杨伟院士：关于未来战斗机发展的若干讨论

关于未来战斗机发展的若干讨论

杨伟中国航空工业集团有限公司

本文发表于《航空学报》2020，41（6）

**摘要:**近年来，在第四代战斗机陆续批量服役和大国竞争的背景下，关于战争形态演变以及四代后战斗机如何发展的讨论络绎不绝。本文回顾了战斗机“代”的起源和跨代发展的驱动因素，概述了空战观察（Observe）、判断（Orient）、决策（Decisi0n）、行动（Act）（OODA）环的演进历程，并提出了OODA3.0的内涵。阐述了机械化、信息化、智能化发展的依托与跃升关系，就自主性、有人、无人，强平台、体系、分布式作战运用的辩证关系，以及敏捷高效的研发模式等进行了讨论。 **关键词:**战斗机；跨代；空战；OODA；智能化 2019年10月，美国空军正式组建“先进飞机”项目执行办公室，以期利用“敏捷软件开发、数字工程、开放系统、模块化架构”等先进技术，按照强调快速设计、生产、小批量装备的“数字化百系列”理念，在5年左右的时间周期内，快速推进下一代战斗机（NGAD）的研发。2020年2月，美国国防部提出2021财年预算，规划未来5年为研发美国空军下一代战斗机及其配套动力投入约115亿美元。2019年4月、2020年2月，美国战略和预算评估中心（CsBA）分别发布《走向大国竞争时代的美国空军》与《未来美国空军作战力量的五项重点任务》，建议2024年首批交付2架、2030年交付50架下一代战斗机。近期一系列公开信息表明，美国正在抓紧发展下一代战斗机，并计划在2030年左右形成作战能力，关于NGAD的研制投资规模如图1所示。

图1美国2020年空战论坛披露的NGAD研制投资规模近年来，在第四代战斗机陆续批量服役和大国竞争背景下，关于战争形态演变以及四代后战斗机如何发展的讨论络绎不绝。本文回顾了战斗机“代”的起源和跨代发展的驱动因素，概述了空战观察（Observe）、判断（Orient）、决策（Deci-si0n）、行动（Act）（简称OODA）环的演进历程并提出OODA3.0的内涵，阐述了机械化、信息化、智能化发展的依托与跃升关系，就自主性、有人、无人，强平台、体系、分布式作战运用的辩证关系，以及敏捷高效的研发模式等进行了讨论。

1战斗机的“代”

