本刊特約撰稿 / 朱江明

四軸無(wú)人機(jī)，救災(zāi)有效的大玩具

本刊特約撰稿 / 朱江明

如果只是用來(lái)救災(zāi)，大型的軍用無(wú)人機(jī)實(shí)在是太奢侈了，幾千元的四軸無(wú)人機(jī)在武警部隊(duì)的手上就能派上大用場(chǎng)。

無(wú)人機(jī)的各種用途

在日本大海嘯一年之后，安全巡視員運(yùn)用無(wú)人機(jī)勘察福島第一核電站的受損情況。

俄國(guó)考古學(xué)家利用裝備有紅外線的照相機(jī)來(lái)構(gòu)造出古代墳?zāi)沟娜S圖。

環(huán)境保護(hù)主義者用“魚鷹”(Osprey)無(wú)人機(jī)跟蹤監(jiān)控日本捕鯨船。

無(wú)人機(jī)在魯?shù)榈卣馂?zāi)區(qū)被富有創(chuàng)意地用在救災(zāi)偵察和對(duì)次生災(zāi)害的排查上。

在這一次救災(zāi)中，武警黃金部隊(duì)組成先遣救援隊(duì)，攜帶四旋翼無(wú)人機(jī)、泥石流監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、生命探測(cè)儀等20余臺(tái)(套) 新型應(yīng)急救援裝備，開(kāi)展地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估以及滑坡、崩塌、泥石流等次生災(zāi)害排查工作。

這是武警部隊(duì)首次將無(wú)人機(jī)等高科技裝備運(yùn)用于抗震一線。

在2008年汶川地震之后，地方民政部門和軍方，在救災(zāi)初期都沒(méi)有足夠的抗震救災(zāi)空中偵察力量，在地震發(fā)生后的24小時(shí)內(nèi)，不僅地面部隊(duì)無(wú)法進(jìn)入震中，空中偵察也未能完成。

此后解放軍和武警部隊(duì)都開(kāi)始重視無(wú)人機(jī)的發(fā)展，另一方面，隨著國(guó)內(nèi)微電子技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)的技術(shù)門檻已經(jīng)變得很低。

美國(guó)將無(wú)人機(jī)分為高空長(zhǎng)航時(shí)（HALE）、中空長(zhǎng)航時(shí)（MALE）和輕型長(zhǎng)航時(shí)（LALE）三個(gè)分類，他們的區(qū)別主要在于無(wú)人機(jī)飛行的空層。

高空長(zhǎng)航時(shí)主要是指飛行高度在15240米以上，最高可達(dá)27400米以上的高空。此類無(wú)人機(jī)體積較大，負(fù)載能力高達(dá)400公斤以上，其作戰(zhàn)半徑可達(dá)1800米以上、續(xù)航能力超過(guò)一天。而最輕的LALE的飛行時(shí)間也可達(dá)24小時(shí)，只是作戰(zhàn)空高在50-9150米的區(qū)間。

美國(guó)非常喜歡長(zhǎng)航時(shí)的無(wú)人飛行器，長(zhǎng)航時(shí)代表其可以為軍方提供長(zhǎng)時(shí)間不間斷的持續(xù)空中情報(bào)。美軍往往越洋作戰(zhàn)，無(wú)人機(jī)必須具備較強(qiáng)遠(yuǎn)航能力，才方便進(jìn)行遠(yuǎn)程部署。

美國(guó)空軍和中央情報(bào)局最初發(fā)展無(wú)人機(jī)的動(dòng)機(jī)，就是希望擁有一種部署比衛(wèi)星更靈活，還不用擔(dān)心被及落后損失飛行員問(wèn)題的偵察手段。

冷戰(zhàn)中，由于蘇聯(lián)及其盟國(guó)開(kāi)始大量部署防空導(dǎo)彈，并且擁有非常完善的自動(dòng)化防空指揮系統(tǒng)，導(dǎo)致美空軍不愿意派飛行員在非戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，進(jìn)行侵入領(lǐng)空的偵察行動(dòng)，以免再次出現(xiàn)類似U-2墜落這樣的政治危機(jī)。

關(guān)于無(wú)人機(jī)的分類，是美國(guó)空軍的思維。

美國(guó)陸軍和陸戰(zhàn)隊(duì)更希望能夠大量裝備輕型和微型無(wú)人機(jī)，以便對(duì)地面戰(zhàn)線前沿進(jìn)行空中偵察。此類無(wú)人偵察機(jī)，主要用于戰(zhàn)術(shù)級(jí)別的地面?zhèn)刹?。微型無(wú)人偵察機(jī)的滯空時(shí)間在一小時(shí)之內(nèi)，體積小且維護(hù)容易，即便是士兵班組也可以輕松攜帶上陣。

