無(wú)人機:從“雞肋”到“尖兵”
來(lái)源:北京科技報社
發(fā)布時(shí)間:2023-02-06
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撰文/記者 段然 編輯/丁林
新媒體編輯/呂冰心
采訪(fǎng)專(zhuān)家:王亞男(《航空知識》主編)

近年來(lái),我國無(wú)人機家族日益壯大,并在軍民領(lǐng)域顯示銳不可當的發(fā)展勢頭。2022年年底召開(kāi)的第十四屆珠海航展,為廣大軍迷和航空愛(ài)好者獻上了一場(chǎng)震撼的視聽(tīng)盛宴。除了殲-20、運油-20等各種“空中炫技”的大國重器之外,各種參與靜態(tài)展示的裝備也分外耀眼,無(wú)偵-8、彩虹-7、翼龍-3、攻擊-11、“云影”、“旋戈”……展示了我國大型無(wú)人機技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位。
從“不溫不火”變成各國競相發(fā)展的空中力量,無(wú)人機產(chǎn)業(yè)如何成為戰略性新興產(chǎn)業(yè)?

“由大至小”:飛出傳統飛機的影子

如今提起“無(wú)人機”,人們首先想到的往往是那些小巧便攜的四翼民用無(wú)人機。它們主要用于滿(mǎn)足人們航拍的需要,為我們觀(guān)察世界增添了不一樣的視角。相比之下,軍用無(wú)人機長(cháng)得更像傳統飛機,而且它們的“前輩”里,許多都是“大塊頭”。
一戰期間,為應對德國齊柏林飛艇帶來(lái)的空中威脅,一位英國工程師突發(fā)奇想,準備利用當時(shí)最新的無(wú)線(xiàn)電遙控裝置,制造無(wú)人操控的飛機撞擊飛艇。這個(gè)“腦洞”雖然最終沒(méi)有付諸實(shí)施,卻成為日后無(wú)人機發(fā)展的濫觴。
不久后,美國人發(fā)明了自動(dòng)陀螺穩定器,并利用這項技術(shù)將一架寇蒂斯N-9型教練機改造為無(wú)人飛行器并試飛成功。

▲1917年,美國在寇蒂斯N-9型雙翼機基礎上改造出第一架無(wú)人機(來(lái)源:美國海軍研究所)
作為人類(lèi)首架無(wú)人機,它可以裝載100多公斤的炸彈飛行約80公里,充分證明了其潛在的實(shí)戰價(jià)值。
到了1935年,英國人在“飛蛾”教練機的基礎上,又研制了名為“蜂王”的無(wú)人機。與早期無(wú)人機相比,“蜂王”能夠實(shí)現無(wú)人著(zhù)陸回收,不再是“一次性用品”。到了此時(shí),無(wú)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的“蜂王”型無(wú)人機(圖片來(lái)源:英國帝國戰爭博物館)
不過(guò)此后很長(cháng)一段時(shí)間,無(wú)人機概念一直是不溫不火,始終像是同時(shí)代有人飛機的“影子”——它們往往基于有人飛機進(jìn)行技術(shù)改造,唯一的區別就是使用無(wú)線(xiàn)電遙控操作,其功能和使用場(chǎng)景也多是參照有人飛機。受到當時(shí)無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的限制,無(wú)人機的應用很快遭遇了天花板,成為“雞肋”一樣的存在。
到了50年代,美國軍方研制出BQM-34“火蜂”型噴氣無(wú)人機,除了收獲“首款噴氣式無(wú)人機”榮譽(yù),“火蜂”最大的意義是真正實(shí)現了無(wú)人機的小型化和多用途化,其機長(cháng)僅7米,翼展不過(guò)3.91米,比當時(shí)的有人飛機小得多,但卻有著(zhù)1282公里的最大航程,并能以800公里/小時(shí)的速度在空中飛行4個(gè)多小時(shí)。

