從替代到融合

自1913年自動駕駛儀應用以來，無人機逐漸在航空發展史上占有一席之地，鑒于其低損耗、零傷亡、機動限制小、可重復使用等優勢，使用范圍日益廣闊：在軍事方面，可用于偵察、監視、通信中繼、電子對抗和早期預警等；在民用方面，可用于大地測量、氣象觀測、城市環境檢測、地球資源勘探和森林防火等；在科學研究領域，可用于大氣研究、核生化污染區取樣與監控、新技術設備驗證等。1976年以色列率先將無人機用于對埃及的戰爭，取得顯著效果，從此無人機成為軍事裝備領域最熱門的發展科目之一。但不得不承認，公眾對于無人機概念、無人機研制采購模式乃至無人機發展方向都存在一定的模糊認識。

明確概念

關于無人機的概念，各國軍方及航空工業技術部門未能給出一個清晰而嚴格的定義。

美國國防部的定義是：機上不載有操作人員，利用空氣動力起飛，可以自主飛行或遙控駕駛，可以一次使用或回收使用，攜有致命或非致命有效負載的飛行器。且不說這些區分標準的模棱兩可之處，僅考慮到彈道導彈、巡航導彈甚至精確制導炮彈也符合這些特征描述，卻顯然不屬于無人機范疇。

還有國家認為，無人飛機是一種有動力、可控制、攜帶多種任務設備、執行多種任務且能重復使用的無人駕駛航空器。這里忽視了無動力滑翔無人機和一次性無人機。事實上，一次性無人機可以采用炮射或者火箭彈布撒的方式，投放至敵方空域負責校射，還能安裝戰斗部執行攻擊任務。以色列“哈比”反輻射無人機就是這類的典型，其發射后在預定空域巡航待機，一旦發現敵方雷達信號，主動“自殺攻擊”——稱之為“反輻射巡飛彈”也無不可。這反映出新時期技術條件下，新武器新作戰樣式對于傳統觀念和理論形成了沖擊，導致軍事認知的暫時性混亂。

再看看大眾普遍接受的定義：無人機通常是指機艙內無人操作，能夠在空中飛行并執行任務的飛行器。這個概念把握住了無人機的關鍵特性，必須明確的是一無人機是由無線遙控設備或自備程序控制系統操縱的飛行平臺，而不是導彈那樣在平臺上搭載的武器；無人機與固定翼飛機和直升機同類，都比空氣重，要跟無人飛艇嚴格區分開。

經過對幾個概念的簡單分析，可見業界對于無人機的概念認知依然是不嚴謹的，那么技術部門進行無人機系統開發和國際交流的時候，也都按照各自理解展開，這顯然對無人機的發展和作戰理論研究非常不利。

“信息孤島”

目前全球至少已有32個國家研制出了250多種無人機，至少55個國家裝備了無人機，北約裝備無人機十余萬架，但即便是軍事實力最強的美國，其裝備的“全球鷹”和“捕食者”這類較完善的大型無人機也不過數百架，真正“霸占”裝備數量份額的是各種小型和微型無人機，性能類似的型號層出不窮，主要是因其技術門檻較低，經濟代價較小，往往只需要將數碼相機裝到高級遙控航模上就號稱“偵察無人機”。這反映出軍方對于無人機的技術方案和性能指標存在不確定性，目前實用完善的大型軍用無人機只有“全球鷹”和“捕食者”堪稱典型。

“全球鷹”是1994年6月1日根據高空長航時監視無人機計劃開始研制的，可以在18300米至19800米高度巡航24小時，采用合成孔徑雷達作為主要機載偵察傳感器，并內裝直徑1.22米的寬帶衛星天線，翼根和后機身則容納通用數據鏈天線，整套系統包括兩架無人機和一個地面站。

由于“全球鷹”航程較大，傳統的地面通信手段已經無法與其進行視頻圖像和指令傳輸，導致“全球鷹”必須依靠自備的專用衛星視頻數據天線。問題是，較為清晰的視頻信號需要2M左右的傳輸帶寬，根本無法融入美軍16號數據鏈(限制單個用戶最大帶寬300K左右)，這迫使“全球鷹”探測到的信息必須傳回地面站，經過處理后再傳到航空兵部隊，航空兵必須在起飛之前等待接收這些重要情報，一旦起飛就很難更新了。這反映出無人機的高帶寬通信無法與現有低速通用數據鏈結合的窘境。

