無人機(jī)應(yīng)用前景廣闊

□ 高 峰

(單位：中國科學(xué)院)

無人機(jī)無論是在軍事上還是民用上都有著廣闊的前景，經(jīng)過多年的研究，無人機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐步的成熟起來,相信無人機(jī)的安全問題將隨著技術(shù)的更新與發(fā)展日益變得完善,無人機(jī)未來的前景將無限遠(yuǎn)大。

無人機(jī)經(jīng)過幾十年的發(fā)展歷程，從技術(shù)角度看已經(jīng)比較成熟。其成本低，易操縱，具有高度靈活性，能夠攜帶一些重要的設(shè)備從空中完成特殊任務(wù)，比如空中監(jiān)測、空中監(jiān)視、空中轉(zhuǎn)信、空中喊話、緊急救援等。在執(zhí)行特殊任務(wù)時，生存能力強(qiáng)，機(jī)動性能好，使用方便，在處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)難以及社會安全事件等方面能發(fā)揮出重要作用。

無人機(jī)最大的好處，是不必?fù)?dān)心人員安全，也不必?fù)?dān)心飛行員的體力限制。無人機(jī)可以執(zhí)行各種最為危險的任務(wù)，例如在最惡劣的天氣下攻擊最危險的目標(biāo)——最壞的結(jié)局不過是損失一架可以大量生產(chǎn)的飛機(jī)；也可以執(zhí)行各種最為枯燥和漫長的任務(wù)，例如在8000米高空按固定航線盤旋3天——飛機(jī)既不會打盹也不會發(fā)牢騷，甚至降落后連油都不會多喝一口。

基于這一特性，人們讓不同類型的無人機(jī)擔(dān)任不同任務(wù)：高空長航時無人機(jī)可以待在一個地方上空好幾天，適合偵察；中小型噴氣式無人機(jī)速度快且便于隱身，適合攻擊高風(fēng)險目標(biāo)；還有的無人機(jī)性能較為均衡，適合在不那么危險的目標(biāo)區(qū)域上空徘徊待命，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后靠機(jī)載武器發(fā)動攻擊。

軍用無人機(jī)需求大幅增長

無人機(jī)的快速發(fā)展和廣泛運(yùn)用是在海灣戰(zhàn)爭以后。以美國為首的西方國家充分認(rèn)識到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用，競相把高新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上。輕型材料的使用和新的設(shè)計大大增加了無人機(jī)的續(xù)航時間；先進(jìn)的信號處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度；自動駕駛儀能使無人機(jī)自動改變高度和航向飛往目標(biāo)，地面操縱員可以通過計算機(jī)根據(jù)需要改變無人機(jī)的飛行數(shù)據(jù)。在戰(zhàn)爭中，無人機(jī)已經(jīng)能夠攻擊地面目標(biāo)，其在軍事領(lǐng)域的重要價值越來越清晰地展現(xiàn)在世人面前。

目前，美國等西方國家軍隊在伊拉克和阿富汗應(yīng)用有近千架無人機(jī)，其中最大的“全球鷹”無人機(jī)翼展超過35米，能夠在目標(biāo)上空逗留40個小時以上，一次起飛后可連續(xù)飛行25000公里。美軍很多時候都是在用“捕食者”等無人機(jī)而不是傳統(tǒng)的攻擊機(jī)來執(zhí)行前線攻擊任務(wù)，巴基斯坦方面甚至在境內(nèi)擊落過美軍的無人機(jī)。

由于駐伊美軍對無人機(jī)需要大幅增長，諸多美國公司看到了其中的商機(jī)。專用型無人機(jī)性能較高，但造價高昂，制造周期較長。美著名防務(wù)技術(shù)公司SAIC集團(tuán)另辟蹊徑，將民用“超級運(yùn)動”496型（Ultrasport496）運(yùn)動直升機(jī)改造成無人機(jī)。這種超輕型無人機(jī)空重約272公斤，空中逗留時間2.5小時，巡航速度111公里/小時，最大時速166公里。

該型直升機(jī)最大的特點(diǎn)是造價便宜，單價僅5萬美元，其設(shè)計初衷是面向家庭業(yè)務(wù)航空愛好者，因此操作極為簡單。SAIC公司認(rèn)為這些特點(diǎn)對軍方同樣極具吸引力。該機(jī)改進(jìn)后可攜帶68公斤負(fù)載（包括射線探測器、化學(xué)戰(zhàn)劑探測儀和旋轉(zhuǎn)式攝像機(jī)等常用偵測設(shè)備），滯空時間延長至9小時。美國陸軍已正式采購該機(jī)，其軍方編號為“治安官”502型（Vigilante502）。美軍計劃近期向伊拉克派遣首批“治安官”502型無人直升機(jī)，專用于尋找伊境內(nèi)的生化武器蹤跡。

