無人機的基本概念

形形色色的無人機已經成為未來信息化、網絡化戰爭基礎性的作戰裝備，各國對于無人機系統的發展也不遺余力。然而很多人對于無人機系統及其技術全貌卻并不一定有著清晰的了解。航空專家傅前哨將通過一系列文章，向你闡述無人機的相關技術及最新發展。

Q最近10多年來，世界上掀起了一股無人機熱，美、俄、英、法、德和以色列等國相繼開發出了一系列的軍用無人機，并在局部戰爭中廣泛使用。航模與無人機的主要區別是什么?對此，你是如何看的?

A近年來，與軍用無人機相關的新聞報道日漸增多，引起了許多人的關注。我也聽到過類似的“什么是航模，什么是無人機?”的問題。一些專家的回答是，動力航模與動力無人機的最大差別在于：后者裝有任務載荷，且由程序控制，它的飛行距離比較遠。而前者未配任務設備，并采用目視遙控的方式進行操縱，其活動區域比較小。因此，不帶任務載荷、采用遙控方式的飛行器，個頭再大也是航模，而配有任務設備，采用程序控制方式的飛行器，尺寸再小也是無人機。

這個解釋有它一定的道理，但在概念上并不準確。采用遙控還是程控并不能成為區分航模與無人機的標準。要知道，多數微型無人偵察機就選擇了遙控方式。而如果在普通的航模上安裝最簡單的照相機、攝像機、拉煙器、傳單等物品，你說它是什么?其實，所謂“航模與無人機之間有什么差別”的問題，本身便有問題，就好像有人問你，小轎車與汽車有什么不同一樣。你如何回答?正確的答案為：小轎車僅僅是汽車的一種。

對該問題，我個人的看法是：航模也是無人機，它是無人機家族中的一個成員，可歸為民用無人機之列。其實，航模本身的分類也很多，如玩具航模、競技航模、特技表演航模、廣告宣傳航模、縮比技術驗證航模等等。它們也可以稱為玩具無人機，競技無人機，特技表演無人機、廣告宣傳無人機、縮比技術驗證無人機。

Q應該如何給動力無人機下定義呢

A如果將無動力的彈射航模，氣球一類的飛行器排除在外，那么，似乎可以這么給無人駕駛飛行器下定義：由遙控設備、線控設備或自備程序控制裝置操縱的、帶動力的、不載人的可控飛行器，稱為無人駕駛飛行器。簡單地講就是“沒有人在機內駕駛的帶動力的飛行器”。

Q為什么稱為無人駕駛飛行器而不是無人駕駛飛機?

A因為無人駕駛飛行器是個大概念，而無人駕駛飛機是個小概念。無人駕駛飛機僅為無人駕駛飛行器的一個分支。嚴格地講，一般意義上的無人機，指的是無人駕駛飛機、無人駕駛直升機、無人駕駛旋翼機等比重大干空氣的飛行器，不包括無人駕駛飛艇一類的比重小于空氣的航空器。但也有人將無人機特指為無人駕駛的固定翼飛機，而把無人駕駛直升機、無人駕駛旋翼機分別簡稱為無人直升機、無人旋翼機等等。

Q你能詳細談談無人駕駛飛行器的分類嗎?

A無人駕駛飛行器按其飛行時所在的主要空間來劃分，可分為無人駕駛航天器和無人駕駛航空器兩大類。前者又稱為無人駕駛空間飛行器，其典型代表有各種人造衛星、空間探測器，無人駕駛航天飛機(如前蘇聯研制的“暴風雪”號航天飛機)等，這類航天器一般都由運載火箭送入宇宙空間，也有由重型飛機帶到高空發射的。無人駕駛航空器亦稱無人駕駛大氣層飛行器。它又可分為輕于空氣的和重于空氣的無人駕駛航空器兩類(近太空無人駕駛飛行器的活動區域沒有脫離大氣層，仍應歸類為無人駕駛航空器)。輕于空氣的無人駕駛航空器(浮空器)，主要有無人駕駛氣球和無人駕駛飛艇。

Q重于空氣的無人駕駛航空器都有哪些種類?

