都减少到一天。一旦我们有了战术开放管理框架，应该很容易做到新增每种航空器的训练时间减少到一天。”

当被问及战士们想要看到的更多变化时，基乌塔斯说：“士兵们不喜欢如果系统丢失了，必须走出去，然后找到系统。他们希望我们能够使系统变得更加便宜，以便使他们不会觉得刚刚失去了一件非常昂贵的东西。”将更多功能从航空器上转移到控制器上，有助于实现这一努力，同时也减少了可能被潜在的敌人恢复的技术。这可能会为“消耗性”小型无人机系统行动铺平道路。

“这就是原来的构想。小型无人机被认为是一种‘发射后可能失去的’概念，但是这种构想一直没有应用。小型无人机系统的价格仍然过于昂贵。”在总结美国陆军小型无人机系统计划的重点时，基乌塔斯说：“小型无人机系统使各项事情变得更好——更低的价格，更短的技术整合时间，更轻的战士负载，更少的认知负荷，更短的合同交付时间，更短的传感器到射手的时间，以及更短的训练时间。”（全文完）

发射一架RQ-11B“大乌鸦”无人机。

亨德利军士共同控制一架“美洲狮”无人机。

种无人机由在阿富汗的地面部队用于执行执行侦察任务。

万向节有效载荷摄像头升级，这使得系统更容易飞行，并可以实现180度的平移。

图5 斯科菲尔德兵营，美国陆军第25步兵师第3旅战斗队上等兵罗伯特?古德温在训练期间发射“美洲狮”无人机。“美洲狮”无人机是美国陆军最大的小型无人机系统，同“大

乌鸦”无人机相比，其航程和续航时间都稍有增加。