《“忠诚僚机”设计及其融入打击机群的系统簇方法》77页报告

自20世纪90年代初以来，无人作战飞行器（UCAV）已成为现代战争中不可或缺的装备。尽管第一代无人机（UAV）早在第一次世界大战期间即已部署，但“捕食者”“死神”与“全球鹰”等UCAV彻底革新了现代战争模式。长期以来，工程师与军事决策者设想以UCAV取代有人战斗机，技术发展也指向这一趋势。然而，洛克希德·马丁等公司同期提出了另一种UCAV概念，主张其应“补充而非替代现役有人与无人系统”，并“作为未来系统簇（System of Systems, SoS）的组成部分运行”。该公司于1995年提出的“无人战术飞行器”概念，即当今所称的“忠诚僚机”。

“忠诚僚机”具备多重优势：

• 风险转移：僚机可执行压制敌方防空系统等高危任务，而有人指挥机保持安全距离，降低飞行员与机体风险。
• 机动优势：UCAV不受人类生理限制，可实施更高强度机动以获取战术优势。
• 成本效益：UCAV有望实现更低成本，通过小型化、轻量化设计及缩短服役周期降低全寿命费用。

由于“忠诚僚机”与指挥机高度网络化，该概念还带来额外效益：

• 态势感知增强：通过传感器融合技术提升指挥机飞行员的战场态势感知能力。
• 任务负荷优化：僚机可应对空中威胁，使有人机飞行员专注于近距空中支援等任务，提升作战效率。
• 实时控制优势：与“捕食者”等远程操控无人机不同，“忠诚僚机”主要实施本地化控制，指挥官可直接感知战场态势，规避远程操控的技术、后勤与伦理挑战。

基于上述优势，多国已启动“忠诚僚机”研发计划，典型案例包括克拉托斯防务的XQ-58“女武神”与波音澳大利亚的MQ-28“鬼蝠”。尽管相关概念开发投入巨大，但当前仅有少数飞行原型机处于早期测试阶段，尚未公开验证其可行性。本文旨在填补此概念验证空白，并尝试揭示“忠诚僚机”的“最优”设计与作战概念（CONOPS）需求。为此，本文提出一种创新方法，通过融合系统簇工程（System of Systems Engineering, SoSE）、知识驱动工程（KBE）与基于智能体（ABM）的作战仿真，设计并评估作为系统簇组件的创新飞行器构型。

本文结构：

• 第一部分（主体研究）以科研论文形式呈现，描述研究问题与方法论，验证方法论有效性，开展全面结果分析并得出结论。

• 第二部分（文献综述）为支撑第一部分而进行的系统性文献研究，涵盖无人机与UCAV历史发展、现代飞行器设计方法及无人飞行器设计特殊性。

• 第三部分（辅助研究）提供支持第一部分的补充工作，包括飞行器尾翼构型选型、展弦比权衡分析，以及第一部分所应用模糊层次分析法（FAHP）的详尽阐释。