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无人机

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无人机.jpg
半衰期2(半条命2)》中的城市扫描仪(也是一款无人机)
基本资料
道具名称 无人机(Unmanned Aerial Vehicle/UAV,drone)
道具类别 飞行道具

无人机(Unmanned Aerial Vehicle/UAV)直译为无人驾驶航空器,即没有搭载乘员的航空器,在一些公开新闻报道等专业性不强的领域也被俗称为drone。此外,在中文/日文语境中,“无人机”一词也引申为各种无乘员驾驶的地面/空间/水中载具,如《86 -不存在的战区-》中的M4A1破坏神、XM2女武神等机型。此类载具经常出现在以现代或未来为背景的ACG作品中。

概述

目前的无人机大多指无人驾驶飞机。按这一概念定义的无人机相当宽泛,连航模也能算是无人机。但无论如何无人机必须具备自主维持飞行所需的制导控制设备(哪怕航模也有人站在地上遥控),因此二踢脚或纸飞机不算无人机

但总的来说,目前来看,对大部分无人机所指的UAV这个缩略词的定义更倾向于具备一定程度上自动飞行能力的无人驾驶飞行器,而航模这一类需要人进行遥控的飞行器,则被称为遥控驾驶飞行器(RPV,Remote Piloted Vehicle)

当然这会导致另一个迷惑,即导弹算不算是无人机——某种程度上,的确可以这么说。在冷战早期,美国空军就将其装备的“波马克”防空导弹编为F-99无人截击机,而将“纳瓦霍”巡航导弹编为B-64无人轰炸机甚至编写了这两款“无人机”的标准性能手册。尽管如此,目前而言大部分分类中仍然倾向于认为导弹与大多数无人机并非同类飞行器,最主要的原因是导弹只能是一次性使用的,而无人机,即便在最极端的情况下,也可以选择是一次性还是重复使用。

世界上第一次对实战型无人机的制造提案于一战期间在英国被提出,但受制于技术无法实现。1917年,随着自动陀螺稳定器(也就是陀螺仪)诞生,飞行器在无人操纵的情况下自动保持平衡飞行成为可能,这才给予无人机以诞生的技术条件。当年美国利用寇蒂斯N-9教练机改造了世界上第一款无人机“斯佩里空中鱼雷”,其设计在起飞后使用陀螺仪保持航向,并使用计数器计算飞行距离,当飞行距离达到设定值时,炸掉机翼使装满炸药的机身自动坠向目标而爆炸。

此外,随着无线电遥控技术的发展,英国也同样使用教练机改装出了遥控驾驶的无人靶机“女王蜂”,并参与了皇家海军的舰队防空演练,结果舰队中的高炮发射了300多发炮弹却未能将靶机击落,在令人感叹皇家海军高炮水平之臭的同时也暗示了日后无人机的作战潜力。

在二战期间,以美德两国为主的国家为将无人机推向实战化做出了诸多努力。其中最著名的无人机产品便是菲施勒Fi 103,这款飞行器有一个更为大名鼎鼎的名字——V1巡航导弹。它使用与斯佩里空中鱼雷别无二致的方式进行控制,以陀螺仪保持平衡、计数器计算飞行距离,然后在预定距离上关闭发动机并使弹体俯冲撞向目标。美国海军则研制了无线电遥控的TDR-1无人轰炸机,其在机头装有一台电视摄像机,操作员可以看着无线电传回的电视画面遥控无人机飞向目标。尽管最初被设计为轰炸机,但因为无线电遥控下的轰炸投弹精度太差,最终TDR-1也与V1一样变成了实质上的巡航导弹,在操作员的无线电遥控之下撞向目标。因此曾被看到这些无人机攻击而并不知道上面无人搭乘的日军称为“美国神风敢死队”

在冷战期间,无人机最初除了像二战前辈们一样成为巡航导弹之外,就是被作为靶机使用。直到1960年鲍尔斯事件之后,各国才意识到无人机即便被击落也不会有人员伤亡或被俘这一巨大优势,并迅速开始研发各种无人侦察机,用于风险极大的机密侦察和敌后行动任务中,这其中最著名的包括BQM-34“火蜂”以及被兔子写轮眼瞪了个遍之后出现的中国远房亲戚无侦5和D-21等型号。这一时代的无人机相比前任已有了巨大改进,尤其是制导技术的进步使得无人机终于可以摆脱地面站的控制和引导而独立完成较长距离的任务。尽管如此,这一时期的无人机大多只能执行起飞前编入机载计算机中的程序,对于各种突发情况和意外缺乏应对能力,在远程飞行中的可靠性也很差。