1.1“代”的起源

航空百余年，前50年的战斗机没有“代”的概念。进入喷气时代后，战斗机的设计目标与作战效能发生了巨大变化，逐渐产生了“代”的说法。迄今为止，关于“代”的划分尚存在分歧，也没有统一的标准，典型的有美国的旧四代、新五代说，俄罗斯的五代说和中国的四代说（本文除引用外，主体上采用中国的四代说）。美国空军“空中优势2030”研究项目主管亚历克斯.格林科维奇准将在2017年发表的《未来空中优势》中写道:“美国空军20世纪80年代启动先进战术战斗机（ATF，F-22的前身）计划时，并没有准备创建第五代战斗机，只是计划研发能够适应21世纪初作战环境的战斗机。仅当完成研制并看到它的巨大优势后，才认识到F-22相对F-15、F-16是跨代的能力提升。随后将F-22作为第五代战斗机的基线，并按照这个架构重新追溯分类了以前的战斗机。自然，当我作为一个年轻飞行员驾驶F-16时，并不知道这是第四代战斗机。也就是，在空军采用第五代范式来描述F-22之后，我们才知道F-16（和F-15）属于第四代战斗机。”这仅是“代”形成过程的一种说法，但在某种意义上涂释了“代”的一些内涵。事实上航空业界早已认识到，战斗机代际之间存在着补充到替代的关系，即自然“换代”现象。1963年《现代航空》在介绍F-111时，根据它替代F-4的研制目标，称其为美国下一代战斗机。1968年美国国防研究与工程主管办公室发表的《战斗机:国防科学特别委员会报告》中，也将当时正要启动研制的FX和VFAX分别称为美国空军和海军的下一代战斗机，此后这2个项目分别发展成典型的第三代战斗机F-15和F-14。但是这些论述并未着眼于战斗机的发展规律，也未对历史上的战斗机进行划代，更没有定义“代”的特征。随着第三代战斗机的问世，航空专家们注意到战斗机在飞行性能取向上，出现了“否定之否定”的现象，引发了对“代”的讨论。1974年，《荷兰航空学会年鉴》按照平直翼、后掠翼、超声速和2马赫级的发展特征把F-4之前的喷气战斗机划分为四代。这种划代没有体现飞行性能取向的本质变化，因而未被广泛认同。1974年，皮尔.格雷斯特在瑞士《Interavia》杂志上发表文章《格斗的复苏》，文中虽然没有明确阐述划代问题，但把F-86和F-15分别定义为喷气格斗战斗机的起源和“新一代”格斗战斗机的复苏，把追求高空高速飞行的“百系列”（F-101、F-104等）战斗机归为误入歧途的一代，这一说法建立了当今战斗机划代的基本脉络。这种基于对历史总结的划代方式很快流传开来，1979年《航空知识》就将幻影-2000称为第三代战斗机。前苏联将同米格-21没有本质区别的米格-23称为第三代战斗机，而将苏-27称为第四代战斗机，这也是造成俄罗斯的五代说与美国旧四代说差异的主要原因。前三代战斗机的划分呈现出冷战期间大约每10年发展一代战斗机的规律。前苏联苏-27和米格-29开始试飞后，促使西方航空界开始讨论下一代战斗机。在1987年英国简氏出版公司举办的未来作战飞机研讨会上，美国空军研发和采购主管副参谋长办公室作战需求主任明确指出:前苏联正在装备与F-15、F-16具有同样性能的第三代战斗机苏-27、米格-29，美国需要加快研制新一代战斗机ATF来取得未来战场的制空权。为了消除美国国会与公众的误解，并同俄罗斯在战斗机划代上拉平，美国前航空博物馆馆长瓦尔特.博伊恩在2005年《c0deone》杂志上撰文将F-22、F-35称为第五代战斗机，从而形成了今天较为流行的美国新五代说。中国一直保持了原来的四代划分方法。