如果說“全球鷹”研發目的之一是替代U-2進行戰略偵察，對于實時情報傳輸還沒有太大需求，那么“捕食者”在這方面的問題就比較突出了。

“捕食者”1994年1月7日開始研制，整套系統包括4架無人機、28人機組(6名無人機操作員、12名傳感器操作／分析員、4名視頻分發系統操作員、6名維修人員)和一個地面站。“捕食者”一般為遙控駕駛，執行戰役任務時，距離地而站在185～278公里內，但獲取后需要傳遞的高速視頻數據流對于帶寬的需求量太大，數據鏈無法承載，只好采用模擬寬帶下行鏈路；執行戰略任務時，需要超視距飛行，也就是無人機與地面站之間距離過遠，地球曲率導致兩者無法直接接觸，要采用衛星通信鏈路，衛星通信天線就安裝在“捕食者”機頭，一旦衛星通信中斷，無人機就無法自主執行任務，必須自動返航。

為了提高無人機信息傳遞效率，美軍特意開發了AN／TSQ-190(V)“特洛伊專用情報遠程綜合終端”(俗稱“特洛伊精靈”)，這是一種采取加固保密措施的基于商用衛星的寬帶通信系統，經常用于美國國家級情報機構數據庫(如國防部情報網、中央情報局、聯邦調查局、國家圖像與地圖局等)與前沿部隊交互傳送大容量信息。只要一線人員提出要求，可隨時將問題鍵入數據庫并被迅速答復。該系統輕型化后，裝上“捕食者”，成為AN／TSQ-226(V)，其地面設施一般包括兩輛M1097重型高機動多用途輪式車搭載的S-788／G方艙，第一輛方艙內有保密話音、數據、衛星通信處理與分發沒備、衛星通信機動天線平臺，可以支持14條鏈路(8個串行接口，6個間接接口)，與戰場移動用戶設備的戰術分組網以及局域網聯通，兩臺工作站幫助操作人員接收并分發二次圖像信號情報，必要時充當應急通信設備。總體而言，“特洛伊精靈”是一種陸軍衛星通信系統，主要用來保障旅一級編制的遠程戰場通信，“捕食者”無人機處于地面站無法視距接觸的空域時，必須利用這套系統進行戰場視頻傳輸。

“捕食者”的初始功能是戰術偵察，主要任務載荷是機頭下方球塔內的光電／紅外傳感器，后來加裝了AN/ZPQ-1TESAR戰術合成孔徑雷達。目前“捕食者”無法與配套地面站之外的其他作戰平臺進行通信，戰術情報經傳輸和處理后，實時性必然受到影響，美軍并不是沒有嘗試過“捕食者”直接向作戰平臺傳輸視頻圖像，但這必須保證“捕食者”先接收到作戰平臺的實時位置信息，無疑加大了跨平臺通信的難度。

“捕食者”的問題也被空軍E-8戰場情報及空地打擊協同飛機遇到過，但E-8本身具有情報識別能力，將最終信息利用16號數據鏈傳輸即可，無需傳輸原始視頻圖像。然而“捕食者”只是初級傳感器平臺，沒有能力提取出視頻中有用的信息再傳輸。

無線視頻傳輸帶寬較大，電磁環境極復雜，一般只能依靠專用的定向通信手段，這就造成了無人機使用需要“自成系統”，在整個作戰系統中形成一個個“信息孤島”，與整個網絡的通信不順暢。因此“捕食者”索性開始追求本身的火力打擊能力，這個體系具有的技術價值固然不可低估，但卻反映出了“捕食者”作為偵察平臺，與傳統作戰平臺之間的“溝壑”較深，這恰恰是無人機系統面對的大難題。

優劣之辯

無人機系統的獨立性很強——專用的偵察設備、通信鏈路、地面站乃至武器，這也使無人機系統的橫向通用性較差，尚未出現通用地面控制站和通用無人機數據鏈。“捕食者”進化為具備火力打擊能力的“死神”無人機，固然讓人興奮，但是仔細探究其全遙控方式，就會發現這并不是“智能無人戰斗機”，地面站、專用通信系統的價格加上無人機操作人員的薪水，最終導致無人機系統的整體成本并不比戰斗機低很多，而戰斗機目前的全面性能卻是無人機完全不能比擬的。相比之下，戰斗機相對于無人機的最大劣勢是有損失飛行員的風險，但無人機本身受攻擊的風險也不低，還要冒著更突出的不能完成任務的風險，更不必說進行大規模戰爭時，無人機地面站也較容易遭到敵方的火力打擊，人員損失風險并不比有人戰斗機少很多。

