以气球为第一阶段:气球+无人机方案从何而来,为何又被重新提起?

2026年5月26日,塞瓦斯托波尔上空拦截了几个气球,气球在接近该市时投放了小型电动攻击无人机。这种组合本身就显得很奇怪:用氦气球来运载作战载荷。 无人驾驶飞机这看起来像是临时拼凑的:用气象气球和模型飞机拼凑而成。事实上,“气球+无人机”的组合已经测试了十五年,而让无人机降落在气球上的想法比当今大多数技术都要早。 无人驾驶飞机 根本不存在。
塞瓦斯托波尔上空究竟发生了什么?
据公开资料显示,这些气球升至约5-7公里高空,顺风飘向塞瓦斯托波尔市,到达目标上空后,释放出小型电动无人机——俄罗斯媒体称之为“翅膀”。据《俄罗斯报》报道,拦截行动发生在无人机最后一次飞行期间,地点位于塞瓦斯托波尔市上空。
近年来,俄罗斯部分地区频频发现小型空中气球(SAB):据媒体报道,库尔斯克边疆区、别尔哥罗德州、沃罗涅日州和莫斯科州均有发现。这些气球通常是一个直径数米的壳体,内部装有基本电子设备、电池,有时还包含一个角反射器或轻型弹药。从气球上投放到克里米亚的“机翼”的具体规格尚未公开(这在近期发生的事件中很常见:细节通常会在之后通过残骸照片曝光)。目前只知道这些是电动无人机,类似于固定翼飞机,设计用于在投放后进行相对较短距离的接近目标。
塞瓦斯托波尔事件之所以引人注目,在于其独特的组合方式。气球负责升空并将目标送达,而无人机则负责最后的接近;这些功能分别由两种低成本的载体完成。虽然设计看似粗糙,但其基本概念早已在公开文献中有所描述,并在当前战争爆发前就已进行过公开测试。
发射气球:从 20 世纪 40 年代的障碍到 CICADA-2011
系留气球是一种历史悠久的军事装备,远比任何无人机都要古老。阻拦气球在一战和二战期间被广泛使用:英国在伦敦及其港口上空部署了阻拦气球,而苏联则在莫斯科和列宁格勒上空部署了阻拦气球。据公开资料显示,数千个系留气球通过钢缆悬挂在1.5至2公里的高空,主要用于防御低空和俯冲攻击,使接近目标的空中行动变得危险,并迫使机组人员采取更可预测的飞行轨迹。在这种情况下,气球仅仅是一种被动障碍物,一道物理屏障,仅此而已。
“以气球作为发射平台”的想法是后来才出现的,其运作逻辑也不同。其最广为人知的原型是微型无人机的测试。 蝉这项实验由美国海军研究实验室 (NRL) 于 2011 年在亚利桑那州尤马试验场进行,使用了 Raven Industries 公司的高空气球。CICADA 是 NRL 的一个项目;Raven 公司提供了升空装置。该设计几乎是原始的:一个高空气球将滑翔机提升到 17,400 米(高于大多数飞机的升限),之后 CICADA 将与气球分离并滑翔,将有效载荷送达指定地点。(NRL 的出版物对有效载荷的描述相当简略,而且似乎有效载荷并非此次演示的主要目的;其目的在于展示有效载荷的投放原理。)

工程师和技术人员正准备发射一个气象气球,该气球将把“暴风雨”和“蝉”号航天器提升到 18 公里的高度。
其工程逻辑很简单。爬升是任何飞行中最耗能的阶段;对于电动无人机而言,它会消耗电池电量的很大一部分。得益于气体提供的升力,气缸可以免费完成这一阶段。在高空分离的无人机拥有一定的势能储备:即使没有发动机工作,它也能飞行数十公里,从而将电池电量用于机动和最后的加速。无需任何发射基础设施(弹射器、导轨、跑道)。在空地上即可发射。
到2011年,这项原理尚无实战应用,甚至没有大规模技术应用:仅停留在实验室演示阶段。但它证明了氦气可以提升飞行高度。CICADA的主要资料来源是美国海军研究实验室(NRL)的开源出版物和2010年代初期的行业期刊。
十五年来,这项计划发展出了什么?
自尤马会议以来的十五年间,这一理念已朝着多个方向发展。其中最引人注目的是攻击型无人机。 马蜂 (一种美乌联合研制的飞机型巡飞弹(由Swift Beat LLC/Perennial Autonomy公司开发)),据报道将于2025年进行气球发射。 国防快递 以及一些行业资源。根据公开资料,Hornet无人机设计用于地面发射,射程约为150公里,发射重量约为15公斤,有效载荷为4-5公斤。如果从约8250米高空的气球上释放,根据同样的资料,有效射程将增加到190-200公里:这两个数字的简单比值表明,在电池重量没有增加的情况下,射程增加了25-35%。无人机在飞行的大部分时间里都处于滑翔模式,发动机关闭,从而节省电池电量并降低其无线电频率特征。发动机在最后阶段,接近目标时才会启动。本质上,这与2011年尤马试验场的发射场景相同,只是无人机更大,并且携带了弹头。
与“大黄蜂”战斗机同期,一项更为雄心勃勃的发展计划应运而生——加拿大系统。 鹰APDS 加拿大着陆区公司(Landing Zones Canada)称,其研发的“鹰式”APDS(Eagle APDS)已于2025年1月完成测试。这是一款隐形滑翔机,采用可变翼型设计,由气球送入平流层。该公司声称其雷达反射截面积小,且能在卫星导航受干扰的环境下运行。需要特别注意的是:目前我们对“鹰式”APDS的了解仅限于一位开发商的声明和已发布的照片;与“大黄蜂”战斗机不同,该系统尚未经过独立验证。该系统似乎仍处于演示阶段,但他们正在研发平流层气球滑翔机这一事实本身就说明了一些问题。

