Air Force Usa, droni gregari Valkyrie in volo entro l'anno

Entro l’anno l’USAF inizierà i test di volo con il drone gregario XQ-58A Valkyrie. Il programma Loyal Wingmen dell’Aeronautica statunitense prevede formazioni miste composte da piattaforme autonome senza pilota ed equipaggi umani. I test Raider e Have Raider II eseguiti nel 2015 e lo scorso anno su una coppia di F-16 modificati hanno dimostrato la fattibilità del programma Loyal Wingmen in ruolo moltiplicatore di forze. Prodotto dall'azienda Kratos con sede a San Diego, il Valkyrie servirà come dimostratore tecnologico per l’Air Force Research Lab (AFRL) nell’ambito del programma Low Cost Attritable Strike (LCAS). Quest’ultimo è stato concepito per aumentare la potenza di fuoco dell’Aeronautica statunitense con sistemi UAV a basso costo e sacrificabili.

XQ-58A Valkyrie

Il Valkyrie è un drone da combattimento relativamente economico da produrre, riutilizzabile e sacrificabile in sviluppo dal luglio del 2016. Rispetto al sistema UTAP-22 Mak, già testato in ruolo Loyal Wingmen con un AV-8B Harrier del Corpo dei Marine, l’XQ-58A è molto più avanzato con maggiore carico utile ed autonomia. Fin dal primo rendering diffuso dalla Kratos, il Valkyrie poneva particolare enfasi alla bassa osservabilità per una configurazione simile al drone Barracuda. Le piattaforme a bassa osservabilità non sono ovviamente invisibili. Un profilo stealth è concepito per ritardare il rilevamento ed il tracciamento della sorgente nemica. L'XQ-58A dovrebbe essere lungo 9,14 metri con un’apertura alare di otto. La sua autonomia dichiarata è di 4800 km con un carico utile interno di 272 kg. Nelle intenzioni uno sciame di Valkyrie rappresenterebbe un’opzione economica a supporto di svariati asset per la supremazia aerea.

L’XQ-58A non va confuso gli A-UCAV, Advanced Unmanned Combat Air Vehicle, attualmente in fase di sviluppo e concepiti per imporre il dominio aereo in profondità in contesti di ultima generazione. Gli A-UCAV sono piattaforme molto avanzati con planimetrie completamente prive di coda. Sistemi d'arma bassa osservabilità, con stiva interna per le armi e sonda per il rifornimento aereo. Il Pentagono ha certamente testato svariati asset a bassa osservabilità con tali caratteristiche, relegando le aviocisterne stealth in fase di sviluppo a semplice specchietto per le allodole.

L'intelligenza artificiale alla base dello sciame robotico

Aggregazione e Disaggregazione

L’idea alla base dello sciame robotico è il banco di pesci o lo stormo di uccelli. L'intelligenza artificiale alla base dello sciame robotico è quella che il Pentagono definisce living brain, cervello vivente. I droni a sciame interagiscono tra di loro. Riconoscendosi a vicenda, iniziano ad aggregarsi, continuando a volare come se fossero un solo sistema. Quest’ultimo è progettato per disperdersi in base al contesto operativo. Sarà l'intelligenza artificiale a gestire il comando di aggregazione e disaggregazione dato dell'operatore in remoto. Qualsiasi velivolo può essere abbattuto da un singolo missile, ma uno sciame può subire gravi perdite e continuare la sua missione. Le batterie antiaeree non hanno abbastanza missili per fermare uno sciame robotico (non sono state concepite per tali bersagli). Alla fine di aprile la Darpa, l’agenzia per i progetti di ricerca avanzata di difesa del Pentagono, ha assegnato un contratto da 38,6 milioni di dollari a Dynetics per sviluppare un software che consentirà il decollo e l'atterraggio dei droni sviluppati da Kratos da una piattaforma in volo. Entro i prossimi 21 mesi, Dynetics e Kratos dovranno dimostrare la fattibilità del Programma Gremlins. Gli Stati Uniti vogliono raggiungere la capacità di lanciare e recuperare in modo rapido ed affidabile uno sciame robotico da un C-130. I primi test confermano che Dynamics potrebbe raggiungere l’obiettivo fissato dalla Darpa entri i tempi stabiliti, con fase di lancio e recupero di quattro droni da un C-130 (alveare) in trenta minuti. I militari statunitensi hanno esplorato il concetto di portaerei volante già negli anni ’30. Il programma Gremlins, iniziato sotto l'amministrazione Obama, rientra nella Third Offset Strategy del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti concepita per superare i vantaggi dei principali avversari attraverso la tecnologia (robotica, veicoli senza equipaggio, miniaturizzazione ed intelligenza artificiale).