公眾普遍認為無人機節省成本，但事實上，無人機的研制費用遠大于無人機的裝備費用(前者是后者的兩倍以上)。無人機本身需要高精度慣導系統和先進傳感器，如果要求一定的自主能力，還要昂貴的智能計算機，而最終實現的大都是較低水平的自主反應和自動導航功能。無人機地面站是典型的技術密集型產品，包含遙測設備、圖形工作站、傳感器圖像識別工作站、視頻分發系統、無人機控制系統、專用視頻通信和指令數據鏈等，研制成本自然相當高昂。由于無人機是相對獨立的作戰系統，本身并沒有融入傳統信息系統，很難有現役裝備直接接收，只是在主要系統之外做些輔助性工作，因而需求量較低。

高昂的經濟代價又開始沖擊無人機簡單易用的先天優勢：如果一架無人機裝備了價格高昂的傳感器系統，那勢必會導致無人機不允許被輕易損失，那么為無人機加裝自衛系統就開始變得必要了。但由于無人機的航線比較呆板，自主應對外界攻擊的能力較差，其生存能力先天就不強，如果給無人機加裝復雜的主動／被動干擾和自衛系統，那結構簡單的優勢也不復存在了，額外研制自衛電子系統更加劇了無人機效費比的惡化。

于是近年來，無人機研制方面出現了兩個分支：一是功能單一、結構極為簡單的可損失無人機，一是技術先進、系統復雜的先進無人機系統。可是由于無人機還需要人員在地面遙控，增加的機載系統越多，通信壓力就越大，通信內容也越復雜，效費比也越低。根據現在無人機的發展情況來看，游離于敵方防空火力之外進行戰略偵察的無人機的生存能力還是勉強讓人滿意的。但是各類戰術無人機則基本上無法在戰區內生存——對于防空體系比較完善的軍隊來說，飛行高度幾千米、速度200千米／小時左右的各類戰術無人機都是防空導彈極好的靶標(無人機的“鼻祖”恰恰是無人靶機，這實在是個諷刺)。正因如此，當前清除敵方防空火力等高難度高風險工作還是需要有人戰斗機完成，無人機一般執行的是巡邏清剿任務，與無人機研制和裝備所耗費的資金相比，這種任務本身的價值就比較有限。

等待成熟

無人機目前還處于等待成熟的時期，一時顯得發展混亂和“過熱”，其原因主要是：首先，無人飛行器代替有人飛行器的最終夢想十分誘人，追求沒有人類死傷的戰爭態勢始終是隨著文明進步而被期盼的目標，任何無人機系統無論實際效費比如何，只要罩上這個“光環”，往往很容易從軍方裝備發展部門拿到不非的經費——畢竟人工智能很“燒錢”的；其次，無人機的蓬勃發展并不是士兵和戰爭的剛性需求驅動的，而是技術進步驅動的“無意識”產物，畢竟戰爭自古至今都帶來血腥和暴力的印象，開戰雙方很難有“一定要零傷亡”的覺悟，目前戰爭對于無人機并不是沒有需求，但主要是輔助性需求，除了作為測試設備的靶機之外，其余偵察、電子戰、巡邏的任務都是有人駕駛飛機干起來綽綽有余的；第三，武器系統的智能化水平提高是潮流和趨勢，投資研制無人機可以“順帶”發展智能控制技術和先進傳感器技術，也可以應用于有人駕駛飛機，乃至提升軍隊整體信息化水平，但這不能成為必須發展無人機的理由。

總體而言，目前無人機系統的發展思路是替代有人機，這個初衷是好的，但是綜合現在技術水平和武器裝備體系來看，整體思路已經出現偏差。在筆者看來，無人機發展思路應當強調的是融合而不是替代，一定要認清無人機相對于有人駕駛飛機的先天優勢，然后在武器裝備體系中找到其獨特的位置，至于追求“完全等效替換”則是事倍功半的。

目前無人機的先天優勢是：第一，無人員傷亡；第二，滯空時間長；第三，便于執行重復性呆板任務。需要注意的是，原本的成本低廉等優勢已經隨著無人機技術復雜化而不再成立了。

無人員傷亡，意味著無人機可以作為“自殺性”攻擊武器使用，可以深入敵方火力范圍內，執行誘餌設伏、反輻射和電子壓制等戰術使命。這類用途的無人機一般強調低技術難度和低成本，損失本身就是一種“正常狀態”，只要能達到既定作戰效果即可。