無獨(dú)有偶，波音公司也推出了MD530F型無人直升機(jī)。MD530型“防御者”直升機(jī)對美軍而言可不陌生。其早期軍用型號OH-6型“印地安種小馬”直升機(jī)曾參過過越戰(zhàn)，美國特種部隊至今仍裝備有其改型AH-6J型“小鳥”和MH-6J型“小鳥”直升機(jī)。波音公司此次推出的無人型MD530F可攜帶283公斤設(shè)備負(fù)載，空中逗留時間長達(dá)8至10小時，其地面系統(tǒng)與最新型的X-45型無人戰(zhàn)斗機(jī)相似。波音公司認(rèn)為，這款新機(jī)型最大的賣點(diǎn)在于美國特種部隊很可能出于勤務(wù)方面的考慮，優(yōu)先選擇裝備該機(jī)。

民用無人機(jī)發(fā)展迅速

事實上，不僅是戰(zhàn)爭，無人機(jī)在諸多事關(guān)民生和非傳統(tǒng)安全事務(wù)的領(lǐng)域，也能發(fā)揮載人飛機(jī)所不及的作用。如災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控和航空攝影、地球物理勘探、海岸緝私等。我國也早在1993年就將無人機(jī)應(yīng)用于大氣探測、氣象災(zāi)害遙感、生態(tài)遙感、人工影響天氣等課題。

空中通信中繼是無人機(jī)的一個重要用途。當(dāng)自然災(zāi)害（如地震、洪水、泥石流、海嘯等）發(fā)生時，在一定地域內(nèi)地面原有的有線、無線通信系統(tǒng)均遭到破壞，此時此地，在最需要通信聯(lián)絡(luò)的時候信息傳遞就成為一個大問題。而無人機(jī)則可以作為一個便捷的通信中繼機(jī)，在指揮中心與現(xiàn)場之間搭建一條無形的信息“橋梁”，快速構(gòu)成一個應(yīng)急局域無線通信網(wǎng)以解燃眉之急，為救災(zāi)贏得寶貴時間。

2008年5月15日，四川汶川特大地震災(zāi)后，惡劣的氣象條件超出了載人飛機(jī)和直升機(jī)的安全飛行條件，導(dǎo)致相當(dāng)長一段時間內(nèi)無法通過航空手段獲得災(zāi)區(qū)影像，與災(zāi)區(qū)之間的聯(lián)系也被迫中斷。無人機(jī)則可以改變這種局面：由于不存在人員安全和體力問題，各類無人機(jī)可以實時投入災(zāi)區(qū)：高空長航時無人機(jī)可以擺脫天氣多變的中低空對流層空域，長期不間斷地盤旋于災(zāi)區(qū)上方寧靜的平流層中，擔(dān)任通訊中繼、廣域影像獲取等任務(wù)；中低空偵察無人機(jī)則可以挑戰(zhàn)極限天氣進(jìn)入災(zāi)區(qū)，只要能拍回災(zāi)區(qū)的具體影像，甚至不必考慮其是否能夠返回的問題；大型無人機(jī)可以攜帶救災(zāi)物資在第一時間飛入災(zāi)區(qū)上空執(zhí)行空投任務(wù)。

未來無人機(jī)優(yōu)勢無可比擬

無人機(jī)不怕疲勞、不怕危險，在執(zhí)行枯燥的、長時間的任務(wù)時，比如國界線的巡邏、搜索和救援工作等，會有比較明顯的優(yōu)勢。一般飛行員的極限飛行時間是8個小時，但是無人機(jī)在油量充足的情況下，可連續(xù)飛行100多個小時。美國正在研發(fā)的太陽能無人機(jī)，就能凸顯無人機(jī)的不懼怕枯燥任務(wù)的特性。而且在鄰近空間，即介于航空與航天之間，2.5萬米到3萬米的高空。那里的空氣比較稀薄，溫度低，如果有人機(jī)飛行，會對配備要求的條件比較苛刻，飛機(jī)和人員的成本也會隨之增加。這時如果使用無人機(jī)，就可大大降低成本，避免人員的傷亡。

盡管，無人機(jī)的民用化具有明顯的優(yōu)勢，但安全性仍舊是阻礙其發(fā)展的重要因素，無人機(jī)的安全性差，主要的表現(xiàn)在事故率比有人機(jī)高。即使在美國無人機(jī)系統(tǒng)中做的最好的‘捕食者’，其穩(wěn)定性也比有人機(jī)差一些，因此‘捕食者’不允許在人口稠密區(qū)飛行。目前，國外民用無人機(jī)主要集中在偏遠(yuǎn)、無人的地區(qū)。未來，無人機(jī)要民用化，就要在安全性上下工夫，比如對裝備探測的回避系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，以便它能在民用空域中飛行，并不會造成與其他有人飛機(jī)或無人機(jī)的相撞。