无人机漫谈

文/马尔杰拉图

如今消费级无人机已走进千家万户

虽然作为大众电子消费品的无人机出现在公众视野中的时间很短，但关于它的历史，却可以追溯到几千年前。中国古代战国时期的墨翟“举木为鸢，飞天升空，一日而败”的记载，可以视为无人机的“先声”。而中国古代的风筝，则可以视为无人机的雏形。

经历了第一次世界大战的“壮志未酬”，无人机在第二次世界大战期间以靶机的身份“崭露头角”；一直到美苏双雄争霸的冷战时期，随着计算机技术的出现，使无人机的价值和作用愈发明显。如今，越来越多的国家装备并使用着无人机，而伴随着新技术的革命，无人机也正在迎来新的发展机遇。

筚路蓝缕：萌芽时代

和历史上的许多新技术类似，无人机技术的广泛应用和快速发展，离不开战争这个“助产婆”。

在中国，关于风筝的起源，可上溯到二千多年前的春秋战国时期。由于战争的需要，古人以鸟为形，以木为料，制成可在空中飞行的“木鸢”。《韩非子·外储说左》就曾记载：“墨子为木鸢，三年而成，蜚（飞）一日而败”。

图2 墨子，姓墨名翟，战国时期鲁国人，是著名思想家、政治家

目前中国信史有案可稽的关于风筝最早的应用，是公元549年南北朝“侯景之乱”中，坐困建康城的梁武帝，利用风筝向外部援军传递消息（见于《资治通鉴·梁纪》）。

在西方，最早具备应用意义的“无人机”，可以追溯到1849年，奥地利人用绑上炸弹的无人气球袭击了威尼斯。

1896年5月6日，美国航空史上有名的“怪才”塞缪尔·皮尔庞特·兰利（Samuel Pierpont Langley）在华盛顿附近的波托马克河上进行了一项试验：他采用弹射系统发射了自己设计的Aerodrome 5号“无人飞机模型”，进行了一次试飞。

早期航空先驱塞缪尔·皮尔庞特·兰利

Aerodrome 5号在空中飞行了约1200米。这次试飞的目的是为了证明重于空气的飞行器是可以获得足够的升力并实现持续稳定的飞行。这一结论直接启发了后来的莱特兄弟。这次试飞被认为是航空史上重于空气的飞行器的第一次持续动力飞行，也是无人机发展史上的一个里程碑式事件。

就在Aerodrome5号试飞成功半年后，兰利的Aerodrome 6号模型机进一步将飞行距离提高到了1500米。值得一提的是，兰利的试验是在美国陆军的支持下进行的。

1896年5月6日，兰利在波托马克河上试飞的Aerodrome5号模型

按现在的标准，Aerodrome 5号和6号都不是真正意义上的无人机，因为没有遥控装置，无法进行“无人化飞行控制”。不过，就在Aerodrome 6号试飞成功几个月后，尼古拉·特斯拉制造出了世界上第一个无线电遥控装置。其外观看上去就是一个盒子，上面安装了一支操纵杆和一个发报电键。

这台装置最初设计是为了发送摩斯电码信号，但通过转换，盒子的操控命令也可以变成电信号并发送出去，从而可在一定范围内遥控机械装置。特斯拉把这个遥控装置称之为“雏鸟系统”。这一系统的问世，使真正意义上的无人机的出现成为了可能。

如今匹兹堡大学的展厅里依旧陈列着兰利的Aerodrome6号模型

在特斯拉之后，美国发明家斯佩里父子先后贡献了两项无人机史上的重大发明：父亲老斯佩里发明了用于飞机上的陀螺仪稳定器；儿子小斯佩里是个飞行狂热爱好者，他将父亲的发明与飞机的操纵系统进行深度交联，发明“自动驾驶仪”。

小斯佩里的发明引起了美国航空先驱、著名飞机设计师格伦·哈蒙德·寇蒂斯的重视，在他的支持下，1914年6月18日，小斯佩里乘坐着安装了“自动驾驶仪”的飞机，出现在巴黎飞行安全大会上——这是那个时代最负盛名的飞行博览会之一。没有飞行员、只有两名乘客（小斯佩里和一名助手）的飞机在塞纳河畔飞行了三圈之后平稳着陆，引发了热烈的掌声，小斯佩里因此获得了一万美元的大奖。此时，距离莱特兄弟成功升空仅仅过了11年。

战争的“果实”：第一次世界大战与无人机

儿子的大获成功让老斯佩里重新燃起了对无人机的兴趣。因此，早在欧洲“八月炮火”刚刚响起的1914年11月，老斯佩里就决定为美国军队发展一种可用于军事用途的无人驾驶飞机，并且坚信“山姆大叔早晚会用得着”。

老斯佩里的想法得到了挚友寇蒂斯的支持，并在1915年初的试验中初步显示出了成功的希望——一架“寇蒂斯”C-2飞机由飞行员操纵升空后，地面通过安装在飞机上的无线电遥控装置，成功的对交联在陀螺稳定器上的各个气动翼面进行了控制。