這種無(wú)人偵察機(jī)能夠給地面部隊(duì)提供時(shí)效性更強(qiáng)的前沿情報(bào)，士兵無(wú)需前去偵察就能夠基本摸清自己戰(zhàn)線前方數(shù)十公里內(nèi)的情況。

最先開(kāi)始研發(fā)此類戰(zhàn)術(shù)級(jí)別偵察機(jī)的是美國(guó)陸軍的炮兵部隊(duì)，他們希望獲得一種輕型無(wú)人偵察機(jī)，用于校正和引導(dǎo)地面火炮對(duì)敵方據(jù)點(diǎn)的攻擊。

不過(guò)引導(dǎo)和校正炮火的功能要到數(shù)碼視頻傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)之后才真正可能實(shí)現(xiàn)，

美國(guó)陸軍研發(fā)的第一種戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)，名為獵鷹者（SD-1），航程為161公里，只能飛行30分鐘，獵鷹者只能采用膠片攝像。拍攝到的情報(bào)必須返航后經(jīng)過(guò)沖洗才能被判讀。所以第一代無(wú)人機(jī)并不是一種能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行偵察和監(jiān)視的裝備，只能作為其他偵察手段的補(bǔ)充。

隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，一只書包那么大體積的民用無(wú)人機(jī)，就可以完成當(dāng)年的獵鷹者的任務(wù)，還能夠?qū)崟r(shí)傳輸高清的視頻圖像回來(lái)。

僅就救災(zāi)行動(dòng)而言，類似美國(guó)全球鷹那樣的長(zhǎng)航程高空無(wú)人機(jī)太奢侈了。并不需要這樣一架大無(wú)人機(jī)24小時(shí)在災(zāi)區(qū)上空盤旋，提供不間斷的情報(bào)支援。

即便是汶川地震這樣的超級(jí)大地震，真正需要偵察的核心受災(zāi)區(qū)域僅為以汶川為中心，半徑200公里的四川盆地區(qū)域，當(dāng)時(shí)成為信息孤島的也正是核心地區(qū)50平方公里半徑的區(qū)域。

全球鷹的作戰(zhàn)半徑達(dá)3000公里以上，為了避免遭到敵方地面或者空中火力的攻擊，往往會(huì)進(jìn)行隱形處理降低雷達(dá)波的反射，同時(shí)還具備防撞功能，避免在空中與民航或者其他飛行器相撞。查看災(zāi)情根本不需要這么貴的東西，不過(guò)長(zhǎng)航時(shí)的大型無(wú)人機(jī)可以作為通信中繼存在。

狗仔隊(duì)攝影師也應(yīng)用無(wú)人機(jī)尋找偷拍名人。

“狂風(fēng)”(GALE)氣象無(wú)人機(jī)將很快飛進(jìn)颶風(fēng)中心，精確監(jiān)控風(fēng)暴的力量。

波音飛機(jī)工程師已經(jīng)聯(lián)合麻省理工學(xué)院的學(xué)生研發(fā)一種iPhone程序，以控制在高空飛行的無(wú)人機(jī)。

2014年3月3日，南寧市公安消防支隊(duì)展出一批新近采購(gòu)的進(jìn)口消防器材，其中包括偵測(cè)高空情況和航拍的四軸無(wú)人機(jī)。

早在2004年，美國(guó)波音公司和Insitu集團(tuán)就開(kāi)始研發(fā)通信中繼型的無(wú)人機(jī)。當(dāng)時(shí)的“掃描鷹”無(wú)人機(jī)航電設(shè)備艙內(nèi)配備哈里斯公司開(kāi)發(fā)的SecNet 11 Plus無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)。哈里斯公司是惟一獲得美國(guó)國(guó)家安全局官方許可的可用于最高機(jī)密和保密網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線局域網(wǎng)接入點(diǎn)AP的產(chǎn)品供應(yīng)商。

這種作通信中繼的無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行高保密級(jí)別的情報(bào)交換，以滿足部隊(duì)在山地作戰(zhàn)出現(xiàn)通信不暢通的問(wèn)題。

解放軍在2011年公開(kāi)了自己裝備的通信中繼無(wú)人機(jī)，當(dāng)時(shí)軍事報(bào)道稱這款無(wú)人機(jī)主要用于部隊(duì)?wèi)?yīng)急通信保障，能夠?yàn)椴筷?duì)提供長(zhǎng)時(shí)間的空中中繼通信服務(wù)。

