新型隐形武器库内部

2011 年 5 月 2 日，一架无人机在黎明前稳定地绕着巴基斯坦阿伯塔巴德一处住宅区飞行，向白宫战情室的一台笔记本电脑传输了军事突袭的现场视频。在那里，美国总统巴拉克·奥巴马和他的国家安全顾问们目睹了海豹突击队潜入这座有围墙的住宅区，杀死了住宅区的主要居民奥萨马·本·拉登。

几乎从任何角度看，这次任务都是一次巨大的成功，但胜利的一个基本部分却几乎被忽视了。如果没有一架新飞机——洛克希德·马丁公司的 RQ-170 哨兵飞机，这次行动可能永远不会发生，它已经对该地点进行了数月的监视。

这架飞机出现在巴基斯坦上空就引人注目。阿伯塔巴德是该国军事学院所在地，靠近核武器生产基地和其他敏感设施。巴基斯坦政府对附近的无人机活动特别警惕，无论是为了威慑印度间谍还是不守规矩的美国盟友。可以说，当本·拉登寻找住处时，“躲在雷达保护伞下”可能是他的愿望清单上的首要任务。与邻国阿富汗相比，那里有捕食者和全球鹰侦察机在天空中翱翔，阿伯塔巴德肯定看起来像一个避风港。

但本·拉登从来不知道 RQ-170。这架高度机密的遥控飞机在对基地组织头目的搜捕行动愈演愈烈之际抵达阿伯塔巴德，是第一架能够隐匿自身存在的无人机。该飞机的形状设计用于散射雷达波，其他策略也有助于掩盖其特征。它被认为只是中等程度的隐身性，但仍足以进出巴基斯坦领空并拍摄本·拉登在花园中踱步的视频。这一壮举不仅为长达十年的追捕行动带来了重大突破：它让人们短暂但深刻地看到了战争的未来。

新的战争，新的工艺

自 9·11 袭击事件以来，美国卷入了多起冲突——直接卷入伊拉克和阿富汗，也卷入索马里和也门的影子战争。尽管每场冲突都是独一无二的，但它们都有一个共同且相当不寻常的特点：力量分配不对称，一方拥有的资源比另一方多得多。在这种情况下，无人机是理想的选择；它们可以随心所欲地飞行，因为对手没有办法击落它们。

军事战略家展望未来，不对称战争和随之而来的无争议空域的时代似乎即将结束。“阿富汗、伊拉克或叙利亚的叛乱分子没有主动区域防御，”弗吉尼亚州费尔法克斯的蒂尔集团国防分析师菲尔·芬尼根说。“但下一代无人机将不得不面对中国等潜在威胁。它们需要更强大的能力——速度更快，在通信链路中断时具有更大的自主性，并且更隐蔽，这样对手就更难发现它们。”

“下一代无人机必须面对中国等潜在威胁。它们需要更强大的能力。”

RQ-170 是此类计划的首个证据，但它只是开场白。工程师们已经开发了两款新飞机，诺斯罗普·格鲁曼公司的 RQ-180，目前正在军方秘密的 51 区进行测试，以及 BAE 系统公司的 Taranis，后者更适合战斗而非监视。这两款无人机都具有前所未有的隐身性，并且都配备了某种形式的自主性，尽管细节仍是严格保密的秘密。

随着战争的钟摆重新摆向对称冲突，无论是在东欧还是环太平洋地区，这种飞行器的设计有力地表明军事规划者认为无人机将发挥关键作用。挑战在于如何建造它们，使它们能够自行运作，而不会被任何人知道它们在那里。

消失的无人机

在冷战高峰期，洛克希德·马丁公司开发了世界上第一架隐形战机——F-117 夜鹰。在飞行员看来，这架身材瘦长、棱角分明、漆黑如墨的飞机似乎违背了良好的空气动力学原理。他们认为，平坦的雷达反射面几乎使这架飞机无法飞行。（他们是对的：只有在先进、持续的电传操纵计算机干预下，它才能安全驾驶。）无论如何，这种设计使它基本上是隐形的。在雷达上，F-117 看起来不比鸭子大。

随着计算机系统的进步，工程师们可以改进模型的隐身特性，而夜鹰笨拙的设计逐渐被淘汰。隐形飞机，如 F-35 Lightning II 战斗机和 F-22 Raptor（雷达上弹珠大小），开始越来越接近传统飞机。

RQ-180 和 Taranis 可能是将隐身技术应用于无人机的最佳例子。它们都采用了飞翼设计，这种设计也见于有人驾驶的 B-2 幽灵隐形轰炸机和海军的 X-47B 无人机，后者目前正在航空母舰上进行飞行测试。由于没有垂直稳定器或笨重的机身，雷达反射到的表面更少，从而掩盖了无人机的信号。当然，如果没有这些功能，这种配置本质上是不稳定的，因此飞行器必须通过安装在机翼上的控制面不断进行调整。

在隐身性方面，2013 年 12 月首次亮相的 RQ-180 具有明显的优势：翼展长达 130 英尺。（RQ-170 的翼展只有 65 英尺。）这样的宽度加上精细调整的空气动力学，不仅让飞机飞得比 RQ-170 大约六小时的限制更高（60,000 英尺）和更长，而且还允许工程师将控制面放置在机翼更远的地方，这样只需进行较小的调整即可移动飞机。这反过来意味着控制面可以小得多，因此它们不会被雷达发现。

而另一方面，雷神之锤的翼展只有 33 英尺，这限制了它的飞行距离和高度，并且需要更大的稳定面板（可能还需要飞行控制协议来限制任务某些阶段的面板移动）。但这也使雷神之锤比 RQ-180 灵活得多。该飞行器似乎适合低空高速飞行。

