微型(xing)(xing)無人機(MAV)是指尺寸只有手掌大小(xiao)(約15cm)的(de)飛行器。它將作(zuo)為(wei)士兵可攜帶的(de)一種戰場偵察設備,其潛(qian)在的(de)作(zuo)用包括空中監視、生物(wu)戰劑探測、目(mu)標識別(bie)、通信中繼,它甚至(zhi)能探測到大型(xing)(xing)建筑(zhu)物(wu)和(he)大型(xing)(xing)設施的(de)內(nei)部(bu)情況,因此,為(wei)士兵增添了(le)“空中之眼”。
研(yan)制(zhi)(zhi)的這些無人(ren)(ren)機系統大都(dou)由無人(ren)(ren)飛(fei)行器、地面控(kong)制(zhi)(zhi)站和發射(she)器組成。在(zai)地面指揮(hui)小組的控(kong)制(zhi)(zhi)下來完成作(zuo)戰使(shi)命,主(zhu)要定位在(zai)排(pai)"師級作(zuo)戰部隊使(shi)用。
微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)機是在(zai)1992年提(ti)出(chu)來(lai)的(de),在(zai)美國(guo)(guo)蘭德公(gong)(gong)司(si)和國(guo)(guo)防高級研(yan)究(jiu)計劃局(DARPA)舉辦了(le)(le)一(yi)個關(guan)于(yu)未來(lai)軍(jun)事技術的(de)研(yan)討會,資深科學家奧(ao)根斯坦主(zhu)持了(le)(le)有關(guan)微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)機的(de)討論。會后,蘭德公(gong)(gong)司(si)對微(wei)型(xing)機的(de)原理進行了(le)(le)研(yan)究(jiu),認為(wei)(wei)帶(dai)有微(wei)小(xiao)傳感器的(de)極小(xiao)的(de)偵(zhen)察(cha)機是可以實(shi)現(xian)的(de),可以說,蘭德公(gong)(gong)司(si)是最早提(ti)出(chu)研(yan)制微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)機主(zhu)張的(de)。鑒于(yu)微(wei)型(xing)傳感器和微(wei)機電系統正在(zai)日趨(qu)成(cheng)熟(shu),專家們提(ti)出(chu)了(le)(le)3年內可以實(shi)現(xian)的(de)微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)機的(de)主(zhu)要參數,它們是:長6-20cm,質(zhi)量(liang)10-100g,負載1-18g,在(zai)30-60 km/h的(de)巡(xun)航速度(du)下,續(xu)航時間為(wei)(wei)20-60min,最大航程為(wei)(wei)1-10km。
有關專家(jia)認為(wei),MAV應該歸于納米(mi)飛(fei)行器(qi)(qi)一(yi)類(lei),但納米(mi)飛(fei)行器(qi)(qi)一(yi)般(ban)是指(zhi)尺(chi)寸在1μm-1nm之(zhi)間(jian)或小于1nm的(de)飛(fei)行器(qi)(qi),一(yi)些專家(jia)也(ye)把(ba)10cm左(zuo)右(you)的(de)飛(fei)行器(qi)(qi)籠統的(de)稱(cheng)為(wei)納米(mi)飛(fei)行器(qi)(qi)。美國通(tong)過對MAV所(suo)需的(de)特殊空氣動力要求及技術可行性(xing)研究后,一(yi)般(ban)把(ba)MAV的(de)有關參數(shu)定(ding)義(yi)為(wei)長、寬、高在15cm以下、質量(liang)在10g-500g、最佳(jia)使用高度在45-60m范圍、最高150m、飛(fei)行速度10-20m/s、最大(da)航程10km左(zuo)右(you)、最大(da)續航時(shi)間(jian)2h以上。有人(ren)把(ba)翼展(zhan)或機(ji)體直徑不超過60cm的(de)無人(ren)機(ji)也(ye)歸為(wei)MAV之(zhi)列。
20世紀90年代以來,微型(xing)無人機(ji)引(yin)起(qi)了各國(guo)的關注。它的迅速發(fa)展和大量使(shi)用(yong)(yong),將(jiang)對(dui)未來信息(xi)化戰(zhan)場的軍事行動產生重大影響。美國(guo)已將(jiang)無人飛行器列為五大空中威(wei)脅平臺(tai)中最具破壞力的空中威(wei)脅之一(yi),而且無人飛行器將(jiang)對(dui)作(zuo)戰(zhan)全(quan)過程構成威(wei)脅,在未來的信息(xi)化戰(zhan)場上發(fa)揮更重要的作(zuo)用(yong)(yong)。
與(yu)有人(ren)機比較,無人(ren)機的主要(yao)優點是采購費用低和無飛(fei)行(xing)(xing)員傷亡(wang)危險(xian),其特(te)點是體積小、質(zhi)量輕、機動(dong)性(xing)好(hao)、隱蔽(bi)性(xing)好(hao)、續航(hang)時間長,特(te)別適于執行(xing)(xing)危險(xian)大的任務(wu),主要(yao)用作靶機和偵(zhen)察(cha)。在無人(ren)機中,微型無人(ren)機費用低、無傷亡(wang)、輕、小、靈(ling)活、機動(dong)更(geng)突出,特(te)別適于小部隊(dui)行(xing)(xing)動(dong)和巷戰偵(zhen)察(cha)。
要(yao)想研制出如此小的(de)無人機(ji)面臨著許(xu)多(duo)技術及工程問題(ti)。最大的(de)困難是(shi)動(dong)力(li)問題(ti)。在微型無人機(ji)的(de)開發中,近期最大的(de)困難是(shi)發動(dong)機(ji)系(xi)統及其(qi)相關的(de)空氣動(dong)力(li)學問題(ti),而(er)發動(dong)機(ji)又是(shi)關鍵,它必須(xu)在極小的(de)體積(ji)內產(chan)生足夠的(de)能量(liang),并把它轉變為推力(li),而(er)又不(bu)增加過多(duo)的(de)重量(liang)。
由于尺寸小速(su)度(du)低(di)(di),微(wei)型(xing)無(wu)人機(ji)(ji)的(de)(de)(de)工(gong)作環境(jing)(jing)更(geng)像是小鳥及(ji)較大(da)昆蟲的(de)(de)(de)生活環境(jing)(jing),而(er)人們對于這種環境(jing)(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)動(dong)力(li)(li)學還知之甚少(shao),其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)許多問題,都難以(yi)用普通空(kong)氣(qi)動(dong)力(li)(li)學理論加(jia)以(yi)解(jie)(jie)釋。由于微(wei)型(xing)無(wu)人機(ji)(ji)只(zhi)能(neng)低(di)(di)速(su)飛(fei)行,層流(liu)占主導地位,它(ta)引起較大(da)的(de)(de)(de)力(li)(li)及(ji)力(li)(li)矩,這可能(neng)要求(qiu)用三維方(fang)法解(jie)(jie)釋它(ta)的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)動(dong)力(li)(li)學。微(wei)型(xing)無(wu)人機(ji)(ji)的(de)(de)(de)機(ji)(ji)翼載荷很小,幾乎不(bu)存(cun)在慣(guan)性(xing),很容易受到不(bu)穩定(ding)氣(qi)流(liu)、如城市樓群(qun)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)陣風(feng)以(yi)及(ji)風(feng)雨的(de)(de)(de)影響(xiang)。