該報(bào)道提到的部隊(duì)，正是成都軍區(qū)的通信保障部隊(duì)。成都軍區(qū)主要規(guī)劃的作戰(zhàn)及行動(dòng)區(qū)域，山地高原居多，出現(xiàn)通信盲區(qū)的概率較大。汶川地震救災(zāi)期間就出現(xiàn)了指揮部與前線分隊(duì)失去聯(lián)系的情況，只能依靠北斗系統(tǒng)的短報(bào)文服務(wù)，提供有限的通信支援。

美國(guó)現(xiàn)在越來(lái)越傾向使用改裝的智能手機(jī)作為單兵或者班組通信的補(bǔ)充。智能手機(jī)本身只要稍作修改，即可自行組網(wǎng)通信，而美軍的各種空中通信中繼平臺(tái)，也能夠完成對(duì)智能手機(jī)的通信中繼，這等于將地面的通信基站轉(zhuǎn)移到了空中，而且更加安全保密。士兵習(xí)慣普通智能手機(jī)的操作，幾乎無(wú)需培訓(xùn)即可使用。

此類通信中繼無(wú)人機(jī)平臺(tái)也可以為民用手機(jī)提供有限的通信恢復(fù)服務(wù)。迅速恢復(fù)基礎(chǔ)設(shè)施被摧毀地區(qū)的通信，可以幫助當(dāng)?shù)厝藛T恢復(fù)信心，而且還能夠更為直接地了解到現(xiàn)場(chǎng)的情況。

偵察無(wú)人機(jī)能夠?yàn)闆Q策部門提供更為全面的災(zāi)情報(bào)告，衛(wèi)星偵察不僅成本較高而且有時(shí)間局限性，無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤災(zāi)情變化。

以本次武警出動(dòng)四軸旋翼無(wú)人機(jī)為例，其目的是為了查明堰塞湖的面積，以及山頭塌方的情況。四軸旋翼無(wú)人機(jī)是近年來(lái)才開(kāi)始出現(xiàn)的一種新機(jī)型。

2010年，法國(guó)Parrot公司發(fā)布了世界上首款流行的四旋翼飛行器AR.Drone。作為一個(gè)高科技玩具，它的性能非常優(yōu)秀：輕便、靈活、安全、控制簡(jiǎn)單，還能通過(guò)傳感器懸停。

事實(shí)上四軸的優(yōu)勢(shì)在于不僅體積更小，而且能飛行地相當(dāng)平穩(wěn)。這也就意味著，過(guò)去需要精密陀螺儀控制的攝像云臺(tái)可以被取消。

其另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，四軸飛行器的成本非常低?，F(xiàn)在蘋果專賣店已經(jīng)有可以用平板電腦遙控的四軸飛行器，其零售價(jià)大約2000人民幣左右。它能夠飛行半小時(shí)，并且具備高清攝像功能。

美國(guó)軍方反而對(duì)于四軸飛行器的興趣頗為有限，迄今為止僅有海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備一款名為“速眼”的四軸飛行器，用于小分隊(duì)的偵察行動(dòng)。

對(duì)于軍隊(duì)而言，四軸盡管體積小巧，但是續(xù)航時(shí)間和載荷都偏小，對(duì)于偏愛(ài)大航程的美國(guó)軍隊(duì)而言，四軸其實(shí)并不是理想的微型無(wú)人機(jī)戰(zhàn)術(shù)平臺(tái)。裝備陸戰(zhàn)隊(duì)的“速眼”，也主要用于反恐戰(zhàn)爭(zhēng)中城市作戰(zhàn)的臨時(shí)偵察行動(dòng)，作為其他空中偵察和監(jiān)視的補(bǔ)充手段。

四軸無(wú)人機(jī)在民用市場(chǎng)銷量巨大，很多公司的快遞小哥都嘗試過(guò)用它來(lái)給高層建筑上的客戶送輕型的快件，但真正的軍事應(yīng)用卻并不多。

四軸無(wú)人機(jī)最早出現(xiàn)于2012年有關(guān)武警特勤分隊(duì)的訓(xùn)練演習(xí)報(bào)道中，2013年《人民武警報(bào)》曾經(jīng)報(bào)道武警水電一分隊(duì)進(jìn)行了一場(chǎng)搶險(xiǎn)救災(zāi)的演習(xí)，就曾經(jīng)設(shè)置使用無(wú)人機(jī)偵察潰壩的科目，使用的正好是本次救災(zāi)中用到的四軸無(wú)人機(jī)。

顯然使用無(wú)人機(jī)救災(zāi)是經(jīng)過(guò)多次演練的，由此可見(jiàn)近年來(lái)武警部隊(duì)在搶險(xiǎn)救災(zāi)方面增加了投入，而且有著自己的想象力。