吳小椿

通常認(rèn)為巴爾德是電視圖像傳輸?shù)南闰?qū)；其實(shí)，早在他的試驗(yàn)成功10年前，即1914年，英國(guó)一位樓教授(A·M·LOW)已演示了電視信號(hào)傳輸原理。當(dāng)時(shí)正值第一次世界大戰(zhàn)期間，因此這項(xiàng)技術(shù)首先被用于海岸炮兵的測(cè)距儀上；緊接著就是飛機(jī)。

由于在法國(guó)作戰(zhàn)的英國(guó)皇家空軍當(dāng)時(shí)使用的是雙翼機(jī)，因此對(duì)手德國(guó)的?？藛我頇C(jī)在性能上占有壓倒優(yōu)勢(shì)。出師不利的英國(guó)飛行員，見戰(zhàn)友截?fù)粢挂u英倫三島的德國(guó)齊伯林飛艇戰(zhàn)果甚微，心中十分著急。因此他們希望作戰(zhàn)部隊(duì)能夠利用樓教授的無(wú)線電技術(shù)手段，裝備一架小型簡(jiǎn)單的飛機(jī)，裝上炸藥后將其引導(dǎo)到目標(biāo)區(qū)，用以攻擊德軍空中和地面目標(biāo)。很快，樓教授被任命為陸軍少尉，在英國(guó)皇家空軍的一個(gè)機(jī)庫(kù)內(nèi)極秘密地開始了這項(xiàng)研制工作。為掩蓋其用于作戰(zhàn)的目的，該產(chǎn)品被命名為A·T即“空中靶標(biāo)”。誰(shuí)也沒想到，無(wú)人機(jī)早期的實(shí)際應(yīng)用正好應(yīng)合了這個(gè)名字；樓教授也被譽(yù)為“遙控飛機(jī)之父”。

第一架被稱為“皇家空軍試驗(yàn)工廠的空中靶標(biāo)”的無(wú)人機(jī)。原設(shè)計(jì)具有簡(jiǎn)潔的流線形機(jī)身，后為了加快進(jìn)度、節(jié)省經(jīng)費(fèi)，選用了現(xiàn)成的飛機(jī)部件，即一架老式雙翼機(jī)上的機(jī)翼和笨拙的起落架。該機(jī)機(jī)頭處安裝了50馬力的轉(zhuǎn)子式內(nèi)燃機(jī)，配了一個(gè)直徑和全機(jī)不成比例的大螺旋槳。這架無(wú)人機(jī)在中央飛行學(xué)校準(zhǔn)備試飛時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電火花嚴(yán)重干擾遙控系統(tǒng)，因此未能升空。

不久，世界上第一種一次使用的輕型航空發(fā)動(dòng)機(jī)向世，取代了笨重的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。這種型號(hào)為ABC的水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)功率為35馬力，壽命為2小時(shí)。索普威斯公司采用此發(fā)動(dòng)機(jī)很快研制了一架方形機(jī)身、帶四輪起落架的雙翼無(wú)人機(jī)(圖一)。30年后的1944年，樓教授在回憶這架無(wú)人機(jī)時(shí)寫道：“該機(jī)翼展為4.27米，用ABC發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)直徑1.70米的木槳。機(jī)頭裝22.5公斤炸藥，其后為燃、滑油箱。遙控用的關(guān)鍵件、繼電器、接收機(jī)等裝在0.69×0.23米的控制盒內(nèi)以防干擾。天線裝于后機(jī)身和翼尖上。在機(jī)身內(nèi)有根由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的長(zhǎng)軸，通過(guò)控制盒內(nèi)的信號(hào)控制該軸接通機(jī)械式中繼器，從而帶動(dòng)升降舵和方向舵。可以認(rèn)為，這架無(wú)人機(jī)在1916年已實(shí)現(xiàn)了全伺服控制?！辈恍业氖?，該機(jī)在完成前就因損壞(圖中的左下翼)而被擱置。