Il programma Low-Cost UAV Swarming Technology – LOCUSTA basato su drone Coyote, si pone l’obiettivo di creare uno sciame da guerra formato da trenta droni del tutto automatizzati allo stesso costo di un singolo missile, circa 1,2 milione di dollari. Sono già in atto dei programmi paralleli come l’Aerial Combat Swarms che prevede l’impiego di sciami per autodifesa contro altri droni nemici. Quando un giorno sarà affidabile lo sciame robotico cambierà per sempre la faccia del campo di battaglia, specialmente quando i droni saranno armati.

Air Force 2030 - Call to Action

Il 28 marzo scorso l'Air Force Research Lab, responsabile della ricerca scientifica incentrata sullo sviluppo di nuove tecnologie per il combattimento dell’aviazione statunitense, ha pubblicato su Youtube un nuovo video dal titolo “Air Force 2030 - Call to Action". Si tratta di un ulteriore sguardo alle proposte concettuali e tattiche cooperative per gli asset di quinta e sesta generazione previste nell’Air Superiority 2030 Flight Plan. Il video, della durata di cinque minuti, mostra diversi asset in via di sviluppo come i droni Gremlins, i missili a microonde ad alta potenza Champ ed il laser Shield per il “dominio aereo di nuova generazione in un ambiente con minaccia crescente e imprevedibile”. Tra i grandi assenti nel video il bombardiere B-21 Raider. La guerra netcentrica occupa solo una piccola parte nel video, ma sarebbe opportuno evidenziare che le future operazioni faranno affidamento su una robusta architettura di collegamento dati, essenziale per garantire il flusso di informazioni sicure e con resilienza cyber tra i team umani e quelli senza equipaggio.

“La ricerca di oggi è la tecnologia aeronautica di domani. L'Air Force sta cercando il prossimo grande progetto di ricerca alla base della futura capacità dell’aviazione. Non possiamo permetterci di rallentare. Mentre i nostri avversari chiudono il divario tecnologico, dobbiamo spingere i limiti di ciò che è possibile e inventare il futuro”.

Appare evidente che l'Air Force abbia già una certa comprensione del tipo di capacità e tecnologie che intende perseguire e sviluppare. Nel video, l'Air Force Research Lab immagina come potrebbe apparire la guerra aerea entro la fine del prossimo decennio.

L’F-35 nella guerra del futuro: Next Generation Jammer

Qualora scoppiasse un conflitto su larga scala contro un paese militarmente moderno (Cina o Russia), il Pentagono esclude da ogni pianificazione tattica di prima linea tutte le piattaforme aeree di quarta generazione. F-15 ed F-16 quindi, anche nelle loro versioni più performanti, non parteciperebbero alle prime fasi del conflitto e non prima di aver annullato la rete di difesa nemica S300/S400. Le capacità di disturbo elettronico del nemico sono tali da annullare le piattaforme antecedenti la quinta generazione. Il Pentagono si affiderebbe a quattro sistemi: F-22 per la superiorità aerea, F-35 per l’aspetto tattico ed i bombardieri B-2 e B-21. Per il Pentagono soltanto queste quattro piattaforme potrebbero sopravvivere in un ambiente ad alta densità e sfuggire ai missili terra-aria nemici di ultima generazione.