在这次成功试验的基础上，1915年7月，老斯佩里开始与美国海军咨询协会的同事、另一位发明家彼得·库珀·休伊特（Peter Cooper Hewitt）一起，合作设计了一种被称为“飞行炸弹”的东西——实际上就是一架装填满炸药的小型无人驾驶自杀飞机。

埃尔默·斯佩里（老斯佩里）

应该说，老斯佩里的这一设想只是“看上去很美”。从1915年开始的一系列试飞结果显示，“飞行炸弹”存在许多设计上的漏洞，其空气动力设计非常糟糕，以至于多次试飞都以失败告终。

不过，此时第一次世界大战的战火已燃遍整个欧洲，电报、坦克、轰炸机和马克沁机枪等新武器纷纷应用于战场并制造了一系列“绞肉机”般的惨烈战役。

“隔岸观火”的美国，此时对于新式武器的研发格外慷慨，这让老斯佩里有了从容的时间和充足的预算不断改进自己的发明。不过，直到1918年战争结束，老斯佩里的发明依然在不断的改进中，以至于从未真正参战过。

查尔斯·F·柯特林（右）与阿尔弗雷德·P·索兰

作为美国海军的“老冤家”，美国陆军在1917年也上马了自己的无人机项目。主持这一项目的是一位发明“怪才”查尔斯·F·柯特林（Charles F. Kettering），这一项目因此被称为“柯特林虫子”。

“柯特林虫子”是受老斯佩里“飞行炸弹”启发的产物，在技术上也与其大同小异。不过，“柯特林虫子”的气动设计和滑车式起飞装置均由莱特兄弟中的奥维尔·莱特亲自操刀，其发动机也采用了福特公司的发动机，在投弹方式上也有所改进。

因此，在1918年的一系列试飞中，“柯特林虫子”取得了不错的成绩——按照美国陆军的档案记录，其试飞成功率达29.1%，略好于“飞行炸弹”。不过，“柯特森虫子”还是没能在战争中一展身手。

测试中的“柯特林”虫子

尽管如此，在1918年11月11日德国签署停战协议前，“柯特林虫子”还是生产出了45架。美国陆军已经为整个项目投入了275000美元的巨款！

为了不白白浪费这些先期投入，没能在战争中派上用场的“柯特林虫子”在战争结束后获准进一步研制，“以便将其技术用于下一场战争”。就这样，在美国陆军航空勤务队（United States Army Air Service，1918年由美国陆军军事航空处改编而来——编者注）的监督下，作为技术储备项目的“柯特林虫子”一直存活到了1920年年底，直至项目经费耗尽。

与“柯特林虫子”样机的情况类似，老斯佩里的“飞行鱼雷”也在战后继续存活了一段时间，直至1926年项目彻底取消。

第一次世界大战并没有给无人机“大出风头”的机会，但老斯佩里和柯特林的一系列研究，还是为后来者积累了经验。特别是“飞行炸弹”的概念，在进入21世纪后，直接启发了“巡飞弹”的概念。由此可以看出，和许多技术一样，无人机技术的发展，从来不是一帆风顺的。

航空大时代：无人机发展的浪漫时期

吉米·斯图尔特不但是演员，同时还是B-24轰炸机飞行员

提起詹姆斯·斯图尔特（Jimmy Stewart）和亨利·方达（Henry Fonda），你会想起什么？

不错，《费城故事》《街角的商店》《愤怒的葡萄》《金色池塘》……这一系列诞生于20世纪30年代的经典电影，至今仍然吸引着无数青年男女。不过，这两位明星的另一个身份或许就不那么为人所共知了：他们都是狂热的飞机和航模的发烧友。

亨利·方达

这没什么值得奇怪的。第一次世界大战让人类真正步入了航空时代。一战结束后直至第二次世界大战，航空成为世界各国最为关注的领域。飞行员的地位和影响力丝毫不输于今日顶级流量的大明星。当时有很多的明星同时也是航空狂热发烧友。比如詹姆斯·斯图尔特甚至还是美国空军的准将军衔。可以说，那是人类航空发展史上著名的浪漫时代。

莱吉纳德·丹尼或许是对航空产业影响最大的好莱坞演员

不过，詹姆斯·斯图尔特和亨利·方达与其他的明星发烧友有所不同。他们一位共同的好友，莱吉纳德·丹尼（Reginald Denny），虽然也是好莱坞20年代红极一时的明星。不过，他在航空领域的兴趣显然更大，不仅自己在好莱坞的林荫大道开了一家航模公司，更与美国陆军合作，生产专供陆军进行防空炮火训练的遥控靶机。

测试中的OQ-2A靶机

莱吉纳德·丹尼的公司称为丹尼无线电飞机公司（Denny Radioplane Company），其设计生产的靶机称为RP系列（这是公司内部编号，美国陆军称之为OQ系列）。RP系列最初的产品是RP-1，诞生于1938年。

