2016年4月15日,劉文章先生在微信圈里寫道:“現(xiàn)在,無人機(jī)賽成風(fēng),上上下下,五花八門,是好事;但常有無人機(jī)與航模概念混淆,缺乏權(quán)威性的規(guī)范與宣傳”。
劉文章在第四屆大賽啟動(dòng)儀式上宣講賽事規(guī)則(馬博瑤攝)
的確如此,隨著無人機(jī)近年來的蓬勃發(fā)展,無人機(jī)和航空模型的異同成為一個(gè)熱門話題?,F(xiàn)梳理我的認(rèn)識,寫成此文,希望起到拋磚引玉之作用,引發(fā)大家的討論,以形成共識。
一、關(guān)于它們的相同點(diǎn),主要有兩點(diǎn)。
首先,兩者均“機(jī)上無人”,但需人的掌控,不管是預(yù)設(shè)的或?qū)崟r(shí)的,也不管是視距內(nèi)或是視距外。航空模型由操縱者機(jī)外操作,而無人機(jī)定義為“不需要駕駛員登機(jī)駕駛的各式自控或遙控飛行器”。
其次,作為科學(xué)驗(yàn)證用的航空模型和無人機(jī)是相通的。航空模型最早是靜態(tài)的,以致在如今的飛行器研制程序中,還有兩類重要的靜態(tài)模型仍在繼續(xù)發(fā)揮作用(“樣機(jī)模型”和“吹風(fēng)模型”)。而隨著航空科技發(fā)展的需求,作為驗(yàn)證機(jī)的動(dòng)力航空模型越來越重要,航空模型和無人機(jī)之間原本就有的天然密切關(guān)聯(lián),被重新認(rèn)識,并正大大加強(qiáng)。我曾就此說過一句話,叫做“同源殊途,殊途同歸”。
二、它們的不同也來自兩個(gè)方面,功能和性能。
首先是功能不同。航空模型除早期的試驗(yàn)驗(yàn)證作用外,逐步轉(zhuǎn)向主要供運(yùn)動(dòng)用的不載人小型航空器,即特定的、狹義的航空模型。至1905年國際航空運(yùn)動(dòng)聯(lián)合會(huì)(FAI)成立后,航空模型逐漸成為一項(xiàng)有組織的、全球性、群眾性競技運(yùn)動(dòng),以致淡忘了航空模型本身的技術(shù)內(nèi)涵和豐富的探索史跡。FAI管轄的航空活動(dòng)包括特技飛行、模型飛機(jī)、航天記錄、通用航空、滑翔機(jī)、懸掛式滑翔和飛行傘等。就航模而言,有各種分類,如模型直升機(jī)、自由飛模型、線操縱模型等,并在繼續(xù)變化和豐富中。但其基本功能,主要是完成各種競技性或表演性任務(wù)。通過這種活動(dòng),去實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值和倡導(dǎo)科學(xué)精神。
而無人機(jī)的功能則有明確的個(gè)性化要求,由機(jī)上任務(wù)載荷(又稱有效載荷)來體現(xiàn)完成使命任務(wù)的能力。無人機(jī)的英文名Unmanned Aerial Vehicle,即“無人飛行載具”,可以理解為搭載載荷的平臺與載荷的組合體。如偵察型無人機(jī)就是在具有一定飛行能力的平臺上安裝偵察設(shè)備和傳輸設(shè)備來完成任務(wù);攻擊型無人機(jī)則是通過武器或戰(zhàn)斗執(zhí)行部件完成攻擊任務(wù)。即使是科學(xué)驗(yàn)證用無人機(jī),為了獲取飛行數(shù)據(jù),也要安裝必要的感知、測量和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)特定功能。所以也可以說,無人機(jī)是通過機(jī)上有效載荷來體現(xiàn)不同功能的系統(tǒng)。無人機(jī)區(qū)別于航模,就在于自身的任務(wù)載荷;一般來說,除保障飛行的控制系統(tǒng)外,只有機(jī)上載有相應(yīng)任務(wù)載荷,才可以稱為現(xiàn)代意義上的無人機(jī)。
具有拍攝功能的四旋翼無人機(jī)(如無載荷,可認(rèn)為是四旋翼航模)
