從航空模型到無人機(jī)

陶考德

現(xiàn)在，在各種場合和航模界友人見面時，他們第一句話總是問“你現(xiàn)在還搞航模嗎？”我的回答幾乎都是“我現(xiàn)在玩大航模?！逼鋵?shí)，我心里不無遺憾：多年來埋首于無人機(jī)事業(yè)，再無時間玩航模了。不過，說無人機(jī)是大航模也不無道理。航模與無人機(jī)本是“同根生”，兩者只是尺寸大小、智能化程度和服務(wù)對象有所不同，并無本質(zhì)差別。

1922年，上海交通大學(xué)、南京大學(xué)（原中央大學(xué)）、浙江大學(xué)三校的航空工程系合并，成立了華東航空學(xué)院，校址定于南京。我就是該校發(fā)動機(jī)制造專業(yè)的第一批學(xué)生。1955年，華東航空學(xué)院團(tuán)委組建了航模隊。隊里包括年輕助教和學(xué)生，大家無論是做科普、搞研究還是練習(xí)飛行競技都十分積極。同年5月5日，華東航空學(xué)院航模隊研制成功了中國大陸第一架無線電遙控模型飛機(jī)，由我在南京紫金山麓“衛(wèi)崗”（華東航空學(xué)院舊址）試飛成功，該模型由此得名“紫金山之鷹”。

1956年，朱寶鎏受命組建國家航空模型運(yùn)動隊，隊員主要由華東航空學(xué)院師生組成，我也是其中一員。5月27日，我們前往布達(dá)佩斯，參加了第五屆蘇聯(lián)及東歐人民民主國家航空模型競賽，首戰(zhàn)告捷。中國首次參加這項比賽，各國參賽隊員對我們都很熱情。通過這次比賽，我對國際比賽的許多技術(shù)細(xì)節(jié)有了較全面的了解，更獲得了許多臨場比賽的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1961年1月，我打破并創(chuàng)造了兩項無線電遙控模型飛機(jī)世界紀(jì)錄：6小時6分35秒的留空時間紀(jì)錄和2 470米的飛行高度紀(jì)錄，在國際航模界一鳴驚人，影響很大。這兩項紀(jì)錄不僅讓國內(nèi)的年輕運(yùn)動員刮目相看，也得到了國際航聯(lián)（FAI）的正式承認(rèn)。

1960年，西工大成立航空模型研究室。在“航模為國防服務(wù)”方針的指導(dǎo)下，我首先想到了“靶標(biāo)無人機(jī)”。作為防空訓(xùn)練用的靶機(jī)，首要指標(biāo)是模仿敵機(jī)的速度、高度和作業(yè)半徑。但航模運(yùn)動是一項競技活動，有比賽規(guī)則的限定，如國際航聯(lián)規(guī)定：模型起飛重量小于5kg，發(fā)動機(jī)氣缸工作容積小于10cc，無線電發(fā)射功率小于1W……這些都阻礙了航空模型的性能向“高、快、久、遠(yuǎn)、重、精”等更優(yōu)指標(biāo)的發(fā)展。為此，就要擺脫航模競技規(guī)則，發(fā)展“無人機(jī)科技”。

我大學(xué)時曾讀過一篇文章，里面介紹了航模界泰斗Dr. Good，他同時還是靶場靶標(biāo)無人機(jī)的權(quán)威。于是我自問，何不將無線電遙控航空模型技術(shù)移植到靶標(biāo)無人機(jī)上，為軍隊提供防空訓(xùn)練器材，提高其對空射擊技能。我唐突地走訪了高炮指揮部和中央軍委炮兵司令部，自薦了遙控模型飛機(jī)技術(shù)。結(jié)果令我受寵若驚，部隊領(lǐng)導(dǎo)們拍案叫絕：“正為防空訓(xùn)練器材發(fā)愁，豈料今天老百姓雪中送炭！”聽到他們這么說，我心里一下踏實(shí)了。

