在過去10多年的戰(zhàn)爭中，美國軍隊接收了數(shù)量眾多（大概有數(shù)千架）的無人駕駛飛行器（簡稱無人機），其類型從重量達數(shù)噸以上的大型無人機系統(tǒng)，到可以裝進士兵的背包或者口袋里的小型與微型無人機系統(tǒng)。正是這些微小型無人機系統(tǒng)（重量通常在10公斤以下）可以迅速部署，在部隊執(zhí)行任務時，能夠在不太高的空中飛行，觀察和收集信息情報。
美國的有關(guān)專家對《國防》雜志的記者說，雖然美國的國防預算在下滑，但是微小型無人機這種有效的收集情報、監(jiān)視和偵察數(shù)據(jù)的工具，將繼續(xù)是美國武裝部隊優(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具有足夠的強度。“由于微小型無人機必須被舉起進行發(fā)射，如果它們達不到足夠的強度，非常脆弱，在舉起進行發(fā)射時就可能被損壞。許多此類無人機看起來非常精致，很先進,很酷，但是它們的強度都不夠，不太堅固，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系統(tǒng)能夠增加士兵在戰(zhàn)場上的態(tài)勢感知和保護能力。美國陸軍的一位發(fā)言人杰夫•西斯托說：“在納蒂克實驗室，我們正在為單個士兵進行這方面的研究。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研究利用微小型無人機收集情報、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小型垂直起降無人機系統(tǒng)的請求信息。這項請求信息表示，小型無人機系統(tǒng)的重量應該在5至20磅（相當于2.27至9.07公斤）之間；這些無人機系統(tǒng)應該能夠在白天和晚上的軍事行動期間，并在所有環(huán)境條件下，提供情報、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)；它必須是輕量級的，可以準備好隨時使用，能夠提供通過光電和紅外傳感器獲得的實時全運動視頻圖像；此外，它必須便于單個士兵攜帶，可重復使用和非常堅固，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，它類似于一架能夠在飛行中收集情報、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)的微型直升機，其葉片長度只有4英寸（相當于10厘米）。這種無人機的體積非常小，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預定的位置。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，持續(xù)飛行時間約25分鐘，最大航程為1.6公里，并且可以在持續(xù)風速達每小時28公里的強風中飛行。Prox Dynamics公司的總經(jīng)理、挪威陸軍退役準將阿恩•斯克杰爾佩說，“PD-100黑黃蜂”微型無人機配備了三個可以觀察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時視頻或者拍照的圖像。“這種微型無人機中沒有數(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。”“PD-100黑黃蜂”微型無人機可以用于執(zhí)行多種飛行任務，包括收集情報、監(jiān)視與偵察數(shù)據(jù)以及建筑物清查和目標定位等。據(jù)報道，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，供軍方和地方客戶采購使用，每架“PD-100黑黃蜂”微型無人機的價格約為20萬美元。Prox Dynamics公司還正在對這種微型直升機進行改進，以延長其持續(xù)航行時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”微型無人機的合同，然后于2013年將部分這種微型無人機部署在阿富汗戰(zhàn)場，用于執(zhí)行偵察、狙擊手定位以及對建筑物和洞穴進行搜索等任務。斯克杰爾佩說，“英國陸軍在作戰(zhàn)中使用PD-100黑黃蜂微型無人機已經(jīng)有兩年時間，并且提供了很好的反饋信息。英國人非常清楚，這種微型無人機系統(tǒng)已經(jīng)拯救了許多人的生命，而且增強了部隊的保護和態(tài)勢感知能力。”
英國陸軍使用“PD-100黑黃蜂”微型無人機取得成功，也引起了其他國家軍隊的關(guān)注和興趣，其中包括美國軍隊。當英國陸軍在阿富汗部署“PD-100黑黃蜂”微型無人機之后不到一年的時間，美國陸軍就簽署了采購“PD-100黑黃蜂”微型無人機的合同，計劃提供給特種作戰(zhàn)部隊使用。據(jù)報道，2015年上半年美國陸軍的特種作戰(zhàn)部隊已經(jīng)獲得多架“PD-100黑黃蜂”微型無人機，目前正在對其測試。
總部位于弗吉尼亞州北部費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，對小型無人機的大規(guī)模采購項目將會減少，但是仍然有采購機會。軍隊不僅會通過提高有效載荷和完善數(shù)字化等措施來改進小型無人機系統(tǒng)，而且也會采購一些額外的小型無人機以便使部隊有更多的選擇，他說。“最終，美國陸軍希望建立一個小型無人機系統(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，4磅（約1.8公斤）重的“大烏鴉”無人機甚至更輕的無人機系統(tǒng)。“這將使小型部隊單位在他們使用的無人機類型方面有更大的靈活性。”
盡管微型無人機取得了一些進展，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測資深防務分析師拉里•迪克森說。“微型無人機都正在發(fā)展，但是它們?nèi)匀惶幱谄鸩诫A段。它們還正在接受測試。它們所能擔負的任務還非常有限。”他說。
