在過去10多年的戰(zhàn)爭中，美國軍隊(duì)接收了數(shù)量眾多（大概有數(shù)千架）的無人駕駛飛行器（簡稱無人機(jī)），其類型從重量達(dá)數(shù)噸以上的大型無人機(jī)系統(tǒng)，到可以裝進(jìn)士兵的背包或者口袋里的小型與微型無人機(jī)系統(tǒng)。正是這些微小型無人機(jī)系統(tǒng)（重量通常在10公斤以下）可以迅速部署，在部隊(duì)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，能夠在不太高的空中飛行，觀察和收集信息情報(bào)。
美國的有關(guān)專家對《國防》雜志的記者說，雖然美國的國防預(yù)算在下滑，但是微小型無人機(jī)這種有效的收集情報(bào)、監(jiān)視和偵察數(shù)據(jù)的工具，將繼續(xù)是美國武裝部隊(duì)優(yōu)先考慮的重要內(nèi)容。
美國陸軍納蒂克士兵研究、發(fā)展與工程中心(簡稱NSRDEC，位于馬薩諸塞州）的軍事代表查爾斯•H•梅上校說，美國軍方要求微小型無人機(jī)具有足夠的強(qiáng)度。“由于微小型無人機(jī)必須被舉起進(jìn)行發(fā)射，如果它們達(dá)不到足夠的強(qiáng)度，非常脆弱，在舉起進(jìn)行發(fā)射時(shí)就可能被損壞。許多此類無人機(jī)看起來非常精致，很先進(jìn),很酷，但是它們的強(qiáng)度都不夠，不太堅(jiān)固，難以在戰(zhàn)場上固有的惡劣環(huán)境中有效使用。”例如在敘利亞、伊拉克和阿富汗等國家的不利環(huán)境中，可以發(fā)現(xiàn)許多小型無人機(jī)系統(tǒng)面臨很大的挑戰(zhàn)。
最終，美國陸軍納蒂克士兵研究、發(fā)展與工程中心希望這些微小型無人機(jī)系統(tǒng)能夠增加士兵在戰(zhàn)場上的態(tài)勢感知和保護(hù)能力。美國陸軍的一位發(fā)言人杰夫•西斯托說：“在納蒂克實(shí)驗(yàn)室，我們正在為單個(gè)士兵進(jìn)行這方面的研究。我們正在尋找提高士兵在戰(zhàn)場上的視力與聽力的方法。”
美國陸軍并不是美國唯一一個(gè)研究利用微小型無人機(jī)收集情報(bào)、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)的軍種。2014年8月，美國海軍提出了一項(xiàng)小型垂直起降無人機(jī)系統(tǒng)的請求信息。這項(xiàng)請求信息表示，小型無人機(jī)系統(tǒng)的重量應(yīng)該在5至20磅（相當(dāng)于2.27至9.07公斤）之間；這些無人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該能夠在白天和晚上的軍事行動(dòng)期間，并在所有環(huán)境條件下，提供情報(bào)、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)；它必須是輕量級的，可以準(zhǔn)備好隨時(shí)使用，能夠提供通過光電和紅外傳感器獲得的實(shí)時(shí)全運(yùn)動(dòng)視頻圖像；此外，它必須便于單個(gè)士兵攜帶，可重復(fù)使用和非常堅(jiān)固，足以在各種不同條件的地區(qū)，如那些含有巖石的地區(qū)、不平坦地形、城市地區(qū)，森林地區(qū)或者海洋環(huán)境中操作使用。
挪威的一家私營無人機(jī)制造公司——Prox Dynamics公司研制成功一種名為“PD-100黑黃蜂”的微型無人機(jī)，它類似于一架能夠在飛行中收集情報(bào)、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)的微型直升機(jī)，其葉片長度只有4英寸（相當(dāng)于10厘米）。這種無人機(jī)的體積非常小，重量只有18克，可以裝入口袋中，只需要短短數(shù)秒鐘就可以起飛，并且很快就能在遙控裝置的控制下抵達(dá)預(yù)定的位置。它主要通過地面遙控操作飛行，并通過微型電傳飛行控制系統(tǒng)保持平穩(wěn)。其飛行速度為32公里/小時(shí)，持續(xù)飛行時(shí)間約25分鐘，最大航程為1.6公里，并且可以在持續(xù)風(fēng)速達(dá)每小時(shí)28公里的強(qiáng)風(fēng)中飛行。