怎樣控制(zhi)(zhi)微(wei)型無(wu)人機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)飛行(xing)是另一個(ge)難點。首先要(yao)(yao)有一個(ge)飛行(xing)控制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)來穩(wen)定微(wei)型無(wu)人機(ji),至少增加其(qi)自(zi)然的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定性。這(zhe)樣在(zai)面(mian)臨湍流(liu)或突發的(de)(de)(de)(de)(de)陣風時可(ke)(ke)以(yi)保持其(qi)航(hang)線(xian),并可(ke)(ke)執行(xing)操作(zuo)人員的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)動命(ming)令。若(ruo)微(wei)型機(ji)需要(yao)(yao)對目標(biao)成像的(de)(de)(de)(de)(de)話,還(huan)需要(yao)(yao)穩(wen)定瞄準線(xian)。為使微(wei)型無(wu)人機(ji)自(zi)主飛行(xing),要(yao)(yao)采(cai)用重量(liang)輕、功率低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)GPS接收機(ji),低(di)漂移(yi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)型陀螺儀和加速(su)度計,也可(ke)(ke)以(yi)利用地(di)理(li)信息系(xi)統(tong)提供地(di)形圖導航(hang)。GPS可(ke)(ke)以(yi)大(da)大(da)提高微(wei)型機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)能力,但(dan)它在(zai)功率、天線(xian)尺寸、重量(liang)及處理(li)能力等方面(mian)均存在(zai)不少問題(ti),需要(yao)(yao)加以(yi)解決。而且(qie),系(xi)統(tong)還(huan)要(yao)(yao)不受電(dian)(dian)磁波及無(wu)線(xian)電(dian)(dian)頻率的(de)(de)(de)(de)(de)干擾,要(yao)(yao)求通(tong)信電(dian)(dian)子元(yuan)件的(de)(de)(de)(de)(de)質量(liang)/功率效率極高。
一(yi)旦飛(fei)到空中(zhong),微(wei)(wei)(wei)(wei)型無(wu)(wu)人機(ji)需(xu)要(yao)保持它(ta)與(yu)操作(zuo)人員之間的通(tong)(tong)信聯系。由于體(ti)積重量的限制,只(zhi)能采用(yong)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)通(tong)(tong)信方式(shi)。盡管(guan)微(wei)(wei)(wei)(wei)波(bo)可以傳播(bo)大量的數(shu)據,足(zu)夠進行電(dian)視實況(kuang)轉播(bo),但它(ta)卻無(wu)(wu)法穿透墻壁,因而只(zhi)能在視距內使用(yong)它(ta),微(wei)(wei)(wei)(wei)型無(wu)(wu)人機(ji)的尺(chi)寸小(xiao)限制了(le)無(wu)(wu)線電(dian)的頻(pin)率及(ji)通(tong)(tong)信距離。當微(wei)(wei)(wei)(wei)型機(ji)飛(fei)出視距或視線被(bei)擋住時,就(jiu)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)空中(zhong)的通(tong)(tong)信中(zhong)繼站,中(zhong)繼站可以是另一(yi)架(jia)飛(fei)機(ji)或者衛(wei)星。
要(yao)想(xiang)在戰場上實際應用,微(wei)(wei)型無(wu)人機還需要(yao)攜帶各種(zhong)偵察傳(chuan)感(gan)(gan)器,如電視攝像機、紅外、音(yin)響(xiang)及生化探測器等。這些都必(bi)須是超輕重量的微(wei)(wei)型傳(chuan)感(gan)(gan)器,因而部件小型化是傳(chuan)感(gan)(gan)器技術發展的關鍵。
美(mei)(mei)國(guo)空軍(jun)(jun)已經(jing)成功研(yan)發(fa)了一種可精確打擊目(mu)標的(de)(de)(de)微(wei)型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)。2008年(nian)(nian)美(mei)(mei)國(guo)空軍(jun)(jun)研(yan)究實驗室開始研(yan)發(fa)一種體型(xing)微(wei)小的(de)(de)(de)武裝(zhuang)無(wu)人(ren)機(ji)(ji),準備配備給美(mei)(mei)國(guo)特種部(bu)隊,執行對(dui)“具有(you)較高(gao)價(jia)(jia)值(zhi)的(de)(de)(de)目(mu)標”的(de)(de)(de)殺(sha)傷任務。軍(jun)(jun)方(fang)不會透露這項名為“阿努比斯(Anubis)”的(de)(de)(de)計劃的(de)(de)(de)具體執行情況,但(dan)據軍(jun)(jun)方(fang)預算文件記錄(lu),美(mei)(mei)國(guo)空軍(jun)(jun)工程師已經(jing)在“裝(zhuang)備新型(xing)導引/追蹤傳感器算法、能夠對(dui)較高(gao)價(jia)(jia)值(zhi)目(mu)標發(fa)起攻擊的(de)(de)(de)微(wei)型(xing)飛行器(Mirco-Air Vehicle, MAV)”方(fang)面取(qu)得了成功。近幾(ji)年(nian)(nian)來,美(mei)(mei)國(guo)軍(jun)(jun)方(fang)越來越多地(di)使用“捕食者(zhe)”和“收割者(zhe)”這類無(wu)人(ren)機(ji)(ji),利(li)用它們裝(zhuang)備的(de)(de)(de)“地(di)獄火”(Hellfire)導彈在阿富汗(han)和巴基斯坦對(dui)恐(kong)怖分子頭(tou)目(mu)發(fa)動定點攻擊。但(dan)這些體型(xing)相對(dui)較大的(de)(de)(de)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)有(you)三大缺點:
美國(guo)空(kong)(kong)(kong)軍(jun)2008年度預算(suan)計劃(hua)中,“阿(a)努(nu)比(bi)(bi)(bi)斯(si)計劃(hua)”被描述為“一(yi)種小型(xing)(xing)無(wu)人機,配備(bei)傳感(gan)器、數據鏈,裝(zhuang)備(bei)可在復雜環境(jing)下對時間敏感(gan)、可迅速(su)移動的(de)目(mu)標(biao)發(fa)起(qi)攻擊的(de)武器。”預算(suan)計劃(hua)中還(huan)稱(cheng),美國(guo)空(kong)(kong)(kong)軍(jun)研究實驗室完(wan)成(cheng)(cheng)開發(fa)后,該機型(xing)(xing)將用于空(kong)(kong)(kong)軍(jun)特戰(zhan)司令部。軍(jun)方對此沒有(you)(you)發(fa)表(biao)官(guan)方聲明(ming),對于媒體提出的(de)詢問,空(kong)(kong)(kong)軍(jun)也(ye)沒有(you)(you)做出任何(he)評論。但最新(xin)的(de)空(kong)(kong)(kong)軍(jun)研究與發(fa)展預算(suan)中簡短地提及了這項計劃(hua)。最新(xin)文件稱(cheng)“阿(a)努(nu)比(bi)(bi)(bi)斯(si)計劃(hua)”已經完(wan)成(cheng)(cheng),共耗資175萬美元。“阿(a)努(nu)比(bi)(bi)(bi)斯(si)計劃(hua)”的(de)現(xian)狀不(bu)得而知,有(you)(you)可能(neng)(neng)在研發(fa)結束后無(wu)疾而終,也(ye)有(you)(you)可能(neng)(neng)已經交到(dao)了空(kong)(kong)(kong)軍(jun)特戰(zhan)司令部手中。如果是第二種情況(kuang),那(nei)么它將解決“捕食(shi)(shi)者(zhe)加地獄(yu)火”組(zu)合(he)帶來了兩大問題:它能(neng)(neng)夠跟(gen)蹤(zong)并追捕最難捕捉的(de)目(mu)標(biao),在接近目(mu)標(biao)時,它裝(zhuang)備(bei)的(de)視頻(pin)傳感(gan)器可以讓其明(ming)確(que)辨別目(mu)標(biao),以便操(cao)作者(zhe)決定是否采取行動。在埃及神話中,阿(a)努(nu)比(bi)(bi)(bi)斯(si)神負責(ze)稱(cheng)量(liang)死者(zhe)的(de)心(xin)臟(zang),決定他們是否能(neng)(neng)得到(dao)永(yong)生。而“阿(a)努(nu)比(bi)(bi)(bi)斯(si)”無(wu)人機同樣要(yao)執(zhi)行這種精確(que)判斷的(de)任務。此外與重(zhong)達20磅的(de)“捕食(shi)(shi)者(zhe)”相(xiang)比(bi)(bi)(bi),這種只有(you)(you)不(bu)足一(yi)磅重(zhong)的(de)無(wu)人機帶來的(de)附帶損傷無(wu)疑可以降(jiang)到(dao)最低。
