無人機:從“雞肋”到“尖兵”
發布時間:2023-02-06
瀏覽次數:2446

版權歸原作者所有,如有侵權,請聯係我們(men)

撰文/記者 段然 編輯/丁林
新媒體(ti) 編輯/呂冰心
采訪專(zhuan) 家:王亞(ya) 男(《航空星空体育官网入口网站》主編)

近年來,我國無人機家族日益壯大,並在軍(jun) 民領域顯示銳不可當的發展勢頭。2022年年底召開的第十四屆珠海航展,為(wei) 廣大軍(jun) 迷和航空愛好者獻上了一場震撼的視聽盛宴。除了殲-20、運油-20等各種“空中炫技”的大國重器之外,各種參與(yu) 靜態展示的裝備也分外耀眼,無偵(zhen) -8、彩虹-7、翼龍-3、攻擊-11、“雲(yun) 影”、“旋戈”……展示了我國大型無人機技術在世界的領先地位。
從(cong) “不溫不火”變成各國競相發展的空中力量,無人機產(chan) 業(ye) 如何成為(wei) 戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) ?

“由大至小”:飛出傳(chuan) 統飛機的影子

如今提起“無人機”,人們(men) 首先想到的往往是那些小巧便攜的四翼民用無人機。它們(men) 主要用於(yu) 滿足人們(men) 航拍的需要,為(wei) 我們(men) 觀察世界增添了不一樣的視角。相比之下,軍(jun) 用無人機長得更像傳(chuan) 統飛機,而且它們(men) 的“前輩”裏,許多都是“大塊頭”。
一戰期間,為(wei) 應對德國齊柏林飛艇帶來的空中威脅,一位英國工程師突發奇想,準備利用當時最新的無線電遙控裝置,製造無人操控的飛機撞擊飛艇。這個(ge) “腦洞”雖然最終沒有付諸實施,卻成為(wei) 日後無人機發展的濫觴。
不久後,美國人發明了自動陀螺穩定器,並利用這項技術將一架寇蒂斯N-9型教練機改造為(wei) 無人飛行器並試飛成功。

▲1917年,美國在寇蒂斯N-9型雙翼機基礎上改造出第一架無人機(來源:美國海軍(jun) 研究所)
作為(wei) 人類首架無人機,它可以裝載100多公斤的炸彈飛行約80公裏,充分證明了其潛在的實戰價(jia) 值。
到了1935年,英國人在“飛蛾”教練機的基礎上,又研製了名為(wei) “蜂王”的無人機。與(yu) 早期無人機相比,“蜂王”能夠實現無人著陸回收,不再是“一次性用品”。到了此時,無人機的基本功能才逐步成型。

▲二戰期間,英國首相丘吉爾視察英國空軍(jun) 的“蜂王”型無人機(圖片來源:英國帝國戰爭(zheng) 博物館)
不過此後很長一段時間,無人機概念一直是不溫不火,始終像是同時代有人飛機的“影子”——它們(men) 往往基於(yu) 有人飛機進行技術改造,唯一的區別就是使用無線電遙控操作,其功能和使用場景也多是參照有人飛機。受到當時無線電技術的限製,無人機的應用很快遭遇了天花板,成為(wei) “雞肋”一樣的存在。
到了50年代,美國軍(jun) 方研製出BQM-34“火蜂”型噴氣無人機,除了收獲“首款噴氣式無人機”榮譽,“火蜂”最大的意義(yi) 是真正實現了無人機的小型化和多用途化,其機長僅(jin) 7米,翼展不過3.91米,比當時的有人飛機小得多,但卻有著1282公裏的最大航程,並能以800公裏/小時的速度在空中飛行4個(ge) 多小時。

▲陳列在美國國家空軍(jun) 博物館的BQM-34“火蜂”型無人機(圖片來源:美國國家空軍(jun) 博物館)
最初,“火蜂”隻是被當作靶機使用。但其平台優(you) 勢很快就開始顯現,美軍(jun) 將各種專(zhuan) 業(ye) 設備搭載在上麵,空中偵(zhen) 察、巡邏、對地攻擊等任務紛紛得到拓展。直到80年代方才退役,“火蜂”成為(wei) 迄今為(wei) 止裝備數量最多的無人機係統。
自“火蜂”始,人們(men) 終於(yu) “解鎖”了無人機的正確用法,並發現它們(men) 有一係列無可替代的優(you) 勢:由於(yu) 無需考慮飛行員的生理極限,無人機得以擺脫傳(chuan) 統飛機的桎梏,可根據不同作戰需要靈活設計尺寸與(yu) 形狀、飛行速度與(yu) 高度。加上低廉的製造與(yu) 維護成本,無人機很快成為(wei) 特殊作戰環境中的“尖兵”。
在二戰後的幾十年時間裏,軍(jun) 用無人機設計得越來越小,並不斷向營連一級的軍(jun) 隊基層下探。80年代,以色列開發出了劃時代的小型偵(zhen) 察無人機“先鋒”型,其機長僅(jin) 4米多,翼展5米,最大起飛重量還不到200公斤。

