「重磅」美國國防高級研究計畫局新興技術發展分析
本文重點介紹美國國防高級研究計畫局（DARPA）在分散式能力、高超聲速打擊武器和定向能等方面開展的突破性研究工作，這些能力可在反介入/區域拒止（A2/AD）環境中發揮重要作用，
1. 分散式能力
美國國防高級研究計畫局在分散式能力研究方面開展的典型專案包括：
①“小精靈”項目，發展低成本分散式無人機群；
②“機組人員駕駛艙工作自動化系統”（ALIAS）專案，通過機器學習能力提高人機協作的有效性，同時完善人機界面（HSI）；
③“拒止環境中協同作戰”（CODE）項目，研究人機編隊和半自動化協作的演算法。
“小精靈”項目
“小精靈”項目是研究由多個無人機平臺組成的系統，可避免有人作戰平臺在保障維護和複雜防禦方面的高額成本。“小精靈”飛行器設計為空中發射和空中回收。“小精靈”項目採用較大的載機（包括轟炸機、戰鬥機和運輸機），將無人機群運輸至攻擊區域的邊緣再進行投放。“小精靈”飛行器為可重複使用，
“小精靈”是實現分散式能力的重要方案。2017年3月15日，美國國防高級研究計畫局選擇通用原子航空系統公司（GA-ASI）和動力系統公司（Dynetics）進入項目第2階段。兩家公司將設計全尺寸驗證方案，
“機組人員駕駛艙工作自動化系統”
平臺研發僅是發展分散式能力的眾多挑戰之一，
“機組人員駕駛艙工作自動化系統”專案旨在研發能安裝在現有飛行器上的新型自動化系統，從而提高任務有效性和安全性，同時減少執行任務所需的機上人員。為實現這一目標，必須先推動機器自主學習能力和人機協作的發展。
“機組人員駕駛艙工作自動化系統”專案的關鍵是智慧處理核心，可進行飛行管理和系統分析。同時，該專案還在研發一個感知系統，可以類比任何複雜的電腦演算法，測量和監測任務中所有關鍵的參數，例如空速、高度、燃料狀態、方位、分析系統狀態和飛行器性能等。
拒止環境中協同作戰
人機編隊和半自動協作是十分重要的能力，也是美國國防高級研究計畫局“拒止環境中協同作戰”（CODE）專案的核心概念。該專案旨在研發先進自動演算法和監測控制技術，以提高在拒止環境中無人機或先進導彈的性能，相關技術領域有：①協作自動化；②飛行器自動化；③監測介面；④分散式系統的開放式架構。關鍵的技術改進主要是傳感、打擊、通信和導航方面的自動協作，降低對通信寬頻和人機介面的要求。
協同作戰能顯著提高效率，降低齊射規模。另一個重要優勢是相干無線電頻率效應。在充滿挑戰的無線電頻譜環境中，有效利用可用的頻寬對於協同作戰也十分重要，專案目標是在編隊中形成一個通用的態勢感知圖。開放式架構是開發“拒止環境中協同作戰”通信結構的關鍵，現有系統和新的設計必須在一個不斷改進的環境中融合。
2. 高超聲速打擊武器
近幾年，美國國防高級研究計畫局在高超聲速武器研發方面連續推出多項計畫。例如“戰術助推滑翔”（TBG）項目，旨在發展、驗證戰術射程的空射高超聲速助推滑翔系統的關鍵技術；以及“高超聲速吸氣式武器概念”（HAWC）專案，旨在開展高超聲速巡航導彈的演示驗證。這兩個項目均與美國空軍聯合開展，計畫在2019年開展首飛試驗。此外，美國國防高級研究計畫局還開展了“試驗型太空飛機”專案。2017年5月，美國國防高級研究計畫局宣佈波音公司將承擔試驗型太空飛機－1專案第二和第三階段的研製工作，以研製一種有望降低發射成本的可重複使用一子級。
除美國外，其他國家也在發展高超聲速技術。例如，印度的高超聲速巡航導彈——布拉莫斯Ⅱ。高超聲速打擊武器將很快出現在戰場上，很有可能掌握在對手的手中。因此，美國認為更應該繼續發展高超聲速打擊武器：鑒於高超聲速武器難以防禦，必須加強對敵方武器系統的瞭解，研發有效的防禦策略，降低潛在威脅。