與常(chang)規飛(fei)行(xing)器相比,人(ren)(ren)(ren)(ren)們對(dui)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)的(de)空氣(qi)動(dong)(dong)(dong)力(li)學(xue)(xue)機(ji)(ji)(ji)理知之甚少,0.076m以下(xia)的(de)飛(fei)行(xing)器的(de)空氣(qi)動(dong)(dong)(dong)力(li)學(xue)(xue)特性對(dui)人(ren)(ren)(ren)(ren)們來說(shuo)還是個(ge)謎。美(mei)(mei)國(guo)是對(dui)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)領域進行(xing)研(yan)究的(de)最早的(de)國(guo)家,并已取(qu)得了(le)重(zhong)大成果,其所研(yan)制的(de)MicroStar固定翼(yi)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)已經在(zai)阿富汗(han)戰爭中試(shi)用。美(mei)(mei)國(guo)加(jia)利福尼亞理工(gong)學(xue)(xue)院(yuan)微(wei)(wei)(wei)機(ji)(ji)(ji)械加(jia)工(gong)實驗室在(zai)2000年研(yan)制了(le)一個(ge)基于MEMS的(de)微(wei)(wei)(wei)電機(ji)(ji)(ji)驅動(dong)(dong)(dong)、電池供電、質量僅(jin)約10g左右的(de)撲(pu)翼(yi)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji),由于微(wei)(wei)(wei)型(xing)電池動(dong)(dong)(dong)力(li)有(you)限,最多(duo)僅(jin)持續飛(fei)行(xing)了(le)18s。美(mei)(mei)國(guo)最新研(yan)制的(de)撲(pu)翼(yi)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)已經能夠在(zai)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)線電控制器的(de)遙控下(xia)飛(fei)行(xing)約6min,這(zhe)是公(gong)開報道(dao)的(de)、有(you)技術(shu)細節的(de)、可(ke)以持續飛(fei)行(xing)且(qie)飛(fei)行(xing)時間最長的(de)撲(pu)翼(yi)微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)。美(mei)(mei)國(guo)通用原子航空系統公(gong)司宣布,曾經參加(jia)過作戰行(xing)動(dong)(dong)(dong)的(de)RQ-1“捕食者”無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)駕駛飛(fei)機(ji)(ji)(ji)(UAV)最近(jin)在(zai)飛(fei)行(xing)中成功地發射(she)了(le)一架微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji),這(zhe)是歷史上第1次飛(fei)行(xing)中的(de)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)自攜(xie)帶并發射(she)另一架微(wei)(wei)(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)。
我國也對微(wei)型無(wu)人機(ji)(ji)展開了(le)系統(tong)的研究,航(hang)天科技集團(tuan)公(gong)司北京空氣(qi)動力研究所研制(zhi)的微(wei)型無(wu)人機(ji)(ji)已經進(jin)入了(le)自主(zhu)飛行樣(yang)機(ji)(ji)研制(zhi)試驗階(jie)段。它的動力裝(zhuang)置為衛星活塞式發(fa)動機(ji)(ji),具有微(wei)型電視攝像(xiang)機(ji)(ji)、數據傳輸設(she)備(bei)(bei)、電子(zi)干(gan)擾(rao)裝(zhuang)置及(ji)特種裝(zhuang)備(bei)(bei)等機(ji)(ji)載設(she)備(bei)(bei),由微(wei)型陀螺、微(wei)處(chu)理芯片機(ji)(ji)、微(wei)型GPS、舵(duo)機(ji)(ji)對它進(jin)行制(zhi)導與控制(zhi)。它的翼(yi)展為220-600mm;最(zui)大(da)起飛質(zhi)量0.12-1.5kg;性能數據:最(zui)大(da)平飛速度(du)>100km/h,巡(xun)航(hang)速度(du)60-72km/h,巡(xun)航(hang)高度(du)100-300m,最(zui)大(da)航(hang)程10-36km,最(zui)大(da)續航(hang)時間10-30min。
要(yao)想研(yan)制(zhi)出如此小的(de)無(wu)人機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),有許多(duo)極其重要(yao)的(de)工(gong)程問題需要(yao)解(jie)決,存在許多(duo)困難。發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)是關鍵(jian)問題,它(ta)必須(xu)在極小的(de)體積(ji)內(nei)產(chan)生足夠的(de)能(neng)量,并把它(ta)轉(zhuan)(zhuan)換為(wei)推力。微(wei)(wei)型(xing)(xing)無(wu)人機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)動(dong)(dong)(dong)力可以(yi)有好多(duo)種,如火箭(jian)、脈沖(chong)式噴(pen)氣(qi)發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、轉(zhuan)(zhuan)子發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)及內(nei)燃機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等,內(nei)燃發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)具有良好的(de)前(qian)景。微(wei)(wei)型(xing)(xing)內(nei)燃發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)熱(re)效率可能(neng)只有5%左右,功(gong)率密度一般為(wei)1W/g,發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)使用(yong)高能(neng)燃料。尚未制(zhi)成真(zhen)正可用(yong)的(de)內(nei)燃發(fa)(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),而且還必須(xu)克(ke)服噪聲和可靠性問題。電動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置也是很有前(qian)途的(de)。微(wei)(wei)型(xing)(xing)無(wu)人機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)電動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)可以(yi)利用(yong)電化學電池、燃料電池、微(wei)(wei)型(xing)(xing)渦(wo)輪發(fa)(fa)電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、熱(re)光電發(fa)(fa)電機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、太陽能(neng)電池或電子束能(neng)量系統作為(wei)能(neng)源。前(qian)三者被認為(wei)是最適用(yong)的(de),但(dan)還沒有被應用(yong)。