▲陳列在美國國家空軍博物館的BQM-34“火蜂”型無(wú)人機(圖片來(lái)源:美國國家空軍博物館)
最初,“火蜂”只是被當作靶機使用。但其平臺優(yōu)勢很快就開(kāi)始顯現,美軍將各種專(zhuān)業(yè)設備搭載在上面,空中偵察、巡邏、對地攻擊等任務(wù)紛紛得到拓展。直到80年代方才退役,“火蜂”成為迄今為止裝備數量最多的無(wú)人機系統。
自“火蜂”始,人們終于“解鎖”了無(wú)人機的正確用法,并發(fā)現它們有一系列無(wú)可替代的優(yōu)勢:由于無(wú)需考慮飛行員的生理極限,無(wú)人機得以擺脫傳統飛機的桎梏,可根據不同作戰需要靈活設計尺寸與形狀、飛行速度與高度。加上低廉的制造與維護成本,無(wú)人機很快成為特殊作戰環(huán)境中的“尖兵”。
在二戰后的幾十年時(shí)間里,軍用無(wú)人機設計得越來(lái)越小,并不斷向營(yíng)連一級的軍隊基層下探。80年代,以色列開(kāi)發(fā)出了劃時(shí)代的小型偵察無(wú)人機“先鋒”型,其機長(cháng)僅4米多,翼展5米,最大起飛重量還不到200公斤。

▲以色列研制的RQ-2“先鋒”無(wú)人機(圖片來(lái)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公里,執行中/短程空中偵察任務(wù),很好地彌補了戰術(shù)空中偵察的空白,因此一經(jīng)推出,就成為各航空強國效法的藍本,美軍更是直接大批購入。

“由小變大”:無(wú)人機平臺化成“大”勢所趨

“無(wú)人機主要朝兩個(gè)方向發(fā)展,一個(gè)方向是小型化甚至微型化,有些國家研制的特種無(wú)人機,尺寸只有蚊蟲(chóng)般大小?!薄逗娇罩R》主編王亞男對記者說(shuō),“另一個(gè)是大型化,這也是被積極研究與關(guān)注的方向?!?br>小型無(wú)人機雖然更加靈活,但也因身材短小,飛行能力受到極大限制,執行更加復雜多變的任務(wù)時(shí)就會(huì )顯得“力不從心”。
進(jìn)入21世紀后,一批機體寬大,航程較遠的大型無(wú)人機平臺紛紛投入使用,美國的MQ-1“捕食者”就是其中的佼佼者。

▲攜帶精確制導炸彈執行任務(wù)的MQ-1“捕食者”型無(wú)人機(圖片來(lái)源:Airforce Technology)
這種機長(cháng)超9米,翼展接近15米的大型無(wú)人機,航程超過(guò)1250公里(改進(jìn)型增加到3000公里)。除了各種導航設備與雷達系統外,“捕食者”還可以搭載對地導彈,真正將偵察和作戰兩種功能集成在一起,作戰效率大幅提高。
之后,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(wú)人機,其13.5米的機長(cháng)與35.4米的翼展甚至超過(guò)了很多有人戰斗機,超過(guò)20000公里的航程實(shí)現了“全球覆蓋”。

▲美國研制的RQ-4“全球鷹”型無(wú)人機,其翼展達到了35.4米(圖片來(lái)源:imgur.com)
“大型無(wú)人機的優(yōu)勢主要有兩個(gè):一個(gè)是可以實(shí)現長(cháng)時(shí)間留空,不少大型無(wú)人機可以實(shí)現40小時(shí)甚至更長(cháng)的留空時(shí)間;另一個(gè)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,它搭載什么樣的設備,就能應對什么樣的任務(wù)?!?王亞男對記者解釋。
同時(shí)期,我國無(wú)人機發(fā)展步入快車(chē)道,并在“大型化”的賽道上迅速躋身世界前列——從最初任務(wù)單一的靶機,到追趕世界先進(jìn)水平的戰術(shù)無(wú)人偵察機,再到實(shí)現技術(shù)反超的察打一體無(wú)人機,滿(mǎn)足特殊任務(wù)需求的各類(lèi)高空高速隱形無(wú)人機,我國大型無(wú)人機走出了一條頗具特色的發(fā)展之路。
“彩虹”系列無(wú)疑是家族化發(fā)展最成熟,使用范圍最廣的一款大型無(wú)人機平臺。2004年,初代機型“彩虹-1”和“彩虹-2”研制成功并批量生產(chǎn),成為我國先進(jìn)大型無(wú)人機發(fā)力的先聲;2007年推出的“彩虹-3”可以搭載國產(chǎn)的AR-1空地導彈,真正擁有了察打一體的作戰能力;不久后,機體更大,作戰能力更強的“彩虹-4”與“彩虹-5”相繼推出,后者起飛重量超過(guò)3噸,可掛載16枚空地導彈,儼然一座“空中的彈藥庫”,其作戰能力已經(jīng)遠遠超越了美國的“捕食者”。