A重于空氣的無人駕駛航空器主要包括：無人駕駛固定翼飛機、無人駕駛直升機、無人駕駛直升飛機(即無人駕駛垂直起降飛機)、無人駕駛旋翼機、無人駕駛直升旋翼機，無人駕駛直升旋翼飛機、無人駕駛撲翼機、無人駕駛地面效應飛行器、無人駕駛氣墊船等等。從某種意義上講，巡航導彈，空對空導彈、地對空導彈、空對艦導彈，飛航式誘餌等也可劃入重于空氣的無人駕駛航空器的范疇。

Q“直升旋翼機”、“直升旋翼飛機”都是些什么樣的“飛行機器”，直升機是否為直升飛機的簡稱?

A我們知道，飛機與直升機，旋翼機并非同一類航空器，那么“直升飛機”與直升機亦不可混為一談。因為前者是兼具直升機和飛機特點的，能夠垂直起降和空中懸停的固定翼飛行器(vertical takeoff andlanding aircraft,簡稱VTOL)。

對直升飛機的定義是：能夠垂直起飛和降落，并具備懸停能力的固定翼飛機。其典型代表有英國的“鷂”式攻擊機，美國的V22傾轉旋翼飛機等。

Q直升飛機實際上是飛機技術與直升機技術相結合而形成的新品種航空器。那么，直升機與飛機、旋翼機“混血”，又會產生出什么樣的東西呢?

A美國麥克唐納公司于20世紀50年代中期試飛過一種復合式垂直，短距起降飛行器，其空軍編號為XV－1。該機裝有一臺550馬力的發動機，推進式螺旋槳設在機身后部，以提供向前飛行的動力。螺旋槳滑流噴在尾翼和方向舵上，還可產生穩定與操縱力矩。在其機身背部配備了一副由葉尖噴嘴驅動的旋翼，用以提供垂直起降和懸停時的向上的拉力。XV－1在空中平飛狀態，葉尖噴嘴停止工作，依靠前方的來流吹動旋翼旋轉。此時，它就變成了一架純粹的旋翼機。

英國的費爾雷公司于1957年也試飛過一種與XV－1類似的飛行器——“羅托達因”，但它的幾何尺寸和重量要大得多。該機垂直起降和懸停時，用裝在葉尖上的小型加壓噴射器帶動位于機背上的旋翼旋轉，以形成向上的舉力。轉至平飛狀態時，加壓噴射器停止工作，憑借兩臺渦槳發動機帶動常規螺旋槳，提供向前運動的拉力并利用飛機前進時在機翼和旋翼上產生的氣動升力支撐飛機的重量。其最大飛行速度可達370千米／小時。要比一般的直升機飛得快。這種可搭載乘員50～70人的大型垂直／短距起降運輸機，實際上是直升機，固定翼飛機和旋翼機的復合體。

有人將XV-1、“羅托達因”等具有特殊功能的航空器統稱為直升旋翼機。但從其飛行原理看，“羅托達因”有些名實不符。嚴格地講，把這類的航空器定義為直升旋翼飛機更合適，因為它們有兩個不同的主升力面——旋翼和固定翼，且旋翼能以兩種不同的方式工作。

Q現代的無人駕駛航空器又是什么時候問世的?

A現代意義上的無人駕駛飛機誕生于上個世紀第二個10年。1917年，英國人研制成功了世界上第一架無人駕駛飛機。他們企圖用該機執行軍事任務，但未能實現。因為這架翼展6.7米，裝一臺35馬力發動機的無人機試飛并不順利，研制計劃被迫中止。后來，英、美，蘇等國繼續研究，并于20世紀30年代取得了較大的進步，出現了幾種可作為靶機使用的無人機。

與飛機相比，可控的載人直升機、載人旋翼機問世較晚，最早的能正常操縱的實用型直升機是于1936年6月試飛成功的。但直升機真正投入批量生產，并大量使用，則是40年代中后期的事。由于制作工藝相對復雜，無人駕駛直升機、無人駕駛旋翼機的誕生比有人機還要推遲一段時間。

Q如何根據用途給現代軍用無人機分類?