由于尺寸小速(su)度低,微型機(ji)要(yao)(yao)比普通(tong)飛(fei)(fei)機(ji)在(zai)較低的(de)(de)(de)雷諾數下飛(fei)(fei)行。這(zhe)時(shi)空(kong)氣的(de)(de)(de)粘滯力(li)很大(da)(da),與大(da)(da)飛(fei)(fei)機(ji)相比,微型機(ji)按比例所受的(de)(de)(de)阻(zu)力(li)更大(da)(da)。研究高效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)氣動(dong)外形(xing)成為研究微型無人機(ji)的(de)(de)(de)重要(yao)(yao)核(he)心內容。通(tong)常情況(kuang)下,這(zhe)方面研究還(huan)缺(que)乏(fa)有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)理論和實(shi)踐,“仿生(sheng)”仍是(shi)最有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)捷徑方法。并且(qie),微型無人機(ji)螺旋(xuan)槳的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率有(you)限。在(zai)飛(fei)(fei)機(ji)長15cm時(shi),螺旋(xuan)槳還(huan)可以有(you)效(xiao)(xiao)地工(gong)(gong)作,但7.6cm是(shi)它的(de)(de)(de)下限,在(zai)這(zhe)以下,就需要(yao)(yao)采用撲翼技(ji)術,這(zhe)種技(ji)術還(huan)需要(yao)(yao)許多基礎研究工(gong)(gong)作。
微型(xing)(xing)無人(ren)(ren)機(ji)必須實(shi)現垂(chui)直起(qi)降、懸停(ting)和(he)爬行(xing)等特殊飛(fei)(fei)(fei)行(xing)要求,單靠已有的發(fa)動(dong)機(ji)裝(zhuang)置和(he)配置結(jie)構(gou)都難(nan)于實(shi)現這一(yi)(yi)目標,怎(zen)樣(yang)控制(zhi)微型(xing)(xing)無人(ren)(ren)機(ji)飛(fei)(fei)(fei)行(xing)是一(yi)(yi)個難(nan)點,至少要有一(yi)(yi)個飛(fei)(fei)(fei)行(xing)控制(zhi)系(xi)(xi)統來(lai)控制(zhi)它(ta),并(bing)可執(zhi)行(xing)控制(zhi)人(ren)(ren)員的機(ji)動(dong)命(ming)令(ling)。一(yi)(yi)旦飛(fei)(fei)(fei)到(dao)空中,微型(xing)(xing)無人(ren)(ren)機(ji)需(xu)要保持它(ta)與控制(zhi)人(ren)(ren)員的通信聯系(xi)(xi),由于體積的限制(zhi),微型(xing)(xing)無人(ren)(ren)機(ji)只能采用微波(bo)通信方(fang)式,盡管微波(bo)可以(yi)傳播大量的數據,但它(ta)不能穿透(tou)墻壁,因而只能在視距(ju)內使用。當飛(fei)(fei)(fei)機(ji)飛(fei)(fei)(fei)出(chu)視線或視線以(yi)下時,可以(yi)利(li)用全球(qiu)定(ding)位系(xi)(xi)統(GPS)來(lai)確定(ding)它(ta)的位置,但最小的GPS裝(zhuang)置的功率至少需(xu)要0.5W,天(tian)線質量達(da)20-40g,并(bing)且天(tian)線尺寸又大,因而無法(fa)采用,需(xu)要進(jin)一(yi)(yi)步的改(gai)進(jin)。
要想在戰場上實際應用,微型無人(ren)機(ji)還需要攜帶(dai)各種(zhong)偵察傳(chuan)感器(qi),如電視攝像機(ji)、紅外、音響及生(sheng)化探(tan)測器(qi)等。這些都必須(xu)是(shi)超(chao)輕質量的微型傳(chuan)感器(qi),因而部件小型化是(shi)傳(chuan)感器(qi)技術發展(zhan)的關鍵問題。
美(mei)國大力(li)發(fa)(fa)展微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)技(ji)術(shu),并研制(zhi)出(chu)(chu)各種微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)平臺(tai),有固(gu)定翼、旋翼及撲翼式3種。微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)的(de)研制(zhi)始于(yu)1990年(nian)(nian)(nian)(nian)代中期,第一(yi)個(ge)飛行(xing)(xing)樣機(ji)(ji)出(chu)(chu)現于(yu)1990年(nian)(nian)(nian)(nian)代末期。1996年(nian)(nian)(nian)(nian),美(mei)國國防高級(ji)研究計劃局(ju)授(shou)予航(hang)(hang)境公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)一(yi)項研制(zhi)合同,進(jin)(jin)行(xing)(xing)制(zhi)造(zao)微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)的(de)可(ke)行(xing)(xing)性研究。該(gai)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)制(zhi)造(zao)出(chu)(chu)了(le)“黑寡婦”固(gu)定翼微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)。該(gai)機(ji)(ji)為直徑152mm的(de)圓盤形(xing),采(cai)用(yong)輕木結構,螺旋槳驅(qu)動(dong)。1997年(nian)(nian)(nian)(nian)底,使用(yong)鋰(li)(li)電(dian)池不帶載(zai)荷進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)16分鐘的(de)飛行(xing)(xing)。另一(yi)架“黑寡婦”在(zai)1999年(nian)(nian)(nian)(nian)年(nian)(nian)(nian)(nian)中進(jin)(jin)行(xing)(xing)了(le)重新設計,最大起飛質量(liang)60g,最大載(zai)荷量(liang)7g,翼展15cm,續航(hang)(hang)時(shi)間22分鐘,航(hang)(hang)程2km。隨后,航(hang)(hang)境公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)開發(fa)(fa)出(chu)(chu)了(le)“蝗(huang)蟲(chong)”固(gu)定翼微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji),翼展33cm,總質量(liang)17g。2002年(nian)(nian)(nian)(nian)8月,一(yi)架試驗型(xing)(xing)“蝗(huang)蟲(chong)”飛行(xing)(xing)時(shi)間超過了(le)100分鐘。