后來(lái)，著名的德·哈維蘭公司采用35馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，制造了一架單翼靶機(jī)。1917年3月21日，樓教授邀請(qǐng)了友好國(guó)家的軍事代表，觀看這種英國(guó)新式武器的表演。不料，該機(jī)起飛后竟一頭向觀眾席俯沖下來(lái)……

當(dāng)時(shí)還有一位杰出的英國(guó)設(shè)計(jì)家福蘭德，他在設(shè)計(jì)S·E·5戰(zhàn)斗機(jī)的同時(shí)利用ABC發(fā)動(dòng)機(jī)研制了一架翼展為6.7米的單翼無(wú)人機(jī)(圖二）。這架無(wú)人機(jī)的機(jī)翼采用了很大的上反角，而且沒有安設(shè)控制面。天線被裝在后機(jī)身和機(jī)翼上。

1917年，英國(guó)皇家飛機(jī)公司制造了6架“空中靶標(biāo)”，并且在新的試飛機(jī)場(chǎng)建造了一條起飛滑軌。這個(gè)滑軌可使無(wú)人機(jī)水平滑行15米后轉(zhuǎn)入30米上升。1917年7月6日，“空中靶標(biāo)”首飛。在無(wú)線電信號(hào)的遙控下，它只滑行到滑軌的一半長(zhǎng)度就輕松地離地。遺憾的是，該機(jī)在經(jīng)過(guò)一段很陡的爬升后轉(zhuǎn)入失速墜毀。7月26和28日又試飛了二次，為防止地面過(guò)度操縱，這兩次起飛前升降舵都被固定在事先算好的位置上。然而矯枉過(guò)正，因操縱裕度太小，飛機(jī)離軌后不能應(yīng)付各種飛行情況，因此飛行又未成功。

與此同時(shí)，美國(guó)人也注意到無(wú)人機(jī)的作用，并進(jìn)行了一些研究探索。美國(guó)的第一架無(wú)人機(jī)是寇蒂斯公司按海軍合同研制的。該機(jī)以40馬力的福特發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，起飛重量272公斤，采用雙翼布局(題圖)。這架無(wú)人機(jī)裝在雙滑橇上沿雙軌滑跑起飛。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是不用地面遙控，事先估計(jì)出與目標(biāo)的距離，并改慮風(fēng)可能造成的偏移后，將這個(gè)“空中魚雷”對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)裝在滑軌上；無(wú)人機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)按固定的時(shí)間驅(qū)動(dòng)飛機(jī)前進(jìn)，使其正好飛向目標(biāo)。飛行中，該無(wú)人機(jī)的方向由一個(gè)簡(jiǎn)單陀螺控制；而飛行高度則由膜盒式氣壓計(jì)控制。當(dāng)無(wú)人機(jī)飛至目標(biāo)，發(fā)動(dòng)機(jī)停車后，通過(guò)一個(gè)機(jī)械裝置把機(jī)翼與機(jī)身分開；機(jī)身帶著136公斤炸藥落到目標(biāo)上。這架無(wú)人機(jī)于1917年11月10日在紐約長(zhǎng)灘的試飛場(chǎng)進(jìn)行了首次試飛，以后又成功地飛行了幾次，可以說(shuō)是無(wú)人機(jī)程控飛行的首次成功實(shí)踐。

美國(guó)陸軍航空隊(duì)也不甘落后，研制了一架名為“凱特林甲蟲”的簡(jiǎn)潔的雙翼無(wú)人機(jī)。它以V型四缸發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，可帶82公斤炸藥以88公里的時(shí)速飛行64公里。然而，研制計(jì)劃隨戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束而擱置，目前僅留下一架復(fù)制品在空軍博物館展出。

第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，英國(guó)皇家研究院（RAE）于1920年提出了三種無(wú)人機(jī)發(fā)展方案：