1.2跨代的驱动因素

成功的战斗机产生于需求与技术的有机衔接，跨代发展更是需求牵引与技术推动共同作用的结果。因此，“代”的划分以能力和技术两大类要素为标志。总体上来说，下一代战斗机较上一代战斗机能够体现作战效能的跃升。美国的F-15相对F-4、F-22相对F-15，俄罗斯的苏-27相对米格-21、苏-57相对苏-27，中国的歼-10相对歼-7、歼-20相对歼-10，均是如此。历史上各代战斗机间的作战效能跃升程度不尽相同，属于同一代的不同战斗机间的作战效能也会有较大差异，甚至一个型号的战斗机各批次间的作战效能可以有根本性的变化，如F-16的Bl0ck20与Bl0ck60。作战效能更需经过实践加以检验。1992年，美国空军签署F-22采办决策备忘录时，仅要求在相同的自由空战条件下，F-22的作战效能是F-15的2倍，并将此作为全速生产决策的前提条件。2006年，在阿拉斯加埃尔门多夫空军基地举行的“北方利刃”演习中，F-22以“144：0”的战绩横扫三代机，远超出研制初期制定的目标。虽然主观上总是期望跨代发展能在作战效能方面取得最大的跃升，但是由于从提出需求到投入使用需要较长的时间，战场环境与想定可能出现较大变化，从而导致新的战斗机并不一定能够适应新的战场环境。针对欧洲大规模线性战场设计的F-4战斗机，在越南战场的复杂环境和政治约束下，其高空高速性能和超视距作战能力基本无法发挥，空战交换比也没有展现出相对前一代米格-17/19等战斗机的显著优势。目前F-22也面临相似的问题，一方面F-22在装备15年后，仍是高性能战斗机的标杆，另一方面脱离原来想定的欧洲战场转向西太平洋战场后，较短的作战半径使该机也很难有所作为。跨代发展不是能力的全面跃升，而是适应未来需求的合理选择，有跨越、有继承、也有舍弃。以前的跨代从未发生所有能力全面跃升的现象，二代机放宽了亚声速机动性的要求，三代机放宽了最大速度的要求。同一代战斗机中不同型号飞机对能力特征的追求程度也有差异，二代机中F-5没有追求2马赫级的速度，而有较好的机动性；三代机中F-15早期为追求机动性号称“没有为对地攻击付出1磅重量 ”（实际上具有对地攻击能力），后期发展为“双重任务战斗机”，挂装保形油箱几乎成为基本配置，机动性被大幅牺牲；四代机中F-35按照对地为主的任务定位，为航程和内埋武器能力而放宽了超声速能力的需求，并且同F-22树立的4S（隐身、超声速巡航、过失速机动、超强信息化）的四代机典型特征相比，至少不具备超声速巡航能力。纵观战斗机发展的历史，每一次跨代都脱离不了科技进步的强大助推。第一代战斗机的诞生，源于喷气动力的突破。跨声速面积律、大后掠/三角翼布局、薄翼型、加力涡喷发动机等一系列技术的突破，为二代机提供了研制基础。三代机的成功离不开混合流型布局（边条、鸭翼）、加力涡扇发动机、电传飞控、综合化航电等技术的应用。四代机出现“技术突袭”效果，更得益于美国20世纪50年代便开始秘密研究的隐身技术。某些技术特征一旦固化在飞机平台上，与飞机的布局、结构等融合在一起，便无法迁移到前一代飞机。如二代机不具备高升力布局和高推重比动力，便无法实现高机动；三代机不具备隐身外形和内埋武器舱，便不能实现隐身，这些固化不可迁移的技术特征，构成了“代”的边界。然而，跨代飞机并非追求所有技术的全面跃升，新一代飞机沿用前一代飞机部分技术的情况非常普遍，甚至偶有看似倒退的情况。例如，美国二代机F-5采用了边条布局，而其三代机F-15却没有使用边条，甚至没有采用前缘机动襟翼。美国海军为二代机F-4J配备了脉冲多普勒雷达和头盔瞄准具，而法国三代机幻影-2000C仅配装了单脉冲雷达，并且多数西方三代机在2000年以前都未使用头瞄。有些新的技术可以迁移到前一代飞机，并带来显著效果。“一代平台几代航电”某种程度上反映了这个道理。如土耳其的F-4E通过换装EL/M-2032脉冲多普勒雷达、玻璃化座舱等，改进为“终结者2020”后，有能力在超视距空战中击败苏-27等20世纪80年代标准的三代机。总之，先进技术在跨代战斗机上不是为了应用而应用，而是源于作战需求的牵引。应用新的喷气动力和布局技术，源于二战期间垂直攻击、一击脱离战术的制胜需求；应用涡升力布局、电传飞控，源于越战后强调机动格斗的要求；应用综合化航电武器系统，源于先进中距空空导弹以及复杂战场电磁环境提出的信息化作战需求；应用隐身技术，则是源于制胜前苏联苏-27和米格-29的任务需求。因此，“代”的特征是跨代发展的“果”，而牵引跨代的“因”，是需求与技术推动，如图2所示。