此外該(gai)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)還開發(fa)(fa)出(chu)(chu)了(le)“大黃蜂(feng)”固(gu)定翼微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji),動(dong)力(li)系統采(cai)用(yong)氫燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)池,而不是(shi)大多(duo)數微(wei)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)鋰(li)(li)電(dian)池。“大黃蜂(feng)”質量(liang)為170g,翼展38cm。2005年(nian)(nian)(nian)(nian)1月,美(mei)國霍(huo)(huo)尼(ni)韋(wei)爾公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)開始了(le)涵道風扇小(xiao)型(xing)(xing)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)的(de)飛行(xing)(xing)試驗。該(gai)無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)高56cm、寬35.5cm、質量(liang)2.2kg,樣機(ji)(ji)還將交(jiao)付(fu)美(mei)國陸軍進(jin)(jin)一(yi)步試驗。霍(huo)(huo)尼(ni)韋(wei)爾公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)在(zai)該(gai)項目的(de)主要合作伙伴是(shi)常規無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)制(zhi)造(zao)商AAI公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si),該(gai)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)將制(zhi)造(zao)其(qi)機(ji)(ji)身。盡(jin)管動(dong)力(li)系統采(cai)用(yong)汽(qi)油發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji),但霍(huo)(huo)尼(ni)韋(wei)爾公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)希(xi)望在(zai)2006年(nian)(nian)(nian)(nian)前研制(zhi)出(chu)(chu)重質燃(ran)(ran)料(liao)型(xing)(xing)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)。美(mei)國軍事技(ji)術(shu)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)(si)的(de)“背(bei)包式無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)監視瞄(miao)準與增強偵(zhen)察”無(wu)(wu)(wu)(wu)人(ren)(ren)(ren)(ren)(ren)機(ji)(ji)系統已經出(chu)(chu)售(shou)給美(mei)國陸軍和英(ying)國國防部用(yong)于(yu)測(ce)試和評估。
(1)美(mei)國空軍(jun)完(wan)成(cheng)精確打擊微型無人機研發
美(mei)(mei)(mei)國《連線》雜志網站2008年(nian)1月(yue)5日(ri)報道(dao),美(mei)(mei)(mei)國空(kong)軍(jun)已經(jing)成功研(yan)發了(le)一種可精確打(da)擊目標的(de)(de)微型(xing)(xing)無人(ren)機。2008年(nian),美(mei)(mei)(mei)國空(kong)軍(jun)研(yan)究實驗室開始研(yan)發一種體(ti)(ti)型(xing)(xing)微小的(de)(de)武(wu)裝無人(ren)機,準備配備給美(mei)(mei)(mei)國特(te)種部隊,執(zhi)行(xing)對(dui)“具有較高(gao)價值(zhi)的(de)(de)目標”的(de)(de)殺傷任務。軍(jun)方(fang)不會透露(lu)這項名(ming)為“阿努比斯(si)(Anubis)”的(de)(de)計劃(hua)的(de)(de)具體(ti)(ti)執(zhi)行(xing)情況,但(dan)據軍(jun)方(fang)預(yu)算(suan)文件記錄(lu),美(mei)(mei)(mei)國空(kong)軍(jun)工程師已經(jing)在“裝備新型(xing)(xing)導引(yin)/追蹤傳感器算(suan)法(fa)、能夠對(dui)較高(gao)價值(zhi)目標發起(qi)攻擊的(de)(de)微型(xing)(xing)飛行(xing)器(Mirco-Air Vehicle, MAV)”方(fang)面取(qu)得了(le)成功。
近幾年來(lai),美國軍方越來(lai)越多(duo)地使用“捕食者(zhe)”和“收(shou)割者(zhe)”這類無人機(ji),利用它們裝備的“地獄(yu)火”(Hellfire)導彈在阿(a)富汗(han)和巴(ba)基斯坦對恐怖分子頭目發動定點(dian)攻擊。但(dan)這些體型相對較(jiao)大的無人機(ji)有(you)三大缺(que)點(dian):
首先,無(wu)法精確確定具體擊中的(de)(de)目標。在2002年那起著名的(de)(de)無(wu)人(ren)機誤殺(sha)事件中,中央(yang)情(qing)報局特(te)工(gong)在阿富(fu)汗帕克蒂亞省(sheng)向一位平(ping)民(min)發射了“地獄火”導彈。這位平(ping)民(min)因為(wei)身材異(yi)乎尋常的(de)(de)高大,被無(wu)人(ren)機操縱者認定是身高6英尺5英寸(cun)(約合1.96米)的(de)(de)本·拉(la)丹(dan)。然(ran)而實際上,受害者只是一位無(wu)辜的(de)(de)阿富(fu)汗農民(min)。
第二,“地獄(yu)火(huo)”導(dao)彈并不是(shi)執(zhi)行這類任(ren)務的最(zui)佳武器。這種型(xing)號的導(dao)彈最(zui)初是(shi)為反坦克任(ren)務設計的,因(yin)此(ci)靈敏度并不特別高,也(ye)不適合像汽車、摩托車這樣可(ke)以在最(zui)后(hou)一秒(miao)鐘轉向、躲避(bi)襲擊(ji)的目標。
第三,這類(lei)襲擊通常(chang)會在殺(sha)傷目(mu)標的(de)同時(shi)波(bo)及其他人,因此常(chang)有(you)誤(wu)傷無辜(gu)的(de)危險。
由于上述缺點的存(cun)在,“阿努比斯計劃(hua)”應運而生(sheng)。美(mei)國特種部隊(dui)已經開(kai)始廣泛使用“航境”(AeroVironment)公司開(kai)發的“黃(huang)蜂”(Wasp)無人(ren)機,這是現役(yi)體型(xing)最小的無人(ren)機,不(bu)足一英鎊重,持續航行能力(li)在45分鐘左(zuo)右,視距控制(zhi)最大為3英里。
相對于較(jiao)大型的(de)飛行(xing)器,這些性能數據似乎很(hen)有限。但“黃蜂”的(de)特長在于近(jin)距離偵察。它使(shi)用較(jiao)為安靜的(de)電動發(fa)動機,因(yin)此可以不(bu)被發(fa)現的(de)情況(kuang)下接近(jin)目標(biao)。
美(mei)國空軍(jun)2008年度預算計(ji)(ji)劃中,“阿努比斯計(ji)(ji)劃”被描(miao)述為“一(yi)種(zhong)小型無(wu)人(ren)機(ji),配(pei)備傳感(gan)器、數據鏈(lian),裝(zhuang)備可在復雜環境下對時(shi)間敏(min)感(gan)、可迅速(su)移(yi)動的目標發起攻擊的武器。”預算計(ji)(ji)劃中還稱,美(mei)國空軍(jun)研究實驗室完成(cheng)開發后(hou),該(gai)機(ji)型將(jiang)用于空軍(jun)特戰司(si)令(ling)部。