▲在2018年珠海航展上公開(kāi)亮相的國產(chǎn)彩虹-4號無(wú)人機(圖片來(lái)源:鳳凰網(wǎng))
“翼龍”家族比“彩虹”系列起步稍晚。翼龍-1型在2007年首先推出,其機長(cháng)超過(guò)9米,翼展達14米,與美國“捕食者”相仿,但在航程上突破了4000公里;2017年面世的“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(guò)了6噸,最大航程躍升至10000公里級別。
王亞男認為,由于沒(méi)有飛行員,無(wú)人機不再需要與之相關(guān)的顯示系統、生命保障系統和彈射救生系統等,可以更專(zhuān)注地攜帶任務(wù)載荷。此外,無(wú)人機對飛行速度的要求不像普通作戰飛機那樣嚴格,因此,目前很多大型無(wú)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,為長(cháng)時(shí)間留空掃清障礙。

軍民融合“破壁者”

“彩虹”與“翼龍”很快引起了世界的注意,國際訂單紛至沓來(lái)。另一方面,在國內服役的“彩虹”和“翼龍”們也在發(fā)光發(fā)熱。

▲出口哈薩克斯坦的國產(chǎn)翼龍-1型無(wú)人機(圖片來(lái)源:egemen.kz)
2021年7月中旬,河南省多個(gè)城市受特大暴雨和洪水侵襲,鞏義市是受災最嚴重的地區之一,洪水過(guò)處,城市和農田一片澤國。最讓人頭疼的是,市內多處通信光纜被沖斷,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(huà)打不通,只能在原地被動(dòng)地等待救援。
危急時(shí)刻,一些焦急的民眾看到遠處的天際有個(gè)小小黑影在烏云間倔強地穿行。不一會(huì ),人們的手機信號開(kāi)始恢復。在獲知災民位置后,救援工作得以順利推進(jìn)。
那個(gè)第一時(shí)間出現在鞏義上空的身影,實(shí)際上是翼龍-2型無(wú)人機的民用版,翼龍-2H無(wú)人機。這部用于氣象探測的民用大型無(wú)人機上搭載各型通信設備后,“搖身一變”成為移動(dòng)通信基站,在5個(gè)小時(shí)的留空時(shí)間里,實(shí)現了50平方公里內長(cháng)時(shí)間高質(zhì)量的移動(dòng)信號覆蓋,為災民及時(shí)報告災情提供了巨大幫助。

▲“翼龍-2”無(wú)人機平臺性能先進(jìn),系統成熟可靠,掛載能力大、擴展能力好,在應急救災、氣象觀(guān)測等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用(圖片來(lái)源:環(huán)球時(shí)報)
2022年9月5日,四川瀘定縣遭遇6.8級地震,彩虹-4無(wú)人機第一時(shí)間赴災區馳援,其搭載的光學(xué)相機、紅外攝像儀等設備,在復雜環(huán)境下獲取了大量關(guān)鍵數據和信息,為抗震救災工作的部署提供了重要支撐。
“大型無(wú)人機在撤掉作戰系統后,可以?huà)燧d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。由于對機場(chǎng)設施要求較低,它們甚至可以深入災區轉運傷員。大型無(wú)人機能夠發(fā)揮的作用,要遠超過(guò)我們的想象?!蓖鮼喣姓f(shuō)。
“翼龍”與“彩虹”們在多次災情期間的優(yōu)異表現,讓大型無(wú)人機“軍與民”的界限不斷消除。
在本屆珠海航展期間,我國研制的全球第一架四發(fā)大型無(wú)人機“雙尾蝎-D”也備受矚目。

▲準備試飛的國產(chǎn)“雙尾蝎-D”大型無(wú)人機(圖片來(lái)源:新華網(wǎng))
除了體格夠大,裝載能力強之外,其模塊化設計也是一大亮點(diǎn)——類(lèi)似搭積木的設計理念,讓無(wú)人機能夠針對不同任務(wù)的要求,隨時(shí)變更自己的機身組件,真正做到“一機多用”。
“對于大型無(wú)人機而言,適應不同載荷,不同場(chǎng)景和不同任務(wù)需求的平臺化發(fā)展,是未來(lái)的趨勢。有了模塊化理念,無(wú)人機的任務(wù)構型能夠更快更簡(jiǎn)單地改變?!?王亞男強調。



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