無人機頻出“黑科技”

朱宇倫

從戰(zhàn)場攻堅到家庭生活，從山川曠野到城市街頭，“黑科技”頻出的無人機，仿佛正在完美詮釋著“科技改變生活”的真諦。

1914年，當(dāng)英國的卡德爾和皮切爾向當(dāng)時的英國軍事航空學(xué)會提出“研制一種不用人駕駛，而用無線電操縱的小型飛機”的設(shè)想的時候，這兩位將軍或許并沒有想到，他們的這一提議，會成為百年后的今天，蓬勃發(fā)展的無人機領(lǐng)域的概念源頭。

時至今日，伴隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，無人機的運用，也已經(jīng)從最初單純的軍事領(lǐng)域，逐漸向民用領(lǐng)域方向拓展。五花八門的無人機的出現(xiàn)，在賺足了眼球與市場的同時，也讓人們越發(fā)好奇，科技高速發(fā)展的當(dāng)下，無人機的機身之上，究竟還會有多少令人嘖嘖稱奇的“黑科技”出現(xiàn)？

更高、更快、更強

所謂“黑科技”，即指高科技發(fā)展之后演變出來更強大或者更先進的技術(shù)以及創(chuàng)新、軟硬件結(jié)合等，也包括基于現(xiàn)有技術(shù)的改進升級和改產(chǎn)品的使用體驗等。而對于無人機領(lǐng)域而言，“黑科技”的定義與其發(fā)展方向堪稱“天作之合”。

盡管當(dāng)下，無人機正在被越來越多地應(yīng)用于我們的日常生活中，但是，用作軍事用途的無人機，依然是其新技術(shù)發(fā)展的最前沿，幾乎每一時期的軍用無人機都代表著當(dāng)時技術(shù)水平的最高峰。

軍用無人機的起源，大致可以追溯至1927年。由A.M.洛教授參與研制的“喉”式單翼無人機在英國海軍“堡壘”號軍艦上成功地進行了試飛。該機載有113公斤炸彈，以每小時322公里的速度飛行了480公里，它的問世曾引起極大的轟動。隨后的十多年間，英國軍方又先后研制出無線電遙控的“拉瑞克斯”無人機、用于校驗戰(zhàn)列艦火炮攻擊效果的 “費雷爾·昆士”無人機以及名為“蜂王”的雙翼無人靶機等多種用途的無人機。

美國的無人機研究幾乎與英國同步進行。20世紀(jì)40年代末50年代初，美國為訓(xùn)練戰(zhàn)斗機飛行員和防空導(dǎo)彈操作手，研制出一種高亞音速、噴氣推進的靶機，代號為Q-2“火蜂”，這可以被視作現(xiàn)代無人飛行器的鼻祖。真正將無人機投入到真實戰(zhàn)場使用的，恰恰也是美國人。早在第二次世界大戰(zhàn)中，美國陸軍航空隊就曾在太平洋戰(zhàn)場上使用過攜帶重型炸彈的活塞式發(fā)動機無人機，用以轟炸日軍目標(biāo)。

在越戰(zhàn)中，美軍無人機則被大量用于配合載人偵察機執(zhí)行偵察和目標(biāo)指引任務(wù)，10余年間共執(zhí)行3435架次任務(wù)，拍攝1.4億多張照片，任務(wù)區(qū)域大部分是載人偵察機不宜前往的區(qū)域。在之后的海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭以及伊拉克戰(zhàn)爭之中，也頻頻出現(xiàn)美軍無人機參戰(zhàn)的身影，取得了極為不錯的效果。

而自20世紀(jì)90年代以來，西方各國終于認識到軍用無人機的巨大應(yīng)用前景，于是開始競相將高新科技應(yīng)用于無人機的研發(fā)之上，由此促成了無人機技術(shù)在隨后二十余年間的迅猛發(fā)展。到今天，諸如美國的“全球鷹” “獵鷹”，英國的“雷神”，俄羅斯的“鰩魚”以及法國的“神經(jīng)元”都早已是大名鼎鼎的業(yè)界翹楚。

