2020年9月11日，美空軍研究實驗室（AFRL）主任希瑟·普林格爾（Heather Pringle）宣布，負責實施空軍科學技術戰略轉型部分的臨時性轉型能力辦公室（TCO）已達到初始運作能力，決定取消其臨時地位，並確立為美空軍研究實驗室常設任務機構。該事件也標誌著美軍的「先鋒」計劃得到實質性發展，進一步彰顯美軍科學技術轉型的決心。近年來，隨著中國的不斷崛起，美國基於維護絕對霸權地位及其規則體系思維，日益加強對華防備。2017 版《國家安全戰略》、2018 版《國防戰略》、2017 年和2018 年《中國軍力報告》等官方文件也不斷強調中國在新興領域的科技發展對美軍所造成的壓力。為了維持美國的軍事優勢，美軍高度重視軍事科技發展，進一步加強科技領域競爭，增加科研經費，更是提出了新的科技戰略，為美軍的戰略轉型提供關鍵助力。 2019年4月17日，美空軍公布《美空軍科技戰略：為2030年及之後加強美空軍科技》文件（以下簡稱《戰略》）。《戰略》提出了一個未來戰爭的核心目標：
「在未來戰爭中的所有作戰域中，主宰時間、空間和複雜性，以投送力量和保衛國土」。為此，《戰略》提出了
「發展並形成戰略轉型能力」、「改革領導和管理科技的方式」和「優化拓展科技研發機構的人才建設及對外合作機制」等三個具體的目標及相應的關鍵舉措，意圖通過敏捷的方式發展技術並形成跨越式轉型。其中針對
「發展並形成戰略轉型能力」目標，《戰略》闡釋了美空軍五大戰略能力需求，分別是：為了滿足五大戰略能力需求，美空軍提出了設立「先鋒計劃」的解決方案。該計劃旨在通過快速原型化和實驗，發展、孵化和驗證主題更加聚焦並可設計出全新戰爭的科技項目，引領作戰概念創新和技術轉化。該計劃主要聚焦先期技術發展類（6.3類）技術，但也選用基礎研究（6.1類）、應用研究（6.2類）和先期部件發展和原型機（6.4類）技術組合，並獨立於美空軍研究實驗室管理。「先鋒計劃」管理團隊的職責包括：為《戰略》提出的五個戰略能力分別制定路線圖、管理具體項目執行、營造競爭性科研環境等。作戰相關性是選擇項目建議書的關鍵。通過「先鋒」計劃，空軍的目標是提供改變遊戲規則的新型作戰能力，在接下來的十年中為戰士們提供戰場上的技術領先優勢。因此「先鋒」計劃將對美軍作戰能力和軍事力量建設產生深遠影響。
美空軍正在著力落實2019年版《空軍科技戰略》（美空軍圖片）「先鋒」計劃目前正在實施的三個項目是「天空博格人」（Skyborg）、「導航技術衛星-3」（NTS-3）和「金帳汗國」（Golden Horde），其基本情況和主要影響如下。「天空博格人」項目旨在將自主系統與模塊化、低成本無人機平臺相結合，使無人機能夠快速更新、自主執行複雜的作戰任務，以及與有人機協同工作。同時，「天空博格人」將探索有別於傳統的採辦方式，以避免現有採辦方式的弊端，使空軍儘可能減少對主供應商的依賴。為此，美空軍邀請萊多斯公司作為系統設計代理，構建一個完全開放的競爭環境，這意味著在整個項目的全壽命周期中，不再由一個或兩個供應商完成整個項目，相反，任何有資格的供應商都有機會參與到整個項目研發中。
