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《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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浴火凤凰——且看无人机的前世今生

2012-10-28 20:13:32


/海翼

 

无人机的诞生最早可以追溯到1917 年,但无人机的发展远不如它的兄长——有人驾驶飞机那样轰轰烈烈,风风光光。军事爱好者一提起有人驾驶飞机,诸多型号均可如数家珍,但无人机却一直鲜为人知,在近百年航空装备发展的历史长河中,它曾遭遇几起几落,历经坎坷。

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无人靶机开创先河

任何一种武器装备的发展都离不开战争这个舞台,都要为作战服务。1917 年,美国的斯佩里和寇缔斯一起对一架有人驾驶飞机进行了改装,目的是要将它改造为无人驾驶鱼雷攻击飞机。经过改装后,该机在长岛空军基地进行了数次试飞,但由于军方提出的作战指标太高,就当时的航空技术发展水平而言根本达不到。军方一看这种情况立即停止投资,所以这架无人驾驶鱼雷攻击机被搁置在襁褓之中。这一放就是16 年,期间再也无人问津。

1933 年,英国费尔雷公司将一架“女王”双翼飞机改装成无人驾驶靶机并投入实际使用。从此,无人驾驶飞机作为靶机被载入航空史册,并开始在靶场上担当重要角色。英、美和前苏联等主要国家都研制了大量用做靶机的无人机,使它成为无人机家族中的一个重要成员。此后不久,美国的航空专家雷金纳德·德里为美国陆军研制出了供打靶用的无线电遥控机。1939 年,美国又研制出了一种上单翼无人机,取名为RP-4

1941 年,珍珠港事件爆发。因战事所需,美国陆、海军开始大批订购靶机,其中OQ-2A 靶机984 架、OQ-3 靶机9403 架、OQ-13 靶机3548 架。后两种靶机均安装上了大功率的发动机,飞行速度可达每小时225 千米,飞行高度达3000 米。在第二次世界大战中,美国陆军航空队曾大量使用无人靶机,并在太平洋战场上使用过携带重型炸弹的活塞式发动机无人机对日军目标进行轰炸。

从上世纪50-70 年代,世界上研制无人靶机的国家增加到20 多个,发展了上百种基本型,生产数量超过2 万多架。一种导弹的研制与定型,需要多种无人靶机进行鉴定试验。如果没有如此之多的无人靶机,就不可能有今天规格如此之多、性能如此之好的防空导弹系统。世界上最负盛名的无人靶机为美国的“火蜂”和澳大利亚的“金迪维克”。

就无人机发展本身而言,无人靶机的发展也带动了遥控遥测技术、飞行控制与导引技术、小型发动机技术、发射与回收技术以及无人机专用设备,诸如回波增强器、红外增强器等设备的发展,为此后无人机的全面发展奠定了基础。

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历经二战战火千锤百炼

真正用于实战的无人攻击机当数德国人的V-1无人攻击机。V-1 真可谓受命于危难之中。1944 年,德军在欧洲战场上接连失利。美国军队在巴顿将军的率领下从西线进攻,前苏联军队在朱可夫元帅的率领下从东线逼近,两路大军势如破竹,过关斩将,一路杀向希特勒的老巢———柏林。面对东西两个方向的夹击,希特勒决定对盟军的战略后方进行大规模的战略空袭,但当时德国空军力量已在战争中几乎消耗殆尽,要想集结一支庞大的轰炸机部队,谈何容易!正当希特勒急得团团转的时候,德国空军元帅戈林胸有成竹地向希特勒递交了一份方案。希特勒一看不禁大喜过望,像抓住了一根救命稻草,激动得双腿发颤,两手伸向天空,长出了一口气道:“帝国有救了!”是什么神奇武器能够让希特勒把国家的命运寄托于此呢?这便是在第二次世界大战中曾经名噪一时的V-1 无人驾驶攻击机。