以美國的“全球鷹”RQ-4A和第二代“獵鷹”HTV-2為例。前者是世界上飛行時間最長、距離最遠、高度最高的無人機?！叭蝥棥钡睦m(xù)航時間達到36小時，升限達到20000米，同時它也是第一架得到美國聯(lián)邦航空局（FAA）認證，可以在美國民航機領(lǐng)空飛行的無人機。此外，根據(jù)外媒報道，美國雷神公司將為美國空軍RQ-4“全球鷹”無人機提供現(xiàn)代化的地面控制站，此舉可以很好地增強“全球鷹”在世界范圍內(nèi)操作功能和安全性以及網(wǎng)絡(luò)安全。

HTV-2研制的初衷則在于美軍需求一種新型超高音速戰(zhàn)機，取代超期服役的SR-71“黑鳥”超音速偵察機。因此，二代“獵鷹”最大的特點就是快，這款黑色楔形戰(zhàn)機可以攜帶5噸重的物資，在2小時內(nèi)可以飛行近1.7萬公里，相當(dāng)于地球周長的一半，而洲際導(dǎo)彈的射程不過在5500公里至15000公里間。換言之，HTV-2能夠以超過音速5倍的速度，在2小時內(nèi)抵達世界任何地方。

再來說說“神經(jīng)元”隱形無人戰(zhàn)斗機，其研制由法國領(lǐng)導(dǎo)，瑞典、意大利、西班牙、瑞士和希臘參與?！吧窠?jīng)元”無人機的有效載荷超過1噸，采用1臺“阿杜爾”發(fā)動機，飛行速度約為0.8馬赫，續(xù)航時間超過3小時，具有航程遠、滯空時間長等基本特點。為達到隱身效果，“神經(jīng)元”采用飛翼布局，并大量使用復(fù)合材料，機內(nèi)安裝有2個內(nèi)部武器艙，攜帶數(shù)據(jù)中繼設(shè)備，必要時還可裝備1臺雷達。

“神經(jīng)元”最大的優(yōu)勢在于智能化，它可以在不接受任何指令的情況下獨立完成飛行，并在復(fù)雜飛行環(huán)境中進行自我校正，此外，它在戰(zhàn)區(qū)的飛行速度超過現(xiàn)有一切偵察機。2012年11月，“神經(jīng)元”在法國伊斯特爾空軍基地試飛成功。法國國防部不無自豪地稱其開創(chuàng)了無人戰(zhàn)斗機的新紀(jì)元。

“更高、更快、更強”，這一奧林匹克精神的主旨，大概可以視作當(dāng)今軍用無人機的主流發(fā)展趨勢。

“無人機大國”以色列

不僅僅是英美法俄這樣的大國，當(dāng)我們提及軍用無人機的時候，以色列絕對是不可忽視的力量。以色列地小人少，因此在對抗阿拉伯世界的過程中，總是盡可能地運用各種手段減少人員傷亡，由此也催生了其國內(nèi)無人機研制的浪潮，以色列強大的科技經(jīng)濟則為這一領(lǐng)域的發(fā)展提供了堅實的保障?？梢赃@么說，小國以色列是不折不扣的“無人機大國”，某種程度上，說以色列是世界無人機第一強國也并不過分。

出口數(shù)量與效費比從另一個方面印證了以色列無人機行業(yè)的實力。美國Business Insider網(wǎng)站去年3月16日曾報道稱，以色列已成為目前世界上最大的軍事無人機出口國，占據(jù)了無人機出口量的61%。值得一提的是，以色列新型無人機企業(yè)獲得的投資只占了不到全球?qū)o人機領(lǐng)域投資的1%。

盛名之下，以色列也確實能夠拿出許多極具“黑科技”意味的干貨。以其國內(nèi)市場份額占比最大的IAI（Israel Aerospace Industries）公司為例，其傳統(tǒng)主打產(chǎn)品是中空長航時無人機（MALE）和高空長航時無人機（HALE）。公司旗下最著名的產(chǎn)品當(dāng)數(shù)“蒼鷺（HERON）”系列無人偵察機，穩(wěn)定、可靠是這一系列無人機的代名詞。自2008年以來的多場局部戰(zhàn)爭都能看到它的身影，包括美國海軍、法國空軍以及德國空軍在內(nèi)的14個國家的軍隊配備了該型機。