滯空時間長，主要是因為無人機沒有飛行員的生理限制問題(考慮到飛行員飲食排泄和疲勞程度，目前有人駕駛飛機很少執行任務超過24小時)，動輒就是24小時甚至36小時的滯空時間，雖然也需要地面人員操縱，但是地面人員是可以隨時輪換和休息的，時刻保證有精力充沛的人員參與。這一點相對于有人駕駛飛機應該是關鍵優勢，比如執行巡邏和監視任務，一般戰斗機滯空時間很難超過4小時，而“捕食者”可以滯空24小時，可以調動更少的兵力完成任務，降低戰術規劃難度和后勤壓力。

無人機自主智能還處于比較低下的狀態，各國急著讓無人機擔當作戰的核心，確實是“心急吃不了熱豆腐”，其實完全可以“曲線發展”——先讓無人機執行不需要過多快速反應的輔助性任務，比如運輸、通信中繼、國土巡邏、戰場監視等。

尤其運輸工作很適合無人機執行，因為有人駕駛運輸機除了起降之外，只要是空情良好，都可以在慣導和其他手段輔助下自動平穩飛行，而且遠程運輸的航線比較簡單，任務枯燥，人員在機上長期生活不便，這類任務非常適合由無人機執行，只需要加強控制，提高其起降成功率就可。

國土防空巡邏任務更容易令飛行員感覺枯燥，不僅需要長時間滯空值班，更要不放過一丁半點告警指示，時刻保持精神緊張，此時若啟用無人機，就可以“不厭其煩”地反復巡邏飛行，絕不會因為工作時間過長而疲勞或者粗心大意。

通信中繼同樣也是一種只需要保持既定航線飛行的任務，簡單地說，就是為了實現克服地球曲率的通信，由飛行器充當信號轉發節點。無人機只需要在安全空域按照既定航線飛行，同時打開通信中轉設備即可。

總而言之，無人機可以“解放”被枯燥卻不能疏漏的工作所困擾的大量人力資源，讓人類可以從事更適合本身生理特點和更易發揮思維智能優勢的工作。

發展策略

目前美國在“全球鷹”無人機系統研制過程中，開始推行漸進式采辦和螺旋式開發策略，筆者認為這是無人機系統在開發和項目管理方面值得關注的地方。

由于先進傳感器和地面站的成本高昂，美國索性將“全球鷹”的研制需求分成數個步驟來漸進式采辦完成，這樣其研制費用就可以分攤，每年的財政壓力大大減輕。螺旋式開發是指在產品一個批次內開發一系列已有把握的功能，通過持續不斷的反饋溝通，可以為用戶提供該批次內最好的實驗室產品。在螺旋式開發過程中，新武器能夠很快被部署，通過列裝部隊進行訓練甚至作戰檢驗，從而在這個過程中得到新的經驗，能夠比“閉門造車”更快地改進產品。

“全球鷹”項目就這樣每年啟動一次新的預期開發，各不相同：第一步，使現有系統投入運行，具備全球范圍的執行任務能力，且研制了可持續的保障系統；第二步，具備擴展的圖像情報、初步信號情報和使用防區外光電，紅外／合成孔徑雷達的能力；第三步，具備全頻域初步的情報獲取能力，能滿足中等規模交戰的情報和簡單的地平線綜合偵察，并且具備防御威脅感知能力；第四步，改進機載雷達，使其可以跟蹤大量地面移動目標，對其進行精確識別，拓展任務空域，提高生存性；第五步，進行全域作戰，具備擴展的通信能力和極端環境下生存能力。就這樣，整個系統處于“一直在研制，一直在裝備，一直在使用”的狀態，一旦部隊有新的作戰需求，立刻可以反映到下一個步驟的研制工作里，不會強求所有研制需求和成本壓力集中于短時間內完成，筆者認為這種項目管理方法非常值得借鑒。

結語

20世紀50年代末，洛克希德公司集中力量研發第二代戰斗機F－104，高調宣稱“最后一代有人戰斗機”，結果各種缺陷反而使得不少飛行員無謂地犧牲，之后新型有人戰斗機的性能不斷被推上新的高度，而暢想已久的無人戰斗機依然停留在概念驗證階段。可以說，無人機需要被視作常規武器，而不是什么特別的“熱門尖端技術”，如此才能理性發展，更好地融入現有和未來的作戰體系。