图2需求与技术共同驱动了战斗机的跨代发展

1.3未来战斗机“代”的困惑

为发展未来战斗机，2010年11月美国空军发****布了下一代战斗机能力征询书 ,期望在2030年左右形成初始作战能力。随后,波音、诺.格、洛.马3家公司分别抛出了投石问路的“F-X”方案。期间,针对所谓第六代战斗机的特征展开了一系列讨论：是高超声速的吗？隐身性能如何？能够搭载定向能武器吗？升限是多少？是有人驾驶的吗？最后,美国空军发现论证的结果并不如意,且无法接受。一是研发成本可能超过历史上任何一个战斗机项目,二是研发进度可能致使2040年左右才能部署,三是3D打印、高超声速、集群作战、自主性等新概念技术很难成为“灵丹妙药”或“银弹”,并且成熟度和可应用性有限。 2016年,美国空军“空中优势2030”研究团队向高层建议：据弃有关“第六代”战斗机特征的讨论,而将重点放在如何定义穿透性制空（PCA）的能力上来。甚至不刻意区分是B-轰炸机、A-攻击机、F-战斗机或MQ-无人机,并使用“能力簇”“系统簇”进行描述。同年5月美国空军参谋长批准了《空中优势2030飞行计划》 ,明确了美国2030十破解“反介入/区域拒止”（A2/AD）能力的建设目标。目前,美国正在抓紧研制的穿透性制空作战飞机,虽然没有冠以“第六代战斗机”的花冠,但其可能超越以往战斗机的远航久航能力、多武器/高密度挂载带来的高杀伤力、超声速无尾布局带来的全向极低隐身以及自防御弹末端硬杀伤防御等系列能力,将对未来空战形态带来革命性的变化,使其能够突入高烈度对抗的“反介入/区域拒止”环境。相比而言,F-22、F-35在这种环境下只能留在防区外。因此,事实上将形成对四代机的跨代能力飞跃,足以构成“下一代”战斗机。