▲以色列研製的RQ-2“先鋒”無人機(圖片來源:military.com)
這種“身輕如燕”的小飛機可以在4000多米高的空域飛行185公裏,執行中/短程空中偵(zhen) 察任務,很好地彌補了戰術空中偵(zhen) 察的空白,因此一經推出,就成為(wei) 各航空強國效法的藍本,美軍(jun) 更是直接大批購入。

“由小變大”:無人機平台化成“大”勢所趨

“無人機主要朝兩(liang) 個(ge) 方向發展,一個(ge) 方向是小型化甚至微型化,有些國家研製的特種無人機,尺寸隻有蚊蟲般大小。”《航空星空体育官网入口网站》主編王亞(ya) 男對記者說,“另一個(ge) 是大型化,這也是被積極研究與(yu) 關(guan) 注的方向。”
小型無人機雖然更加靈活,但也因身材短小,飛行能力受到極大限製,執行更加複雜多變的任務時就會(hui) 顯得“力不從(cong) 心”。
進入21世紀後,一批機體(ti) 寬大,航程較遠的大型無人機平台紛紛投入使用,美國的MQ-1“捕食者”就是其中的佼佼者。

▲攜帶精確製導炸彈執行任務的MQ-1“捕食者”型無人機(圖片來源:Airforce Technology)
這種機長超9米,翼展接近15米的大型無人機,航程超過1250公裏(改進型增加到3000公裏)。除了各種導航設備與(yu) 雷達係統外,“捕食者”還可以搭載對地導彈,真正將偵(zhen) 察和作戰兩(liang) 種功能集成在一起,作戰效率大幅提高。
之後,美國又推出RQ-4“全球鷹”這種尺寸更大、航程更遠的噴氣式無人機,其13.5米的機長與(yu) 35.4米的翼展甚至超過了很多有人戰鬥機,超過20000公裏的航程實現了“全球覆蓋”。

▲美國研製的RQ-4“全球鷹”型無人機,其翼展達到了35.4米(圖片來源:imgur.com)
“大型無人機的優(you) 勢主要有兩(liang) 個(ge) :一個(ge) 是可以實現長時間留空,不少大型無人機可以實現40小時甚至更長的留空時間;另一個(ge) 是所攜帶的載荷非常大,包括雷達、通信中繼站以及各種武器彈藥等,它搭載什麽(me) 樣的設備,就能應對什麽(me) 樣的任務。” 王亞(ya) 男對記者解釋。
同時期,我國無人機發展步入快車道,並在“大型化”的賽道上迅速躋身世界前列——從(cong) 最初任務單一的靶機,到追趕世界先進水平的戰術無人偵(zhen) 察機,再到實現技術反超的察打一體(ti) 無人機,滿足特殊任務需求的各類高空高速隱形無人機,我國大型無人機走出了一條頗具特色的發展之路。
“彩虹”係列無疑是家族化發展最成熟,使用範圍最廣的一款大型無人機平台。2004年,初代機型“彩虹-1”和“彩虹-2”研製成功並批量生產(chan) ,成為(wei) 我國先進大型無人機發力的先聲;2007年推出的“彩虹-3”可以搭載國產(chan) 的AR-1空地導彈,真正擁有了察打一體(ti) 的作戰能力;不久後,機體(ti) 更大,作戰能力更強的“彩虹-4”與(yu) “彩虹-5”相繼推出,後者起飛重量超過3噸,可掛載16枚空地導彈,儼(yan) 然一座“空中的彈藥庫”,其作戰能力已經遠遠超越了美國的“捕食者”。

