无人机:从“鸡肋”到“尖兵”
航家说|发布者 用爱温暖整个世界
2023-01-25

近年来,我国无人机家族日益壮大,并在军民领域显示锐不可当的发展势头。2022年年底召开的第十四届珠海航展,为广大军迷和航空爱好者献上了一场震撼的视听盛宴。除了歼-20、运油-20等各种“空中炫技”的大国重器之外,各种参与静态展示的装备也分外耀眼,无侦-8、彩虹-7、翼龙-3、攻击-11、“云影”、“旋戈”……展示了我国大型无人机技术在世界的领先地位。


从“不温不火”变成各国竞相发展的空中力量,无人机产业如何成为战略性新兴产业?


“由大至小”:飞出传统飞机的影子


如今提起“无人机”,人们首先想到的往往是那些小巧便携的四翼民用无人机。它们主要用于满足人们航拍的需要,为我们观察世界增添了不一样的视角。相比之下,军用无人机长得更像传统飞机,而且它们的“前辈”里,许多都是“大块头”。


一战期间,为应对德国齐柏林飞艇带来的空中威胁,一位英国工程师突发奇想,准备利用当时最新的无线电遥控装置,制造无人操控的飞机撞击飞艇。这个“脑洞”虽然最终没有付诸实施,却成为日后无人机发展的滥觞。


不久后,美国人发明了自动陀螺稳定器,并利用这项技术将一架寇蒂斯N-9型教练机改造为无人飞行器并试飞成功。





作为人类首架无人机,它可以装载100多公斤的炸弹飞行约80公里,充分证明了其潜在的实战价值。


到了1935年,英国人在“飞蛾”教练机的基础上,又研制了名为“蜂王”的无人机。与早期无人机相比,“蜂王”能够实现无人着陆回收,不再是“一次性用品”。到了此时,无人机的基本功能才逐步成型。




不过此后很长一段时间,无人机概念一直是不温不火,始终像是同时代有人飞机的“影子”——它们往往基于有人飞机进行技术改造,唯一的区别就是使用无线电遥控操作,其功能和使用场景也多是参照有人飞机。受到当时无线电技术的限制,无人机的应用很快遭遇了天花板,成为“鸡肋”一样的存在。


到了50年代,美国军方研制出BQM-34“火蜂”型喷气无人机,除了收获“首款喷气式无人机”荣誉,“火蜂”最大的意义是真正实现了无人机的小型化和多用途化,其机长仅7米,翼展不过3.91米,比当时的有人飞机小得多,但却有着1282公里的最大航程,并能以800公里/小时的速度在空中飞行4个多小时。




最初,“火蜂”只是被当作靶机使用。但其平台优势很快就开始显现,美军将各种专业设备搭载在上面,空中侦察、巡逻、对地攻击等任务纷纷得到拓展。直到80年代方才退役,“火蜂”成为迄今为止装备数量最多的无人机系统。


自“火蜂”始,人们终于“解锁”了无人机的正确用法,并发现它们有一系列无可替代的优势:由于无需考虑飞行员的生理极限,无人机得以摆脱传统飞机的桎梏,可根据不同作战需要灵活设计尺寸与形状、飞行速度与高度。加上低廉的制造与维护成本,无人机很快成为特殊作战环境中的“尖兵”。


在二战后的几十年时间里,军用无人机设计得越来越小,并不断向营连一级的军队基层下探。80年代,以色列开发出了划时代的小型侦察无人机“先锋”型,其机长仅4米多,翼展5米,最大起飞重量还不到200公斤。





这种“身轻如燕”的小飞机可以在4000多米高的空域飞行185公里,执行中/短程空中侦察任务,很好地弥补了战术空中侦察的空白,因此一经推出,就成为各航空强国效法的蓝本,美军更是直接大批购入。


“由小变大”:无人机平台化成“大”势所趋


“无人机主要朝两个方向发展,一个方向是小型化甚至微型化,有些国家研制的特种无人机,尺寸只有蚊虫般大小。”《航空知识》主编王亚男对记者说,“另一个是大型化,这也是被积极研究与关注的方向。”


小型无人机虽然更加灵活,但也因身材短小,飞行能力受到极大限制,执行更加复杂多变的任务时就会显得“力不从心”。


进入21世纪后,一批机体宽大,航程较远的大型无人机平台纷纷投入使用,美国的MQ-1“捕食者”就是其中的佼佼者。





这种机长超9米,翼展接近15米的大型无人机,航程超过1250公里(改进型增加到3000公里)。除了各种导航设备与雷达系统外,“捕食者”还可以搭载对地导弹,真正将侦察和作战两种功能集成在一起,作战效率大幅提高。