隐身是一场互相妥协的游戏，工程师经常被迫在性能和隐蔽性之间做出选择。

在最近发表于《航空杂志》的一篇论文中，BAE 系统公司的工程师 Chris Lee 描述了团队如何开发一套全新的数据收集和分析系统，以便在飞行测试中提高 Taranis 的隐身性能。发动机的进气口和排气口的设计尤为考究。为了隐藏发动机（发动机很容易让雷达发现飞机的踪迹）而对进气口和排气口进行造型会扰乱气流，因此工程师们不得不不断调整发动机的设计。隐身是一种取舍游戏，工程师们经常被迫在性能和隐身性之间做出选择。

塔拉尼斯和 RQ-180 表明了无人机的发展方向。塔拉尼斯的飞行速度超过每小时 700 英里，速度快，机动性强，能够正面迎战威胁。RQ-180 将接替最著名的侦察机 SR-71 黑鸟侦察机，后者于 1998 年停产。列克星敦研究所首席军事分析师洛伦·汤普森说：“RQ-180 是向高端无人机兼具耐久性和生存能力迈出的重要一步。除了执行侦察任务外，它还具备对敌方传感器和网络进行电子攻击的能力。我预计它将主要用于两位数 SAM [地对空导弹] 和综合防空系统的出现使非隐形机身的穿透性成为问题的区域。”换句话说：它不会被击落。

无需飞行员的战争

2013 年 7 月，美国海军的 X-47B 无人机接近乔治·H·W·布什号航空母舰颠簸不已的甲板准备着陆。与遥控无人机不同，X-47B 无人机无需人工操控。相反，它携带了一套复杂的自主软件包，可以完全自主地引导它进入飞行甲板。

X-47B 的演示只是证实了大多数飞机工程师早已知道的事实：飞机将逐渐变得更加自主。尽管全球鹰无人机不具备隐身能力，但它拥有相当强的自主性——多年来，它一直在拥挤的空域和机场中飞行，并与载人飞机在同一个战场上飞行。

军方以外的人都不知道 RQ-180 和 Taranis 的自主系统的具体性质，但它们几乎肯定是迄今为止最先进的。飞机的自主性实际上是机器人自我控制的“最简单”版本，因为在开阔的天空中几乎没有障碍物，而且有足够的空间来纠正错误。（这与地面车辆的自主性有着鲜明的区别，地面车辆比无人机落后了好几年。）一套传感器，包括雷达、GPS、惯性导航和传统的自动驾驶功能，使飞机能够飞行并按照任务航路点和目标飞行，使它们能够收集数据、发送通信，在某些情况下还可以投掷炸弹和发射导弹。

尽管如此，认为机器人将主宰未来所有战斗的想法是错误的。正如许多军方人士所认为的那样，无人机是力量倍增器，而不是飞行员的替代品。“我们永远不会达到这样的境地：我们派出机器人，它们在 24 小时内回来，我们说，‘好吧，告诉我你去了哪里，你携带的那些炸弹怎么样了’，”美国空军情报、监视和侦察部退休副参谋长、空军无人机整合路线图的作者戴维·德普图拉中将说。“术语很重要。它们是精心执行的系统的一部分，而不是独立的存在。自主无人机对于补充武器负载和放大战斗中人类飞行员可用的传感器信息至关重要。”

他补充说，据报道，自动驾驶系统在常规任务和驾驶任务中也将表现出色，使指挥官能够更有策略地使用他们现有的人类飞行员。“鉴于我们拥有的 F-22 战斗机数量还不到我们要求的一半，我们需要增加数量，”德普图拉说。如果通信中断或故意干扰，这些飞机也将能够独立运行，这将使遥控飞机处于危险之中。

当面对拥有干扰敌方系统和大量地面和空中防御技术的对手时，拥有这些选项的优势就会凸显出来。

未来的战斗

尽管无人机具有诸多优势，但在可预见的未来，战场上人与机器的关系仍将十分复杂。在军队内部，对于这种关系应该如何发展存在着许多相互竞争的看法。“五角大楼中有些人对我们未来在实践层面上的发展方向有着正确的想法，”前美国海军战斗机飞行员和系统工程师、现任杜克大学人类与自动化实验室主任的玛丽·卡明斯 (Mary Cummings) 表示。“但即使在空军内部，也有些人对无人机有着强烈的反感，他们一直试图破坏该项目。”

在所有军种中，美国陆军似乎是最愿意使用无人机的。“也许令人惊讶的是，他们在整合无人机方面遥遥领先于所有军种，”新美国安全中心研究员、军事分析师保罗·沙尔说。“陆军采用了有人-无人协同的概念——将无人机与有人直升机配对。它希望最终包括合作式多机控制，即一个人同时控制多架飞机，在监视、通信中继、货物补给和近距离空中支援任务中以‘蜂群’的形式运作。”

“我们接下来最需要的就是完美的沟通——一种强大、可靠、安全的信息交换方式。”

随着军事技术人员开始模拟未来战争的战场计划，这些复杂的战术很可能是取得优势的必要条件。它们甚至可能是取得胜利的关键。但是，统一、合作的人机打击部队的愿景仍然缺少一个关键要素。“所有传感器技术都朝着未来发展，隐身、自主和空气动力学也在迅速成熟，”德普图拉说。“我们接下来需要的头等大事是完美的通信——一种强大、可靠、安全的信息交换方式。这是为我们的战役开发我所说的‘战斗云’的关键。这是我们的下一个巨大挑战。”

本文原载于《大众科学》杂志2015年1月号。