無人機：從“雞肋”到“尖兵”
近年來，我國無人機家族日益壯大，并在軍民領(lǐng)域顯示銳不可當?shù)陌l(fā)展勢頭。無人機怎樣從“不溫不火”變成各國競相發(fā)展的空中力量？
撰文/記者 段然 編輯/丁林
采訪專家
王亞男（《航空知識》主編）
上月召開的第十四屆珠海航展，為廣大軍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，各種參與靜態(tài)展示的裝備也分外耀眼，無偵-8、彩虹-7、翼龍-3、攻擊-11、“云影”、“旋戈”……我國日益壯大的無人機家族集體亮相。
本次航展上，由成都飛機設(shè)計研究所帶來的 “翼龍-3”，以及具備全向隱身能力、外形充滿科幻感的“彩虹-7”更是成為關(guān)注的焦點。“翼龍”和“彩虹”系列無人機可謂是歷屆珠海航展的?？?，而這一次航展上亮相的新成員以其嶄新的面貌，展示了我國大型無人機技術(shù)在世界的領(lǐng)先地位。
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“由大至小”：飛出傳統(tǒng)飛機的影子
如今提起“無人機”，人們首先想到的往往是那些小巧便攜的四翼民用無人機。它們主要用于滿足人們航拍的需要，為我們觀察世界增添了不一樣的視角。相比之下，軍用無人機長得更像傳統(tǒng)飛機，而且它們的“前輩”里，許多都是“大塊頭”。
一戰(zhàn)期間，為應(yīng)對德國齊柏林飛艇帶來的空中威脅，一位英國工程師突發(fā)奇想，準備利用當時最新的無線電遙控裝置，制造無人操控的飛機撞擊飛艇。這個“腦洞”雖然最終沒有付諸實施，卻成為日后無人機發(fā)展的濫觴。
不久后，美國人發(fā)明了自動陀螺穩(wěn)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(chǔ)上改造出第一架無人機（來源：美國海軍研究所）
作為人類首架無人機，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戰(zhàn)價值。
到了1935年，英國人在“飛蛾”教練機的基礎(chǔ)上，又研制了名為“蜂王”的無人機。與早期無人機相比，“蜂王”能夠?qū)崿F(xiàn)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(zhàn)期間，英國首相丘吉爾視察英國空軍的“蜂王”型無人機（圖片來源：英國帝國戰(zhàn)爭博物館）
不過此后很長一段時間，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”——它們往往基于有人飛機進行技術(shù)改造，唯一的區(qū)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(shù)的限制，無人機的應(yīng)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”型噴氣無人機，除了收獲“首款噴氣式無人機”榮譽，“火蜂”最大的意義是真正實現(xiàn)了無人機的小型化和多用途化，其機長僅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公里的最大航程，并能以800公里/小時的速度在空中飛行4個多小時。
▲陳列在美國國家空軍博物館的BQM-34“火蜂”型無人機（圖片來源：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)勢很快就開始顯現(xiàn)，美軍將各種專業(yè)設(shè)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(shù)量最多的無人機系統(tǒng)。
自“火蜂”始，人們終于“解鎖”了無人機的正確用法，并發(fā)現(xiàn)它們有一系列無可替代的優(yōu)勢：由于無需考慮飛行員的生理極限，無人機得以擺脫傳統(tǒng)飛機的桎梏，可根據(jù)不同作戰(zhàn)需要靈活設(shè)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，無人機很快成為特殊作戰(zhàn)環(huán)境中的“尖兵”。
在二戰(zhàn)后的幾十年時間里，軍用無人機設(shè)計得越來越小，并不斷向營連一級的軍隊基層下探。80年代，以色列開發(fā)出了劃時代的小型偵察無人機“先鋒”型，其機長僅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公里，執(zhí)行中/短程空中偵察任務(wù)，很好地彌補了戰(zhàn)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。
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“由小變大”：
無人機平臺化成“大”勢所趨
“無人機主要朝兩個方向發(fā)展，一個方向是小型化甚至微型化，有些國家研制的特種無人機，尺寸只有蚊蟲般大小。”《航空知識》主編王亞男對記者說，“另一個是大型化，這也是被積極研究與關(guān)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制，執(zhí)行更加復(fù)雜多變的任務(wù)時就會顯得“力不從心”。
進入21世紀后，一批機體寬大，航程較遠的大型無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(dǎo)炸彈執(zhí)行任務(wù)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公里（改進型增加到3000公里）。除了各種導(dǎo)航設(shè)備與雷達系統(tǒng)外，“捕食者”還可以搭載對地導(dǎo)彈，真正將偵察和作戰(zhàn)兩種功能集成在一起，作戰(zhàn)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人機，其13.5米的機長與35.4米的翼展甚至超過了很多有人戰(zhàn)斗機，超過20000公里的航程實現(xiàn)了“全球覆蓋”。