「天空博格人」項目旨在使無人機能夠快速迭代、自主執行複雜作戰任務以及有人機協同作戰（美空軍圖片）2016年，美國防部戰略能力辦公室（SCO）時任主任威爾•羅伯正式公開「阿凡達」（Avatar）項目，稱其屬於SCO人工智慧/蜂群計劃，且與空軍有關。「阿凡達」項目專注於「忠誠僚機」概念，採用載人飛機與無人編隊協同作戰的方式。2018年10月，由SCO的「阿凡達」項目獨立出來了一個項目，採用了「阿凡達」之前的命名即「天空博格人」，交由美空軍研究實驗室的「戰略發展規劃與實驗」（SDPE）團隊來負責。2019年3月，美空軍研究實驗室的項目負責人本•特蘭進一步明確表示SCO的「阿凡達」項目就是「天空博格人」項目的第一代。2019年11月21日，美空軍裝備司令部（AFMC）司令阿諾德•邦齊上將宣布，已選定「天空博格人」、「金帳汗國」和「導航技術衛星-3」三大項目作為其首批「先鋒」（Vanguard）項目。2020 年2月26日，美空軍研究實驗室宣布已為「天空博格人」指定對接的計劃執行辦公室，「先鋒」計劃的三個項目的研究執行和轉化都將由一個新的臨時性轉型能力辦公室管理，該辦公室向美空軍技術執行官（TEO）匯報。先進飛機計劃執行辦公室對接「天空博格人」項目。2020年5月18日，美空軍研究實驗室宣布萊多斯公司作為系統設計代理，負責自主系統開發。該公司曾為海軍的「海獵號」無人水面艦艇設計了自主系統，並使其在2018年實現了從聖地牙哥到檀香山的航行。因此它具有豐富的自主系統設計經驗和技術，為「天空博格人」的自主系統開發提供了保障。未來，由萊多斯公司整合的自主系統將裝載在各家供應商的低成本無人機中，從而執行作戰任務。2020年7月23日，美空軍全壽命周期管理中心授予波音公司、通用原子航空系統公司、克拉託斯無人系統公司、諾格系統公司各一份總金額4億美元的不定期交付/不確定數量合同，用於「天空博格人」的原型設計和試驗。其中，部分廠商已經擁有豐富的低成本可消耗平臺設計經驗，例如克拉託斯無人系統公司設計的XQ-58A自2019年3月以來開展過四次單獨試飛。而XQ-58A目前也是熱門的潛在候選應用平臺之一。
克拉託斯公司是「天空博格人」的4家承包商之一，其方案預計以其XQ-58A「戰神婢女」低成本可消耗無人機為基礎競爭貫穿整個項目的全壽命周期保證了政府擁有相關技術數據，而不是像以往一樣，大部分技術數據掌握在中標的供應商手中。這種全新的方式避免了空軍與中標供應商花費巨大的時間與精力來爭奪技術數據的使用權，更好地保障了相關的技術創新。同時，
不同於以往的項目，「天空博格人」在非常早期的時候便開始執行數字工程策略，這會使平臺在未來擁有很低的保障成本，同時也可以實現更加敏捷的採辦、更新和升級。藉助人工智慧技術以及大量的低成本平臺，「天空博格人」可以幫助空軍顯著提升作戰效率。首先，通過公共通信網絡和開放式任務系統等關鍵技術形成信息通道，大量低成本無人作戰平臺不僅被高端有人戰機控制執行作戰任務，同時可為有人戰機提供更加強大的ISR能力，從而使駕駛員擁有更加廣闊的戰場視圖，做出更優的決策。其次，通過人工智慧軟體，無人機將處理巡邏等部分繁瑣、簡單的事務，從而讓飛行員從日常重複簡單的任務中解脫出來，集中精力關注於戰略和戰術層面的事務，高效完成上級指派的作戰任務。最後，人工智慧可以更快地應對威脅目標進行優先級排序，為作戰人員提供更多的選擇，使得作戰人員快速確定高價值打擊目標。 「導航技術衛星-3」 是空軍研究實驗室開發的試驗衛星，其整合了多個技術組件以提供能夠改變遊戲規則的新功能。它將在太空中對在軌數位訊號可編程性和固態放大器等核心技術進行驗證。「導航技術衛星-3」是「導航技術衛星-2」試驗後的40多年裡第一顆試驗性定位、導航和授時（PNT）衛星。一旦項目試驗成功，其搭載的多種技術也勢必迅速投入到新一代GPS衛星中使用。1974年和1977年的「導航技術衛星-1」和「導航技術衛星-2」成功測試了距離變化率導航、12小時軌道等技術與概念，隨即在幾年後的第一代GPS技術上應用。而美軍空軍仍有31顆第二代GPS衛星在服役，而第三代GPS衛星正在部署。目前，第二顆第三代GPS衛星於2019年8月22日發射。美軍計劃未來20年陸續發射三十多顆第三代GPS衛星。