很快，我們?yōu)榻夥跑娕诒兄频摹阿裥秃侥０袡C(jī)”（B-1） 在總參軍訓(xùn)部設(shè)在南京的801廠投入生產(chǎn)。盡管尚未摘去航模的“帽子”，但這是個良好的開端。緊接著，空速250km/h 的“Ⅱ型靶機(jī)”（B-2）大量裝備陸海空三軍的40多個靶機(jī)組。據(jù)統(tǒng)計，B-2累計產(chǎn)量逾5 000架。這項成果令我們在1978年的全國科學(xué)大會上獲獎。20世紀(jì)70年代，我們又研制了更大的“Ⅲ型靶機(jī)”（B-3），類似美國Beech公司的1025靶機(jī)（Red Bird）。該機(jī)發(fā)動機(jī)功率120馬力（約90KW），空速500km/h，作業(yè)高度 5 000m。起初，“Ⅲ型靶機(jī)”（B-3）準(zhǔn)備配合85高炮、100高炮和地空導(dǎo)彈部隊訓(xùn)練，但終因尺寸太大、造價過高、使用不便而未能服役。

回過頭看，B-3在當(dāng)時的設(shè)計是不是太脫離航模了？看來，航模的規(guī)格仍有參考意義，不能隨便拋棄。雖然靶標(biāo)無人機(jī)的尺寸越做越大，系統(tǒng)越來越復(fù)雜，但在部隊的基層連隊里仍被稱為“航模靶機(jī)”，我聽著很親切。 而且，在役無人機(jī)軟、硬件系統(tǒng)中以及無人機(jī)飛行作業(yè)中，隨處可見航空模型的痕跡，如一些無人機(jī)上仍沿用航模傳統(tǒng)的Dope（涂料）、Balsa（輕木）和桐木。尤其是當(dāng)我聞到工作室里“香蕉水”的氣味時，不禁會回憶起當(dāng)年做航模的場景。

現(xiàn)代無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行飛行作業(yè)時，操縱手在指揮控制車方艙內(nèi)，通過顯示屏可觀察數(shù)以百計的無人機(jī)飛行參數(shù)（定位坐標(biāo)、姿態(tài)角以及各種工程數(shù)據(jù)），然后根據(jù)彩色數(shù)字地圖上的航跡顯示操控?zé)o人機(jī)，就像飛行員坐在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)，觀察儀表駕駛飛機(jī)一樣。即使這樣，無線電遙控模型飛機(jī)也沒有被徹底拋棄。當(dāng)無人機(jī)遠(yuǎn)航歸來進(jìn)場、自動著陸時，常常會有一位航模高手充當(dāng)車外操縱手，站在地面站方艙外，拿著遙控器，監(jiān)視無人機(jī)飛行。但這位航模操縱手仍掌握著無人機(jī)系統(tǒng)最高優(yōu)先級的控制權(quán)限，必要時可糾正無人機(jī)起飛或著陸時的偏差，甚至挽救危機(jī)。當(dāng)然，大多數(shù)時候，他可能會“無所事事”。

長期以來，民用無人機(jī)系統(tǒng)可換裝多種任務(wù)設(shè)備以適應(yīng)不同用戶的需求，如：海上緝私巡邏、地質(zhì)物理探礦、航空攝影測繪等。20世紀(jì)60年代，國家科委制定的“十年規(guī)劃重點(diǎn)”就有民用無人機(jī)服務(wù)于國民經(jīng)濟(jì)的項目，其中責(zé)成西工大研制的D-4民用無人機(jī)系統(tǒng)規(guī)定了4種用途： 航空攝影測繪、地質(zhì)物理探礦、農(nóng)田森林防治和人工影響天氣。陜西省科委責(zé)成陜西省地礦局和冶金局組建了D-4無人機(jī)系統(tǒng)專業(yè)作業(yè)隊，開創(chuàng)性地取得了可觀的成果。不過由于民用無人機(jī)系統(tǒng)成本較高，其經(jīng)濟(jì)價值并未充分體現(xiàn)出來。但隨著技術(shù)的日臻成熟，民用無人機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊。特別是近年來以大疆為代表的消費(fèi)級民用無人機(jī)，讓中國的民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)走到了世界前列。

寫到這里，我不禁又想起了中國人民國防體育協(xié)會主任李達(dá)上將當(dāng)年的指示：“航空模型運(yùn)動要為國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)”。1958年，壽松濤校長積極、堅決地響應(yīng)這一號召，在西工大開創(chuàng)了無人機(jī)事業(yè)，引導(dǎo)我們“從航空模型走向無人機(jī)”，這也成為我國無人機(jī)事業(yè)的發(fā)端。