1.由陀螺控制，可以恒速按既定航線、預(yù)定距離飛行的攜帶彈藥的無(wú)人機(jī)；

2.具備固有安定性，有效半徑達(dá)32公里的“空中靶標(biāo)”；

3.由飛機(jī)投放，然后由無(wú)線電遙控，有動(dòng)力或無(wú)動(dòng)力可以飛行16公里的“空中魚雷”。

皇家飛機(jī)研究院按上述方案研制的第一架無(wú)人機(jī)叫作RAE1921(圖三)。該機(jī)外形綜合了前幾架的特點(diǎn)，但取消了上垂尾和起落架。RAE1921翼展7.01米，機(jī)長(zhǎng)5.49米，發(fā)射重量285公斤，由45馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。該機(jī)設(shè)計(jì)攜帶90公斤的戰(zhàn)斗部，在6000米高空以165公里/時(shí)的速度飛行。1922年8月31日，RAE1921在“百眼巨人”號(hào)航空母艦上進(jìn)行了首次試飛。它從甲板上的簡(jiǎn)單起飛架上起飛后，不幸落入了海中；幾天后再次試飛，又失敗了。為了增加飛機(jī)的初始起飛速度，研制人員在“要塞”號(hào)驅(qū)逐艦上重新設(shè)置了發(fā)射架。這個(gè)發(fā)射架一端安裝了一個(gè)巨大的袋子，里面裝滿海水后被吊到一定高度；當(dāng)下達(dá)起飛命令時(shí)，這個(gè)水袋垂直下落，利用重力位能拉動(dòng)無(wú)人機(jī)加速。這種起飛方式使這次試飛獲得成功。1923～1924年的四次試飛結(jié)果表明，按照預(yù)排程序，僅靠鐘表機(jī)構(gòu)和陀螺不能控制無(wú)人機(jī)穩(wěn)定爬升，因此研制人員最后決定改用全無(wú)線電遙控。

這一改進(jìn)效果明顯。1924年9月3日，在第7次試飛中，該機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性完全符合要求；僅因發(fā)動(dòng)機(jī)12分鐘后停車飛行才中止。翌年2月，第10次試飛共進(jìn)行了39分鐘。無(wú)人機(jī)對(duì)43個(gè)控制指令反應(yīng)無(wú)誤。研制人員決定在這架無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)上再研制一架載重113公斤，能飛行480公里的無(wú)人機(jī)。這是一架外形簡(jiǎn)單的中單翼機(jī)(圖四)，十字形尾翼，沒有起落架。一臺(tái)200馬力的“山貓”發(fā)動(dòng)機(jī)裝在圓筒形機(jī)身前部的流線型低阻發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)。其設(shè)計(jì)速度為310公里/時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)年的載人作戰(zhàn)飛機(jī)，故該機(jī)被稱為“裝山貓發(fā)動(dòng)機(jī)的遠(yuǎn)程炮”，編號(hào)為L(zhǎng)arynx。

該型無(wú)人機(jī)英國(guó)共造了12架。首架于1927年7月20日在“要塞”號(hào)艦上起飛，但在離開火藥動(dòng)力發(fā)射架不久出了機(jī)械故障；。第二架飛得不錯(cuò)；第三架更好，沿英格蘭幾個(gè)郡的海岸飛了一大圈，完成了全部海上的航線飛行。第四架、第五兩架也由該艦起飛；第六架改為陸上發(fā)射，均獲成功。剩下的6架中，有5架被運(yùn)往伊拉克，進(jìn)行帶彈試飛。1929年8月31日～10月3日，這幾架無(wú)人機(jī)在沙漠中的試驗(yàn)站進(jìn)行試飛。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)和燃油系統(tǒng)的問(wèn)題，有3架沒有完成原定的飛行方案；第四架雖然安全地飛向遠(yuǎn)方，但一去不復(fù)返。由于當(dāng)時(shí)無(wú)人機(jī)尚無(wú)遙測(cè)系統(tǒng)，故不知所終。