In una ipotetica guerra contro la Cina, il Pentagono schiererebbe la sua componente aerea in piccole unità, in tutto il Pacifico. Gli Stati Uniti stimano la perdita degli hub regionali già nelle primissime fasi del conflitto. Grazie alla tecnologia integrata, le piattaforme di quinta generazione dovrebbero essere in grado di operare impunemente senza alcun tipo di supporto a terra. F-15 e F-16 resteranno sempre nelle retrovie come moltiplicatori di forze. Da rilevare che per i militari statunitensi il combattimento ravvicinato è ormai fuori moda, ritenendo la migliore tecnologia implementata nelle piattaforme a decretare la vittoria nei contesti del futuro.

Air Superiority 2030 Flight Plan

Il cinque giugno del 2016 l’USAF ha pubblicato la nuova strategia ufficiale per i prossimi 15 anni. Nelle linee guida per garantire la superiorità aerea e contrastare le minacce reali che si prospettano fino al 2030, il Pentagono non prevede la realizzazione di un nuovo caccia. L’Air Force ha un piano per sostituire i suoi caccia tradizionali, ma siamo ancora nelle fasi esplorative, mentre le specifiche del caccia di sesta generazione sono ancora sulla carta, sebbene alcuni prototipi si stiano già testando. La flotta combattente degli Stati Uniti si baserà sulle attuali piattaforme aggiornate ed implementate da un crescente numero di F-35 e bombardieri B-21. Quello che l’Air Force identifica come “family of capabilities” include una serie di capacità integrate tra diverse piattaforme esistenti. Il Pentagono prevede, almeno fino al 2030, una forza aerea combattente di prima linea di attacco formata da caccia da dominio aereo F-22, supportati dagli F-15 2040C in ruolo di arsenale volante.

L’arsenale volante

Uno dei principali limiti della configurazione a bassa osservabilità è determinato dal carico interno delle piattaforme di ultima generazione. La capacità di trasportare internamente i sistemi d’arma è prerogativa essenziale per un profilo stealth pulito. Il problema è che l’F-22 trasporta soltanto sei missili BVR, l’F-35 soltanto quattro. La soluzione prospettata dell’Air Force è l’arsenale volante che si basa su una piattaforma, inizialmente sarà il B-52, in grado di trasportare dalle retrovie decine di missili e bombe di precisione. Un’idea che l’Air Force ha preso in prestito dalla Marina, che ha convertito quattro sottomarini balistici classe Ohio per il trasporto di154 missili da crociera Tomahawk al posto dei 24 Trident. Appare evidente quanto l’Air Force faccia affidamento sulle piattaforme di quinta generazione, ma sembra più un esercizio dialettico che un reale piano operativo. Numeri alla mano, il Pentagono non può di certo sperare di presidiare le aree sensibili del pianeta e riuscire, allo stesso tempo, a vincere una guerra con la Cina o la Russia con soli 60/70 Raptor (123 convertiti al combattimento, ma bisogna considerare gli altri teatri ed i caccia in manutenzione). Da rilevare che per i militari statunitensi il combattimento ravvicinato è ormai fuori moda, ritenendo la migliore tecnologia implementata nelle piattaforme a decretare la vittoria nei contesti del futuro. Nella nuova dottrina, al caccia di quinta generazione spetterebbe l’avanscoperta oltre il raggio visivo grazie all’avionica di ultima generazione. Una volta identificata la minaccia, il caccia collegato in rete con l’arsenale volante, trasferirebbe le informazioni di targeting. L’Air Force spinge per avere in linea delle forze da combattimento integrate in grado di svolgere svariati compiti in una sola missione. Le piattaforme stealth che non avrebbero più la necessità di sporcare il profilo, continuerebbero a coordinare molteplici attacchi dagli arsenali volanti operativi nelle retrovie. La capacità interna di un F-35, con tutte la buone intenzioni che si possano avere e provare per lo JSF, non è da caccia puro da superiorità aerea come l’F22. L’F-35 non è stato progettato per il dogfighting. E’ stato pensato per eliminare il nemico a distanza, la sua forza si basa sula bassa visibilità ai radar. L’Arsenale volante rappresenta l’ennesimo mutamento negli indirizzi strategici per sopperire al divario numerico tra le piattaforme statunitensi e quelle nemiche.