Prox Dynamics公司的總經(jīng)理、挪威陸軍退役準(zhǔn)將阿恩•斯克杰爾佩說，“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)配備了三個(gè)可以觀察130度的固定攝像頭，用戶可以利用無線電方式向控制單元傳送收集到的實(shí)時(shí)視頻或者拍照的圖像。“這種微型無人機(jī)中沒有數(shù)據(jù)，如果它墜毀了，或者被其他人取走，它里面什么信息也沒有，因此具有使用安全的特點(diǎn)。”“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)可以用于執(zhí)行多種飛行任務(wù)，包括收集情報(bào)、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)以及建筑物清查和目標(biāo)定位等。據(jù)報(bào)道，迄今為止，挪威Prox Dynamics公司已經(jīng)生產(chǎn)了3000余架“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)，供軍方和地方客戶采購使用，每架“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)的價(jià)格約為20萬美元。Prox Dynamics公司還正在對這種微型直升機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，以延長其持續(xù)航行時(shí)間以及提高它的其它性能。
英國陸軍于2011年簽署了一份采購200架“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)的合同，然后于2013年將部分這種微型無人機(jī)部署在阿富汗戰(zhàn)場，用于執(zhí)行偵察、狙擊手定位以及對建筑物和洞穴進(jìn)行搜索等任務(wù)。斯克杰爾佩說，“英國陸軍在作戰(zhàn)中使用PD-100黑黃蜂微型無人機(jī)已經(jīng)有兩年時(shí)間，并且提供了很好的反饋信息。英國人非常清楚，這種微型無人機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)拯救了許多人的生命，而且增強(qiáng)了部隊(duì)的保護(hù)和態(tài)勢感知能力。”
英國陸軍使用“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)取得成功，也引起了其他國家軍隊(duì)的關(guān)注和興趣，其中包括美國軍隊(duì)。當(dāng)英國陸軍在阿富汗部署“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)之后不到一年的時(shí)間，美國陸軍就簽署了采購“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)的合同，計(jì)劃提供給特種作戰(zhàn)部隊(duì)使用。據(jù)報(bào)道，2015年上半年美國陸軍的特種作戰(zhàn)部隊(duì)已經(jīng)獲得多架“PD-100黑黃蜂”微型無人機(jī)，目前正在對其測試。
總部位于弗吉尼亞州北部費(fèi)爾法克斯市的美國國防和航空航天市場分析公司——蒂爾集團(tuán)的企業(yè)分析部門主管菲爾•芬尼根說，在未來，對小型無人機(jī)的大規(guī)模采購項(xiàng)目將會(huì)減少，但是仍然有采購機(jī)會(huì)。軍隊(duì)不僅會(huì)通過提高有效載荷和完善數(shù)字化等措施來改進(jìn)小型無人機(jī)系統(tǒng)，而且也會(huì)采購一些額外的小型無人機(jī)以便使部隊(duì)有更多的選擇，他說。“最終，美國陸軍希望建立一個(gè)小型無人機(jī)系統(tǒng)家族。”芬尼根說。這可能包括13磅（約6公斤）重的“美洲獅”無人機(jī)，4磅（約1.8公斤）重的“大烏鴉”無人機(jī)甚至更輕的無人機(jī)系統(tǒng)。“這將使小型部隊(duì)單位在他們使用的無人機(jī)類型方面有更大的靈活性。”
盡管微型無人機(jī)取得了一些進(jìn)展，但是它們的發(fā)展仍然處于早期階段，總部位于美國康涅狄格州新城的營銷咨詢公司的國際預(yù)測資深防務(wù)分析師拉里•迪克森說。“微型無人機(jī)都正在發(fā)展，但是它們?nèi)匀惶幱谄鸩诫A段。它們還正在接受測試。它們所能擔(dān)負(fù)的任務(wù)還非常有限。”他說。