2信息化、智能化的时代需求

2.1OODA环的演进

美国飞行员约翰.博伊德上校在20世纪60年代提出采用OODA环来描述空战过程。OODA环理论具有普适性,约翰.博伊德通过能量机动性（EM）来描述飞机的机动能力,提出采用基本空战机动（BFM）等方法指导飞行员提高格斗技能、把握格斗策略,并深深影响了第三代战斗机的设计。随着先进中距空空导弹的出现,超视距（BVR）空战较视距内（WVR）空战的占比逐渐提高,并成为空战的主流形式 ,“机动为王”的OODA（暂且称为OODA1.0）时代正在过去。信息领域的能力比力学领域能力显得更为重要,F-35的飞行员在“红旗”演习中总结出：“信息就是生命”。2017年洛.马公司的托德.舒克和美国空军研究实验室（AFRL）的埃里克.布拉希提出了OODA2.0的概念 ,仿效EM理论,提出信息权（IP）和信息机动性（IM）,涂释了F-35在模拟对抗中的巨大优势。信息机动性理论使用通信理论参数,如信道容量、信息嫡、单位时间发送消息数以及传输速度,来替代能量机动性理论中的位置、推力、升力、速度和其他物理参数,由此产生的信息优势度量类似于针对单位剩余能量（Es）的博伊德公式,通过比较,可以确定博奕双方信息位势的相对强弱。埃里克.布拉希长期研究信息融合、人工智能等领域的军事运用,早在2000年就尝试定义信息优势（IS）概念 ,提出“信息优势是指收集、处理和不间断传输的信息流,同时利用或阻止对手实施同类行为的能力”。可以看出,“信息为王”OODA2.0的重点在于：增强自身的信息获取能力,削弱对手的信息获取能力。增强自身的信息获取能力的手段包括：配装有源相控阵雷达（AESA）、光电瞄准系统（EOTS）、分布式孔径系统（DAS）、电子支援系统（ESM）等机载传感器以及获取体系信息的各种数据链。传感器的性能、工作模式、抗干扰能力、信号处理能力、信息传输能力等,构成了信息优势的一个方面。削弱对手的信息获取能力的方式包括:雷达隐身、红外隐身与射频隐身，使用不易被对手发现的探测方式如低截获探测（LPI）、无源探测、触发探测等，实施信息对抗如电子干扰（ECM）、有源/无源末端干扰等。隐身的频域、角度范围和性能，探测的隐蔽性，遏制对手进行探测的手段与能力等，构成了信息优势的另一个方面。随着机载信息的不断丰富，对多源信息进行融合，逐渐成为提高作战效能的又一个关键。信息融合既包含本机各传感器、编队内作战飞机以及作战体系3个层级的信息融合，也包含态势级、武器级不同精度与更新率的信息融合。在对抗博奕的环境下、在复杂战场电磁环境中，将不同来源、精度、置信度、更新率的信息进行融合，还要去伪存真，对OODA2.0提出了新的挑战。“信息在眼前”已是当今有人战斗机追求的重要目标，通过对系统中流动的信息和飞行员需求进行综合考量，实现在合适的时机，以最佳的方式，向飞行员呈现最有用的信息。近年来，关于战斗机中信息博奕的策略日新月异，雷达与电子战结合产生了高增益电子支援（HGESM）和高功率电子干扰（HPECM），可以实现对雷达的旁瓣进行探测与干扰；多种传感器互相提示、相互补盲；多架飞机协同探测、协同攻击等技术不断涌现。洛.马公司标称自己实际上更像是一家信息和体系公司。在体系与体系对抗的背景下，跨域协同、跨域作战（如美国海军由E-2D预警机、宙斯盾系统、SM-6防空导弹、F-35组成的综合防空火控系统NIFC-CA）更增加了博奕的复杂性。复杂性增加的同时，对飞行员也提出了更加严峻的挑战。现代战斗机的飞行员不仅要求身体过硬，更要求拥有丰富的知识和敏捷的分析、判断、决策能力。OODA环运转的核心是飞行员，博伊德当年就提出:战斗机飞行员不是胜于肌肉的反应速度，而是胜于大脑到肌肉的关联速度。为了支持和帮助飞行员，航空业界很早就开始探索利用人工智能（AI）提升OODA环的运转速度。美国20世纪80年代便开展了飞行员助手（Pil0t，sAss0ciate）的研究，采用专家系统、智能信息融合等构建了系统状态评估、态势评估、任务规划、战术规划、人机接口五大系统。随后还启动了旋翼机飞行员助手（RPA）、自动机组（Aut0-Crew）、空战模拟系统（TacAir-S0ar）等。持续开展了智能（认知）雷达、认知电子战、自适应电子战行为学习（BLADE）等研究，并已阶段性应用到当前的雷达、电子战中。特别是2016年以来，美国辛辛那提大学与美国空军研究实验室合作的阿尔法（ALPHA）空战系统更是引起了AI帮助人、替代人的热烈讨论与研究热潮。母庸置疑的是随着人工智能的符号主义、联结主义交替上升，特别是近年来深度学习、强化学习等技术的涌现与发展，引入人工智能形成新的“智能为王”的OODA3.0将是OODA环发展的又一个跨越。OODA3.0是指在OODA2.0信息化基础上，对环中的4个环节分别引入相应的智能体（Agent）族，进一步提高OODA环的准确性、敏捷性和快速性。 2016年6月，美国国防部国防科学委员会发布《自主性研究报告》，对涉及战场态势感知、防护、兵力应用和支持保障4种类型的10个项目按照“快速决策、海量异构数据分析、间歇式通信、高复杂度协同行动、高危险任务和持续性任务”6个任务域对引入人工智能可能带来的收益进行了分析与预判，并提出面向新的自主使能（Aut0n0-my-enabled）任务域发展的路线图。2018年7月，美国《航空周刊》提出10项重塑航空航天领域的技术，其中就包括“航空器十人工智能技术”。按照智能体的分类，战斗机所引入的智能体多数属于效用驱动与学习增强类型，并且将按照复杂组织体层、体系层、平台层、系统层、设备层等进行分层、分级、分区搭建与联接。 OODA3.0不是对OODA2.0和OODA1.0的扬弃，相反需要强化OODA2.0和OODA1.0来提供支撑，如图3所示。进一步，OODA3.0的决策对象将超越战术级交战，上升到任务决策级，同时在空间、时间、行动端进行拓展。空间上将从以武器射程为约束的交战范围扩展到以目标纵深为约束的任务范围；时间上针对态势的理解与预测时段将从分钟级扩展到小时级；而行动端的核心将聚焦以对手不能连续观察和理解的速度，使任务决策转化为机动和杀伤，创造出己方可利用的“零域”作战空间。总而言之，战斗机的机械化是信息化的前提，而信息化又是智能化的基础。