RP-1的操纵性非常不好，但美国陆军却依然发现了其中的价值，并为丹尼拨了款让他改进了设计，还聘请工程师沃尔特·莱特（Walter Righter）为遥控靶机专门设计一款微型燃油发动机。经过几次试验后，丹尼他们拿出了第一个成功的作品RP-4（美国陆军称之为OQ2）。1939年，美国陆军开始采购丹尼的产品，随后海军也加入了进来。

RP-4（OQ-2A）型样机

从1939年到1945年，美国陆军、海军和海军陆战队一口气采购了15000多架各型遥控靶机，型号也由RP-4型发展到RP-18型。

RP系列的无人靶机在技术上与老斯佩里的“飞行炸弹”并无太多不同，都是通过弹射装置将靶机发射出去，再由操作员远程控制，遥控这些飞机进入防空炮射程。

不过，由于当时无线电技术的进步，这些靶机在可控范围和可靠性上有了提高。从RP-4开始，这些丹尼无线电飞机公司生产的靶机就配备降落伞，可以重复使用。

当时媒体对美国军方购买RP-1的报道，注意右下角的照片便是电话拨号盘作为遥控装置

1946年，经过再次改进的RP-19/OQ-19 型无人靶机研制成功，并在1946至1984年间一共生产了48000多架。1952年，丹尼无线电飞机公司被巨头诺斯罗普收购，变成了诺斯罗普文图拉分部，专门研发靶机和巡航导弹。

这里还要提到一段佳话。1945年的一天，美国陆军记者戴维·科诺沃来到丹尼无线电飞机公司拍摄宣传照片。一位名叫诺尔玛·珍妮·多赫蒂（Norma Jeane Dougherty）的青年女工吸引了他的注意力。

这位年仅18岁的女工当时已经结婚两年，丈夫去了太平洋前线，她一个人为了养家出来当工人。诺尔玛当时参与生产的是丹尼无线电飞机公司的拳头产品OQ-3，公司内部编号是RP-6，她是螺旋桨的喷漆工。

让玛丽莲·梦露名声大噪的两张照片（她手中的是OQ-3靶机的螺旋桨）

或许是出于同情，或许是被诺尔玛的美貌所吸引，戴维为她拍摄了一组照片，其中两张发表在了报纸上。照片中，诺尔玛手持一副木质螺旋桨，向着镜头露出甜美的笑容。

这张照片在刊登后吸引了无数人的目光，让年轻的诺尔玛一夜成名，无数摄影师蜂拥而至，随后来的则是好莱坞的经纪人。于是，这名年轻的女工辞了职、离了婚、加入了好莱坞，并在经纪人的建议下为自己改了一个艺名——玛丽莲·梦露。

相信很多人不知道，一代好莱坞女神的传奇，始于一个无人机制造车间。

莱吉纳德的好友詹姆斯·斯图尔特也是航空模型爱好者，作为演员则是当时好莱坞最炙手可热的影星之一，他还是一位空军准将

空中机器人：当代无人机及发展趋势

在第二次世界大战结束后很长一段时间里，无人机都是作为靶机存在各国部队的序列中的。不过，其后发生的冷战对峙和计算机技术的革命改变了这一“僵局”。

1959年，美国空军由于担心在敌对地区失去飞行员，开始计划使用无人驾驶飞机。1960年，在一架U-2侦察机被击落的几天之后，一项代号“红马车”（Red Wagon）无人机计划启动了。1964年，美国在越南战场上最早使用了无人机，不过美国人直至1973年才承认了这一点。

洛克希德D-21B无人机，美军曾秘密使用于越南战场

全世界航空工业强国中，以色列人是无人机研发和应用的先行者之一。在1969年的苏伊士运河危机中，以色列人就开始使用安装有照相机的侦查无人机。随后，在1973年的“赎罪日”战争、1982年的北卡谷底空战中，以色列人大量使用了无人机作为诱饵，或者诱导敌方提前打开雷达暴露目标，或者刺激敌方浪费昂贵的防空导弹进行攻击。

在冷战结束后，特别是进入21世纪后，随着侦查无人机的广泛应用和芯片技术的成熟，大型的、武器化的远程遥控无人机开始出现。其代表作就是美国的MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”。截至2012年，美国空军共有7494架无人机——几乎是美国空军飞机的三分之一。就连美国中央情报局CIA也有自己的无人机。

到2013年为止，至少有50个国家在装备和使用无人机。

美国MQ-9“死神”无人机

如今，随着大数据、云计算和人工智能技术的广泛普及，原本仅局限于军事领域的无人机，已经开始步入社会生活领域。而军用无人机本身，也正处于由过去的“远程遥控无人机”向具备人工智能的“空中机器人”转型的过程之中。

目前，美国试验中的Skybrog、“忠诚僚机”以及XQ-58“瓦尔基里”等一系列无人机项目，都已具备“空中机器人”概念的雏形。而中国作为航空制造业大国和后起之秀，通过多年的追赶，我们自己的无人机在设计研制方面也跻身世界一流国家行列。

总之新一代无人机的故事，才刚刚开始。

美国Kratos公司开发的XQ-58“瓦尔基里”无人机