3. 定向能
高能機載雷射器是航空防禦領域的發展趨勢，也是未來一種重要的進攻性打擊力量。與傳統的化學雷射器相比，固態光纖鐳射器具有更好的魯棒性，體積更小巧，更適用於作戰環境。光纖鐳射陣列、光束合成和自我調整光學技術的發展，都預示著高能雷射器具備較好的發展前景，鐳射功率能夠達到數百千瓦的量級。
進攻型鐳射武器具有多種重要的作戰優勢。首先，機載光纖雷射器的彈藥量和打擊頻次，僅取決於載機的電源能力；第二，鐳射具有不可見、無聲的優點；第三，通過即時回饋,鐳射武器有著極高的精度，並可持續更新打擊方位；最後，鐳射的速度如同光速，打擊幾乎是瞬間完成的。機載雷射器的另一個重要技術進展是自我調整光學技術。該技術可以根據實際情況調整輸出光束，抵消大氣造成的光束畸變。
美國國防高級研究計畫局和空軍研究實驗室都在繼續發展定向能技術。在未來的戰場上，鐳射武器將發揮重要作用。
作者：王璐、王友利、鄭義
該專案旨在研發先進自動演算法和監測控制技術，以提高在拒止環境中無人機或先進導彈的性能，相關技術領域有：①協作自動化；②飛行器自動化；③監測介面；④分散式系統的開放式架構。關鍵的技術改進主要是傳感、打擊、通信和導航方面的自動協作，降低對通信寬頻和人機介面的要求。協同作戰能顯著提高效率，降低齊射規模。另一個重要優勢是相干無線電頻率效應。在充滿挑戰的無線電頻譜環境中，有效利用可用的頻寬對於協同作戰也十分重要，專案目標是在編隊中形成一個通用的態勢感知圖。開放式架構是開發“拒止環境中協同作戰”通信結構的關鍵，現有系統和新的設計必須在一個不斷改進的環境中融合。
2. 高超聲速打擊武器
近幾年，美國國防高級研究計畫局在高超聲速武器研發方面連續推出多項計畫。例如“戰術助推滑翔”（TBG）項目，旨在發展、驗證戰術射程的空射高超聲速助推滑翔系統的關鍵技術；以及“高超聲速吸氣式武器概念”（HAWC）專案，旨在開展高超聲速巡航導彈的演示驗證。這兩個項目均與美國空軍聯合開展，計畫在2019年開展首飛試驗。此外，美國國防高級研究計畫局還開展了“試驗型太空飛機”專案。2017年5月，美國國防高級研究計畫局宣佈波音公司將承擔試驗型太空飛機－1專案第二和第三階段的研製工作，以研製一種有望降低發射成本的可重複使用一子級。
除美國外，其他國家也在發展高超聲速技術。例如，印度的高超聲速巡航導彈——布拉莫斯Ⅱ。高超聲速打擊武器將很快出現在戰場上，很有可能掌握在對手的手中。因此，美國認為更應該繼續發展高超聲速打擊武器：鑒於高超聲速武器難以防禦，必須加強對敵方武器系統的瞭解，研發有效的防禦策略，降低潛在威脅。
3. 定向能
高能機載雷射器是航空防禦領域的發展趨勢，也是未來一種重要的進攻性打擊力量。與傳統的化學雷射器相比，固態光纖鐳射器具有更好的魯棒性，體積更小巧，更適用於作戰環境。光纖鐳射陣列、光束合成和自我調整光學技術的發展，都預示著高能雷射器具備較好的發展前景，鐳射功率能夠達到數百千瓦的量級。
進攻型鐳射武器具有多種重要的作戰優勢。首先，機載光纖雷射器的彈藥量和打擊頻次，僅取決於載機的電源能力；第二，鐳射具有不可見、無聲的優點；第三，通過即時回饋,鐳射武器有著極高的精度，並可持續更新打擊方位；最後，鐳射的速度如同光速，打擊幾乎是瞬間完成的。機載雷射器的另一個重要技術進展是自我調整光學技術。該技術可以根據實際情況調整輸出光束，抵消大氣造成的光束畸變。
美國國防高級研究計畫局和空軍研究實驗室都在繼續發展定向能技術。在未來的戰場上，鐳射武器將發揮重要作用。
作者：王璐、王友利、鄭義