軍方對此(ci)沒有(you)發(fa)表(biao)官(guan)方聲(sheng)明,對于媒體提(ti)(ti)出(chu)的詢問(wen),空(kong)軍也沒有(you)做出(chu)任何評(ping)論。但最新(xin)的空(kong)軍研究與發(fa)展預算中簡短地提(ti)(ti)及了(le)這項計(ji)劃。最新(xin)文件稱“阿(a)努比斯計(ji)劃”已經完(wan)成,共耗資175萬美元。
“阿努比斯(si)計劃”的(de)現狀不得而知(zhi),有(you)可能(neng)在(zai)研發結束(shu)后無(wu)疾而終(zhong),也有(you)可能(neng)已(yi)經交到了空軍特(te)戰司令部手中(zhong)。如果(guo)是第(di)二種(zhong)情況,那么它(ta)將解決(jue)“捕(bu)食者加地獄火”組合帶來了兩大(da)問題:它(ta)能(neng)夠跟蹤并(bing)追捕(bu)最難捕(bu)捉的(de)目(mu)標,在(zai)接近目(mu)標時,它(ta)裝備(bei)的(de)視(shi)頻傳感器(qi)可以(yi)讓(rang)其明確辨別(bie)目(mu)標,以(yi)便操作者決(jue)定是否采取行動。在(zai)埃及神話中(zhong),阿努比斯(si)神負責稱量(liang)死者的(de)心臟,決(jue)定他(ta)們(men)是否能(neng)得到永(yong)生。而“阿努比斯(si)”無(wu)人機同(tong)樣要執行這(zhe)種(zhong)精確判斷的(de)任務。
此外,與(yu)重達20磅的“捕食者”相比,這種只有不(bu)足一(yi)磅重的無人(ren)機帶來的附帶損傷無疑可以降到最低。
(2)洛馬(ma)公司的超微型無人機
美國防(fang)部(bu)所屬(shu)專(zhuan)門負責美軍(jun)新概念武器研(yan)(yan)發的美國國防(fang)高級(ji)研(yan)(yan)究計劃(hua)局與洛馬公司簽訂了一項(xiang)1700萬(wan)美元的合同,由洛馬公司負責設計出一種新型(xing)(xing)超級(ji)微型(xing)(xing)無人(ren)機,這種無人(ren)機將能夠在敵方毫(hao)無知覺的情況(kuang)下飛進(jin)室內執行(xing)偵(zhen)察任務,這就是世界(jie)上最小的無人(ren)機,能有(you)多(duo)小?僅(jin)有(you)楓樹(shu)籽那樣(yang)大小。
這種新型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)僅2.5cm長,最大起飛(fei)質量只有(you)10g。根據(ju)美(mei)軍(jun)劃分,這種無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)形狀和(he)大小僅和(he)一(yi)枚楓樹籽相當,可謂是一(yi)種名副(fu)其實的(de)(de)超級微型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)。洛(luo)馬(ma)公(gong)司將設計出(chu)這種無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)總體框(kuang)架,并研制出(chu)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)發動機(ji)(ji)、機(ji)(ji)體和(he)飛(fei)行控制系統。
這種(zhong)史無(wu)(wu)前例的(de)超(chao)級(ji)微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji),體(ti)形雖小(xiao),但(dan)將會是“五臟俱全(quan)”。除(chu)了所(suo)有的(de)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)都(dou)裝備有的(de)動(dong)力系(xi)統(tong)(tong)外,這種(zhong)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)還將配備遙感勘測儀、導航系(xi)統(tong)(tong)、成(cheng)像傳(chuan)感器和數據傳(chuan)輸(shu)系(xi)統(tong)(tong)等(deng)。美軍規劃,這種(zhong)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)在研制成(cheng)功后,將首先用于反(fan)恐戰場上(shang)。無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)操作(zuo)員最(zui)遠可(ke)以在距離所(suo)要偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)地(di)區(qu)約800m外的(de)地(di)方(fang)放飛,無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)的(de)機(ji)(ji)(ji)身下安裝有攝像頭,可(ke)通(tong)過數據鏈將前進(jin)路(lu)線狀(zhuang)況實時傳(chuan)輸(shu)給(gei)操作(zuo)員,便于操作(zuo)員的(de)飛行(xing)操縱。在飛進(jin)室內或到達指定區(qu)域后,操作(zuo)員遙控啟(qi)動(dong)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)上(shang)的(de)偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)裝備,開始執(zhi)行(xing)偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)任務。這種(zhong)超(chao)級(ji)微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)的(de)最(zui)大(da)作(zuo)戰特點是機(ji)(ji)(ji)動(dong)靈活、隱蔽性(xing)好,機(ji)(ji)(ji)身上(shang)所(suo)攜帶的(de)成(cheng)像傳(chuan)感器可(ke)使(shi)其(qi)晝夜執(zhi)行(xing)偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)和監視任務。此(ci)外,超(chao)級(ji)微(wei)型(xing)無(wu)(wu)人(ren)(ren)機(ji)(ji)(ji)由于體(ti)積(ji)小(xiao),還可(ke)偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)一些大(da)型(xing)偵(zhen)(zhen)(zhen)察(cha)(cha)兵器無(wu)(wu)法進(jin)入的(de)區(qu)域。
以(yi)(yi)(yi)(yi)色(se)列(lie)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)工業公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“蚊(wen)1”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研制始于(yu)2001年(nian),2003年(nian)1月1日(ri)首次(ci)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)。該機(ji)(ji)翼展(zhan)(zhan)30cm,質量(liang)(liang)250g,續(xu)航時(shi)間(jian)40分鐘。“蚊(wen)1.5”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)質量(liang)(liang)為(wei)(wei)首架樣(yang)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩倍,翼展(zhan)(zhan)34cm。“蚊(wen)1.5”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)于(yu)2004年(nian)試飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)成功。