在分析美國發展低成本無人作戰飛機背景的基礎上，系統梳理了美國當前正在實施三型低成本無人作戰飛機專案，對各型低成本無人作戰飛機的設計特點、研製程序、使用模式進行了深入分析，總結提出了低成本無人作戰飛機的技術重點和潛在影響。
近年來，隨著國際戰略形勢環境的變化，美國逐步將國防建設重心調整為應對大國博弈的高強度區域性衝突，加快了新一代航空武器裝備的發展。然而，受限於高效能先進作戰飛機的價格不斷攀升，美軍空中力量規模仍整體呈縮減態勢，難於透過大規模更新換代來解決該問題，為此美軍開展了低成本無人作戰飛機相關技術研究工作，美國航空工業界也積極響應，推出了多個低成本無人作戰飛機方案。2019年3月5日，美國克里斯托安全防衛解決方案公司設計製造的XQ-58A技術驗證機完成了76min的首飛。這標誌著美空軍在研究和驗證具有有限壽命/架次的低成本攻擊無人機技術和裝備概念取得了階段性進展，為其構建質量與數量並優的空中優勢能力奠定了基礎。
低成本無人作戰飛機是解決美軍重塑規模與效能優勢的重要探索
當前先進高效能軍機高技術化、高度複雜化的基本特徵將導致採辦成本驟增是難以避免的趨勢，同時作戰人員費用也在隨之提高。冷戰結束以來，美空軍規模一直呈縮減態勢，其人員數量減少了30%、飛機數量減少了37%。美空軍部長威爾遜已指出，當前的空軍規模已“過小”，作戰中隊的數量需要由312個增加到386個，然而國防預算難於支撐才辦現有航空武器裝備實現這一目標，質量、規模、效能間的矛盾如何得以平衡和兼顧將是美國裝備建設部門面臨的共同問題。另一方面，現有航空武器裝備嚴格的裝備採購標準和研製規範，確保了武器裝備的效能和質量，使之能夠在長期的壽命週期達到所要求的高可靠性，但是這同樣導致了研製、鑑定和生產新型航空武器裝備的成本和時間大大增加，這就要求航空武器裝備研究人員探索裝備研製的新途徑，降低裝備採辦成本、縮短研發和生產週期，以靈活應對新興威脅。
著眼解決這一問題，美國國防部和美國空軍期望透過創新無人機系統設計概念和流程，充分發揮無人機系統固有優勢，綜合權衡各項效能需求與使用要求，為確保所需作戰效能的前提下，顯著降低採辦和作戰使用成本。2016年時任美國空軍負責科學技術與工程助理部長幫辦David Walker在眾議院武裝力量委員會作“分解無人機系統獲取空軍未來作戰概念和國防部第三次抵消戰略提及的作戰敏捷性創造了可能”報告中高度評價了低成本可消耗飛機技術驗證專案，將其視為可創造巨大機會的新興能力，低成本可消耗無人作戰飛機XQ-58A專案軍方主管認為未來美國空軍機隊很可能由與現在相比更少的高階作戰飛機和大量的低成本可消耗攻擊無人機構成。高效能、低成本無人作戰飛機將帶來改變遊戲規則的能力，在未來空中對抗中將同時形成數量與規模的優勢，並取得與競爭對手相比更為顯著的成本優勢。
美國低成本無人作戰飛機主要專案情況
XQ-58A低成本可消耗飛機技術（ LCAAT）的驗證機（LCASD）專案
2015年，美國空軍研究試驗室組織洛克希德·馬丁公司、克瑞拓斯安全防衛解決方案公司、波音公司等6家美國航空航天知名企業開展低成本可消耗飛機技術研究;2016年7月，靶機制造商美國克瑞拓斯安全防衛解決方案公司獲得XQ-58A技術驗證機合同，美國空軍先期投資730萬美元（公司自主投資3350萬美元），用於研製和製造3架技術驗證機，後期規劃約1億美元的技術成熟和深化投資。