▲在2018年珠海航展上公開亮相的國產(chan) 彩虹-4號無人機(圖片來源:鳳凰網)
“翼龍”家族比“彩虹”係列起步稍晚。翼龍-1型在2007年首先推出,其機長超過9米,翼展達14米,與(yu) 美國“捕食者”相仿,但在航程上突破了4000公裏;2017年麵世的“翼龍-2”型,其各項指標更是翻倍;此次亮相珠海航展的“翼龍-3”起飛重量則超過了6噸,最大航程躍升至10000公裏級別。
王亞(ya) 男認為(wei) ,由於(yu) 沒有飛行員,無人機不再需要與(yu) 之相關(guan) 的顯示係統、生命保障係統和彈射救生係統等,可以更專(zhuan) 注地攜帶任務載荷。此外,無人機對飛行速度的要求不像普通作戰飛機那樣嚴(yan) 格,因此,目前很多大型無人機都采取了平直中單翼和大展弦比的設計,這樣就能獲得比較大的升阻比,為(wei) 長時間留空掃清障礙。

軍(jun) 民融合“破壁者”

“彩虹”與(yu) “翼龍”很快引起了世界的注意,國際訂單紛至遝來。另一方麵,在國內(nei) 服役的“彩虹”和“翼龍”們(men) 也在發光發熱。

▲出口哈薩克斯坦的國產(chan) 翼龍-1型無人機(圖片來源:egemen.kz)
2021年7月中旬,河南省多個(ge) 城市受特大暴雨和洪水侵襲,鞏義(yi) 市是受災最嚴(yan) 重的地區之一,洪水過處,城市和農(nong) 田一片澤國。最讓人頭疼的是,市內(nei) 多處通信光纜被衝(chong) 斷,通信基站被洪水和泥石流破壞,全市陷入通信癱瘓的窘境。很多災民電話打不通,隻能在原地被動地等待救援。
危急時刻,一些焦急的民眾(zhong) 看到遠處的天際有個(ge) 小小黑影在烏(wu) 雲(yun) 間倔強地穿行。不一會(hui) ,人們(men) 的手機信號開始恢複。在獲知災民位置後,救援工作得以順利推進。
那個(ge) 第一時間出現在鞏義(yi) 上空的身影,實際上是翼龍-2型無人機的民用版,翼龍-2H無人機。這部用於(yu) 氣象探測的民用大型無人機上搭載各型通信設備後,“搖身一變”成為(wei) 移動通信基站,在5個(ge) 小時的留空時間裏,實現了50平方公裏內(nei) 長時間高質量的移動信號覆蓋,為(wei) 災民及時報告災情提供了巨大幫助。

▲“翼龍-2”無人機平台性能先進,係統成熟可靠,掛載能力大、擴展能力好,在應急救災、氣象觀測等領域發揮重要作用(圖片來源:環球時報)
2022年9月5日,四川瀘定縣遭遇6.8級地震,彩虹-4無人機第一時間赴災區馳援,其搭載的光學相機、紅外攝像儀(yi) 等設備,在複雜環境下獲取了大量關(guan) 鍵數據和信息,為(wei) 抗震救災工作的部署提供了重要支撐。
“大型無人機在撤掉作戰係統後,可以掛載載荷包,空投醫療物品等物資;掛上通信中繼設備,就可以組建災區空中通信基站。由於(yu) 對機場設施要求較低,它們(men) 甚至可以深入災區轉運傷(shang) 員。大型無人機能夠發揮的作用,要遠超過我們(men) 的想象。”王亞(ya) 男說。
“翼龍”與(yu) “彩虹”們(men) 在多次災情期間的優(you) 異表現,讓大型無人機“軍(jun) 與(yu) 民”的界限不斷消除。
在本屆珠海航展期間,我國研製的全球第一架四發大型無人機“雙尾蠍-D”也備受矚目。

▲準備試飛的國產(chan) “雙尾蠍-D”大型無人機(圖片來源:新華網)
除了體(ti) 格夠大,裝載能力強之外,其模塊化設計也是一大亮點——類似搭積木的設計理念,讓無人機能夠針對不同任務的要求,隨時變更自己的機身組件,真正做到“一機多用”。
“對於(yu) 大型無人機而言,適應不同載荷,不同場景和不同任務需求的平台化發展,是未來的趨勢。有了模塊化理念,無人機的任務構型能夠更快更簡單地改變。” 王亞(ya) 男強調。



歡迎掃碼關(guan) 注深i科普!

我們(men) 將定期推出

公益、免費、優(you) 惠的科普活動和科普好物!


聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。