图3 OODA1.0到OODA3.0的演进过程

2.2自主性与人机协同

“自主性”是指一个系统为了实现特定的目标，能够基于它的知识以及对世界、自身与场景的理解，独立地在不同行为中进行选择，并组合相应行为的能力。人工智能在战斗机领域应用的核心与评价标准是自主控制等级（ACL）。2012年11月美国国防部颁布指令3000.09 ，按照人的参与程度，将自主控制划分为3个等级:人在环内（IntheL00p）的半自主、人在环上（OntheL00p）的人监督、人在环外（Out0ftheL00p）的全自主。早在2002年美国空军研究实验室将无人机自主控制等级（ALFUS）划分为10级，并得到普遍认同。2017年1月美国海军分析中心（CNA）在《人工智能、机器人和蜂群》报告中分析了自主性技术的发展态势、认识误区、面临挑战，提出了若干自主能力等级的评判标准，包括基于OODA环的自主控制等级，以及根据任务复杂度、环境复杂度与对人的依懒性进行等级的划分等，期望能够建立统一的ALFUS框架。尽管有许多自主控制等级的划分方法，但目前尚未形成满足实用并普遍认同的等级划分。其中基于OODA环的智能空战自主控制等级，对战斗机人工智能相对更为适用，可以在感知、判断、决策、执行等环节，分别以不同的行为模式定义自主控制等级，牵引智能技术发展。 2019年9月美国空军发布了《2019美国空军人工智能战略》，作为美国国防部人工智能战略的附录，提出了AI可以提升空军的5大能力:空域管理、全球打击、快速全球机动、情报-监控-侦查和指挥控制等，并指出AI不是万能的。为支持美国政府关于“维持美国人工智能领导地位的行政命令”，该战略将是美国国防部未来几年预算和资助的优先方向，也是实施美国空军“空中优势2030”相关信息技术、数据、算法等发展战略的基本框架。 2019年3月，美国空军首席科学家办公室（AF/ST）与空军研究实验室联合发布了《自主性地平线:前进之路》，报告对2015年《美国空军未来作战概念》中设想的“战斗管理人员控制大量自协调飞行器或程序”的自主系统应用场景提出质疑，并提出应该将自主系统视为战斗管理功能的主要参与者，而不仅是自主的平台设备。未来，自主系统应该是美国空军面向服务、网络化和以信息为中心的密集型体系。自主不是自动，也不是自动化。严格意义上来说，目前没有任何一个机器是完全自主的。从空战所需的各个过程来说，人工智能更适于快速决策、海量异构数据分析、高复杂度协同行动。由于空战所具有的信息不完全、干扰不确定、实战检验少、可信性要求高等复杂性限制，在可预见的时期内，人工智能不太能够完全取代人，全自主地承担复杂的空战任务。因此，OODA3.0目前阶段主要是人工智能和飞行员共同形成的混合智能，以人机协同的方式出现在未来战斗机发展中。人工智能在空战中提供基本认知，提出供选择的作战方案，飞行员从更高层次完成博奕决策。在OODA1.0时代，飞行员对导航、飞行操纵、信息获取、武器操作等亲力亲为，是一个繁忙的执行者。进入OODA2.0时代，飞机飞控航电系统能够为飞行员提供综合化的导航、飞行、态势、火控信息，飞行员的主要责任演变为信息博奕与攻防行为决策，脑力负荷大于体力负荷，是一个战术决策者。可以预期，到OODA3.0时代，飞行员将借助于人工智能对更为丰富的信息资源进行分析、判断，大幅降低事务性脑力负荷，更好地应对复杂战场环境，将精力更加集中在判断决策上，进而成为空战任务的监督者。

