历史访谈:以下保留原稿中的研究经历与个人观点。
早在第一次世界大战期间,军用无人机就应运而生。随着信息技术的不断跃迁,军用无人机正处于一个技术发展日新月异的时代。在未来战场中,部署灵活、情报准确、将侦查和攻击有效结合的军用无人机必将大放异彩!
本期,就让我们一起走进号称“空中杀手”的军用无人机,了解一下无人机究竟是如何在战场中所向披靡的吧!
无人机小知识点
什么是无人机?
无人机是一种通过地面遥控,使无人设备自主在空中飞行,执行某些人为或自主任务的一种机械设备。

无人机结构分类
从结构上无人机可以分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇和扑翼无人机等。比较常用的是固定翼无人机和旋翼无人机。
固定翼无人机追求的主要是长航时、高飞行速度、和高飞行高度,对灵活性的要求比较高,所以它需要技术娴熟的远程驾驶员。而相反旋翼无人机由于它滞空时间的限制,包括电池能源的限制,它的飞行追求更简单、更稳定、更智能,所以它的发展方向是越来越新手友好型,需要驾驶员去学习的东西也越来越少。
现在有一个新的发展方向是倾转旋翼机,是固定翼和旋翼无人机的结合体。在起飞阶段,它是一个旋翼无人机,可以实现垂直起降;而到空中实现姿态稳定以后,它通过结构变化成为一个固定翼无人机。旋翼作为一个推进器,从而拥有固定翼无人机长航时高飞速的一个特点。但是由于它在空中变结构,所以对于控制的要求就比较高,控制难度比较高。

无人机机翼更多更稳定吗?
旋翼越多无人机越稳定,但是它的机动性能就越差。比如说在应对突发情况时,你用遥控器给它一个脉冲指令,比如说向左一米,它对于指令响应的速度就是它的机动能力。旋翼越多,它的机动能力相对来讲或者说在动能相同的情况下,它就越差;但是它在执行悬停任务的时候,也就越稳定。

扑翼无人机:仿生学产物
扑翼是一种仿生学无人机,它模仿蛾子、蝴蝶、鸟类的飞行机制。目前这个技术还不是很成熟,因为它的系统在运动过程中是动态变化的,导致它的控制难度非常大。同时还依赖于室内的定位、导航技术,比如视觉、红外等等,所以它还很难自主的在外面执行任务,但是作为飞行表演可能已经相对成熟了。

无人机用途分类
从用途上无人机可以分为军用无人机和民用无人机,军用无人机主要在战场上执行任务,比如在战场环境中进行侦查。它可以作为诱饵执行电子对抗或者是通信中继等任务,它还可以作为精确打击的火力载体,以及军演上的打击等任务。
民用无人机就比较常见了。比如说我们平时看到的无人机灯火表演,电力巡线,这些属于巡查和监视无人机。在农业上有植保无人机,用于播种,农药喷洒、健康监测等。还有其他比如气象无人机、勘探无人机、测绘无人机等,都是民用上比较常见的一些应用场景。

无人机在战场上的优势
无人机相较有人机成本比较低,它不需要昂贵的人员训练费用和维护费用。人在战争中是最宝贵的资源,如果使用有人机,就需要考虑人的安全性和舒适性,成本就会更高。而无人机的尺寸相对更小,它的设计也不受到驾驶员生理条件的限制,可以完成很多大强度的工作。
第二,无人机对地勤保障的要求更低,所以它的检修和维护也更加简单。
第三,操作人员无需亲临战场,就可以对无人机进行控制,这使得无人机操作人员的安全更有保障。有人机的安全系数很高,但是还是有小概率的毁伤事件发生;而无人机最多是因为意外无法回收,但不存在人员的安全风险。毕竟在战场上人是最宝贵的资源。
第四点是无人机对于起降的场地要求很低,很多小型的无人机甚至可以手持或者抛投进行起飞,这更利于人员的隐蔽,提高在他们在战场上的存活率。
无人机在军用上的弱点
无人机的缺点就是它缺乏人面对突发事件时的应变能力。尤其在战场环境中有强信号干扰时,就会导致信号接收机与地面工作站失去联系,也可能会导致机载的电子设备失灵。这对于无人机来说这是致命的。
第二点,它对于有较强的防空能力的敌人来说,没有优势可言,它的生存能力相对较弱一些。
第三点是无人机的飞行速度较之有人战斗机较慢,同时它抗风扰和气流的能力也很差。所以在大风和乱流的飞行环境中,无人机很容易偏离航线。无人机通常工作在对流层,不像战斗机工作在平流层,所以它面临的天气现象也比较多,会导致更容易受损,影响它工作的状态。

针对这些弱点,目前是否有好的技术解决方案呢?
提高无人机的战场生存能力,是无人机研究一直追求的目标。
在研发上有两个重要方向,第一是提高它的隐身能力,提高它的抗干扰能力,提高、改善它数据链路的安全性和可靠性。另一个方向是把无人机改造成为一次性的产品,作为比如说像巡飞弹、或者像自杀式的无人机。由于它的结构相对更加简单,对于性能的要求比较低,我们期望一次性使用无人机之后销毁。这是一种通过降低我方成本来提高战争收益的方式。