上世纪80年代开始,随着高技术战争和电子技术的发展,以及模块化等新概念的引入,无人机配备了更为先进的机载系统、传感器和具有一定自主判断能力的控制系统,从而具备了在战场环境中执行各种任务、尤其是真正的作战攻击任务的能力,这一时代的标志性机型为通用原子的RQ/MQ-1“捕食者”,以人类历史上第一架发射导弹进行攻击而不是自己变成导弹的无人攻击机而闻名。在进入21世纪之后,采用隐身设计,或是大型化配备喷气乃至冲压/火箭发动机具备高空/高速飞行能力,因而在高烈度战场环境中具有较高生存力的各种大型无人机纷纷出现在各军事强国的序列中。尽管如此,真正意义上能够与敌机进行空战的无人战斗机尚未出现。

同时,由于电子技术的发展和小型化廉价化,各种航模尺寸的消费级无人机也在21世纪初在民用市场兴起,在航拍摄影领域大放异彩,也在诸如电力巡线、植保喷洒、消防和警用等领域有着革命性的表现。民航使用的大型无人货机也已有多个厂商开始进行研发及试验。

分类

民用

目前民用无人机主要分为消费级和工业级。消费级的尺寸类似航模,但配备了一般航模不会拥有的先进自动化飞控和导航系统,成本一般在万元以下量级,主要用于航拍摄影等(最著名的即是人尽皆知的大疆);工业级则按照需求可以有不同的尺寸,除了用于在复杂狭窄环境中使用的超小型(可能不到手掌大小)无人机之外,也有航模尺寸的无人机被用于电力巡线、航拍测绘和消防等用途。此外,在民航领域还有各种与有人驾驶飞机尺寸相当的无人运输机和直升机,执行货运等任务。

军用

军用无人机大致分为以下几种用途(有些机型可能涵盖多种):靶机;侦察(包括光学和电子);通讯中继;干扰诱饵;打击,等等。此外还有一种介于无人机和巡航导弹之间的类型称为巡飞弹,即可以作为侦察无人机起飞并在战场上空巡航侦察,引导其他打击手段进行攻击,完成任务后返航回收;而若在执行任务时发现了重要目标且来不及呼叫其他部队进行攻击,则可以让自己变成巡航导弹俯冲下去直接击毁目标。

视用途而定,军用作战无人机也有各种不同的大小。航模尺寸的轻型无人机,如RQ-11“大乌鸦”,被广泛用于步兵随身携带进行近距离侦察,此外也有更小的无人机(如航宇环境公司的“纳米蜂鸟”)被设计用于特种任务等。此外,也有大量尺寸接近甚至超过传统有人驾驶战斗机的大型无人机,执行侦察、通讯中继和作战打击任务。但真正能用于空战的无人战斗机仍未出现。

在现代的大型军用无人机中,最常见的有如下两类。

其一是中空/高空长航时(Medium/High Altitude Long-Endurance, M/HALE)无人机,一般用于执行侦察、通讯中继和低烈度攻击任务。此类机型相比有人机的最大优势是极长的续航时间(因此得名),如RQ-4“全球鹰”可留空超过36小时、彩虹-5则在不挂弹的情况下可以留空长达48-60小时之久,但一般较为脆弱,抵抗敌方攻击的唯一手段仅有其极高的飞行高度(部分型号具备有限的隐身性能),因此在高烈度战场环境下生存力极差。

其二则是无人作战飞行器(Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV),即具备作战攻击能力的无人机,可被用于直接进行传统上由有人机完成的作战打击任务。尽管如此,目前这一类机型大都采用隐身性能极好但机动性和高空高速性能较差的飞翼布局,大多依靠其隐身性能与有人机配合执行轰炸、攻击和支援任务,而暂时无法直接参与空战。但普遍认为,无人机空战将在不久的未来成为现实。

