2019年3月5日，美國克拉託斯安全防務解決方案公司設計製造的XQ-58A技術驗證機完成了76分鐘的首飛。該機是美空軍研究實驗室低成本可消耗飛機技術（LCAAT）的驗證機（LCASD），其成功首飛標志着美空軍在研究和驗證有限壽命／架次的低成本無人作戰飛機技術和裝備取得了階段性進展，為未來構建質量與數量並優的空中優勢能力奠定了基礎。

2019年3月5日，首飛中的首架XQ-58A驗證機（美空軍圖片）

一、項目基本情況

1．發展背景

美空軍認為當前空中戰場的威脅日趨多變，高性能作戰飛機的價格不斷攀升，國防預算壓力日益增大。美空軍難以通過大規模更新換代解決作戰能力與預算壓力的矛盾，必須創新裝備解決方案，在保證性能可接受前提下，顯著降低採辦和使用成本，重塑美空軍的數量優勢。另一方面，現有航空武器裝備嚴格的裝備採購標準和研製規範，雖然確保了武器裝備的性能和質量，但也導致了研製、鑒定和生產新型航空武器裝備的成本和時間大增，需要探索裝備研製的新途徑，以降低裝備採辦成本、縮短研發和生產週期，靈活應對新興威脅。

為解決上述挑戰，美空軍希望利用無人機的特點，創新飛機設計概念和流程，在保證一定性能前提下，顯著降低採辦和使用成本。美空軍認為，可執行打擊、情報監視偵察等任務的遠程、高性能、低成本無人作戰飛機將帶來改變遊戲規則的能力，在未來空中對抗中將同時形成規模和成本優勢。XQ-58A項目軍方主管認為，未來美空軍機隊很可能由相比現在更少的高端作戰飛機和大量的低成本可消耗無人機構成。為此，美空軍實施了低成本可消耗飛機技術項目，目標是通過開發更好的設計工具以更快的速度設計和製造無人機系統，並推動製造流程的改變和成熟，以減少製造時間和成本。

2. 發展歷程

2015年，美空軍宣佈啟動低成本可消耗飛機技術項目；同年9月，美空軍研究實驗室宣佈開展為期27個月的低成本可消耗無人作戰飛機演示驗證項目，開發滿足特定任務能力需求的低成本無人作戰飛機系統概念，完成驗證機製造和試飛試驗，驗證裝備概念與製造技術的可行性，包括洛克希德·馬丁公司、克拉託斯安全防衛解決方案公司（原為靶機製造商）、波音公司在內的6家美國航空航天企業參與了項目競標。

洛馬公司的一種低成本可消耗無人機概念方案與F-35戰鬥機編組想象圖（美國洛馬公司圖片）

2016年7月，美空軍研究實驗室選定克拉託斯安全防務解決方案公司並授出演示驗證項目合同，美空軍先期投資730萬美元，公司自投3350萬美元，研製和製造3架技術驗證機。美空軍研究實驗室還規劃了近1億美元的追加投資計劃，用於技術成熟和深化發展。2017年6月，克拉託斯安全防務解決方案公司在巴黎航展展示了編號XQ-222的驗證機模型，同年7月，美空軍賦予該機XQ-58A的正式編號。該驗證機的主要任務是：驗證低成本設計和製造概念、識別滿足性能需求的低成本飛機所需的技術鴻溝和主要成本驅動因素、建立有限壽命可消耗飛機的指南等。

XQ-222驗證機模型（美國克拉託斯公司圖片）

2019年3月，XQ-58A首架驗證機完成首飛，根據目前透露的試飛計劃，後續還將完成兩個階段4次試飛，剩餘試飛工作的重點是評估系統工程、氣動力性能和發射／回收系統，同時初步建立面向有限壽命需求的剪裁設計和製造標準，獲取可消耗飛機成本模型相關數據。此外，XQ-58A在完成低成本可消耗飛機技術驗證項目後，還有可能參與美空軍“忠誠僚機”等項目的飛行演示驗證。