1929年英國(guó)皇家空軍和海軍就無(wú)人機(jī)投擲炸彈、魚雷襲擊戰(zhàn)艦的有效性展開了爭(zhēng)論。英國(guó)航空部為證明其認(rèn)可的觀點(diǎn)，1930年10月，讓飛機(jī)研究院用“優(yōu)美”ⅢF型水上偵察機(jī)，改制了3架全尺寸的無(wú)線電遙控型作試驗(yàn)。該機(jī)安裝了遙控設(shè)備，上反角加大到10度以提高安定性。這架“優(yōu)美皇后”號(hào)(圖五）1931年秋作驗(yàn)證飛行時(shí)，首先由飛行員在機(jī)上操縱，飛行獲得了成功；而1932年1月30日和4月19日的兩次遙控飛行卻都在離艦不久后失事。

剩下的第三架于9月14日成功地飛行了9分鐘。1933年1月，這架“優(yōu)美皇后”號(hào)被遠(yuǎn)航地中海的艦隊(duì)用作對(duì)空射擊靶標(biāo)。當(dāng)密集火力向其射擊了兩小時(shí)后，該機(jī)竟毫發(fā)無(wú)損，平安回收。不過(guò)四個(gè)月后，它還是未能逃脫被另一艘軍艦炮火擊落的命運(yùn)。

真正批量生產(chǎn)的靶機(jī)是德·哈維蘭公司的“蜂后”型無(wú)線電遙控全尺寸靶機(jī)(圖六)。該機(jī)是用時(shí)速達(dá)175公里的“虎蛾式”木制雙翼機(jī)改制的。1934～1943年，“蜂后”無(wú)線電遙控靶機(jī)共生產(chǎn)了420架，在英國(guó)海軍和陸軍使用。

美國(guó)發(fā)展無(wú)人機(jī)的思路與英國(guó)不同。一位航模愛好者丹尼認(rèn)為，擊落一架“蜂后”這樣的全尺寸靶機(jī)經(jīng)濟(jì)上損失太大，不如采用縮比型以獲取更高的效費(fèi)比。於是他在1935年制造了一架翼展為2.75米的撐捍式上單翼模型飛機(jī)，并把這架最大平飛時(shí)速為80公里的RP－1型機(jī)(圖七)作為靶機(jī)，盡管該機(jī)在一次表演中不幸失事，但丹尼堅(jiān)持不懈，1939年其改進(jìn)型RP－4的飛行終于大獲成功。RP－4(圖八)是一架以單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)并列對(duì)轉(zhuǎn)螺旋槳為動(dòng)力的無(wú)人機(jī)，由雙軌上起飛。該機(jī)采用了低壓輪胎，寬距前三點(diǎn)起落架，可在沙漠靶場(chǎng)中順利著陸。試飛中RP－4時(shí)速達(dá)到96公里，而且可以在245米的范圍內(nèi)控制。后來(lái)，丹尼又開發(fā)了OQ－3S(圖九)、OQ－14等型號(hào)。這些飛機(jī)的翼展均為3.66米，采用20馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)，飛行速度和高度分別可達(dá)到225公里/時(shí)和3050米。

1942年第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后，由于美國(guó)陸軍和海軍對(duì)靶機(jī)的訂貨量劇增，因此丹尼不得不另組一家公司以趕制靶機(jī)。到戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，OQ－2A、3S和14型三種靶機(jī)的總產(chǎn)量分別達(dá)到984、9403和3548架之多。而椐1977年統(tǒng)計(jì)，該公司已向美國(guó)及相關(guān)國(guó)家提供了各型無(wú)人機(jī)75000架以上。

數(shù)量，意味著市場(chǎng)的需求，也意味著發(fā)展的潛力。隨著航空科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，無(wú)人機(jī)已由充滿探索的童年走向今日的成熟，無(wú)論是在性能上還是在操縱性、可靠性諸方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這種類型的飛行器在軍、民用領(lǐng)域均得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，在下一世紀(jì)的前景看好。

責(zé)任編輯：誠(chéng)意