2019年3月，合同授予31個月後，XQ-58A首架驗證機完成首飛，根據目前透露的試飛計劃，後續還將完成兩個階段4次試飛，剩餘試飛工作的重點是評估系統工程、氣動力效能和發射回收系統，同時初步建立面向有限壽命需求的剪裁設計和製造標準，獲取可消耗飛機成本模型相關成本資料。此外，XQ-58A在完成低成本可消耗飛機技術驗證專案後，還可能參與美空軍“忠誠僚機”專案的飛行演示驗證工作。
XQ-58A採用中等後掠角中單翼、V型尾翼、揹負式進氣道隱身化佈局，機長8.84m，翼展6.7m，最大飛行高度13716m，最小飛行高度15m，最大飛行速度Ma0.85，航程8700km，有效載荷不少於230kg。現配裝單臺威廉姆斯公司FJ33-5型渦扇發動機，起飛推力約746.6kg.g。設計有2個內埋式武器艙，可各掛載1枚AIM-120中程空空導彈或GBU-39型小直徑炸彈，並具備翼下外掛能力。採用開放式任務系統架構，具備不依賴跑道起降能力，起降模式很可能採取克瑞拓斯安全防衛解決方案公司在靶機方面的經驗，即採用導軌火箭助推發射/降落傘著陸模式，可重複使用並具有有限的使用壽命/架次。從已經公佈的設計方案看，×Q-58A的最終設計至少經歷兩輪大的調整，整體佈局更為扁平，更多地考慮了隱身效能需求，揹負式進氣道由早前的簡單式調整為二元可調，並顯著增大了進氣截面積，同時機翼展弦比明顯加大，V型尾翼的面積不僅增加，同時採取了切角設計。
波音公司“空中力量編隊系統”專案
2019年2月，波音公司在澳大利亞航展上，展示了為澳大利亞空軍“忠誠僚機——先進開發專案”專案研製的新型低成本隱身無人作戰飛機：空中力量編隊系統（ ATS）。該機由波音防務澳大利亞公司負責，“鬼怪”工廠國際部參與了設計工作，號稱是美國本土以外最大的無人機投資專案，該無人機在澳大利亞完成首批3架試驗機的全部製造工作，計劃於2020年完成首飛，除裝備澳大利亞空軍外，還計劃出口全球。
ATS機長38 - 40ft，航程超過2000nm，採用隱身化設計、中單翼佈局、外傾全動雙垂尾、兩側進氣、單發;採用模組化配置，可攜帶包括武器在內的多種載荷，便於快速更換載荷重構能力。
ATS是一種半自主多工系統，配合有人機在危險作戰環境中執行一系列任務，將由伴飛飛機或地面站控制實現半自主飛行。根據目前公佈的任務構想，一架有人機平臺將可指揮控制4-6架無人協同作戰，適配的有人機包括E-7預警指揮機、EA-18G、F/A-18E/F、P-8等，初始構型聚焦於情報監視和偵察任務、電子戰，未來將可承擔空戰認為，併成為大型有人空中預警監視平臺的護衛盾牌。
DARPA的“飛行掛架”專案
作為美國探索顛覆性作戰能力的先鋒，美國國防高階研究計劃局（ DARPA）也高度重視低成本無人作戰飛機概念與技術的發展。2017年9月，美國國防高階研究計劃局（ DARPA）戰略技術辦公室在國防部小企業創新研究（ SBIR）計劃中公佈了“‘飛行導彈掛架’設計與快速製造技術”專案，旨在探索可發射AIM-120空空導彈及其它制空武器的低成本空戰無人機平臺及其快速批次製造技術。
“飛行導彈掛架”（ FMR）無人作戰飛機概念是一種高度簡化、具有有限飛行和作戰功能、可支援快速批次生產（ 500架/月）的可消耗無人作戰飛機平臺。根據DARPA提出的作戰概念要求，“飛行導彈掛架”無人作戰飛機主要用於配裝美軍第四代戰鬥機（如F-16、F/A-18等），既具備戰鬥機專用掛架的功能，當掛載於戰鬥機時可發射其攜帶的各類武器彈藥，也可以由載機發射，飛行至指定目標空域，完成巡航飛行和武器發射任務，作為前出/伴飛僚機實現有人/無人協同空戰能力。