2.3有人与无人

自主系统带来的变革尚不足以将有人空战平台变为无人空战平台。基于对战斗机自主控制能力的认识与发展预判，对于下一代战斗机是否将取消飞行员这个问题，目前国外的主流观点仍然重视人的作用。 2013年4月，美国列克星敦研究所在《在预算减少情况下美国保持未来空中优势的发展路径》报告中指出:虽然发展性能良好的无人机来替代战斗机的前景非常美好，但实际上充满挑战。在任何情况下，无人机系统还不能以一种轻型、廉价的方式来替代有人战斗机。 2017年1月，亚历克斯.格林科维奇在《未来空中优势》中强调:评判未来战斗机是有人机还是无人机，应该从作战效能的角度出发。如果飞机上有飞行员能够增强作战效能，就应该是有人的。如果人的存在限制了飞机的某些能力，就应该想办法将其变为无人的。此外，关于自主性还要考虑成本和技术的成熟度。文中他所讨论的“自主”案例涵盖了导弹、无人僚机和有人僚机，但未涉及承担任务指挥的长机是否有可能为无人机。 2017年4月，美国空战司令部司令霍克.卡莱尔在《空军》杂志上明确表示，穿透性制空战斗机可能是有人驾驶的。虽然他确信有人机与无人机共存的局面可能会随着时间的推移而发生显著变化，但他认为短期内不会实现作战飞机的全面无人化。更有可能的是，当有人驾驶飞机与无人平台协同完成任务时，有人机将监督或控制无人平台。

2019年4月，美国CSBA在《走向大国竞争时代的美国空军》报告中提出:如果在对抗或强对抗环境中大规模使用无人作战飞机，存在着成本和可操作性的问题。穿透性作战所需的燃油与武器数量，超视距信息感知与通信能力所需的先进的传感器与观瞄设备，空对空杀伤链闭合功能，高生存能力所需的高端防御系统等，都将会增加无人机系统的尺寸与单机成本；协同作战的组织也有一个如何规划和如何实现的问题。此外，在《未来美国空军作战力量的五项重点任务》报告中，CSBA一直坚持“需要增强高端有人机能力，无人机系统仍然被视为有意义但尚未完全开发的作战平台”。

事实上，迄今为止各国提出的下一代战斗机方案，仅波音、诺.格在2010年左右曾考虑有人/无人可选模式，并设想基于有人构型的有限无人功能，但近期已不再强调此类方案。目前，美国波音、诺.格、洛.马的下一代战斗机方案全部为有人构型。在英国脱欧的背景下，欧洲出现的2种下一代战斗机方案均为有人构型，尤其是英国牵头的“暴风”方案专门提出了新颖的虚拟现实座舱概念。日本最新提出的下一代战斗机方案虽然外形和布局出现显著变化，但同样坚持了2010年以来一贯的有人机构型。

3平台与体系协同发展

3.1平台是基础

未来战斗机在平台层面普遍要求远航久航、高速、全向宽频带隐身、携带充足的空空/空面武器，并为飞行员提供能够被充分理解的战场态势图像以及决策因果关系的预判；在体系层面需要建立柔性的并具有冗余节点的网络，近零延时以形成统一融合的态势图像，创建多杀伤路径，跨任务区实时传递目标信息等。这种平台和体系层面的能力需求，反映出强平台与装备体系化建设的发展关系，强平台是强体系的基础，强体系促进强平台发挥更好的作用。美国国防部《体系（S0S）的系统工程指南》将体系定义为:由独立系统组成的完成特定功能的大系统，大系统整体能力大于所有部分功能之和。根据这一定义，对于美军2030年空中优势计划而言，B-21、穿透性制空/穿透性电子战（PCA/P-EA）飞机等组成的穿透性打击编队便是一个体系。穿透性制空和小型先进能力导弹（SACM）、微型自防御弹药（MSDM）、防区内打击武器（SiAW）等，构成了低一个层级的体系。这个层级的体系与下一代制空体系的逻辑关系十分紧密，下一代战斗机不仅具有探测、攻击、电子战等功能，还需要配备下一代武器，才能真正发挥作战效能。