不只是無人偵察機，早在20世紀(jì)90年代，IAI就推出了獨特的“哈比”反輻射無人機，其最大巡航時間6小時，配備被動雷達尋的頭，能夠在發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后以自殺俯沖攻擊的方式自主攻擊目標(biāo)。2009年，IAI公開的“哈洛普”反輻射無人機，則提高了對采用“突然關(guān)機”對抗方式雷達的攻擊能力，并且增加了“人在回路”的攻擊監(jiān)督方式，在控制員的操縱下，該機可以中途改變打擊目標(biāo)，或在攻擊時改變航線，具有更高的作戰(zhàn)靈活性。

2012年的新加坡航展上，IAI推出“黑豹”傾轉(zhuǎn)旋翼無人機，首次嘗試將固定翼和旋翼無人機技術(shù)融合?！昂诒钡淖鲬?zhàn)半徑超過60公里，最大續(xù)航時間6小時，除了作為傳統(tǒng)偵察機外，其還能充當(dāng)激光照射機，為精確制導(dǎo)彈藥照射目標(biāo)。IAI還于2012年推出了名為“電動系繩觀測平臺”（ETOP）的系留式四旋翼無人機，其最大的特點在于電源可通過地面的細電繩供電，因此續(xù)航時間近似于無限。ETOP的最大飛行高度為3000米，可攜帶20公斤載荷，十分適用于執(zhí)行基地守衛(wèi)或邊境監(jiān)視任務(wù)。

以色列另外一家十分著名的無人機公司埃爾比特（Elbit Systems），除了在傳統(tǒng)無人機領(lǐng)域推出媲美“蒼鷺”的“赫爾墨斯”（Hermes）系列無人機外，很早就在單兵無人機研制方面取得了突破——大名鼎鼎的“云雀”（Skylark）系列無人機正是出自該公司之手?！霸迫浮睙o人機重10磅（4.54公斤），采用特殊的電推進方式，因此飛行時噪音極小，可自主飛行1.5小時。除了使用榴彈筒發(fā)射，“云雀”也可采取手拋發(fā)射，十分便于部署。而在降落時，其自帶的充氣墊裝置可以保證其有效載荷不因為碰撞產(chǎn)生損壞，1000余次成功執(zhí)行成功無故障的記錄表明“云雀”的可靠性和適應(yīng)性十分強。

“云雀”無人機系統(tǒng)為執(zhí)行晝夜監(jiān)視任務(wù)，裝有穩(wěn)定式地面觀察設(shè)備，可晝夜在上空觀測和搜集距離在10公里之內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。操作人員應(yīng)用一臺膝上計算機即可以簡單而方便地完成它的任務(wù)或航路點計劃，并能夠做到在飛行前或飛行期間更新航路點。其升級版本“云雀Ⅱ”更是集成了“赫爾墨斯”戰(zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)的飛行與任務(wù)模塊，自主完成任務(wù)能力也因此更為突出。

近些年來異軍突起的城市航空（Aeronautics）公司推出的產(chǎn)品，也是極具科技感的。造型前衛(wèi)的“斗牛騎士”（Picador）就是一個很好的例子，這款具有隱形功能的無人直升機，可攜帶180公斤載荷連續(xù)飛行8小時，據(jù)稱還具備艦載能力。

該公司近年來的另外一款造型酷似“空中戰(zhàn)車”的產(chǎn)品——涵道式飛行器“飛騾”（Aeromule）則更為引人注目。2016年1月 ，以色列《防務(wù)最新消息》雜志曾報道過“飛騾”的試飛情況，在演示中，“飛騾”在展示了通過指定路線的超視距自主貨運能力，并在以色列美吉多機場附近飛行穿越了叢林地帶，其穩(wěn)定性校核和低速前飛均表現(xiàn)良好。不同于普通直升機，“飛騾”的旋翼位于機身內(nèi)部，這使得它有能力在難以到達的艱險地形保持飛行，還可以在無法配裝標(biāo)準(zhǔn)無人機的小型艦船上實現(xiàn)起降。

