無人機漫談

文/馬爾杰拉圖

如今消費級無人機已走進千家萬戶

雖然作為大眾電子消費品的無人機出現在公眾視野中的時間很短，但關于它的歷史，卻可以追溯到幾千年前。中國古代戰國時期的墨翟“舉木為鳶，飛天升空，一日而敗”的記載，可以視為無人機的“先聲”。而中國古代的風箏，則可以視為無人機的雛形。

經歷了第一次世界大戰的“壯志未酬”，無人機在第二次世界大戰期間以靶機的身份“嶄露頭角”；一直到美蘇雙雄爭霸的冷戰時期，隨著計算機技術的出現，使無人機的價值和作用愈發明顯。如今，越來越多的國家裝備并使用著無人機，而伴隨著新技術的革命，無人機也正在迎來新的發展機遇。

篳路藍縷：萌芽時代

和歷史上的許多新技術類似，無人機技術的廣泛應用和快速發展，離不開戰爭這個“助產婆”。

在中國，關于風箏的起源，可上溯到二千多年前的春秋戰國時期。由于戰爭的需要，古人以鳥為形，以木為料，制成可在空中飛行的“木鳶”。《韓非子·外儲說左》就曾記載：“墨子為木鳶，三年而成，蜚（飛）一日而敗”。

圖2 墨子，姓墨名翟，戰國時期魯國人，是著名思想家、政治家

目前中國信史有案可稽的關于風箏最早的應用，是公元549年南北朝“侯景之亂”中，坐困建康城的梁武帝，利用風箏向外部援軍傳遞消息（見于《資治通鑒·梁紀》）。

在西方，最早具備應用意義的“無人機”，可以追溯到1849年，奧地利人用綁上炸彈的無人氣球襲擊了威尼斯。

1896年5月6日，美國航空史上有名的“怪才”塞繆爾·皮爾龐特·蘭利（Samuel Pierpont Langley）在華盛頓附近的波托馬克河上進行了一項試驗：他采用彈射系統發射了自己設計的Aerodrome 5號“無人飛機模型”，進行了一次試飛。

早期航空先驅塞繆爾·皮爾龐特·蘭利

Aerodrome 5號在空中飛行了約1200米。這次試飛的目的是為了證明重于空氣的飛行器是可以獲得足夠的升力并實現持續穩定的飛行。這一結論直接啟發了后來的萊特兄弟。這次試飛被認為是航空史上重于空氣的飛行器的第一次持續動力飛行，也是無人機發展史上的一個里程碑式事件。

就在Aerodrome5號試飛成功半年后，蘭利的Aerodrome 6號模型機進一步將飛行距離提高到了1500米。值得一提的是，蘭利的試驗是在美國陸軍的支持下進行的。

1896年5月6日，蘭利在波托馬克河上試飛的Aerodrome5號模型

按現在的標準，Aerodrome 5號和6號都不是真正意義上的無人機，因為沒有遙控裝置，無法進行“無人化飛行控制”。不過，就在Aerodrome 6號試飛成功幾個月后，尼古拉·特斯拉制造出了世界上第一個無線電遙控裝置。其外觀看上去就是一個盒子，上面安裝了一支操縱桿和一個發報電鍵。

這臺裝置最初設計是為了發送摩斯電碼信號，但通過轉換，盒子的操控命令也可以變成電信號并發送出去，從而可在一定范圍內遙控機械裝置。特斯拉把這個遙控裝置稱之為“雛鳥系統”。這一系統的問世，使真正意義上的無人機的出現成為了可能。

如今匹茲堡大學的展廳里依舊陳列著蘭利的Aerodrome6號模型

在特斯拉之后，美國發明家斯佩里父子先后貢獻了兩項無人機史上的重大發明：父親老斯佩里發明了用于飛機上的陀螺儀穩定器；兒子小斯佩里是個飛行狂熱愛好者，他將父親的發明與飛機的操縱系統進行深度交聯，發明“自動駕駛儀”。