「導航技術衛星-3」將在太空中對多項核心技術進行驗證。「導航技術衛星-3」在2015年被美空軍指定為美空軍研究實驗室太空飛行器理事會的下一個主要太空實驗。L3哈裡斯技術公司於2018年通過太空企業聯盟獲得了8400萬美元的合同，成為「導航技術衛星-3」的主要系統集成商。美空軍「導航技術衛星-3」項目的主承包商L3哈裡斯技術公司於2月5日宣布，該項目已經通過了初步設計審查，計劃2022年發射。2020 年2月26日，美空軍研究實驗室宣布已為「導航技術衛星-3」項目指定對接的計劃執行辦公室，太空計劃執行辦公室和敏捷作戰支援計劃執行辦公室對接「導航技術衛星-3」項目。軍事行動的成功很大程度上取決於能夠保證有效的定位、導航和授時能力，而隨著中俄先進的電子幹擾技術發展，美軍所依賴的GPS服務也面臨著巨大的隱患，無法充分發揮其定位、導航和授時能力。美國對於「導航技術衛星-3」的研發在一定程度上提高了它的GPS抗幹擾能力，從而維持其軍事優勢。「導航技術衛星-3」攜帶的新型數位訊號發射器可以使其在軌上進行重新編程，從而能夠廣播新信號。通過避免和消除幹擾並提高信號性能，使美軍下一代衛星導航技術更靈活、更健壯。結合「導航技術衛星-1」和「導航技術衛星-2」技術應用的先例以及第三代GPS衛星正式開始部署的大背景，可以推斷出「導航技術衛星-3」項目將極大地加快電子控制相控陣天線、軟體定義的GPS接收機等眾多新技術在第三代GPS衛星上的應用。 「金帳汗國」旨在使「小直徑炸彈」、AGM-158「聯合空對地防區外飛彈」、ADM-160「微型空射誘餌」等現有武器在發射後能協同規劃下一步的打擊行動，實現機載武器自主發射脫離、自主規劃航跡、自主攻擊目標，並向載機和其他載荷提供信息反饋和實施協同交戰，有助於航空平臺在投放多枚彈藥後實現更理想的作戰效果，或是向指揮控制節點提供更詳盡的情報數據。2019年6月20日，美空軍研究實驗室稱，將聯合美國防部國防高級研究計劃局（DARPA）及多家企業啟動「金帳汗國」項目。按計劃，美軍將在一年內對「金帳汗國」項目進行首次演示，並授出技術集成合同，分階段驗證單一型號和不同型號機載武器的自主協同能力。
針對防區外高價值目標的AGM-158「聯合空對地防區外飛彈」2020年2月3日，美空軍發言人伊爾卡•科爾在回復媒體的採訪郵件時透露，該軍種已選定GBU-39「小直徑炸彈」Ⅰ（SDB Ⅰ）和ADM-160「微型空射誘餌」（MALD）作為「金帳汗國」彈藥自主蜂群項目的初始演示武器。2020 年2月26日，美空軍研究實驗室宣布已為「金帳汗國」指定對接的計劃執行辦公室，美空軍武器計劃執行辦公室對接「金帳汗國」項目。美空軍研究實驗室計劃在2020年秋季或冬季進行「金帳汗國」武器系統的首次飛行測試，將用F-16戰鬥機搭載「合作式小直徑炸彈I」（CSDB I）進行測試，並計劃在2021年夏季使用B-52轟炸機搭載「合作式微型空射誘餌」（CMALD）進行類似測試。目前，首次試驗已於2020年12月15日完成。「金帳汗國」項目可以顯著推進精確制飛彈藥聯網技術的發展，最終實現機載精確制導武器自主規劃任務、自主規劃航跡、自主攻擊目標。美空軍武器項目執行辦公室主任安東尼·格納丹曾舉例稱，在發射四枚「小直徑炸彈」後，前兩枚摧毀了目標A後，會將打擊效果評估向其餘兩枚「小直徑炸彈」反饋，另外兩枚「小直徑炸彈」則可以實時調整路徑轉向攻擊其他目標。因此，「金帳汗國」項目可以通過打擊效果評估和信息反饋等手段高效地組織分配武器彈藥對軍事目標進行定點清除，顯著提升殺傷能力。 通過三種不同類型的精確制導武器，「金帳汗國」可以提供更加靈活的多手段突擊效果。主攻電子對抗的ADM-160 「微型空射誘餌」可以多個假目標使敵方監控雷達達到飽和，有效破壞敵方防空火力。針對防區外高價值目標的AGM-158 「聯合空對地防區外飛彈」射程大，具有隱身能力。「小直徑炸彈」採用多模導引頭，體積小、重量輕，能夠在每一架次飛行中攻擊多種和多個面目標。通過三種不同精確制導武器的多樣組合，可以多層次地突破敵方防禦系統，給予其極大的威脅。