由于种种原因,目前具备超声速和高机动飞行能力的无人机很少,大多都是用于模拟敌方战斗机飞行性能的靶机。但也有部分机型因其特殊用途而具备与有人机相似、甚至超出的高空高速性能或机动性,如无侦-8高超声速侦察机

在ACGN作品中的出现

影视类

  • 心理测量者》中,无人机在22世纪已得到极其广泛的应用。
  • 绝密飞行》中的主角便是设定中美国海军研制的“极端深度入侵者“(Extreme Deep Invader,EDI,简称艾迪)无人战斗机。
  • 《头号玩家》开头就有许多的无人机在楼房之间飞来飞去。
  • 游戏王VRAINS》中的一套卡组
  • 战斗妖精雪风》中,菲雅莉空军的无人战斗机展现出了强大的战斗力,但同时也暴露了易被电子干扰影响的弱点,从而将人类与JAM的对抗推向更高的层次。其代表型号包括FA-2 Fand II、FRX-99 Rafe/FFR-41MR Mave等。

游戏类

  • 明日方舟》中的整活运动大量运用了无人机作为作战兵器,罗德岛内部也有许多作业用的无人机。
  • 明日之后》中也出现了许多用途各异的无人机,如战斗无人机、医疗无人机等。
  • 全境封锁2》中的“先锋”“护卫”“侦查”“投弹手”等无人机。
  • 使命召唤系列》的连杀技能,可以让无人侦察机搜寻敌人的位置。
  • 穿越火线》中也有无人机,应该是一款大疆无人机。
  • 《全垒打乱太郎》:在游戏中弟弟会操控无人机发射棒球。
  • 看门狗2》中,马可仕的辅助工具除了“弹跳者”遥控车之外还有一台无人机,在游戏中需要花费66800美元购买并且在3D打印机上制造出来。
  • 使命召唤》系列中,无人机无论是在剧情还是在PVP模式中都可以被玩家或队友使用并发挥侦察和攻击等重要作用。
  • 少女前线》中,可以加buff的妖精都是通过无人机虚拟出来的,战术人形TAC-50旁边就有一台无人机。
  • 半衰期2(半条命2)》中,联合帝国在控制区(比如17号城市)部署了大量用于侦察的无人机,一种是全金属的,另一种是有生物外壳的,后者还可投放跳雷。还有一种攻击型无人机名为飞锯,机身中部有宽大的三刃刀盘,可持续旋转并试图切割任何碰到它的东西。
  • 皇牌空战》系列作品中,无人机与有人机的争斗贯穿全系列,2代主角Scarface 1在决战中所对决的便是由AI“无尽地带”(Zone of Endless, ZOE)所驾驶的ADF-01原型机;而在最新一作《皇牌空战7》中,无人机更是得到了极大应用,两架ADF-11F无人机Hugin和Munin成为决战关卡的BOSS机。

余谈

  • 现在及未来的战争中,科技所起到的作用越来越重要。战争不再是血肉磨盘,而是科技交锋。无人机部队凭借其计算能力及高机动性,明显优于人海部队。同时,无人机相对饱受压力的人类士兵而言,不太容易造成误杀或谋杀平民、强奸、劫掠等行为。
  • 无人机的普及速度若超过了再就业培训的速度,将带来大量的失业。
  • 无人机配合AI技术,使人的主体地位降低,贫富差距可能变得十分巨大。
  • 尽管现在无人机和有人机似乎泾渭分明,但有人机也在为了降低飞行员的操纵负荷而积极引入大量飞行辅助系统及先进电子设备,而这些设备终有一天将发展到即便飞行员失能乃至死亡飞机也能自主飞行的程度。因此,在未来,无人机和有人机最终很可能将合为一体,一架先进飞机,无论是民用还是军用型号,将同时具备作为有人机和无人机飞行的能力。当飞行员在机上的时候,飞机可以作为有人机被飞行员驾驶飞行;而当特定任务环境下,则可以在没有人搭乘的情况下自动按指令飞行和完成任务。这将使得航空器具备更大的任务灵活性,即便在对于人员过于危险的环境中也能很好地以无人机的方式完成任务而不必担心损失人员。