小斯佩里的發明引起了美國航空先驅、著名飛機設計師格倫·哈蒙德·寇蒂斯的重視，在他的支持下，1914年6月18日，小斯佩里乘坐著安裝了“自動駕駛儀”的飛機，出現在巴黎飛行安全大會上——這是那個時代最負盛名的飛行博覽會之一。沒有飛行員、只有兩名乘客（小斯佩里和一名助手）的飛機在塞納河畔飛行了三圈之后平穩著陸，引發了熱烈的掌聲，小斯佩里因此獲得了一萬美元的大獎。此時，距離萊特兄弟成功升空僅僅過了11年。

戰爭的“果實”：第一次世界大戰與無人機

兒子的大獲成功讓老斯佩里重新燃起了對無人機的興趣。因此，早在歐洲“八月炮火”剛剛響起的1914年11月，老斯佩里就決定為美國軍隊發展一種可用于軍事用途的無人駕駛飛機，并且堅信“山姆大叔早晚會用得著”。

老斯佩里的想法得到了摯友寇蒂斯的支持，并在1915年初的試驗中初步顯示出了成功的希望——一架“寇蒂斯”C-2飛機由飛行員操縱升空后，地面通過安裝在飛機上的無線電遙控裝置，成功的對交聯在陀螺穩定器上的各個氣動翼面進行了控制。

在這次成功試驗的基礎上，1915年7月，老斯佩里開始與美國海軍咨詢協會的同事、另一位發明家彼得·庫珀·休伊特（Peter Cooper Hewitt）一起，合作設計了一種被稱為“飛行炸彈”的東西——實際上就是一架裝填滿炸藥的小型無人駕駛自殺飛機。

埃爾默·斯佩里（老斯佩里）

應該說，老斯佩里的這一設想只是“看上去很美”。從1915年開始的一系列試飛結果顯示，“飛行炸彈”存在許多設計上的漏洞，其空氣動力設計非常糟糕，以至于多次試飛都以失敗告終。

不過，此時第一次世界大戰的戰火已燃遍整個歐洲，電報、坦克、轟炸機和馬克沁機槍等新武器紛紛應用于戰場并制造了一系列“絞肉機”般的慘烈戰役。

“隔岸觀火”的美國，此時對于新式武器的研發格外慷慨，這讓老斯佩里有了從容的時間和充足的預算不斷改進自己的發明。不過，直到1918年戰爭結束，老斯佩里的發明依然在不斷的改進中，以至于從未真正參戰過。

查爾斯·F·柯特林（右）與阿爾弗雷德·P·索蘭

作為美國海軍的“老冤家”，美國陸軍在1917年也上馬了自己的無人機項目。主持這一項目的是一位發明“怪才”查爾斯·F·柯特林（Charles F. Kettering），這一項目因此被稱為“柯特林蟲子”。

“柯特林蟲子”是受老斯佩里“飛行炸彈”啟發的產物，在技術上也與其大同小異。不過，“柯特林蟲子”的氣動設計和滑車式起飛裝置均由萊特兄弟中的奧維爾·萊特親自操刀，其發動機也采用了福特公司的發動機，在投彈方式上也有所改進。

因此，在1918年的一系列試飛中，“柯特林蟲子”取得了不錯的成績——按照美國陸軍的檔案記錄，其試飛成功率達29.1%，略好于“飛行炸彈”。不過，“柯特森蟲子”還是沒能在戰爭中一展身手。

測試中的“柯特林”蟲子

盡管如此，在1918年11月11日德國簽署停戰協議前，“柯特林蟲子”還是生產出了45架。美國陸軍已經為整個項目投入了275000美元的巨款！

為了不白白浪費這些先期投入，沒能在戰爭中派上用場的“柯特林蟲子”在戰爭結束后獲準進一步研制，“以便將其技術用于下一場戰爭”。就這樣，在美國陸軍航空勤務隊（United States Army Air Service，1918年由美國陸軍軍事航空處改編而來——編者注）的監督下，作為技術儲備項目的“柯特林蟲子”一直存活到了1920年年底，直至項目經費耗盡。

