未来战争的“火蚊”——微型飞行器

文章摘要:微型飞行器(Micro Aerial Vehies，MAV)是20世纪90年代初期开始发展起来的一种新型飞行器。它的出现引起了科学家的浓厚兴趣，也招致了军事专家的高度重视。微型飞行器在技术上对传统航空设计模式提出了挑战，其广阔的军事应用前景将彻底改变传统战争的面貌，导致如“火蚊战争”之类新型战争模式的出现。
文章主题:微型飞行器 军事行动 战场信息 作战环境 侦察装置

文章内容：24年第4期人防科研总第24期未来战争的"火蚊"——微型飞行器微型飞行器(,)是20世纪9年代初期开始发展起来的一种新型飞行器.它的出现引起了科学家的浓厚兴趣,也招致了军事专家的高度重视.微型飞行器在技术上对传统航空设计模式提出了挑战,其广阔的军事应用前景将彻底改变传统战争的面貌,导致如"火蚊战争"之类新型战争模式的出现.1微型飞行器的特征美国国防高级研究计划局())认为,微型飞行器是指三维尺寸均在15厘米以下的飞行器,差不多有手掌大小.其基本特征是:重量在10100克,有效载荷118克,续航时间20—6分钟,巡航速度35—70千米/,时,航程1—10千米(用机炮发射可达20千米以上),外形采用固定翼,旋翼或其它布局,酷似昆虫或小飞鸟,最佳使用高度为几十几百米,单价不超过1000美元.但微型飞行器的上述界定不是绝对的,如美国国防高级研究计划局与航空环境公司合作研制的"大黄蜂"微型机,以燃料电池为动力,长23厘米,续航时间达数小时."科里布里"飞行器,重量316克,可装100克重的有效载荷.微型飞行器不是常规飞行器的缩小,而是在新原理,新技术,新结构,新材料基础上开发的崭新概念的武器装备,它是武器技术领域的一场变革.随着微电子技术,纳米技术,微动力,微机械,微控制器件,高性能计算机的突破性进展,将为微型飞行器的发展起推波助澜的作用.2微型飞行器对未来战争的影响军事分析家认为,冷战结束后,爆发大规模战争的可能性已大大减小,更多的冲突将是局部的,小规模的军事行动.在这类军事行动中,将以班,排级或小组作为主要作战单位,依靠士兵自身快速收集战场信息,进行战情分析,指挥部的综合信息则降到次要地位.微型飞行器正是适应这种分散作战环境的优选装备之一.由于它尺寸小,重量轻,便于携带,易于使用,可作为士兵随身携带的侦察装置,也可由有人驾驶的飞机投掷,攻击目标.在野外作战中,由于野外地形环境复杂,一般高空侦察机很难获得敌方的精确情报,近距离的目视侦察风险太大.而微型飞行器可以自由地翻山越岭,昼夜工作的图象传感器会将各种隐蔽的敌情源源不断地传送到野战环境里的战斗小组,并将综合信息传送给指挥员,以便对进一步行动作出正确决策.未来的军事冲突和反恐行动相当一部分战斗将是在城市进行的.城市环境建筑物多,居民集中,战情比野外更复杂,作战伤亡会大得多.这时微型飞行器的优势就显得更加突出.微型飞行器不仅可在建筑群间和上方活动,实施侦察.还可穿堂入室,了解建筑物内的敌情,窃听室内人员的谈话.在阿富汗战争中,美军士兵可以?56?人防科研2004血从便携式电脑的显示屏上,看到由"微型星"微型飞行器侦察发回的5000米以内的敌情.微型飞行器还大量用于执行特殊任务,如在限定的环境(如小巷,洞穴)进行目标搜索;精确目标(如办公室窗)监视;遥控监视等.3微型飞行器的关键技术微型飞行器的设计与制造已经远远超出了传统的飞机设计与制造的范畴,需进行大量关键技术的突破性研究.深入研究低雷诺数空气动力学和仿生学.由于微型飞行器飞行在很低的雷诺数范围内(200000),微型飞行器上附着的空气"粘稠"得多,所以微型飞行器遇到的阻力要大得多,飞行稳定性要小得多.又由于微型飞行器机翼很小,飞行速度很慢,过载很低,所以仅靠机翼很难获得足够升力.应当深入研究低雷诺数空气动力学和仿生学,可向飞行状态类似的昆虫和小鸟学习,采用扑翼或旋翼方式.研究微动力和能源技术.研究微动力和能源技术,为微型飞行器爬升,巡航和机动提供动力.从目前的设计水平看,微型飞行器的发动机和燃油重量占全机重量的65%,有效载荷仅2%,因此发展高效,低重的动力装置和高效燃料电池将十分关键;对传统飞机微不足道的小阵风,对微型飞行器就可能是"台风",不仅会"吹翻"微型飞行器,还会干扰图像和信息的传输.所以要设计优良的控制系统,能对阵风做出快速,有效反应,使微型飞行器迅速恢复稳定.微电子技术已经使微型传感器和微型电机制造成为可能.有效荷载微型化和综合化技术研究.微型飞行器的尺寸和承载能力严重限制了载荷容量,必须研制超轻小型传感器和通信导航系统.应当开发系统的综合能力,如让天线兼作配平安定面,让支架充当更多角色.随着新型材料,纳米技术,虚拟制造技术的发展.微型飞行器在技术上的突破性进展是肯定的,微型飞行器将向功能更强,重量更轻,成本更低的方向发展,军民两用的实用型微型飞行器必将出现.4多种微型飞行器纷纷亮相微型飞行器的提出和发展源于美国.1992年,美国兰德公司开始研究.1995年林肯实验室开展可行性研究.1995年1月,美国国防高级研究计划局成立可行性研究小组,1997年制定了为期4年的研究与技术验证计划.目前已有多种微型飞行器进入试飞评审阶段,有的已经在战场上试用.简介如下."微型星".美国桑德斯公司研制,固定翼型,翼展5.24厘米,设计重量100克,总耗电5瓦,可飞行20～6分钟,航程5000米,飞行高度5～9米,巡航速度56千米/小时."黑寡妇".美国航空环境公司,加利福尼亚大学和加州理工大学联合开发.外形为磁盘形,可持续飞行20分钟以上,飞行速度为48千米/小时.机上带1个可远程操纵的光摄象机,重2克.由一台计算机,一套无线电接受装置和3个微型马达组成飞行控制系统,重2克.该机具有横滚,附仰稳定性."昆虫机".美国乔治亚理工研究院,英国剑桥大学和'实验室合作研制,重5克,有效载荷克,机翼的扑动是自主的,上下挥动都产生升力,可以悬停飞行.第4期未来战争的"火蚊"——微型飞行器?57?"微船".航空环境公司与加州理工大学联合研制,是典型的扑翼式,外形酷似一只蜻蜓,重1克,一次能飞20秒,飞行距离5米."教练".国际公司与加拿大多伦多大学联合研制,是一种5克扑翼机."微型蝙蝠".航空环境公司研制,扑翼展开23厘米,重14克,锂电池供电,续航时间可达22分45秒."科里布里".美国拉特洛伊克斯公司与奥本大学联合研制.旋翼式,重316克,有效载荷100克,续航能力2小时.利用尾浆在旋翼的下洗流中进行附仰,横滚和偏航操纵."