之后,美国又推出RQ-4“全球鹰”这种尺寸更大、航程更远的喷气式无人机,其13.5米的机长与35.4米的翼展甚至超过了很多有人战斗机,超过20000公里的航程实现了“全球覆盖”。





“大型无人机的优势主要有两个:一个是可以实现长时间留空,不少大型无人机可以实现40小时甚至更长的留空时间;另一个是所携带的载荷非常大,包括雷达、通信中继站以及各种武器弹药等,它搭载什么样的设备,就能应对什么样的任务。” 王亚男对记者解释。


同时期,我国无人机发展步入快车道,并在“大型化”的赛道上迅速跻身世界前列——从最初任务单一的靶机,到追赶世界先进水平的战术无人侦察机,再到实现技术反超的察打一体无人机,满足特殊任务需求的各类高空高速隐形无人机,我国大型无人机走出了一条颇具特色的发展之路。


“彩虹”系列无疑是家族化发展最成熟,使用范围最广的一款大型无人机平台。2004年,初代机型“彩虹-1”和“彩虹-2”研制成功并批量生产,成为我国先进大型无人机发力的先声;2007年推出的“彩虹-3”可以搭载国产的AR-1空地导弹,真正拥有了察打一体的作战能力;不久后,机体更大,作战能力更强的“彩虹-4”与“彩虹-5”相继推出,后者起飞重量超过3吨,可挂载16枚空地导弹,俨然一座“空中的弹药库”,其作战能力已经远远超越了美国的“捕食者”。





“翼龙”家族比“彩虹”系列起步稍晚。翼龙-1型在2007年首先推出,其机长超过9米,翼展达14米,与美国“捕食者”相仿,但在航程上突破了4000公里;2017年面世的“翼龙-2”型,其各项指标更是翻倍;此次亮相珠海航展的“翼龙-3”起飞重量则超过了6吨,最大航程跃升至10000公里级别。


王亚男认为,由于没有飞行员,无人机不再需要与之相关的显示系统、生命保障系统和弹射救生系统等,可以更专注地携带任务载荷。此外,无人机对飞行速度的要求不像普通作战飞机那样严格,因此,目前很多大型无人机都采取了平直中单翼和大展弦比的设计,这样就能获得比较大的升阻比,为长时间留空扫清障碍。


军民融合“破壁者”


“彩虹”与“翼龙”很快引起了世界的注意,国际订单纷至沓来。另一方面,在国内服役的“彩虹”和“翼龙”们也在发光发热。


2021年7月中旬,河南省多个城市受特大暴雨和洪水侵袭,巩义市是受灾最严重的地区之一,洪水过处,城市和农田一片泽国。最让人头疼的是,市内多处通信光缆被冲断,通信基站被洪水和泥石流破坏,全市陷入通信瘫痪的窘境。很多灾民电话打不通,只能在原地被动地等待救援。


危急时刻,一些焦急的民众看到远处的天际有个小小黑影在乌云间倔强地穿行。不一会,人们的手机信号开始恢复。在获知灾民位置后,救援工作得以顺利推进。


那个第一时间出现在巩义上空的身影,实际上是翼龙-2型无人机的民用版,翼龙-2H无人机。这部用于气象探测的民用大型无人机上搭载各型通信设备后,“摇身一变”成为移动通信基站,在5个小时的留空时间里,实现了50平方公里内长时间高质量的移动信号覆盖,为灾民及时报告灾情提供了巨大帮助。





2022年9月5日,四川泸定县遭遇6.8级地震,彩虹-4无人机第一时间赴灾区驰援,其搭载的光学相机、红外摄像仪等设备,在复杂环境下获取了大量关键数据和信息,为抗震救灾工作的部署提供了重要支撑。


“大型无人机在撤掉作战系统后,可以挂载载荷包,空投医疗物品等物资;挂上通信中继设备,就可以组建灾区空中通信基站。由于对机场设施要求较低,它们甚至可以深入灾区转运伤员。大型无人机能够发挥的作用,要远超过我们的想象。”王亚男说。


“翼龙”与“彩虹”们在多次灾情期间的优异表现,让大型无人机“军与民”的界限不断消除。


在本届珠海航展期间,我国研制的全球第一架四发大型无人机“双尾蝎-D”也备受瞩目。


除了体格够大,装载能力强之外,其模块化设计也是一大亮点——类似搭积木的设计理念,让无人机能够针对不同任务的要求,随时变更自己的机身组件,真正做到“一机多用”。


“对于大型无人机而言,适应不同载荷,不同场景和不同任务需求的平台化发展,是未来的趋势。有了模块化理念,无人机的任务构型能够更快更简单地改变。” 王亚男强调。

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