二者主要(yao)區別(bie)在于(yu)“蚊(wen)1.5”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)自(zi)(zi)主飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing),能(neng)(neng)(neng)(neng)按(an)全球(qiu)定(ding)位系(xi)(xi)統(tong)(tong)指示(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)航路(lu)點(dian)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing),而(er)“蚊(wen)1”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)不(bu)具備(bei)這(zhe)種(zhong)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),因為(wei)(wei)其體積(ji)太小,不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)集成飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)控制系(xi)(xi)統(tong)(tong)和全球(qiu)定(ding)位系(xi)(xi)統(tong)(tong)。“蚊(wen)1”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)無(wu)線電操縱,但配(pei)備(bei)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)計算機(ji)(ji)和提供(gong)航路(lu)點(dian)后具有(you)自(zi)(zi)主飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。自(zi)(zi)主飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)是(shi)微(wei)型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵,沒有(you)這(zhe)種(zhong)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)其工作能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)就(jiu)受限制。為(wei)(wei)了獲得飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)控制、穩定(ding)性(xing)(xing)和航路(lu)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)參數(shu),以(yi)(yi)(yi)(yi)色(se)列(lie)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)工業公(gong)司(si)對“蚊(wen)1.5”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)了大(da)約100小時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)。“蚊(wen)1.5”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)、質量(liang)(liang)與其性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)之間(jian)也同樣(yang)存在折衷選(xuan)擇的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti),比如進(jin)行(xing)(xing)載荷與電池質量(liang)(liang)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)折衷選(xuan)擇,使用(yong)10~20g的(de)(de)(de)(de)(de)(de)攝像機(ji)(ji)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)提供(gong)一個(ge)小時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)續(xu)航時(shi)間(jian)。低速飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)控性(xing)(xing)和機(ji)(ji)動性(xing)(xing)也是(shi)一個(ge)急待解決的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。由于(yu)這(zhe)種(zhong)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)行(xing)(xing)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度限制,它不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)用(yong)于(yu)所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)軍事行(xing)(xing)動,僅適于(yu)與其速度和攝像機(ji)(ji)要(yao)求相適應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作戰環境。以(yi)(yi)(yi)(yi)色(se)列(lie)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)工業公(gong)司(si)致力(li)于(yu)微(wei)型(xing)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)推進(jin)裝置、電池以(yi)(yi)(yi)(yi)及技術模型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu),旨在提高“蚊(wen)”式(shi)(shi)(shi)無(wu)人(ren)機(ji)(ji)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。近期內(nei)還要(yao)利(li)用(yong)現(xian)行(xing)(xing)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)氣動力(li)特性(xing)(xing)解決低速度條件下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)(ji)動性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)問題(ti)。以(yi)(yi)(yi)(yi)色(se)列(lie)飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)機(ji)(ji)工業公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)I-See無(wu)人(ren)機(ji)(ji)質量(liang)(liang)不(bu)到(dao)1kg,翼展(zhan)(zhan)為(wei)(wei)2.9m,能(neng)(neng)(neng)(neng)攜(xie)載光電傳(chuan)感(gan)器(電視)或者紅(hong)外傳(chuan)感(gan)器,具備(bei)自(zi)(zi)動起飛(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)(fei)和自(zi)(zi)動傳(chuan)輸數(shu)據能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。
小型化直升(sheng)機(ji)已經出現(xian),其中包(bao)括日本精工愛普生(sheng)公(gong)司研制的“微型飛行機(ji)器人”樣機(ji),是世界(jie)最小的無人駕駛直升(sheng)機(ji),質量只有9g,高度僅為2.8cm。