制造微小型無人機的公司仍然需要解決如何增加無人機的有效載荷和能夠在各種環(huán)境下使用的問題。例如，當微小型無人機在有風的條件下飛行時，它的電池電量是否足夠，迪克森說。此外，微小型無人機必須有足夠的強度。“因為部隊一些人員有時會對其所使用的工具粗手粗腳，所以微小型無人機一定要制作得非常堅固耐用。”他說。迪克森預計特種作戰(zhàn)部隊可能在未來10年內(nèi)普遍使用微小型無人機。“到21世紀30年代，更大規(guī)模的地面部隊將應用這種技術(shù)。”迪克森說。“最終，微小型無人機甚至可以被用來觀察和監(jiān)視整個被占領(lǐng)的城市。到時可以實現(xiàn)這樣一種目標：這些微小型無人機系統(tǒng)本身發(fā)射出去或者從飛機上拋下，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)場上進行監(jiān)視，就將有對微小型無人機的需求，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。微小型無人機系統(tǒng)“具有非常獨特的功能，能夠在合適的時間和地點把收集到的信息提供給需要的人手中。而大型無人機系統(tǒng)比較稀少，飛得更遠，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，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。下面簡要介紹這三種無人機：
“大烏鴉”無人機長度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28至60英里（約45至96公里），航程6.2英里（約10公里），實用升限（即最大飛行高度）15000英尺（約4572米），續(xù)航時間60至90分鐘，可攜帶紅外攝像機和數(shù)據(jù)鏈。2004年底，“大烏鴉”無人機正式裝備美國部隊。2009年對其數(shù)據(jù)鏈進行了升級，由模擬信號改為數(shù)字信號，使其工作狀態(tài)更加安全可靠。近期美軍開始將“大烏鴉”無人機的固定式攝像裝置升級為萬向架支座攝像裝置，這種新設計使無人機在飛行中可以對目標區(qū)域保持有效觀察視角，作戰(zhàn)運用更為靈活。
“美洲獅”無人機是美國陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊使用的一種比“大烏鴉”無人機更大的小型無人機，重量5公斤多。2003年10月，美國Aero Vironment公司推出了增強型RQ-20A“美洲獅”AE小型無人機系統(tǒng)，其增強的功能包括：1、先進的推進系統(tǒng)和智能電池技術(shù)——更強大的推進系統(tǒng)使該無人機具有較長的續(xù)航能力，智能電池可提供超過3個半小時的持續(xù)飛行時間，在現(xiàn)役“美洲獅”AE無人機的基礎(chǔ)上提高了75%。為了增加任務靈活性，多功能的智能電池未來還可以和諸如太陽能、燃料電池等先進的電源進行整合使用。2、輔助任務載荷艙——具有快速、方便地整合先進任務載荷的能力，同時保留現(xiàn)役“美洲獅”無人機的彩色和熱成像攝像機。3、精密導航系統(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——機身經(jīng)過重新設計，包括結(jié)構(gòu)加固，改進了空氣動力特性，使該無人機在各種環(huán)境中更具耐久性。增強型“美洲獅”AE無人機已經(jīng)于2014年提供給美國部隊使用。該機重約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，其飛行距離可以達到15公里，并可在海上或陸地手擲發(fā)射、操作和回收。
“黃蜂”無人機是美國特種部隊使用的一種微型無人機，主要用于執(zhí)行偵察、目標指示、火力校射和損失評估等任務。這種無人機的參數(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20至40英里（約32至64公里），飛行時間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”無人機是美軍目前使用的最小的無人機，它裝有2臺微型攝像機，設定好程序后可以自動往返執(zhí)行任務，可收集和向操縱員實時傳遞情報。機上電動機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系統(tǒng)便于地面部隊隨身攜帶，其數(shù)量已經(jīng)占到美國國防部整個無人機總數(shù)的85％以上。“如果部隊人員需要知道山脊以外、墻的后面和車隊前面正在發(fā)生什么事情，他們就可以使用這些小型和微型無人機進行觀察，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劃局（簡稱DARPA）合作，用時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。這種微型無人機的外形類似蜂鳥這種動物，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。“蜂鳥”微型無人機重量僅19克，翼展為16厘米。在進行飛行表演時，這種“蜂鳥”微型無人機以每小時近20公里的速度飛進和飛出一座建筑物，抵御住速度為每小時近10公里的風，飛行時間持續(xù)8分鐘。吉特林說，“蜂鳥”微型無人機現(xiàn)在是一種技術(shù)驗證機，但是Aero Vironment公司正在尋找可以將其變成實用產(chǎn)品的機會，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悄悄潛入戰(zhàn)區(qū)，用它的微型照相機偵察敵軍的位置，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)隊的訂購價值近2180萬美元的RQ-12“黃蜂AE”小型無人機的合同。據(jù)該公司的一份新聞稿稱，“黃蜂”無人機將被列入美國海軍陸戰(zhàn)隊的下一代小型無人機系統(tǒng)家族。吉特林說，除了軍事用途，他還看到一個新興的小型和微型無人機民用市場。如“蜂鳥”等微型無人機可能應用到災害搜救以及農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域，他說。
迪克森說，對于無人機制造商來說，對外銷售也將是一個好消息。如以色列等國家可能會發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)特別有用，他指出。
“由于會發(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)境將有助于促進小型與微型無人機系統(tǒng)的發(fā)展。”迪克森說。對于許多部隊單位來說，小型與微型無人機系統(tǒng)可能是一個力量倍增器。
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