V-1 的外形很像一架普通飞机,有中单冀、平尾和立尾。在立尾上方装有一台推力3811 牛的脉冲式喷气发动机,还装有导航计算机、程序装置和自动驾驶仪等组成的飞行控制系统。战斗部装有1 吨炸药。V-1 的飞行速度为640 千米/ 小时。这个速度在当时不算快,歼击机的飞行速度已达到750 千米/小时,可以追上它并将其击落。V-1 的飞行高度通常在900920 米,采用定高器维持飞行高度。在这种不到千米的高度上,风对其造成的影响很大,而当时的计算机功能低下,不能很好地修正风速和风向的影响,因此命中率很低。1944 6 13 日,V-1 首次空袭英国首都伦敦。在已被占领的比利时、荷兰和法国,德国都部署了V-1 的发射起飞装置,并用这些装置连续向伦敦发射V-1,其数量达8000 多架,但只有大约2300 架击中了城市目标,仅占发射总数的29%。最终V-1 无人攻击机也未能挽救希特勒覆灭的命运。尽管如此,V-1 无人攻击机仍是世界上第一种完全由控制系统自动导航而完成全部飞行过程的无人机,它的出现标志着无人机的发展已达到了新的里程碑,对后来无人机的发展具有重要意义。

战后,美国、英国、法国派遣了大批科学家到德国,并从德国带走了大部分从事这项研究的科学家和文献资料,从而奠定了他们的无人攻击机和弹道导弹、巡航导弹发展的基础。美国、英国、意大利、法国、前苏联和以色列在此基础上发展了性能不一、用途不同的多种无人攻击机。如美国的XBQM-106YCGM-121A、“勇士”200R4E-30,德国的“达尔”DAR PADKDH,英国的“灰背隼”和AX,以色列的“哈比”等。这些无人攻击机与纳粹德国的V-1 是同一血统,它们一旦发射出去就踏上了不归之路,其结果就是“舍生取义”,与敌同归于尽。

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在越战和中东战争中大放异彩

20 世纪60-70 年代的美国侵越战争,70-80 年代的中东战争,使无人机进入一个新的发展阶段。技术的进步使无人机的功能进一步拓展,性能进一步提升,再一次在战场上大放异彩。

20 世纪60 年代初,美国为同前苏联争夺战略优势,从全球战略出发,大举出兵印度支那半岛,打响了越南战争。战争期间,在前苏联帮助下北越建立了严密的防空火力网,结果导致美国大量战机损失,大批飞行员死亡和被俘,严重挫败了美军的士气和战斗力,也引起美国国内民众的强烈不满和政局动荡。为了既掌握北越部队的行动和战略要地的防空导弹力量,又不造成人员伤亡,美军又想起了无人机。它的机型小,不易被发现,更不易被击落。即便被击落了,也不会造成人员伤亡。另一点就是它的造价低,当时的一架无人机最贵也不会超过百万美元,而一架有人驾驶作战飞机要3000 多万美元。能不能在无人机上装备侦察设备,让它们去完成这些最危险而“倒霉”的侦察任务呢?

美国的特里达因·瑞安航空公司主动请缨,受领了无人侦察机的研究任务,于是这家公司研制的“火蜂”被庄重地写入无人侦察机发展历史的首页。“火蜂”被编入美军第100 战略侦察联队。这批小家伙真可谓尽职敬业,从1964 年到1975 年,“火蜂”系列无人侦察机在越南上空执行任务期间,风雨无阻、出生入死,大大减少了有人机的损失和人员的伤亡。

20 世纪60 年代末至70 年代初,在美国和欧洲等地掀起了一场“无人机热”,各国对发展无人机寄予很大希望,竞相研制。然而好景不长,越战后,无人机的发展受到了军方的反对。美国空军以无人机技术还不成熟为由拒绝使用无人机。1978 年,美国空军以军费紧缩和无人机设备陈旧为由将原有的无人机一部分交给空军后备队,另一部分退役改为民用。这一行动沉重地打击了美国无人机的发展。西欧各国无人机的研制虽未中断,但受美国的影响,研制进程也大大减缓,期间无人机技术没能取得重大突破。西方国家无人机的发展步入低谷。