▲美國研制的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(yōu)勢主要有兩個：一個是可以實現(xiàn)長時間留空，不少大型無人機可以實現(xiàn)40小時甚至更長的留空時間；另一個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(shè)備，就能應(yīng)對什么樣的任務(wù)?！?王亞男對記者解釋。
同時期，我國無人機發(fā)展步入快車道，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，到追趕世界先進水平的戰(zhàn)術(shù)無人偵察機，再到實現(xiàn)技術(shù)反超的察打一體無人機，滿足特殊任務(wù)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(fā)展之路。
“彩虹”系列無疑是家族化發(fā)展最成熟，使用范圍最廣的一款大型無人機平臺。2004年，初代機型“彩虹-1”和“彩虹-2”研制成功并批量生產(chǎn)，成為我國先進大型無人機發(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(dǎo)彈，真正擁有了察打一體的作戰(zhàn)能力；不久后，機體更大，作戰(zhàn)能力更強的“彩虹-4”與“彩虹-5”相繼推出，后者起飛重量超過3噸，可掛載16枚空地導(dǎo)彈，儼然一座“空中的彈藥庫”，其作戰(zhàn)能力已經(jīng)遠遠超越了美國的“捕食者”。
▲在2018年珠海航展上公開亮相的國產(chǎn)彩虹-4號無人機（圖片來源：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，其機長超過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”起飛重量則超過了6噸，最大航程躍升至10000公里級別。
王亞男認為，由于沒有飛行員，無人機不再需要與之相關(guān)的顯示系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng)和彈射救生系統(tǒng)等，可以更專注地攜帶任務(wù)載荷。此外，無人機對飛行速度的要求不像普通作戰(zhàn)飛機那樣嚴格，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(shè)計，這樣就能獲得比較大的升阻比，為長時間留空掃清障礙。
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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。另一方面，在國內(nèi)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型無人機（圖片來源：egemen.kz）
去年7月中旬，河南省多個城市受特大暴雨和洪水侵襲，鞏義市是受災(zāi)最嚴重的地區(qū)之一，洪水過處，城市和農(nóng)田一片澤國。最讓人頭疼的是，市內(nèi)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(zāi)民電話打不通，只能在原地被動地等待救援。
危急時刻，一些焦急的民眾看到遠處的天際有個小小黑影在烏云間倔強地穿行。不一會，人們的手機信號開始恢復(fù)。在獲知災(zāi)民位置后，救援工作得以順利推進。
那個第一時間出現(xiàn)在鞏義上空的身影，實際上是翼龍-2型無人機的民用版，翼龍-2H無人機。這部用于氣象探測的民用大型無人機上搭載各型通信設(shè)備后，“搖身一變”成為移動通信基站，在5個小時的留空時間里，實現(xiàn)了50平方公里內(nèi)長時間高質(zhì)量的移動信號覆蓋，為災(zāi)民及時報告災(zāi)情提供了巨大幫助。
▲“翼龍-2”無人機平臺性能先進，系統(tǒng)成熟可靠，掛載能力大、擴展能力好，在應(yīng)急救災(zāi)、氣象觀測等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用（圖片來源：環(huán)球時報）
今年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(zāi)區(qū)馳援，其搭載的光學(xué)相機、紅外攝像儀等設(shè)備，在復(fù)雜環(huán)境下獲取了大量關(guān)鍵數(shù)據(jù)和信息，為抗震救災(zāi)工作的部署提供了重要支撐。
“大型無人機在撤掉作戰(zhàn)系統(tǒng)后，可以掛載載荷包，空投醫(yī)療物品等物資；掛上通信中繼設(shè)備，就可以組建災(zāi)區(qū)空中通信基站。由于對機場設(shè)施要求較低，它們甚至可以深入災(zāi)區(qū)轉(zhuǎn)運傷員。大型無人機能夠發(fā)揮的作用，要遠超過我們的想象。”王亞男說。
“翼龍”與“彩虹”們在多次災(zāi)情期間的優(yōu)異表現(xiàn)，讓大型無人機“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”大型無人機（圖片來源：新華網(wǎng)）
除了體格夠大，裝載能力強之外，其模塊化設(shè)計也是一大亮點——類似搭積木的設(shè)計理念，讓無人機能夠針對不同任務(wù)的要求，隨時變更自己的機身組件，真正做到“一機多用”。
“對于大型無人機而言，適應(yīng)不同載荷，不同場景和不同任務(wù)需求的平臺化發(fā)展，是未來的趨勢。有了模塊化理念，無人機的任務(wù)構(gòu)型能夠更快更簡單地改變?！?王亞男強調(diào)。
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