无人机军用实录
阿塞拜疆和亚美尼亚战争中的无人机
以阿塞拜疆和亚美尼亚战争为例,阿塞拜疆的无人机体系比较完善,各种类型的无人机都有,这也使得阿塞拜疆在战争中占尽了优势。
阿塞拜疆的无人机主要是从以色列和土耳其进口,包括一些自杀式的巡飞弹和战术侦察以及打击无人机,它们都配备了一些高精度的小型弹药。比如说航程较远的哈比无人机也称为竖琴,它的重量为135公斤,战斗部23公斤,续航时间可以达到6个小时。飞行距离最远可以有1000公里,它最好的战果是击毁了亚美尼亚军方的一个s300导弹系统。所以对于比较小的国家来说,这是一种航程较远的无人机,可以实现远程的作战。

第二类是阿塞拜疆的空中打击者无人机,它的重量大约在35公斤,战斗部可以达到5-10公斤。飞行的时长可达两个小时,射程最远300公里,常用于步兵作战。还有一款叫Orbiter的无人机,是阿塞拜疆小型的无人机,它的起飞重量大约13公斤,战斗部三公斤,最快飞行时速126公里每小时,滞空时长可以达到2.5小时,为了提高阿塞拜疆对于无人机的补充能力,它也对Orbiter-1K这款自杀式无人机进行了仿制,从而实现了战场战损后的自我补充。

考虑到无人机低廉的价格,就算阿塞拜疆与亚美尼亚互换了战损,阿塞拜疆也是比较占优势的。而且从重量航程等来看,阿塞拜疆确实已经构建了一个很完善的无人机作战体系,各类不同的无人机也可以发挥着不同的作用。在每一个方面都有专用的无人机,所以亚美尼亚在战争中受损严重。
而这类无接触非对称的作战模式也将重新定义现代战争,它对于我们国家的陆军和海军也有一定的启发。

印太地区的无人机
固定翼的无人机相对价格更高一些,它的功能也更强大,滞空时间更长,载荷也比较大。比如2017年美国向印度出口的MQ-9B这一款海上守卫者无人机,当时美国向印度出口了22架,合同总金额约20亿美元,平均一架无人机就接近一亿美元。而该机的飞行半径可以达到7000公里,加之飞行高度高,飞行速度快,攻击的范围广,侦查能力强,所以是一款很难得的无人机,也非常对得起它的价格。
编辑核对:2017年美印官方声明是向印度提出SeaGuardian销售供其考虑,并不证明当年已完成22架交付。原访谈的合同金额与机型参数未在该声明中得到确认,保留为历史陈述。
这款飞机帮助印度增强了海上搜索的能力,也增强了它在印太地区的海洋态势感知的能力。

无人机的硬指标
至关重要的“载荷能力”、“续航时间”
载重能力一般是弹药的重量。武器一般被认为无人机的一部分,所以我们并不将它算到它的载荷里。比如说炸药、导弹、机枪的子弹等等,就是我们称它为载荷能力。
举个例子,比如说我们常见的有人直升机,它的格斗导弹基本上重量就在10千克左右。如果它的载重能力可以达到500千克的话,它就可以携带大约50枚近程的直升机格斗导弹,成为一个非常强大的火力支援。同样的载重能力可以携带两枚射程在1000公里左右的中程导弹,是具有非常大威胁力的。

国产骄傲 – 彩虹5无人机
我们国家几年前出了一款彩虹5无人机,是航天科技集团十一院自主研发的一款中高端的大型察打一体的无人机。它的载重超过500千克,可以连续飞行40个小时以上,而它进化版的续航能力甚至达到了120个小时,意味着它的最大飞行距离超过1万公里。它可以作为一种小型低成本的预警机,执行诸如联合地面监测、指挥控制,电子信息侦查与对抗,战场综合态势感知等任务。
彩虹5这款无人机在性能上有全面的提升,不管是续航能力还是载重能力,都远好于美国的海上守卫者无人机。
彩虹5的航程可以达到1万公里,但是价格要更便宜,可能连海上守卫者无人机的一半都没有,而且它的载重能力也是非常优异的。从各个方面都比海上守卫者无人机要略好一些。

科普分享人:煮鸡蛋蘸辣酱
编辑:蜜桃乌龙
采访:饭团,卡路里
录音:蜜桃乌龙
*本文仅代表作者个人观点,不代表本网站观点。
补充核对资料
来源与编辑记录
根据博士科普公众号完整历史文章导出恢复。
校订说明:历史访谈完整保留;已校订“倾转”“印太”与研发单位名称、Gremlins图注国别,并区分销售提议与实际交付。原机型参数和比较属于当时发言,非现行规格或严格横评。