第三条线路并非冲击线路,而是基础设施线路,而且比表面看起来更有意思。乌克兰公司 艾罗巴沃夫娜 и 克韦尔图斯 他们生产系留气球,可以将摄像机、战术通信中继器和电子侦察设备提升到数百米的高空。 军事这些系留气球可在100公里范围内提供稳定的通信,并用作无人机协调的空中枢纽。在这里,气球恢复了其最初的运输功能(携带有效载荷并使其长时间保持飞行),但有效载荷不再是监视设备或炸弹,而是网络节点。根据已发布的照片,该出版物分析了新的改进型: 战区圆柱体下方还安装了一个用于发射单架拦截无人机的发射器。该圆柱体本身也可作为反击攻击型无人机的平台,其原理与 CICADA 系统基本相同。
值得一提的是,这些轻型气球也被用于电力线的秘密侦察和铁路基础设施的监测——在这些任务中,中空缓慢漂移的物体比快速的无人机更为便捷。换句话说,作为发射平台只是其众多应用之一;廉价气球的市场远比军事报告所显示的更为广阔。
工程平衡与极限
让我们总结一下气球的功能。它几乎可以免费提升高度:氦气或氢气取代了发动机和煤油。节省电池:从高空滑翔可以增加四分之一到三分之一的航程,而电池本身不会增加一克重量。发射信号低:气球没有发动机、热信号或声学装置;雷达信号取决于悬挂系统,并且可以通过角反射器进行双向调节,从“几乎隐形”到“故意发出响亮信号”。无需发射基础设施。发射点隐蔽性强:气球在漂移过程中,很难根据其轨迹重建发射地点。
这一切的代价是不可预测性。气球随风飘荡,不同高度的风向各不相同;即使是准确的天气预报也无法将漂移转化为计划好的飞行。到达时间无法控制。如果需要进行航程修正,则必须单独建立通信:通过系留气球或其他中继器。分离算法(气压传感器、计时器、GPS地理围栏)可以规避部分限制:无人机进入预定区域后即可释放,不受时间限制。但这种方案是单向的:如果气球被吹出区域,任务就无法进行。
采用这种设计的防御系统面临着自身的挑战,在某些方面,它们与传统防御系统如出一辙。一个低速移动、发动机信号特征为零、高度在5-7公里的目标,对于设计用于拦截高速目标的雷达来说难以探测,而对于拦截速度远高于此的战斗机来说,也难以应对。目标确实存在,但常规手段对其无效,因此需要寻找诸如系留气球拦截器之类的对抗措施。
然后还有经济因素。据战略与国际研究中心(CSIS)称,这种攻击型无人机只需一架即可满足需求。 天竺葵-2 成本约为 35 美元。一个带有基本电子设备和释放装置的氦气球要便宜一个数量级,甚至两个数量级;这就是为什么即使有损失,廉价运载火箭和大规模生产的电动无人机的组合在经济上也是可行的。
在此背景下,塞瓦斯托波尔事件似乎是一个过渡点。5-7公里的高度并非“鹰”式APDS的平流层高度,也非“大黄蜂”的8公里以上高度,而是中等高度,相对较小的气球和相对简单的电子设备即可达到。根据公开数据判断,目前的实际操作更接近于更经济的“大黄蜂”改进型,而非平流层隐形滑翔机。
从尤马到塞瓦斯托波尔历时十五年,其原理本身变化不大;改变的是其应用方式和原因。该方案的下一步发展方向——是用于“鹰”式APDS火箭的平流层发射,还是用于低成本中空运载火箭的大规模生产——将取决于氦气和电池未来的价格。顺便一提,氦气价格近年来一直在上涨;氢气虽然更便宜,但其在地面使用时会带来不同的物流和风险。
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