“飛行導彈掛架”因其一次性飛行使用特性，設計高度簡化，根據DARPA公佈的初步概念影象，採用了具有諾斯羅普·格魯門“曲柄風箏”佈局特點的外形（類似最新曝光的諾斯羅普新概念飛機模型之一），揹負式進氣道，可摺疊或伸縮式主機翼，機身下直接外伸出2個AIM-120空空導彈掛架。
現階段，對於“飛行導彈掛架”無人作戰飛機概念的主要效能要求包括：具備執行視距和超視距制空作戰任務能力;至少具備掛載1枚AIM-120空空導彈的能力，最好可掛載2枚導彈，並應考慮具備掛載小直徑炸彈及特定載荷吊艙的擴充套件能力;當掛載全部武器時能夠滿足F-16或F/A-18系列飛機2000lb級（約907kg）武器外掛點的裝載能力限制要求;一旦由載機發射，具備按照預設航路巡航飛行能力，並能夠以最大速度Ma0.9馬赫飛行20min;處於掛載狀態或獨立飛行狀態下均具備發射所掛載武器的能力;未經發射，則要求其具備重複使用性，一旦被髮射，則無須能夠重複使用;處於獨立飛行狀態時，一旦所掛載武器已發射，則可不再具有飛行能力;鑑於該機的可消耗特性，因此要求僅配裝有限的任務系統，包括小型無線電通訊裝置及其電源系統和天線系統，該裝置主要用於接收載機的控制指令資訊，需要滿足Link-16、武器資料鏈以及其他可滿足快速製造的低成本軍用資料鏈的尺寸、重量、功耗和冷卻需求。
低成本無人作戰飛機的發展獲或將推動無人機系統設技術與理念的創新
美國當前推出的低成本無人作戰飛機是在實現低成本的同時，確保了實現其作戰目標的效能，在此基礎上對其它非核心能力進行大幅削減。如×Q-58A和APTS預設了與第五代戰鬥機（F-22/F-35脅同作戰，因而保持了隱身效能的設計取向，而“飛行掛架”因其配裝第四代戰鬥機及一次性使用特性，大幅簡化了機體設計。這一特徵也反映了新一代低成本無人作戰飛機的重要特點：以作戰概念和效能需求為核心，大幅最佳化、簡化功能配置，以實現低成本目標。
洛克希德·馬丁公司的在低成本飛機技術領域的研究顯示“與其他戰術裝備間的關係不僅意味著該型裝備如何使用，同時也是降低成本的重要使能因素，因為我們不可能在潛在的對抗環境下（為每架飛機）配裝所有需要的裝備。”因此，需要建立以任務需求為核心的能力權衡和標準規範剪裁，按照作戰概念與使用環境，剪裁使用與之相適用的設計準則與規範要求，透過飛機設計理念的創新實現低成本目標。
另一方面，實現低成本、適度效能的無人作戰飛機也需要低成本飛機設計技術與理念創新。美國空軍研究表明，實現低成本目標需求在低成本結構部件、低成本小型發動機和低成本多功能感測器等多個技術領域實現創新。
近年來，著眼應對未來持續空中強對抗作戰，美國軍方和航空製造商已開展多個低成本無人作戰飛機平臺研究專案，如能達到其設計效能和成本約束，意味著批次裝備此類飛機將實現以較低的採辦成本顯著拓展美國空軍空中作戰能力，同時其可大規模快速生產的潛能，將使美空中作戰能力在戰時得到持續快速補充成為可能，解決當前美空軍高效能作戰飛機規模縮減所可能產生的持續作戰能力削弱的問題，在已形成質量優勢的基礎上，形成和強化對潛在作戰對手的數量優勢。低成本無人作戰飛機將實現以低採辦和使用成本提供改變遊戲規則的戰鬥能力，將對未來空中對抗環境和航空裝備體系發展產生深遠的影響。