E’ un modo di pensare al futuro: continuare ad utilizzare gli aerei di quarta generazione per un dispiegamento di massa in situazioni più classiche. L’EFA ad esempio, un giorno non potrà più essere impiegato in contesti non permissivi ad alta densità. Il futuro vantaggio capacitivo è strutturato sulle nuove tecnologie implementate sui velivoli di quinta generazione.

A-UCAV: Penetrating Counter Air

Nel documento strategico Air Superiority 2030 Flight Plan non è prevista esplicitamente la realizzazione di un nuovo caccia. Figurano tuttavia tre lettere: PCA, acronimo per Penetrating Counter Air.

Si legge nel documento: “Il PCA dovrà massimizzare una serie di compromessi tra autonomia, carico utile, sopravvivenza, letalità, accessibilità, e sostenibilità. Coerentemente con una mentalità di acquisizione agile progettata per l’entrata in servizio secondo i tempi richiesti, si richiede uno sviluppo rapido che possa rispondere alle minacce future. Il PCA dovrà rispondere alle crescenti piattaforme ed asset aerei e di superficie avanzati che si stanno diffondendo in tutto il mondo”.

Potrebbe trattarsi dell’SR-72

Il ruolo dell’F-35

Dobbiamo pensare all’F-35 come parte di un'architettura complessa composta da diverse piattaforme. L’F-35 dovrebbe conferire innegabili vantaggi in un determinato contesto operativo grazie alla sua bassa osservabilità, capacità dei sensori di bordo ed integrazioni delle informazioni con altre piattaforme. Fattori che conferiscono all'F-35 un enorme vantaggio rispetto ai velivoli che andrà a sostituire. Non è ovviamente un caccia puro. In primo luogo perché non possiede la quota né la velocità dell’F-22, ma dovrebbe essere in grado di eliminare i nemici sfruttando la sua bassa osservabilità e l’avionica (anch’essa in divenire). I velivoli di quinta generazione come l’F-22 e l’F-35 non sono caccia puri, non sono dei veri fighter. Sono velivoli ottimizzati per diversi regimi di minacce ed in grado di compiere svariate missioni. Proprio il velivolo specifico non esiste più. Esiste, invece, la piattaforma aerea task che può svolgere una miriade di missioni egregiamente, probabilmente non eccellendo in nessun ruolo. L’F-35 non è stato progettato per il dogfighting ne’ per duellare nell’uno contro uno. E’ stato pensato per eliminare il nemico a distanza.

F-35: Nasce lo Stormo da Dominio Aereo

L'obiettivo del video dell’Air Force Research Lab è la prospettiva teorica. Sui nuovi asset si plasmano le future tattiche. Per quella particolare formazione abbiamo utilizzato il termine stormo da dominio aereo. Il dominio aereo non è la superiorità aerea: sono due cose diverse. Il dominio aereo è un termine coniato e valido solo per l'F-22, primo caccia operativo di quinta generazione. Riferendosi al dominio, Lockheed suggeriva una modalità arsenale volante aria-aria con formazioni F-22/F-35. Tuttavia quando parliamo di arsenale, dobbiamo pensare anche ai droni in quel ruolo.

L'F-35, vettore tecnologico di prima fascia che per natura concettuale non potrà essere una piattaforma missilistica da battaglia per il dominio aereo integrato, è concepito come il fulcro del vero arsenale volante nella tattica aerea del futuro.