目前版本的“飛騾”自重1噸，執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)支持任務(wù)時，一架“飛騾”單次可載重500公斤貨物，向飛行半徑50公里的地區(qū)運送貨物，24小時可運輸物資約6000公斤。預(yù)計在真正投入使用后，10至12架的“飛騾”編隊可以為3000名作戰(zhàn)人員提供保障，并可負責(zé)運送傷員。

當(dāng)然，不只是上述三家以色列國內(nèi)實力最強的無人機公司。目前，以色列擁有大約40家商業(yè)無人機初創(chuàng)企業(yè)，絕大多數(shù)都是在過去兩三年建立的，其中42%的初創(chuàng)企業(yè)都有固定資本，總額高達8000萬美元。如今，它們設(shè)計出的各型產(chǎn)品正在滿足各行各業(yè)日益增長的現(xiàn)實需求。

科技改變生活

以色列無人機行業(yè)的發(fā)展不僅僅是其國情需要，更是當(dāng)下世界無人機領(lǐng)域發(fā)展的一個完美縮影。而隨著民用無人機的逐漸普及，形形色色的新型無人機正逐漸走進我們的視野，改變我們的生活。

亞馬遜前些日子剛剛申請的新專利“蜂巢”就是一個極為典型的例子，其設(shè)計的初衷是解決人口密集地區(qū)設(shè)置配送中心的問題，為的是提高配送效率以及降低相關(guān)費用，而這可能將引起物流業(yè)的一次大變革。

所謂“蜂巢”，其實是一種“多層無人機物流配送中心”，整幢建筑就像是一個蜂巢，配備的機械臂會幫助抓取無人機，幫助它進入建筑物。在它的內(nèi)部，從中心向外輻射的不同扇形區(qū)域配備了不同的功能，包括無人機修理、貨物裝載等。垂直升降系統(tǒng)會把無人機移動到建筑表面的起飛地點，大樓內(nèi)部自下而上的氣流則能減少無人機意外墜落時受到的傷害。

“蜂巢”設(shè)計的精妙之處在于，所有無人機的起飛位置可以進行調(diào)整，避免無人機之間的相互阻礙，并且，整幢建筑越向上越窄，如果遇到擁堵，所有無人機都可以垂直起飛。

美國的另外一家科技巨頭谷歌在無人機方面也頗有建樹，據(jù)紐約科技網(wǎng)站報道，谷歌已經(jīng)獲得美國專利商標(biāo)局授予的新專利——用于“合作的無人機”，也稱之為移動遠程監(jiān)控系統(tǒng)。谷歌的這款可能用于虛擬會議的四軸飛行器大致有三種形式：不攜帶手機，投影屏;攜帶手機，投影屏;利用投影裝置，向下投影。前兩個設(shè)計的最大的特點就是在無人機的前方安置了一個相對不小的顯示屏，這一部分的屏幕并非垂直不動，擁有一定的開合角度，并且能夠收折起來。

國內(nèi)的無人機技術(shù)也正處于一個蓬勃發(fā)展的階段，說到這里就不得不提到著名的“大疆”公司。就在今年5月25日，大疆在美國紐約召開新品發(fā)布會，推出第一款迷你型掌上無人機——“曉”Spark無人機。大疆在其上首次引入人臉檢測功能，開機后，只需將Spark放上手掌，檢測到人臉后即可解鎖并從掌上起飛，完成升空懸停一系列動作，所有的動作可在25秒內(nèi)全部完成。手勢控制飛行則是另外一項創(chuàng)新，這是是大疆為Spark引入的一種全新互動方式，只需揮揮手就能實現(xiàn)近距離控制飛行器、拍照、讓飛行器回到身邊并在掌上降落等一系列操作。

大疆高級產(chǎn)品經(jīng)理保羅·潘表示：“Spark的出現(xiàn)，令大疆比以往更加接近對機器智慧的設(shè)想。前所未有的人機互動形式，給無人機帶來了無限樂趣、潛力和可能性?！边@番話也很好地代表了無人機將來的發(fā)展潮流，更高級的機器智能技術(shù)的研發(fā)與引入，勢必會使得無人機在人們的生活中扮演愈加重要的角色。

從戰(zhàn)場攻堅到家庭生活，從山川曠野到城市街頭，“黑科技”頻出的無人機，仿佛正在完美詮釋著“科技改變生活”的真諦。