美兰德公司《对比一次性和可重复使用小型无人机效费比》，到底哪种更占优？

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来源：海鹰资讯作者：王彤

2021年2月23日，美国兰德公司发布《对比一次性和可重复使用小型无人机效费比》研究报告，介绍了基线和延伸案例中关于一次性（expendable）和可重复使用（reusable）小型无人机效费比的比较和分析结果。研究结果表明，许多情况下，目前的技术可使重复使用无人机的成本相对较低。这表明将小型、可重复使用的无人机作为诱饵、干扰机和情报、监视和侦察平台是具有吸引力的。

一、主要内容

《报告》分析了涉及小型、高亚声速无人机的各种情况，这些无人机由较大空中平台发射，主要支持大型飞机执行高风险任务，可作为是诱饵和/或干扰机。该分析特别适用于正在开发的小型可重复使用无人机项目，如美国国防高级研究计划局“小精灵”（Gremlins）。

01、基线案例

对于基线案例，研究人员选择了一架一次性和一架可重复使用的无人机，两者都可搭载60磅有效载荷，传统机身，装备涡轮风扇发动机，具有高亚声速巡航速度，采用地面回收方式。预估的空重和成本来源于兰德公司开发的飞机设计模型和成本-重量关系历史数据，如表1。

表1 基线案例两型无人机比较表

在一系列假设下，图1给出基线案例一次性和可重复使用无人机的每架次成本与无人机（30年）寿命内飞行次数的函数。橙色线是一次性平台的数据，蓝色线是可重复使用平台。其中，费用有两种基本类型：采办、培训和30年的维护费用。

如果30年生命周期内无人机只被使用一次，可重复使用的成本要高得多（一次性100万美元，可重复使用的250万美元）。简单地说，如果一个可重复使用的无人机不被重复使用，那么购买它是毫无意义的。但是，如果平台在30年生命周期内被使用5次以上，一次性的费用就会更高。5次重复使用足以支付30年回收人员和更昂贵的可重复使用无人机的净现值。

图1 基线案例-无人机每架次成本与寿命内飞行次数关系图

02、延伸案例

为了验证上述结论在不确定情况下的可用性，研究人员对假设进行了一些修改，大多数分析并没有改变结果的本质，唯独在空中回收的情况下例外。在报告给出的5个延伸分析中，本篇作者挑选其中三个做基本介绍。

1.不同重量的无人机载荷

基线案例只考虑了可搭载60磅有效载荷的情况，图2与图1（BL）相比，是针对三种不同大小的有效载荷（0，60和200磅）对比图。图2的交叉点有了变化，交叉点代表着可重复使用效费比更高的重用次数。无人机越重越贵，重复利用的价值就越大。

图2 延伸案例-0/60/200磅有效载荷无人机每架次成本与寿命内飞行次数关系图

2.地面与空中回收

除了地面回收，无人机还可进行空中回收。兰德分析人员假设一架C-130每天可回收4架无人机，只计算使用通用C-130进行空中回收的成本。图3比较了地面回收一次性无人机与空中和地面回收可重复使用无人机的成本。空中回收的成本在比例上比地面回收高得多。

图3 延伸案例-地面/空中回收无人机每架次成本与寿命内飞行次数关系图

3.不同的无人机生命周期

前两个分析假设任何可重复使用无人机都有30年的使用寿命。然而，这一假设在现实世界中可能并不成立。技术的发展可能加速平台更换，也可能会提升平台的效费比。图4给出了一次性和可重复使用无人机的年度费用（30年寿命）。图5给出了10年寿命和30年寿命无人机的每架次成本。

图4 年度无人机费用比较

图5 延伸案例-10年/30年寿命无人机每架次成本与寿命内飞行次数关系图

二、分析结论

➭如果冲突中无人机使用的次数超过一定数量，那么可重复使用无人机平台效费比更高。

➭地面回收比空中回收成本低很多。

➭只有当美国国防部确定无人机在其寿命内不会使用超过一定次数，或者回收成本很高的情况下，一次性无人机才是理想的方案。

三、建议

➭应该考虑用可重复使用无人机替代具有一系列功能的一次性无人机，包括诱饵、干扰机或情监侦平台。

➭无人机地面回收应该作为空中回收的一个具有经济效益的替代方案。

几点认识

随着无人技术的进步，使用无人机开展军事行动受到越来越多的关注。此前沙特石油设施受到袭击、纳卡冲突中无人机的大量运用，在一定程度上验证了无人作战的可行性。关于一次性、可消耗、可重复使用无人机的讨论也从未停止。兰德此篇报告在一定程度上给出了一次性和可重复使用无人机的效费比对比分析结果，提出使用次数影响效费比的观点，这篇报告也给兵棋推演中的无人机效费比计算方法提供了一些启示。

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