有人曾和我討論,靶機(jī)可以沒有載荷,為何也稱為無人機(jī)。我認(rèn)為,即使不裝載附加載荷,靶機(jī)也可視為有載荷。這是因?yàn)?,靶機(jī)主要供鑒定武器的性能時(shí)使用,誘導(dǎo)被試對象跟蹤、接近或毀傷自身。作為一種靶標(biāo),需要盡可能真實(shí)地模擬敵方飛機(jī)性能,所模擬的特性(不管是可見光、紅外、雷達(dá)或其它)就可以看作載荷。而且,除自身設(shè)計(jì)按模擬對象的特征相匹配以外,還常常需要攜帶附加載荷,以增強(qiáng)特征。例如,為了模擬大型飛機(jī)對地面雷達(dá)或?qū)椧诺挠行Х瓷涿娣e,機(jī)上往往裝有角反射器、龍伯透鏡或有源回波增強(qiáng)器。為了模擬噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)尾焰的紅外輻射,機(jī)上常安裝曳光彈等紅外輻射器。有時(shí)還采用各種電子、聲學(xué)、光學(xué)干擾設(shè)備,甚至釋放假目標(biāo),用以模擬目標(biāo)飛機(jī)的干擾。在非直接擊毀的重復(fù)使用靶機(jī)里,還往往攜帶各種指示與測量設(shè)備。凡此種種,不一而足,其任務(wù)屬性和載荷特性實(shí)際上非常之強(qiáng)。
二戰(zhàn)期間,美國軍方從模型制造商雷吉納· 丹尼手中采購了15000 多架遙控模型飛機(jī),將其改裝為無人靶機(jī)。
而說到目標(biāo)特性(或稱目標(biāo)特征),其通俗的解釋就是,任何物體都有表明其存在的特征,不管人的感官能否察覺,如幾何形狀、紅外輻射(高于絕對零度(-273.15℃)的物質(zhì)都可產(chǎn)生)、雷達(dá)回波等。于是,發(fā)現(xiàn)或提取目標(biāo)特征,就有了各種手段;而減縮目標(biāo)特征,俗稱“隱身”,就派生出可見光隱身、紅外隱身和雷達(dá)隱身等不同的概念與技術(shù)。
其次是性能不同,主要是控制方式和控制系統(tǒng)的不同。
無人機(jī)通過機(jī)上飛控系統(tǒng),控制自身的姿態(tài)和機(jī)動(dòng);一般可以做到遠(yuǎn)距控制,無人機(jī)的另一英文名RPA——Remote Pilot Aircraft就是這一含義??梢允孪仍O(shè)定程序,也可以通過數(shù)據(jù)鏈將地面控制參數(shù)與無人機(jī)進(jìn)行交互,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。隨著感知和決策的實(shí)時(shí)化和智能化,還能實(shí)現(xiàn)有條件的以致完全的自主控制,即完全不需人的干預(yù)。有時(shí)機(jī)上飛控系統(tǒng)也被認(rèn)為是一類載荷,但它區(qū)別于任務(wù)載荷,是解決無人機(jī)自身的操控問題,而非完成特定的任務(wù)。有些無人機(jī)也把飛控與部分任務(wù)載荷綜合在一起。
而航空模型的控制是通過人的直接控制或無線電遠(yuǎn)距遙控(多數(shù)在視距內(nèi))實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)和姿態(tài)調(diào)整,機(jī)上一般沒有自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)。高端航空模型通過采用FPV(第一視角)技術(shù)已可實(shí)現(xiàn)視距外操縱,但距離多在幾千米范圍。
形象地說,無人機(jī)是帶著大腦飛行,這副頭腦可以極為聰明,也可以不那么高明;而航模的大腦始終是在地面,是在操縱人員的脖子上。
隨著航模操縱性能的持續(xù)提升和控制部件的低成本化,單就操縱性而言,高端航模與中低檔無人機(jī)在這方面的區(qū)別在縮小,有時(shí)甚至?xí)粗?
簡言之:
無人機(jī)和航模的相同在于:機(jī)上無人操縱,驗(yàn)證功能相通;
無人機(jī)和航模的相異在于:任務(wù)載荷有別,控制手段不同。
這樣解釋,是否可以,請朋友們討論和評判。
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