二、XQ-58A無人機的主要特點

XQ-58A是一型低成本、遠程、高亞聲速、隱身無人作戰飛機，代表了新一代高任務彈性、低成本無人作戰飛機概念。

1. 遠程、高性能、低成本、隱身無人作戰飛機

XQ-58A採用中等後掠角中單翼、V型尾翼、背負式進氣道、扁平機身的隱身化佈局，配裝單臺威廉姆斯公司FJ33-5型渦扇發動機（推力746.6千克力），機長8.84米，翼展6.7米，整機尺寸相當於F-16C戰鬥機的2/3。最大飛行高度13716米，最小飛行高度15米，最大飛行馬赫數0.85，航程不小於3400千米，有效載重不少於230千克，2個內埋式武器艙可各掛載1枚GBU-39型制導炸彈或AIM-120型中程空空導彈，並可擴展翼下外掛能力。該機採用開放式任務系統架構，具備不依賴跑道的起降能力（可採用火箭助推、導軌發射模式），可重複使用，但按有限使用壽命／架次設計。

XQ-58A無人機集羣作戰想象圖，可見該機正在從內埋彈艙投放“小直徑炸彈”GBU-39（美國克拉託斯公司圖片）

2. 聚焦低成本的特色設計

美空軍對XQ-58A最核心的要求是實現滿足有限功能的低成本無人機系統概念，因此提出了相對苛刻的價格目標：採購數量為100架以內時，包含基本航電和推進系統的飛機出廠單價不超過300萬美元；採購數量超過（含）100架時，出廠單價不超過200萬美元。為此，XQ-58A在設計上採取了多種創新手段：一是建立基於使用特點的低成本設計規範和標準體系，建立與使用需求和性能要求相適應的權衡模型和經濟性評價模型，如基於有限使用壽命，大幅降低發動機使用壽命要求，甚至提出考慮配裝二手發動機；二是根據使用環境選擇性配置系統，如因僅需在限制空域內飛行，不考慮配備空管相關設備；三是採用模塊化任務載荷，根據任務需求快速換裝對應任務載荷和武器系統，有效降低單機復雜性和成本；四是採用現貨產品，美空軍研究實驗室明確要求該機應盡可能應用商用貨架產品和軍用常備件，並要求確定此設計模式可能產生的影響；五是採用先進低成本製造技術，探索應用彈性製造技術、自動裝配工藝等低成本製造技術的可行性，並探索在滿足低成本前提下，實現平時按需生產、戰時快速大量製造的可實現性。

美空軍正在推進“天空博格人”（Skyborg）人工智能飛行員研發，設想將該軟件用於有人機，不斷記錄和學習人類飛行員的操作，然後用於低成本可消耗無人機等無人機。圖為未來低成本無可消耗無人機想象圖（美空軍圖片）

3. 靈活多樣的任務能力

高度隱身化設計的XQ-58A既可獨立執行作戰任務，又可多機集羣模式作戰，同時還可作為有人／無人編隊中的“忠誠僚機”，與F-22、F-35等隱身戰鬥機協同作戰，構成全隱身化空中作戰編隊。通過換裝不同任務系統與載荷，可在強對抗的“反介入／區域拒止”環境下執行進攻／防禦性制空作戰、防空壓制、防空摧毀、電子戰和情報監視偵察等任務。除美空軍外，美國特種作戰司令部也已表示：考慮將XQ-58A作為一種遠徵無人機裝備部隊。