制造微小型無人機(jī)的公司仍然需要解決如何增加無人機(jī)的有效載荷和能夠在各種環(huán)境下使用的問題。例如，當(dāng)微小型無人機(jī)在有風(fēng)的條件下飛行時(shí)，它的電池電量是否足夠，迪克森說。此外，微小型無人機(jī)必須有足夠的強(qiáng)度。“因?yàn)椴筷?duì)一些人員有時(shí)會(huì)對其所使用的工具粗手粗腳，所以微小型無人機(jī)一定要制作得非常堅(jiān)固耐用。”他說。迪克森預(yù)計(jì)特種作戰(zhàn)部隊(duì)可能在未來10年內(nèi)普遍使用微小型無人機(jī)。“到21世紀(jì)30年代，更大規(guī)模的地面部隊(duì)將應(yīng)用這種技術(shù)。”迪克森說。“最終，微小型無人機(jī)甚至可以被用來觀察和監(jiān)視整個(gè)被占領(lǐng)的城市。到時(shí)可以實(shí)現(xiàn)這樣一種目標(biāo)：這些微小型無人機(jī)系統(tǒng)本身發(fā)射出去或者從飛機(jī)上拋下，然后盤旋在一座城市的上空，給使用者提供所發(fā)生的一切事情的信息。”
只要有必要在戰(zhàn)場上進(jìn)行監(jiān)視，就將有對微小型無人機(jī)的需求，總部位于美國加利福尼亞州蒙羅維亞市的全球最大的無人機(jī)制造商之一 ——美國Aero Vironment公司的市場營銷和通信副總裁史蒂夫•吉特林說。微小型無人機(jī)系統(tǒng)“具有非常獨(dú)特的功能，能夠在合適的時(shí)間和地點(diǎn)把收集到的信息提供給需要的人手中。而大型無人機(jī)系統(tǒng)比較稀少，飛得更遠(yuǎn)，也更加昂貴，而且位于前線的人員并不總是可以使用它們。”吉特林說。
Aero Vironment公司制造了多種小型和微型無人機(jī)，包括美軍使用最多的名為“大烏鴉”、“美洲獅”和“黃蜂”的小型與微型無人機(jī)。下面簡要介紹這三種無人機(jī)：
“大烏鴉”無人機(jī)長度3英尺（約0.91米），翼展55英寸（約1.4米），重量4.2磅（約1.91 公斤），飛行速度為每小時(shí)28至60英里（約45至96公里），航程6.2英里（約10公里），實(shí)用升限（即最大飛行高度）15000英尺（約4572米），續(xù)航時(shí)間60至90分鐘，可攜帶紅外攝像機(jī)和數(shù)據(jù)鏈。2004年底，“大烏鴉”無人機(jī)正式裝備美國部隊(duì)。2009年對其數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行了升級，由模擬信號(hào)改為數(shù)字信號(hào)，使其工作狀態(tài)更加安全可靠。近期美軍開始將“大烏鴉”無人機(jī)的固定式攝像裝置升級為萬向架支座攝像裝置，這種新設(shè)計(jì)使無人機(jī)在飛行中可以對目標(biāo)區(qū)域保持有效觀察視角，作戰(zhàn)運(yùn)用更為靈活。
“美洲獅”無人機(jī)是美國陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)使用的一種比“大烏鴉”無人機(jī)更大的小型無人機(jī)，重量5公斤多。2003年10月，美國Aero Vironment公司推出了增強(qiáng)型RQ-20A“美洲獅”AE小型無人機(jī)系統(tǒng)，其增強(qiáng)的功能包括：1、先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)和智能電池技術(shù)——更強(qiáng)大的推進(jìn)系統(tǒng)使該無人機(jī)具有較長的續(xù)航能力，智能電池可提供超過3個(gè)半小時(shí)的持續(xù)飛行時(shí)間，在現(xiàn)役“美洲獅”AE無人機(jī)的基礎(chǔ)上提高了75%。為了增加任務(wù)靈活性，多功能的智能電池未來還可以和諸如太陽能、燃料電池等先進(jìn)的電源進(jìn)行整合使用。2、輔助任務(wù)載荷艙——具有快速、方便地整合先進(jìn)任務(wù)載荷的能力，同時(shí)保留現(xiàn)役“美洲獅”無人機(jī)的彩色和熱成像攝像機(jī)。3、精密導(dǎo)航系統(tǒng)與輔助的GPS（全球定位系統(tǒng)）——具有更高的定位精度和系統(tǒng)可靠性。4、增加耐用性——機(jī)身經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)加固，改進(jìn)了空氣動(dòng)力特性，使該無人機(jī)在各種環(huán)境中更具耐久性。增強(qiáng)型“美洲獅”AE無人機(jī)已經(jīng)于2014年提供給美國部隊(duì)使用。該機(jī)重約6.1公斤，使用全防水材料，可單兵攜帶，2人可以在幾分鐘內(nèi)組裝完畢，其飛行距離可以達(dá)到15公里，并可在海上或陸地手?jǐn)S發(fā)射、操作和回收。