1、政府和軍方需要創造更加公平的採辦競爭環境、吸引更多的企業參與國防採辦傳統的裝備採辦項目選擇唯一供應商的方式可以使得強者恆強，進而提升資源利用率和生產效率。該做法有利於軍工企業的重組合併，催生出洛馬、波音等研發實力極強的綜合型軍工巨頭。但隨著軍工企業寡頭化趨勢愈發明顯，這一採辦策略也顯現出其弊端。寡頭化的軍工企業憑藉其豐富的經驗以及強大的政界、軍界關係幾乎可以輕易拿下其優勢領域的裝備採辦訂單。而落選的軍工企業則缺乏政府訂單以及相應的裝備研製經驗，在該領域與寡頭化的軍工企業差距也在拉大。長此以往，不利於整體國防工業的健康發展。同時，寡頭化的軍工企業在拿下訂單，成為唯一供應商後，研發成本、研發進度的表現往往不盡如人意。下一代加油機KC-46A在研發過程中問題頻出，項目周期不斷推遲，波音更是憑藉軟體升級的一系列理由不斷索要更多研製經費，一度令美國軍方大為惱火。而這也絕非個例，近年來，F-35、「福特」航母等項目的成本超支、研製周期推遲莫不如是。
「天空博格人」所探索的新採辦方式也是美國為了打破寡頭壟斷，創建更加公平的環境，吸引更多企業參與國防採辦。通過將競爭引入整個全壽命周期，不再選擇唯一承包商，使其不僅將開發合同金額控制在4億美元，同時吸引了18家企業參與競爭，最終4家承包商獲得合同。其中不僅有傳統寡頭軍工企業波音，也有近幾年發展迅猛的克拉託斯等企業。顯然，美軍的做法已經產生了效果。軍工企業開始加大競爭力度，根據2020年9月22日的新聞報導稱，克拉託斯公司已經擴建了廠房，提升其產能，以提升其在「天空博格人」中的競爭力。長此以往，美國軍工企業的競爭力也勢必有所提升，而政府和軍方的採辦成本也能夠得以控制，研發周期也能得以保障。可以看出，創造更加公平的採辦競爭環境、吸引更多的企業參與國防採辦對於政府和軍方十分的重要。它是政府和軍方降低對軍工寡頭依賴，增強國防工業競爭力，控制採辦成本的重要舉措。在未來的國防採辦中，類似的做法或許會更加廣泛的應用。無論是「金帳汗國」還是「天空博格人」項目，都體現出網絡化和智能化的發展趨勢。利用分布式協同硬體、軟體和技術以及傳感器數據融合、處理、分析決策的軟體和算法，可以將型號各異的武器裝備進行動態組網、互聯互通，相互交換作戰信息，並根據作戰環境、作戰任務、作戰目標的變化，利用網絡協同和自主決策，制定新的作戰策略，實現最佳打擊效果。美軍在網絡化和智能化方面已經開展了大量工作。除了「金帳汗國」和「天空博格人」外，美軍還實施了「灰狼」、「空戰進化」（ACE）等項目，探索多層次精確制導武器的聯網組合、自主空中格鬥等作戰設想，加速推進網絡化和智能化發展。未來的戰爭將不是僅僅依賴單款優勢裝備取得空中優勢，而是利用網絡化與智能化，將不同類型作戰裝備進行靈活組合，從多個維度對對手發動打擊，而使其無法通過重點仿製或針對單款裝備來彌補自身的不足，從而形成絕對作戰優勢。網絡化和智能化則是實現這一切的核心要素，對於下一代空中作戰有著極為重要的意義。
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