3.2平台与体系并行发展

沉迷于平台强大而忽视体系构建，会犯F-22成为“信息孤岛”的错误，而忽视平台发展奢求体系能力涌现，体系则可能是空中楼阁，未来发展应该是平台与体系并行发展、协同推进，由强平台构筑强体系。 2018年7月，美国国防高级研究计划局（DARPA）提出的基于功能分布的“马赛克战”理念，被广泛误解为:大量低成本平台是未来空中优势的发展方向。实际上，早在2016年美国空军围绕“空中优势2030”研究时，就已经将低成本、可消耗平台作为概念框架纳入研究，经过深入分析后认识到，正如情报侦察监视是“反介入/区域拒止”作战体系的“阿略琉斯之腫”一样，美军在防区外纵深打击区域，无法获得足够数量的感知目标，支持其大规模的作战资产消耗。2019年原美国空军ISR主管德普图拉在《马赛克战:恢复美国的军事竞争力》中提出:“马赛克战不是用可消耗蜂群替代现有平台。高性能强平台将在未来作战中继续发挥重要价值，武断将其否定是不切实际和鲁莽的。应用马赛克战单元的价值，是为了增强高性能平台的效能”。低成本、可消耗的XQ-58A的数量优势无法替代PCA承担的夺取空域、空中护航、压制防空等进攻性作战任务，更不具备千里奔袭、一击制敌的穿透能力。

《在预算减少情况下美国保持未来空中优势的发展路径》对于防区内/外紧密结合、前沿分布自主决策的战争设计，充分体现了体系化的作战思想。通过选取现役或在研的多种平台所具有的部分能力，结合形成完成某项特定任务的体系。用于实施分布式作战的航空装备，应当广域空间分布、远程快速到达和相互支援保障。

3.3平台与分布作战的关系

2016年7月，美国空军大学何蒂斯.李梅条令开发与教育中心发布了分布式作战的概念，提出:分布式作战是指独立或相互依存的部队（可在联合作战区域之外）协同参与作战计划和/或作战决策实施过程，最终完成指挥官下达的作战任务及其目标。分布式作战理论的关键特征在于:作战单位的空间分布、作战单位的自主决策、协作完成上级任务等。依据OODA3.0形成的装备体系对分布式作战具有天然的适应性。美国空军提出的《空中优势2030飞行计划》便符合分布式作战的特征，比如主要由B-21和PCA等强平台构成的穿透性作战兵力，在局部空间和部分时段可能会遭到与防区外通信能力的拒止，必须依靠穿透性作战编队内部和编队之间共同决策才能及时应对；对规划的打击清单之外的时敏目标，也需要与防区外兵力共同决策目标和火力的分配，方能有效完成火力后援（Reachback），如图4所示。

图4分布作战中运用强平台

4快速原型、快速部署

近年来，美军逐渐认识到自冷战末期以来，以B-2、F-22和F-35等为代表的航空装备，开发周期延长、研制费用暴涨已成为普遍的问题。若不改变这一趋势，下一代战斗机的研发将成为“不可承受之重”。为此，美军近年来不断推进采办变革，着力解决传统采办中需求复杂、流程繁琐引发的军事装备研发和部署问题，力求快速满足部队作战急需。2015年11月美国国会通过的2016财年国防授权法案，规定采取一种可不受联合能力集成与开发系统（JCIDS）和国防部指令5000.01《国防采办系统》约束的中间层采办（MTA）方式，以实现快速原型、快速部署。其中，快速原型旨在利用5年左右时间开发出一个可部署原型，并在作战环境中进行演示评估；快速部署旨在原型出来后6个月开始生产，并在5年内完成部署。值得注意的是，这项授权法案一经提出，美国空军亚历克斯.格林科维奇就在《未来空中优势》系列文章中提出：只有通过快速开发可部署原型的途径，才能满足2030年节点的要求。2019年美国空军采购主管威尔.罗拍也公开提到美国空军快速研发计划，可以用5年周期发展下一代战斗机，同MTA的5年周期基本一致。经过数年的酝酿，2019年底美国国防部正式启动5000系列采办政策重大换版，推出独立的国防部指令5000.80《中层采办的运行》，统一规范了各军种近50个已开展中层采办项目的具体实践，如图5所示。美国空军很可能将NGAD项目列入MTA采办流程，从而实现快速研制，即一次只解决一个关键需求，首先产生一个远程穿透性平台，机载系统沿用F-35和B-21等项目业已发展的成熟系统，而后通过多个快速原型步骤，在快速部署的同时，发展新的能力增量。