航拍无人机的发展历史与应用

2017年4月中旬以来,成都双流机场发生了至少9起航拍无人机扰航事件,造成百架航班备降、返航或延误。如果说,十几年前的伊拉克战争让世人第一次知道了无人机,那么,近段时间的航拍无人机扰航事件则让更多人关注和思考无人机的监管和未来。事实上,今年以来,国内已经发生多起类似的无人机“黑飞”事件。2月初,四川绵阳机场和云南昆明机场先后发生无人机干扰民航事件,导致多个航班延误或备降其他机场,在其中一起无人机非法飞行事件中,无人机离空中客机仅有50-70米。另据民航部门公布的数据,2015年全国共发生无人机干扰民航事件4起,而2016年则激增到23起,民用无人机在快速“飞”入民间,围绕它引发了人们持续的关注。

航拍无人机的发展历史与应用

百余年的无人机发展历程

无人机是“无人驾驶飞机”的简称(Unmanned Aerial Vehicle,缩写为UAV),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机,包括无人直升机、固定翼机、多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机。从某种角度来看,无人机可以在无人驾驶的条件下完成复杂的空中飞行任务和各种负载任务,可以说是“空中机器人”。

从应用领域来看,无人机分为军用与民用。军用无人机分为侦察机、靶机、电子对抗机和战斗机等。在民用方面,“无人机+行业应用”占据了相当重要的地位。目前在航拍、农业、植保、治安监控、交通巡逻、海岸缉私、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、影视拍摄等领域的应用,丰富了无人机的用途。

提到无人机,很多人以为它是现代科技的产物。事实上,从航空技术萌芽之时,军方就开始研发不需要飞行员驾驶的飞机了。无人机的历史可以追溯到1914年,英国皇家空军用一架小型飞机装上炸药,通过无线电引导飞机攻击德国空中和地面目标,这是无人机的雏形。当英国人摆弄无人机上天的时候,美国人也开始了无人机的试制。1917年11月,美国第一架无人机由寇蒂斯公司研制成功,但这个飞机是个“自动飞行的炸弹”,也就是程控飞机,并不是真正意义上的无人机。真正的无人机是上世纪30年代英国制造的蜂后无人机(Queen Bee target drone)。德·哈维兰公司(de Havilland)生产的这种无人机是无线电遥控靶机,在1934年至1943年间共生产了420架,这些无人机被当作靶机,用于训练飞行员、炮兵和防空部队的射击能力。二战期间,纳粹德国用新发明的导弹袭击英国本土,盟军就想用无人机这种新式武器还以颜色。当时驻英的美国海军航空队启动了代号为“铁砧”的行动,将百余架有人驾驶的轰炸机改造成“准无人机”。机舱内去掉一切无用装备,机组成员减至两人:一个是驾驶员,另一个是工程师,他们把飞机开到700米高度,安上炸弹引信,然后跳伞。轰炸机上安装了两套电视摄像机,可以将仪表盘上的图像实时传输给跟在后面的遥控者。不过,由于无线电遥控技术不过关,这些无人轰炸机还没飞过英吉利海峡就全坠毁了。

二战结束后,冷战的来临,又推动了无人机的蓬勃发展。上世纪40年代末至50年代,美国用无人机提取原子弹试验后的空气样本,还参与朝鲜战争,进行战场侦察。越南战争时期,美国“火蜂”系列无人机(Ryan firebee)被广泛用于战场,用来执行侦察、电子窃听、电台干扰等任务。到1975年美军撤出东南亚,该系列无人机一共执行了3435次任务。但限于当时的科技水平,无人机的性能、可靠性、导航精度和控制能力还达不到实战需要,越战结束后,美国国防部终止了无人机的发展计划。但另一个国家—以色列却钟情于无人机,经过对无人机技术的引进消化吸收后,1976年以色列率先将无人机用于中东战争,引诱埃及军队的地面防空火力开火,在无人机的掩护下,以军战斗轰炸机对埃军地面目标实施轰炸,取得了显著的战果,发展了无人机的佯攻功能。1982年6月,以色列在与叙利亚的战争中,开创了无人机和有人机协同作战的先例,使无人机大出风头。

无人机以其突出的战绩使各国军事首脑对它刮目相看,对无人机提升军队战斗力的作用及其潜在的军事价值取得了共识,为无人机的快速发展提供了动力,而控制科学、人工智能和航空航天等高新技术又为无人机的发展创造了条件。同时,20世纪90年代以来,军事作战理论变革,立体战成为主要战争样式,无人机成为三维战中无人化作战平台的主要武器装备之一,无人机以其自身优势能适应高风险地区作战需要,因而提高了部队的作战效能。

1991年的海湾战争中,美军借鉴了以色列的成功经验,动用了“先锋”、“指针”等无人机系统,在侦察、监视、目标捕获、战场管理、炮火支援和空袭后目标毁伤评估等方面都发挥了极其重要的作用。

在科索沃战争中,北约调用美、英、法、德和意大利等五个国家,七种类型200多架的无人机投入战争,对南联盟武装力量进行侦察和监视。

无人机技术在 20 世纪末经历了三次发展浪潮,真正进入了第一个“黄金時代”。

航拍无人机的发展历史与应用

首先是1990年后,全球共有30多个国家装备了师级(大型)战术无人机系统,代表机型有美国“猎人”“先驱者”,以色列“侦察兵”“先锋”等。

其次是1993年后,中高空长航时军用无人机得到迅速发展,以美国“蒂尔”无人机发展计划为代表,在波黑战争中大放异彩。

最后是20世纪末,旅团级(中小型)固定翼和旋翼战术无人机系统出现,其体积小、价格更低、机动性好,标志着无人机进入大规模应用时代。

无人机不受人员生理与生命风险的限制,减少了战斗人员伤亡或被俘虏的风险;有人驾驶的航空载具,在机动性、速度等很多方面都会受驾驶员身体素质的制约,比如已经退役的SR-71黑鸟无人侦察机,飞行速度最高达到3.4马赫,飞行员必须穿得像宇航员一样才能够承受得住,而无人机就不再受人类体质的制约;无人机的成本,相对有人驾驶的航天载具来说更加低廉,更方便维护和保养。

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