首先,讓我們來(lái)看看無(wú)人機(jī)的外部形態(tài)、飛行軌跡與飛行姿態(tài)。
無(wú)人機(jī),作為一種由控制站管理(包括遠(yuǎn)程操縱或自主飛行)的航空器,種類繁多。按外觀特征、技術(shù)來(lái)分,主要包括固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)和撲翼機(jī)等。不同類型的無(wú)人機(jī),其形態(tài)各有特點(diǎn)。
固定翼無(wú)人機(jī)
外形類似傳統(tǒng)飛機(jī),機(jī)翼固定,靠流過(guò)機(jī)翼的風(fēng)提供升力,起飛時(shí)需要助跑,降落時(shí)要滑行。這種類型的無(wú)人機(jī)通常續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、飛行效率高、載荷大,常用于長(zhǎng)距離偵察、測(cè)繪等任務(wù)。例如美國(guó)的RQ-4“全球鷹”戰(zhàn)略偵察無(wú)人機(jī),采用V形尾布局,機(jī)身龐大,能在高空長(zhǎng)時(shí)間巡航,執(zhí)行情報(bào)收集任務(wù)。在一些大型農(nóng)業(yè)植保作業(yè)中,也會(huì)用到固定翼無(wú)人機(jī),它們可以快速覆蓋大面積農(nóng)田,播撒農(nóng)藥或種子。
無(wú)人直升機(jī)
靠一個(gè)或者兩個(gè)主旋翼提供升力,能垂直起降,這是它區(qū)別于固定翼無(wú)人機(jī)的顯著特點(diǎn)。其續(xù)航時(shí)間和載荷能力中等,但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,操控難度較大。在一些救援場(chǎng)景中,無(wú)人直升機(jī)可憑借垂直起降的優(yōu)勢(shì),在狹小空間內(nèi)運(yùn)送救援物資或進(jìn)行人員搜索。
多旋翼無(wú)人機(jī)
最為常見(jiàn)的一種無(wú)人機(jī),由多組動(dòng)力系統(tǒng)組成飛行平臺(tái),常見(jiàn)的有四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至更多旋翼。多旋翼機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)力系統(tǒng)僅需電機(jī)直接連槳即可。以四旋翼飛行器為例,它的4個(gè)旋翼呈十字形結(jié)構(gòu)或者X形交叉分布,相鄰的兩個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反,通過(guò)正反槳結(jié)構(gòu)抵消反扭矩從而達(dá)到平衡。這種無(wú)人機(jī)能垂直起降,操作相對(duì)容易,廣泛應(yīng)用于航拍領(lǐng)域。許多攝影愛(ài)好者使用的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)就屬于多旋翼類型,它們體積小巧,攜帶方便,可輕松拍攝出令人驚嘆的空中美景。一些多旋翼無(wú)人機(jī)還具備多種飛行模式,如一鍵起飛、環(huán)繞特技飛行、拋飛模式等,能做出360°翻滾等高難度動(dòng)作。
撲翼機(jī)
是受鳥類和昆蟲飛行原理啟發(fā)而來(lái),具有可變形的小型翼翅,利用類似肌肉的驅(qū)動(dòng)器代替電動(dòng)機(jī)。目前撲翼機(jī)技術(shù)還處于發(fā)展階段,但它獨(dú)特的飛行方式為無(wú)人機(jī)發(fā)展開(kāi)辟了新方向。比如,網(wǎng)傳大疆將推出的首款概念仿生無(wú)人機(jī)MicroX,采用類似蜻蜓的“往復(fù)式振翼”飛行方式,不僅可以自由懸停、后飛以及滑翔,實(shí)現(xiàn)更高的能效,還能兩棲活動(dòng),在地面采用四足潛行。
從飛行軌跡和飛行形態(tài)來(lái)看,無(wú)人機(jī)的飛行路徑通常是可規(guī)劃和可預(yù)測(cè)的。
在執(zhí)行任務(wù)前,操作人員會(huì)根據(jù)實(shí)際需求為無(wú)人機(jī)設(shè)定飛行路線,如在測(cè)繪任務(wù)中,無(wú)人機(jī)可能會(huì)按照特定的網(wǎng)格狀或帶狀軌跡飛行,以確保全面覆蓋測(cè)繪區(qū)域;在農(nóng)業(yè)植保作業(yè)時(shí),會(huì)沿著農(nóng)田的行列直線飛行。即使是在進(jìn)行一些創(chuàng)意航拍時(shí),雖然飛行軌跡會(huì)更具變化性,但依然在人為可控范圍內(nèi),例如常見(jiàn)的環(huán)繞拍攝,無(wú)人機(jī)圍繞目標(biāo)對(duì)象做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡較為規(guī)則。并且,無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中,速度相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)毫無(wú)預(yù)兆的極速變化或瞬間轉(zhuǎn)向。多旋翼無(wú)人機(jī)在做垂直運(yùn)動(dòng)時(shí),上升則4個(gè)電機(jī)加速,下降則4個(gè)電機(jī)減速;滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(左右平移)、俯仰運(yùn)動(dòng)(前后運(yùn)動(dòng))以及偏航運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)向)時(shí),可以通過(guò)特定電機(jī)的加速或減速來(lái)實(shí)現(xiàn),整個(gè)過(guò)程較為平穩(wěn)。
那么,歷史上出現(xiàn)過(guò)的不明飛行物又有怎樣的特征呢?