就在西方世界无人机发展沉寂的这几年,以色列的无人作战飞机研制工作却在紧锣密鼓地秘密进行着。以色列先后研制成功了“侦察兵”和“猛犬”两种无人侦察机。以色列的这两款无人侦察机,主要是为了对付前苏联的“萨姆”导弹系统。它们的出现为扭转中东战局,改变以军不利态势发挥了作用。

1982 6 月贝卡谷地一战,以军的无人机配合有人驾驶攻击机一举摧毁了叙利亚军队的19 个防空导弹阵地,却未损失一架战斗机,未伤亡一兵一卒,这引起了全世界的震惊。以色列无人机发展的成功经验和战场上无可争辩的战绩,再一次向世人展示了无人机巨大的军事价值和发展潜力。

迅猛发展的无人机技术

20 世纪90 年代以来,战争之火连绵不断。美国及其西方盟国发动了海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争和利比亚战争,从中东打到欧洲再打回中东。这些现代化战争,不仅为无人机提供了一个又一个尽展才华的舞台,同时也为推动无人机的发展提供了强大的动力。

进入20 世纪90 年代,国际战略力量结构发生了重大变化。前苏联解体,东西方冷战结束,世界战略格局发生了根本性变化。美国及其盟国的军事战略、作战思想也随之发生了根本性的调整,由过去的以前苏联为首的华约为主要作战对象,转而针对伊拉克等国家。因此打的都是“以大欺小”的战争,但必须赢得风风光光,抖出大国的“威风”,于是这就有了“非接触”和“零伤亡”作战理论。为了在信息化条件下实现“零伤亡”,无人机应运茁壮成长,担负起了越来越多的重任。正如美国前总统小布什所说:“尽管对美国的威胁变了,但赢得胜利的必要性没有改变。我们正在与躲在暗处、行踪诡秘、使用恐怖手段和游击战术的敌人作战,我们正在寻找进攻并击败他们的新的战术和武器。军队需要更多的无人机。我们正在进入这样一个时代:各种无人系统将在太空、陆地、空中和海上发挥更大的作用。”

海湾战争只持续了42 天,以美国为首的多国部队就投入了2000 多架无人机,仅“先锋”一种无人机就执行任务533 次,飞行1638 小时,其使用密度之大是前所未有的。此后,在科索沃战争中出动了9 100 多架无人机,在阿富汗战争中美军派出了4 架“全球鹰”无人机和1个“捕食者”无人机编队参战,伊拉克战争中美军调集了“全球鹰”、“捕食者”、“影子”、“猪人”、“龙眼”等10 余种各类无人机参战。而在利比亚战争中,更有多种新型无人机投入战场,为最终推翻卡扎菲政权立下汗马功劳。

如今,无人机进入了一个实战应用和全面发展时期,无人机的研制和装备势头空前高涨。据有关专家预测,今后50 年无人机技术将得到更广泛的发展与应用,届时无人作战飞机将在相当大的程度上代替有人驾驶作战飞机,成为未来作战飞机家族的主要成员。随着无人机的广泛应用与发展,其影响已远远超出了军用飞行器本身的发展范畴,对军事革命也都产生了深远影响,很有可能催生后信息时代战争的新形态———无人化战争,从而使未来作战理论、作战体制发生革命性变革。

在未来战争中,品类众多、功能各异的无人驾驶飞机,必将成为广袤空宇中无处不在的百变幽灵。随着航空工艺、材料和技术的不断进步,无人机在未来的20 年间将会迅速崛起,成为信息化战争舞台上一颗光彩夺目的“明星”。




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