無人機頻出“黑科技”

朱宇倫

從戰場攻堅到家庭生活，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，當英國的卡德爾和皮切爾向當時的英國軍事航空學會提出“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，蓬勃發展的無人機領域的概念源頭。

時至今日，伴隨著現代科技的迅猛發展，無人機的運用，也已經從最初單純的軍事領域，逐漸向民用領域方向拓展。五花八門的無人機的出現，在賺足了眼球與市場的同時，也讓人們越發好奇，科技高速發展的當下，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？

更高、更快、更強

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

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

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40年代末50年代初，美國為訓練戰斗機飛行員和防空導彈操作手，研制出一種高亞音速、噴氣推進的靶機，代號為Q-2“火蜂”，這可以被視作現代無人飛行器的鼻祖。真正將無人機投入到真實戰場使用的，恰恰也是美國人。早在第二次世界大戰中，美國陸軍航空隊就曾在太平洋戰場上使用過攜帶重型炸彈的活塞式發動機無人機，用以轟炸日軍目標。

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

而自20世紀90年代以來，西方各國終于認識到軍用無人機的巨大應用前景，于是開始競相將高新科技應用于無人機的研發之上，由此促成了無人機技術在隨后二十余年間的迅猛發展。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“神經元”都早已是大名鼎鼎的業界翹楚。

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。“全球鷹”的續航時間達到36小時，升限達到20000米，同時它也是第一架得到美國聯邦航空局（FAA）認證，可以在美國民航機領空飛行的無人機。此外，根據外媒報道，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”在世界范圍內操作功能和安全性以及網絡安全。

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，這款黑色楔形戰機可以攜帶5噸重的物資，在2小時內可以飛行近1.7萬公里，相當于地球周長的一半，而洲際導彈的射程不過在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小時內抵達世界任何地方。

再來說說“神經元”隱形無人戰斗機，其研制由法國領導，瑞典、意大利、西班牙、瑞士和希臘參與。“神經元”無人機的有效載荷超過1噸，采用1臺“阿杜爾”發動機，飛行速度約為0.8馬赫，續航時間超過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，“神經元”采用飛翼布局，并大量使用復合材料，機內安裝有2個內部武器艙，攜帶數據中繼設備，必要時還可裝備1臺雷達。

“神經元”最大的優勢在于智能化，它可以在不接受任何指令的情況下獨立完成飛行，并在復雜飛行環境中進行自我校正，此外，它在戰區的飛行速度超過現有一切偵察機。2012年11月，“神經元”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了無人戰斗機的新紀元。

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

“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無人機研制的浪潮，以色列強大的科技經濟則為這一領域的發展提供了堅實的保障。可以這么說，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。

出口數量與效費比從另一個方面印證了以色列無人機行業的實力。美國Business Insider網站去年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獲得的投資只占了不到全球對無人機領域投資的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。以其國內市場份額占比最大的IAI（Israel Aerospace Industries）公司為例，其傳統主打產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品當數“蒼鷺（HERON）”系列無人偵察機，穩定、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，能夠在發現目標后以自殺俯沖攻擊的方式自主攻擊目標。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”的攻擊監督方式，在控制員的操縱下，該機可以中途改變打擊目標，或在攻擊時改變航線，具有更高的作戰靈活性。

2012年的新加坡航展上，IAI推出“黑豹”傾轉旋翼無人機，首次嘗試將固定翼和旋翼無人機技術融合。“黑豹”的作戰半徑超過60公里，最大續航時間6小時，除了作為傳統偵察機外，其還能充當激光照射機，為精確制導彈藥照射目標。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，十分適用于執行基地守衛或邊境監視任務。

以色列另外一家十分著名的無人機公司埃爾比特（Elbit Systems），除了在傳統無人機領域推出媲美“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。“云雀”無人機重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。除了使用榴彈筒發射，“云雀”也可采取手拋發射，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生損壞，1000余次成功執行成功無故障的記錄表明“云雀”的可靠性和適應性十分強。

“云雀”無人機系統為執行晝夜監視任務，裝有穩定式地面觀察設備，可晝夜在上空觀測和搜集距離在10公里之內的數據信息。操作人員應用一臺膝上計算機即可以簡單而方便地完成它的任務或航路點計劃，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”戰術無人機系統的飛行與任務模塊，自主完成任務能力也因此更為突出。

近些年來異軍突起的城市航空（Aeronautics）公司推出的產品，也是極具科技感的。造型前衛的“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公斤載荷連續飛行8小時，據稱還具備艦載能力。

該公司近年來的另外一款造型酷似“空中戰車”的產品——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，其穩定性校核和低速前飛均表現良好。不同于普通直升機，“飛騾”的旋翼位于機身內部，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準無人機的小型艦船上實現起降。

目前版本的“飛騾”自重1噸，執行戰術支持任務時，一架“飛騾”單次可載重500公斤貨物，向飛行半徑50公里的地區運送貨物，24小時可運輸物資約6000公斤。預計在真正投入使用后，10至12架的“飛騾”編隊可以為3000名作戰人員提供保障，并可負責運送傷員。

當然，不只是上述三家以色列國內實力最強的無人機公司。目前，以色列擁有大約40家商業無人機初創企業，絕大多數都是在過去兩三年建立的，其中42%的初創企業都有固定資本，總額高達8000萬美元。如今，它們設計出的各型產品正在滿足各行各業日益增長的現實需求。

科技改變生活

以色列無人機行業的發展不僅僅是其國情需要，更是當下世界無人機領域發展的一個完美縮影。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，其設計的初衷是解決人口密集地區設置配送中心的問題，為的是提高配送效率以及降低相關費用，而這可能將引起物流業的一次大變革。

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。在它的內部，從中心向外輻射的不同扇形區域配備了不同的功能，包括無人機修理、貨物裝載等。垂直升降系統會把無人機移動到建筑表面的起飛地點，大樓內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”設計的精妙之處在于，所有無人機的起飛位置可以進行調整，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，據紐約科技網站報道，谷歌已經獲得美國專利商標局授予的新專利——用于“合作的無人機”，也稱之為移動遠程監控系統。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。

國內的無人機技術也正處于一個蓬勃發展的階段，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秒內全部完成。手勢控制飛行則是另外一項創新，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。

大疆高級產品經理保羅·潘表示：“Spark的出現，令大疆比以往更加接近對機器智慧的設想。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。”這番話也很好地代表了無人機將來的發展潮流，更高級的機器智能技術的研發與引入，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。