“黃蜂”無人機(jī)是美國特種部隊(duì)使用的一種微型無人機(jī)，主要用于執(zhí)行偵察、目標(biāo)指示、火力校射和損失評估等任務(wù)。這種無人機(jī)的參數(shù)為：翼展28.5英寸（72.3厘米），長度10英寸（25.4厘米），重量1磅（453克），飛行速度每小時(shí)20至40英里（約32至64公里），飛行時(shí)間45分鐘，無線電遙控范圍5000米，工作高度500英尺（152米）以上。“黃蜂”無人機(jī)是美軍目前使用的最小的無人機(jī)，它裝有2臺(tái)微型攝像機(jī)，設(shè)定好程序后可以自動(dòng)往返執(zhí)行任務(wù)，可收集和向操縱員實(shí)時(shí)傳遞情報(bào)。機(jī)上電動(dòng)機(jī)的電源為太陽能電池，其雙葉螺旋槳能夠在飛行中保持安靜。
吉特林指出，由于上述三種小型和微型無人機(jī)系統(tǒng)便于地面部隊(duì)隨身攜帶，其數(shù)量已經(jīng)占到美國國防部整個(gè)無人機(jī)總數(shù)的85％以上。“如果部隊(duì)人員需要知道山脊以外、墻的后面和車隊(duì)前面正在發(fā)生什么事情，他們就可以使用這些小型和微型無人機(jī)進(jìn)行觀察，從而獲得所需要的信息。”吉特林說。
Aero Vironment公司還與美國國防部高級研究計(jì)劃局（簡稱DARPA）合作，用時(shí)5年，耗資400萬美元,在2011年研制成功一種名為“蜂鳥”（Hummingbird）的微型無人機(jī)。這種微型無人機(jī)的外形類似蜂鳥這種動(dòng)物，并且模仿其翅膀撲翼飛行，可以在不引起懷疑的情況下飛行接近目標(biāo)。“蜂鳥”微型無人機(jī)重量僅19克，翼展為16厘米。在進(jìn)行飛行表演時(shí)，這種“蜂鳥”微型無人機(jī)以每小時(shí)近20公里的速度飛進(jìn)和飛出一座建筑物，抵御住速度為每小時(shí)近10公里的風(fēng)，飛行時(shí)間持續(xù)8分鐘。吉特林說，“蜂鳥”微型無人機(jī)現(xiàn)在是一種技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，但是Aero Vironment公司正在尋找可以將其變成實(shí)用產(chǎn)品的機(jī)會(huì)，雖然它的最終版本可能不再像一只蜂鳥。美軍高層希望利用這種微型無人機(jī)悄悄潛入戰(zhàn)區(qū)，用它的微型照相機(jī)偵察敵軍的位置，并最終把它部署到農(nóng)村和城市環(huán)境里。
2014年9月，Aero Vironment公司宣布，它已經(jīng)收到了美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的訂購價(jià)值近2180萬美元的RQ-12“黃蜂AE”小型無人機(jī)的合同。據(jù)該公司的一份新聞稿稱，“黃蜂”無人機(jī)將被列入美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的下一代小型無人機(jī)系統(tǒng)家族。吉特林說，除了軍事用途，他還看到一個(gè)新興的小型和微型無人機(jī)民用市場。如“蜂鳥”等微型無人機(jī)可能應(yīng)用到災(zāi)害搜救以及農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域，他說。
迪克森說，對于無人機(jī)制造商來說，對外銷售也將是一個(gè)好消息。如以色列等國家可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)特別有用，他指出。
“由于會(huì)發(fā)生許多城市作戰(zhàn)以及反叛亂分子之類的戰(zhàn)爭，這些環(huán)境將有助于促進(jìn)小型與微型無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展。”迪克森說。對于許多部隊(duì)單位來說，小型與微型無人機(jī)系統(tǒng)可能是一個(gè)力量倍增器。
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