與“柯特林蟲子”樣機的情況類似，老斯佩里的“飛行魚雷”也在戰后繼續存活了一段時間，直至1926年項目徹底取消。

第一次世界大戰并沒有給無人機“大出風頭”的機會，但老斯佩里和柯特林的一系列研究，還是為后來者積累了經驗。特別是“飛行炸彈”的概念，在進入21世紀后，直接啟發了“巡飛彈”的概念。由此可以看出，和許多技術一樣，無人機技術的發展，從來不是一帆風順的。

航空大時代：無人機發展的浪漫時期

吉米·斯圖爾特不但是演員，同時還是B-24轟炸機飛行員

提起詹姆斯·斯圖爾特（Jimmy Stewart）和亨利·方達（Henry Fonda），你會想起什么？

不錯，《費城故事》《街角的商店》《憤怒的葡萄》《金色池塘》……這一系列誕生于20世紀30年代的經典電影，至今仍然吸引著無數青年男女。不過，這兩位明星的另一個身份或許就不那么為人所共知了：他們都是狂熱的飛機和航模的發燒友。

亨利·方達

這沒什么值得奇怪的。第一次世界大戰讓人類真正步入了航空時代。一戰結束后直至第二次世界大戰，航空成為世界各國最為關注的領域。飛行員的地位和影響力絲毫不輸于今日頂級流量的大明星。當時有很多的明星同時也是航空狂熱發燒友。比如詹姆斯·斯圖爾特甚至還是美國空軍的準將軍銜。可以說，那是人類航空發展史上著名的浪漫時代。

萊吉納德·丹尼或許是對航空產業影響最大的好萊塢演員

不過，詹姆斯·斯圖爾特和亨利·方達與其他的明星發燒友有所不同。他們一位共同的好友，萊吉納德·丹尼（Reginald Denny），雖然也是好萊塢20年代紅極一時的明星。不過，他在航空領域的興趣顯然更大，不僅自己在好萊塢的林蔭大道開了一家航模公司，更與美國陸軍合作，生產專供陸軍進行防空炮火訓練的遙控靶機。

測試中的OQ-2A靶機

萊吉納德·丹尼的公司稱為丹尼無線電飛機公司（Denny Radioplane Company），其設計生產的靶機稱為RP系列（這是公司內部編號，美國陸軍稱之為OQ系列）。RP系列最初的產品是RP-1，誕生于1938年。

RP-1的操縱性非常不好，但美國陸軍卻依然發現了其中的價值，并為丹尼撥了款讓他改進了設計，還聘請工程師沃爾特·萊特（Walter Righter）為遙控靶機專門設計一款微型燃油發動機。經過幾次試驗后，丹尼他們拿出了第一個成功的作品RP-4（美國陸軍稱之為OQ2）。1939年，美國陸軍開始采購丹尼的產品，隨后海軍也加入了進來。

RP-4（OQ-2A）型樣機

從1939年到1945年，美國陸軍、海軍和海軍陸戰隊一口氣采購了15000多架各型遙控靶機，型號也由RP-4型發展到RP-18型。

RP系列的無人靶機在技術上與老斯佩里的“飛行炸彈”并無太多不同，都是通過彈射裝置將靶機發射出去，再由操作員遠程控制，遙控這些飛機進入防空炮射程。

不過，由于當時無線電技術的進步，這些靶機在可控范圍和可靠性上有了提高。從RP-4開始，這些丹尼無線電飛機公司生產的靶機就配備降落傘，可以重復使用。

當時媒體對美國軍方購買RP-1的報道，注意右下角的照片便是電話撥號盤作為遙控裝置

1946年，經過再次改進的RP-19/OQ-19 型無人靶機研制成功，并在1946至1984年間一共生產了48000多架。1952年，丹尼無線電飛機公司被巨頭諾斯羅普收購，變成了諾斯羅普文圖拉分部，專門研發靶機和巡航導彈。