上圖為2019年2月波音公司在澳大利亞展示的“空中力量編組系統”無人機模型及相關視頻截圖。我們認為該機很可能源自波音公司參與美空軍低成本可消耗無人機演示驗證項目的方案有關。從視頻看，波音公司設想該無人機集羣與皇家澳大利亞空軍的E-7A“楔尾雕”預警機或EA-18G“咆哮者”電子戰飛機（注意，不是F/A-18F“超級大黃蜂”戰鬥機！）編組作戰。在這兩種場景中，該機並不是作為有人戰鬥機的僚機，而是直接取代了有人機，在預警機指揮引導下，或在電子戰飛機支援下獨立遂行作戰任務。國內部分媒體和機構將該機以及XQ-58A直接稱為無人僚機或“忠誠僚機”是有問題的。在此，再次重申我們一個重要認知：嚴格來說，低成本可消耗（作戰）無人機是一種新的裝備形態，但是無人僚機或“忠誠僚機”不是，只是前者的在某一種運用方式或場景下的角色；這些無人機也可以獨立或自行集羣作戰，不一定要用作僚機；無人僚機還是一種無人機，要高度重視降低成本，以更低成本提供與有人作戰飛機長機僚機編組相當或更優的能力、靈活性等，並且這個成本要與對手的裝備相互比較；對於低成本可消耗無人機，若要將其作為僚機使用，那麼人－機關系設計是至關重要的，掌握了先進的人－機關系設計理論和技術，就有可能在設計中發現：在某些任務中，未必一定需要有人駕駛戰鬥機作為長機來與無人機編組完成任務，可以直接依託遠程指揮或自主作戰，讓低成本可消耗無人機直接以集羣等方式完成任務。若將有人長機－無人僚機視為必然的使用方式，並且僅考慮有人機－無人機之間的裝備關系，甚至還忽視低成本，則其發展很可能走入艱難歧途（美國波音公司圖片）

三、啟示建議

1. 發展低成本可消耗飛機技術是重塑規模與性能優勢的重要手段

先進高性能軍機高技術化、高度復雜化已導致採辦成本和作戰訓練等費用驟增。質量、規模、效能間的矛盾如何平衡將是考驗各國裝備部門的共同問題。低成本可消耗無人作戰飛機可快速並大規模、超大規模生產，以較低的採辦成本顯著拓展空中作戰能力，有望成為保持規模與性能優勢的重要手段，解決高性能作戰飛機規模縮減帶來作戰能力降低問題。

近年來，着眼應對未來持續空中強對抗作戰，美軍和美國航空製造商已開展了多個低成本飛機項目，如美國防部國防高級研究計劃局的“飛行掛架”項目、波音公司的“空中力量編組系統”項目等，XQ-58A則是新一級無人作戰飛機的首個代表，或將實現以低採辦和使用成本提供改變遊戲規則的作戰能力，將對未來空中對抗環境和航空裝備體系發展產生深遠的影響。

2. 我國應重視低成本裝備技術發展，實現裝備體系高低科學搭配

高性能航空武器裝備的快速發展伴隨着採購價格攀升，規模與性能的矛盾問題日益凸顯，着眼滿足高強度對抗環境下的持續作戰需求，很有必要瞄準不同運用場景開展“高”、“低”搭配型裝備體系優化設計，體系化設計裝備、體系化配置功能，一方面充分發揮高端裝備利刃作用，確保實現以“優”勝“優”；另一方面重視低成本裝備技術發展，通過技術和模式創新力爭實現低端裝備價低能優，大幅降低裝備體系發展、維持和使用成本，同時拓展體系作戰能力、提升體系作戰效能。

為此，我們在設計理念與規範方面，需要建立以任務需求為核心的能力權衡和標準規範剪裁，按照作戰概念與使用環境，基於體系視角，剪裁設計準則與規範要求，洛馬公司的研究顯示“與其他戰術裝備間的關系不僅意味着該型裝備如何使用，同時也是降低成本的重要使能因素，因為我們不可能在潛在的對抗環境下（為每架飛機）配裝所有需要的裝備。”在低成本設計方面，借鑒美軍做法，需要在低成本結構部件、低成本小型發動機和低成本多功能傳感器等多個領域實現創新，以實現低成本、高性能目標。

許贇先生已為《空天防務觀察》提供2篇專欄文章，如下表：

序號

篇名

發表日期

1

美國防部國防高級研究計劃局發展低成本可消耗“飛行導彈掛架”

2018年2月5日

2

美空軍低成本可消耗無人作戰飛機分析（即本篇）

2019年6月5日

（中國航空工業發展研究中心 許贇）

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