歐(ou)洲航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)防務多尼爾公(gong)司(si)生產的(de)Do-MAV無人(ren)(ren)機(ji)(ji)質量約510g,翼展42cm,續(xu)航(hang)時間(jian)超(chao)(chao)過30分(fen)鐘,法國和英國已對該機(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)演示論證。英國航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)系統公(gong)司(si)對“微星”微型(xing)無人(ren)(ren)機(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)了進(jin)一(yi)步的(de)研(yan)制。“微星”微型(xing)無人(ren)(ren)機(ji)(ji)為三角翼平(ping)臺(tai),續(xu)航(hang)時間(jian)超(chao)(chao)過20分(fen)鐘。德(de)國的(de)EMT公(gong)司(si)已研(yan)制出2種微型(xing)無人(ren)(ren)機(ji)(ji),即“扇風機(ji)(ji)”垂直起降旋翼無人(ren)(ren)機(ji)(ji)和“天(tian)皇(huang)”固定翼手持發射無人(ren)(ren)機(ji)(ji)。“扇風機(ji)(ji)”無人(ren)(ren)機(ji)(ji)執行(xing)(xing)任(ren)務半徑超(chao)(chao)過500m,續(xu)航(hang)時間(jian)超(chao)(chao)過15分(fen)鐘,起飛質量約750g。“天(tian)皇(huang)”無人(ren)(ren)機(ji)(ji)具有類似的(de)特性,但起飛質量約為500g。
據美國(guo)媒(mei)體報道,中(zhong)國(guo)剛(gang)剛(gang)公布(bu)了其(qi)CH-901管射(she)巡飛(fei)彈的詳細信息,一(yi)款便攜式(shi)殺手無人機,士兵可以隨身(shen)攜帶,然后(hou)現場發射(she),追(zhui)蹤(zong)并(bing)(bing)攻擊對手。中(zhong)國(guo)人在這(zhe)領域并(bing)(bing)非是第一(yi)家,美國(guo)于2011年推出了“彈簧刀”無人機并(bing)(bing)在阿富(fu)汗使用了它(ta)。但(dan)是,這(zhe)是中(zhong)國(guo)軍隊的一(yi)大舉措。
中國軍(jun)隊(dui)飛(fei)行五花八門的(de)(de)無人機(ji)(ji),從小型手推系統的(de)(de)巨型“神鷹”,雙機(ji)(ji)身飛(fei)機(ji)(ji)旨(zhi)在(zai)(zai)遠程(cheng)探測(ce)隱形飛(fei)機(ji)(ji)。有(you)些是(shi)西方模(mo)式仿(fang)制(zhi)(zhi)品(pin):在(zai)(zai)20世紀60年代,中國在(zai)(zai)其領土上空擊(ji)落美國“火蜂”無人機(ji)(ji)之后,中國仿(fang)制(zhi)(zhi)它(ta)們,于1972年建造了“長虹”1無人機(ji)(ji),此外,中國的(de)(de)無人機(ji)(ji)商業(ye)有(you)許多(duo)民間企業(ye)。最著名的(de)(de)是(shi)大(da)疆,其在(zai)(zai)消費無人機(ji)(ji)市(shi)場(chang)占有(you)70%的(de)(de)份額。
雖然CH-901在亞洲防(fang)務展展示過,但(dan)是它(ta)是中國第一款(kuan)戰術(shu)攻擊無(wu)人機。它(ta)有兩種配置,搭載不是爆彈(dan)頭就是額外(wai)的攝像機和回收降落傘(san)。顯(xian)然,這是仿(fang)制(zhi)以(yi)色列像“英雄”-30神(shen)風微(wei)型無(wu)人機。這款(kuan)CH-901的起飛重量為(wei)20磅,相比(bi)之下(xia),美國的“彈(dan)簧刀”無(wu)人機到(dao)6磅。
大(da)(da)小規(gui)模的原因是(shi)有效載荷,它可(ke)以超過6磅(bang)(bang)。雖然“彈簧刀”不足一磅(bang)(bang)彈頭(tou)是(shi)針對打擊人(ren)員和輕型車輛,但是(shi)CH-901將能(neng)夠清除(chu)更(geng)廣泛的各種目標。在(zai)這方面,它類似于波蘭“戰友(you)”巡飛彈,其采用碎片(pian)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)藥或(huo)形裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)藥彈頭(tou)武裝(zhuang)(zhuang)(zhuang),能(neng)夠穿透4英寸裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)甲,摧(cui)毀坦(tan)克和輕型裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)甲車。不過,中國的無(wu)人(ren)機幾(ji)乎是(shi)“戰友(you)”無(wu)人(ren)機的兩倍大(da)(da)小。一枚6磅(bang)(bang)重(zhong)的彈頭(tou)可(ke)能(neng)無(wu)法穿透像(xiang)(xiang)M1“艾布拉姆斯(si)”主戰坦(tan)克的前裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)甲,但在(zai)攻擊中,它可(ke)以從上(shang)方突破頂部薄(bo)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)甲。像(xiang)(xiang)M2“布雷德利(li)”輕型車輛便是(shi)易如(ru)反掌。
標準的(de)(de)(de)CH-901的(de)(de)(de)配(pei)置是一組3架無人機,1根發射管和1臺控制(zhi)器,具有100英鎊的(de)(de)(de)總重量(liang)。中國稱之(zhi)為“單兵(bing)攜帶”(大概是負載可在(zai)兩(liang)個或(huo)更多的(de)(de)(de)士兵(bing)之(zhi)間拆分(fen)),或(huo)者可以安裝在(zai)像一輛(liang)越(yue)野車的(de)(de)(de)輕型汽(qi)車。據制(zhi)造商,無人機巡(xun)航速度每小(xiao)(xiao)時為40至75英里,偵察配(pei)置的(de)(de)(de)續航力(li)為2小(xiao)(xiao)時,作(zuo)為攻擊(ji)無人機續航力(li)為1小(xiao)(xiao)時,其航程(cheng)約10英里。偵察版本的(de)(de)(de)估(gu)計壽命為20次任務。
這(zhe)款CH-901是(shi)由中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)保(bao)利(li)(li)(li)(li)集團防務(wu)公(gong)司負責(ze)銷售,其聲(sheng)稱(cheng)是(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)頂級(ji)3家(jia)防務(wu)公(gong)司之一。2013年(nian)2月,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)保(bao)利(li)(li)(li)(li)技術(shu)公(gong)司(保(bao)利(li)(li)(li)(li)防務(wu)公(gong)司的(de)一部分),因違(wei)反制裁“伊朗,朝鮮(xian)和敘利(li)(li)(li)(li)亞不擴(kuo)散法(fa),而受(shou)到美國(guo)(guo)國(guo)(guo)務(wu)院的(de)制裁”。但是(shi)該公(gong)司否認(ren)發生(sheng)任何違(wei)約(yue)行為。這(zhe)架(jia)CH的(de)標記(ji)表明無人機(ji)是(shi)由中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)航天科技集團打造,其負責(ze)軍用無人機(ji)生(sheng)產2000年(nian)從CH-1到近期的(de)CH-803。