這里還要提到一段佳話。1945年的一天，美國陸軍記者戴維·科諾沃來到丹尼無線電飛機公司拍攝宣傳照片。一位名叫諾爾瑪·珍妮·多赫蒂（Norma Jeane Dougherty）的青年女工吸引了他的注意力。

這位年僅18歲的女工當時已經結婚兩年，丈夫去了太平洋前線，她一個人為了養家出來當工人。諾爾瑪當時參與生產的是丹尼無線電飛機公司的拳頭產品OQ-3，公司內部編號是RP-6，她是螺旋槳的噴漆工。

讓瑪麗蓮·夢露名聲大噪的兩張照片（她手中的是OQ-3靶機的螺旋槳）

或許是出于同情，或許是被諾爾瑪的美貌所吸引，戴維為她拍攝了一組照片，其中兩張發表在了報紙上。照片中，諾爾瑪手持一副木質螺旋槳，向著鏡頭露出甜美的笑容。

這張照片在刊登后吸引了無數人的目光，讓年輕的諾爾瑪一夜成名，無數攝影師蜂擁而至，隨后來的則是好萊塢的經紀人。于是，這名年輕的女工辭了職、離了婚、加入了好萊塢，并在經紀人的建議下為自己改了一個藝名——瑪麗蓮·夢露。

相信很多人不知道，一代好萊塢女神的傳奇，始于一個無人機制造車間。

萊吉納德的好友詹姆斯·斯圖爾特也是航空模型愛好者，作為演員則是當時好萊塢最炙手可熱的影星之一，他還是一位空軍準將

空中機器人：當代無人機及發展趨勢

在第二次世界大戰結束后很長一段時間里，無人機都是作為靶機存在各國部隊的序列中的。不過，其后發生的冷戰對峙和計算機技術的革命改變了這一“僵局”。

1959年，美國空軍由于擔心在敵對地區失去飛行員，開始計劃使用無人駕駛飛機。1960年，在一架U-2偵察機被擊落的幾天之后，一項代號“紅馬車”（Red Wagon）無人機計劃啟動了。1964年，美國在越南戰場上最早使用了無人機，不過美國人直至1973年才承認了這一點。

洛克希德D-21B無人機，美軍曾秘密使用于越南戰場

全世界航空工業強國中，以色列人是無人機研發和應用的先行者之一。在1969年的蘇伊士運河危機中，以色列人就開始使用安裝有照相機的偵查無人機。隨后，在1973年的“贖罪日”戰爭、1982年的北卡谷底空戰中，以色列人大量使用了無人機作為誘餌，或者誘導敵方提前打開雷達暴露目標，或者刺激敵方浪費昂貴的防空導彈進行攻擊。

在冷戰結束后，特別是進入21世紀后，隨著偵查無人機的廣泛應用和芯片技術的成熟，大型的、武器化的遠程遙控無人機開始出現。其代表作就是美國的MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”。截至2012年，美國空軍共有7494架無人機——幾乎是美國空軍飛機的三分之一。就連美國中央情報局CIA也有自己的無人機。

到2013年為止，至少有50個國家在裝備和使用無人機。

美國MQ-9“死神”無人機

如今，隨著大數據、云計算和人工智能技術的廣泛普及，原本僅局限于軍事領域的無人機，已經開始步入社會生活領域。而軍用無人機本身，也正處于由過去的“遠程遙控無人機”向具備人工智能的“空中機器人”轉型的過程之中。

目前，美國試驗中的Skybrog、“忠誠僚機”以及XQ-58“瓦爾基里”等一系列無人機項目，都已具備“空中機器人”概念的雛形。而中國作為航空制造業大國和后起之秀，通過多年的追趕，我們自己的無人機在設計研制方面也躋身世界一流國家行列。

總之新一代無人機的故事，才剛剛開始。

美國Kratos公司開發的XQ-58“瓦爾基里”無人機