Next Generation Air Dominance / Penetrating Counter Air

Lo scorso anno la Casa Bianca, sotto forma di piano di bilancio supplementare, suggeriva di aumentare di otto volte il budget per la ricerca e sviluppo del futuro caccia di sesta generazione. Nel 2016 il budget annuale del programma Next Generation Air Dominance era di 21 milioni di dollari. Nella sua ultima richiesta di budget per l'anno fiscale 2019, l’Air Force ha richiesto più di 500 milioni di dollari per il programma NGAD/ Penetrating Counter Air. Si tratta del doppio di quanto richiesto dall'USAF per sostenere il programma NGAD nell'anno fiscale 2018.

Il PCA potrebbe essere un drone/velivolo pilotato a bassa osservabilità che sfrutterà il know how acquisito con le piattaforme testate pubblicamente e non. Potrebbe trattarsi dell’SR-72 con motore a ciclo combinato. A differenza delle limitazioni tradizionali (reattori, statoreattori e scramjet possono operare soltanto a diversi regimi di velocità), il nuovo sistema propulsivo mira a risolvere questo problema utilizzando un motore a turbina per la bassa-velocità ed uno scramjet a velocità elevate.

Il Penetrating Counterair rispolvera il concetto della ricognizione persistente per un A-UCAV in grado di volare in profondità nello spazio aereo nemico ed aggirare il problema dei satelliti, confinati dalle loro orbite.

Equipaggiare gli A-UCAV con A. I. aggressiva: ALPHA

L'Air Force Research Laboratory continua a sviluppare ALPHA, un’Intelligenza Artificiale realizzata dalla Psibernetix, società fondata dall’University of Cincinnati in collaborazione con l'USAF. Specificatamente progettato per il dogfight, il suo archivio raccoglie tutte le manovre dei suoi avversari digitali ed umani: statistiche, modelli decisionali semplici e complessi, manovre reali e simulate.

Ciò che contraddistingue ALPHA è che il passaggio dalle azioni elusive difensive a quelle offensive, avviene istantaneamente. ALPHA si basa su un sistema decisionale chiamato “genetic fuzzy tree”, algoritmo della logica fuzzy. Il suo approccio prevede la suddivisione di un problema complesso X in sotto-attività. Queste ultime comprendono tutte le tattiche adottate dall’uomo. Rapportandosi con le variabili, l’intelligenza artificiale prende decisioni complesse con estrema velocità. Secondo i dati diramati, ALPHA calcola la migliore manovra in un ambiante complesso e dinamico, 250 volte più veloce rispetto al suo avversario umano. L’aspetto che più affascina i ricercatori è la capacità reattiva. L’A.I. adattiva reagisce istantaneamente calcolando le possibili intenzioni del pilota avversario. ALPHA sembra essere stato progettato per un profilo di volo ciclico per azioni difensive ed offensive costanti. Nella logica fuzzy, il sistema calcola sostanzialmente un'immensa ragnatela di previsioni per una possibile azione/reazione. La priorità è fornita dall’analisi del contesto.

L’attuale obiettivo primario di Alpha è quello di servire come forza ostile intelligente per l’addestramento dei piloti nell'ambito dell’Advanced Framework for SIMulation. Il destino di ALPHA è chiaro. L'Air Force Research Laboratory prevede la sua implementazione in una cellula reale entro il 2025. Nel frattempo si stanno valutando nuovi modelli aerodinamici per la piattaforma fisica. L’A.I., intanto, continuerà a espandere le proprie capacità, servendo da tester per i prototipi dell’Air Force Research Laboratory. Il primo step operativo entro i prossimi cinque anni quando ALPHA servirà da gregario in un equipaggio misto, così da apprendere le decisione tattiche in contesti reali.

Considerando che tra lo sviluppo e la sperimentazione dei militari e quello che è mostrato all’opinione pubblica c’è un divario

di circa 20/25 anni, ALPHA potrebbe già volare da tempo in una sua versione ancora più performante. Per l’Air Force Research Laboratory, ALPHA è attualmente l’A.I. più aggressiva, reattiva, dinamica e credibile mai creata.