A軍用無人機可細分為作戰無人機、勤務保障與支援無人機等。前者包括無人駕駛戰斗機、無人駕駛攻擊機，無人駕駛轟炸機、反輻射攻擊無人機等。后者主要有：圖像偵察無人機、電子偵察無人機，電子干擾無人機、氣象觀測無人機、氣象戰無人機、中繼通信無人機，預警無人機、目標指示／目標照射無人機，火炮校射無人機、靶機、誘餌機、心理戰無人機等等。隨著技術的發展，今后還會出現各種各樣的特殊用途的軍用無人機。

Q有人把無人機劃分為大、中、小、微等幾類，但很難給人以清晰的概念，對此你有何看法?

A人們一般是依據飛機的幾何尺寸、起飛重量、有效載荷等技術參數，將戰斗機、轟炸機、運輸機等有人駕駛的飛行器，劃分為大型、中型和小型等幾類。例如，專家們往往把正常起飛重量10噸以下的戰斗機稱為輕型戰斗機，將正常起飛重量15噸左右的戰斗機稱為中型戰斗機，正常起飛重量超過20噸則為重型戰斗機。

將不同機種的有人駕駛飛機分為大、中、小三類，用于分析和研究問題足夠了，在概念上也很容易理解，一般不會產生歧意。但對無人機來說可就沒有那么簡單了。

與有人駕駛的飛機相比，現代無人機的種類繁多，它們的幾何尺寸、起飛重量和任務載荷相差極大。有人駕駛飛機在尺寸、重量和發動機功率等方面有一個最小的極限標準，那就是：飛行平臺必須能夠承載一個成年人的重量。

有人駕駛飛機在“做小”方面有下限，在“做大”方面目前還沒有明確的上限(主要是看經濟性能否接受、起降場所和機體結構能否承受)。而對無人機來說，“做大”的情況與有人機類似，而“做小”的極限范圍則大大拓寬了，目前，最小的無人機只有幾克重。由此，便帶來了一個問題：如何給無人機分級?僅僅將它們分為大、中、小型等級別，是遠遠不夠的，因為目前最大的有人駕駛飛機與最小的有人駕駛飛機，在重量上頂多相差幾千倍，而最大的無人機與最小的無人機之間則相差千萬倍以上，它們在空氣動力學、動力系統、能源、控制手段、信息采集與傳輸裝置、使用條件，飛行特性、放飛方式、回收方式等方面，存在著非常大的差異，技術探索的領域也不一樣。因此，有必要對無人機進行更為細致的分級。

我個人的看法是，根據目前已研制成功的各型無人機的重量，用途、特點等等，大致可將它們劃分為下面幾類：

超巨型無人機，100噸以上。

巨型無人機：標準重量50噸左右。

超重型無人機：標準重量20噸。

重型無人機：標準重量10噸左右。

大型無人機：標準重量3-5噸。

中型無人機標準重量1噸左右。

輕型無人機：100-500千克級；標準重量200千克左右。

超輕型無人機：10～100千克級；標準重量50千克左右。

小型無人機(small UAV.SUAV)：1-10千克級；標準重量7千克。

微型無人機(Micro UAV，MAV)：100-500克級：標準重量200克。

超微型無人機(Nano Air Vehicle.NAV)標準重量10克。

美國國防部的裝備管理部門對SUAV、MAM和NAV等微小型無人機有明確的定義。例如，根據軍方的規定，NAV在任何方向的尺寸都不得大干50-75毫米，重量10克左右(包括2克的任務載荷)。

按照上面的分類方法，我認為無人機大致可以分為8個級別，這些級別及其各自代表機型如下重型(RQ-4“全球鷹”)、大型(RQ-3A“暗星”)、中型(RQ-1“捕食者”)、輕型(RQ－7B“影子200”)、超輕型(“敢死蜂”)、小型(RQ-11“大烏鴉”)、微型(“大黃蜂”)，超微型(“翼果”)。