1947年6月14日,美國(guó)人阿諾德駕駛飛機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)前方天空有9個(gè)圓盤形狀的飛行物,它們邊自轉(zhuǎn)邊前進(jìn),速度至少在每小時(shí)2000千米以上,瞬間便飛越了華盛頓州的雷尼爾山。這次事件被稱為不明飛行物目擊事件的起始,此后,關(guān)于不明飛行物的目擊報(bào)告層出不窮。
從眾多目擊報(bào)告來(lái)看,不明飛行物的特征與無(wú)人機(jī)存在諸多不同。首先,速度變幻莫測(cè)是不明飛行物的一大特點(diǎn)。它們可以從懸空靜止不動(dòng),瞬間加速到每小時(shí)數(shù)千千米,速度變化之快遠(yuǎn)超人類現(xiàn)有飛行器技術(shù)水平。而無(wú)人機(jī)的速度受到其動(dòng)力系統(tǒng)和設(shè)計(jì)用途的限制,即使是高性能的軍用無(wú)人機(jī),速度也在可認(rèn)知的范圍內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)如此極端的速度變化。
其次,不明飛行物的飛行機(jī)動(dòng)性令人驚嘆,升降自如,能夠在空中隨意做出直角轉(zhuǎn)彎、瞬間調(diào)頭甚至驟停等違反常規(guī)空氣動(dòng)力學(xué)的動(dòng)作。相比之下,無(wú)人機(jī)雖然也具備一定的機(jī)動(dòng)性,但在做轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作時(shí),需要遵循物理規(guī)律和自身機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制,轉(zhuǎn)彎半徑和動(dòng)作幅度都有一定范圍,無(wú)法像不明飛行物那樣做出超常規(guī)動(dòng)作。例如,固定翼無(wú)人機(jī)在轉(zhuǎn)彎時(shí),需要一定的提前量和轉(zhuǎn)彎半徑來(lái)完成轉(zhuǎn)向操作;多旋翼無(wú)人機(jī)在快速轉(zhuǎn)向時(shí),也會(huì)因電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整的極限和機(jī)身結(jié)構(gòu)的承受能力而受到限制。
再者,許多關(guān)于不明飛行物的目擊事件中,描述其來(lái)無(wú)影去無(wú)蹤,毫無(wú)預(yù)兆地出現(xiàn),又瞬間消失在視野中。而無(wú)人機(jī)在飛行前需要進(jìn)行一系列準(zhǔn)備工作,飛行過(guò)程中也會(huì)受到信號(hào)傳輸距離、電池電量等因素的制約,不可能毫無(wú)緣由地突然出現(xiàn)和消失。通常情況下,無(wú)人機(jī)的飛行范圍和飛行時(shí)間都是可追蹤和可預(yù)測(cè)的,一旦超出信號(hào)范圍或電量耗盡,會(huì)按照預(yù)設(shè)程序降落或返航。
另外,從外觀形態(tài)上,盡管有部分不明飛行物被描述為圓盤狀等較為規(guī)則的形狀,但也有許多呈現(xiàn)出奇異、難以歸類的外形,與常見(jiàn)的無(wú)人機(jī)形態(tài)差異明顯。而且,在一些目擊事件中,不明飛行物會(huì)散發(fā)奇特的光芒,或自身呈現(xiàn)出特殊的光影效果,這也是與普通無(wú)人機(jī)不同之處。無(wú)人機(jī)除了在夜間飛行時(shí)可能開(kāi)啟的指示燈,一般不會(huì)有這種特殊的發(fā)光現(xiàn)象。
當(dāng)然,不明飛行物與無(wú)人機(jī)也存在一些相似點(diǎn)。比如,在某些情況下,無(wú)人機(jī)在遠(yuǎn)處或特定光線條件下,也可能被誤認(rèn)成不明飛行物。特別是一些小型、造型獨(dú)特的無(wú)人機(jī),當(dāng)人們無(wú)法看清其細(xì)節(jié)時(shí),容易產(chǎn)生誤解。而且,如果無(wú)人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中出現(xiàn)故障,導(dǎo)致飛行軌跡異常,也可能讓人覺(jué)得它的行為類似不明飛行物。但這些情況與真正的不明飛行物相比,在本質(zhì)上是有區(qū)別的,無(wú)人機(jī)的異常行為往往可以通過(guò)技術(shù)手段和后續(xù)調(diào)查找到原因。
除無(wú)人機(jī)外,還有其他一些易被誤認(rèn)為不明飛行物的物體或現(xiàn)象存在。
在天體方面,行星、恒星、流星、彗星、隕星等都可能成為“嫌疑對(duì)象”。
金星是夜空中最亮的天體之一,在特定時(shí)間和位置,其亮度和形態(tài)可能會(huì)讓人誤以為是不明飛行物。尤其是在大氣條件不佳時(shí),光線經(jīng)過(guò)折射、散射等作用,金星看起來(lái)可能會(huì)閃爍或出現(xiàn)變形,更加深了這種誤解。流星則是一閃而過(guò)的明亮軌跡,由于其出現(xiàn)的突然性和短暫性,很容易引發(fā)人們的好奇和聯(lián)想,被當(dāng)作不明飛行物。彗星拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴在夜空中移動(dòng),其獨(dú)特的外觀也可能被誤判。
大氣現(xiàn)象同樣容易造成錯(cuò)覺(jué)。
球狀閃電是一種罕見(jiàn)的自然現(xiàn)象,它通常為一個(gè)發(fā)光的球體,可在空中飄浮、移動(dòng),甚至穿過(guò)物體,其奇異的表現(xiàn)極易讓人將其與不明飛行物聯(lián)系起來(lái)。極光多發(fā)生在高緯度地區(qū),絢麗多彩的光芒在天空中舞動(dòng),形狀和顏色不斷變化,對(duì)不了解極光形成原理的普通人來(lái)說(shuō),可能會(huì)把它看作是神秘的飛行物體。海市蜃樓是由于光線折射和全反射形成的虛像,會(huì)在空中呈現(xiàn)出原本在地面的物體影像,有時(shí)這些影像看起來(lái)仿佛在空中飛行,也容易引發(fā)關(guān)于不明飛行物的猜測(cè)。
生物因素也不可忽視。
大規(guī)模的鳥群在飛行時(shí),整體形態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,若無(wú)法分辨出是鳥類,可能會(huì)被當(dāng)成一個(gè)巨大的、形狀不規(guī)則的飛行物。還有昆蟲群,如蝗蟲群等,在數(shù)量眾多且遠(yuǎn)距離觀察時(shí),也可能被誤認(rèn)。
人造器械更易引發(fā)誤會(huì)。
飛機(jī)在飛行過(guò)程中,尤其是在夜間,其燈光閃爍,從遠(yuǎn)處看可能會(huì)覺(jué)得飛行姿態(tài)奇特。當(dāng)飛機(jī)轉(zhuǎn)彎、改變高度時(shí),燈光的變化容易讓人產(chǎn)生疑惑。一些新型的試驗(yàn)飛行器,由于采用了特殊的外形設(shè)計(jì)和飛行方式,在不為人熟知的情況下,也可能被當(dāng)作不明飛行物。另外,重返大氣層的人造衛(wèi)星在墜落過(guò)程中,會(huì)與大氣摩擦產(chǎn)生火光,看起來(lái)像是一個(gè)燃燒的飛行物劃過(guò)天空,容易引起恐慌和猜測(cè)。還有氣球,特別是一些大型的氣象氣球或廣告氣球,在隨風(fēng)飄動(dòng)時(shí),其位置和高度不斷變化,在光線不佳的情況下,也可能被錯(cuò)認(rèn)為不明飛行物。