军队使用的小型和微型无人机

美国国防部提供的照片显示,一架美国“黑大黄蜂”无人机正在服役。
在我国和国外,他们正在发展 无人驾驶飞机 各类设备。特别是,目前正在研发各种有效载荷的小型和微型设备。此类设备可执行侦察任务,并扩展部队的能力,主要用于前线,但也适用于其他地区。
小型化问题
轻型和小型无人机是世界各国军队应用最广泛的无人机。这类多旋翼无人机的直径不超过几十厘米,起飞重量仅几百克。它们可以持续飞行数十分钟,从起飞点飞行数公里,并拍摄高质量的影像。
在某些情况下,进一步缩小尺寸和减轻重量是合理的。这可以提高性能,有时还能开辟新的可能性。然而,制造这类无人机并非一帆风顺,最终结果也并非总能达到预期。
与大型飞行器相比,迷你和微型无人机的优势在于:
- 运输便利性——操作员携带更多设备,或者使用较小的背包或袋子;
- 易于使用——微型无人机可以直接从操作员手中发射;
- 便于侦察——紧凑的结构不仅可以在开阔地带作业,还可以渗透到建筑物内部;
- 低可见度——小尺寸和低功率发动机降低了敌人发现和识别该装置的距离;
- 摧毁难度——小型机动空中目标难以用火力击中。
小型化也有其缺点。小型无人机对风和降水敏感,飞行时间和通信范围有限,而且容易受到…… EW而且,它们的设计和有效载荷都很脆弱。此外,先进的系统价格昂贵。“黑大黄蜂”无人机系统的价值高达数万美元,这一价值可以从合同价格中得出(参见“国外经验”部分)。因此,在小型无人机和大型无人机之间进行选择始终是一种权衡:隐蔽性和便捷性与自主性、有效载荷和抗干扰能力之间需要权衡。
此类设备可供各类部队使用,主要包括突击部队及类似单位。士兵可利用无人机快速侦察地形或建筑物,制定战术并调整火力。

俄罗斯“歌利亚”无人机。图片来源:欧洲防务评论
这项技术也适用于民用领域,例如救援行动和灾害救助。在这些领域,狭小空间飞行和进行目视搜索的能力尤为重要。
国外经验
许多国家都在研发微型无人机,最早的显著成功可以追溯到2010年代初期。其中一些无人机已经投入批量生产并供应给军方,而个别原型机也成为了全球开发人员的标杆。
美国Teledyne FLIR公司(原挪威Prox Dynamics公司)生产的“黑黄蜂”(Black Hornet)被认为是微型无人机领域的标杆产品。它是一款采用传统设计的微型直升机。尽管体积小巧,它却配备了三个摄像头:一个朝前,一个倾斜安装,还有一个向下拍摄。这三个摄像头共同提供了广阔的视野,使操作员能够同时操控飞机并进行侦察。飞行只能通过遥控完成。
该系列产品自2010年代初开始研发,至今已发展数代。第一代产品PD-100 Black Hornet 1 / Nano,长约160毫米,重约18克,最高时速可达20公里/小时,有效距离约1公里。当前一代产品Black Hornet 4尺寸显著增大。据制造商称,其重量约为70克,长约255毫米,最高时速可达36公里/小时,通信距离超过3公里,续航时间超过30分钟。介于这两代产品之间的是Black Hornet 3(重约33克,有效距离可达2公里,续航时间可达25分钟)。
一个细节很重要:军队并没有单独采购。 无人驾驶飞机但指的是整套设备。根据美国士兵携带传感器(SBS)计划,运载单元是个人侦察系统(PRS)。它由两架无人机(一架在空中飞行,另一架充电)、一个基站、一个带屏幕的遥控器和一个携带箱组成,重量约为1,3公斤。据公开资料显示,自2018年以来,五角大楼已向泰莱公司(Teledyne FLIR)投资超过3亿美元。已订购数千架无人机,相当于约1500至2000套设备。2024年10月,又签署了一份价值高达9100万美元的五年期合同,用于交付“黑黄蜂4”系统。

俄罗斯卡拉库特导弹系统飞行状态及其运输和发射车辆。图片由卡拉什尼科夫集团提供。
然而,微型直升机的概念尚未得到广泛认可。大多数国外的微型无人机都采用旋翼机设计,因为这种设计更容易制造,飞行也更稳定。与“黑大黄蜂”尺寸相近的旋翼机也已存在。已知的例子包括来自不同国家的研发成果。例如,中国曾展示过超轻型掌上侦察旋翼机,而欧洲公司也提供口袋大小的设备,其中包括法国为步兵部队设计的微型侦察无人机。因此,微型侦察领域正被众多制造商所探索,但除了“黑大黄蜂”之外,尚未出现任何单一的主导标准。
国内动态
俄罗斯公司已经研发并投产了多种小型旋翼机。微型无人机也在研发中,甚至已经开始尝试达到微型无人机的水平。
小型武器系列最新进展之一是“歌利亚”(Goliath)步枪。据卡拉什尼科夫集团称,该武器于2024年10月在特种作战区域成功完成全面测试。此前,其详细性能参数和使用视频均未公开。
Goliath是一款四旋翼飞行器,第一代产品的起飞重量略高于1公斤(量产版Goliath-RU的重量约为1,2公斤)。操作员将飞行器连同电池充电器一起装在容器中携带,可快速准备就绪。它采用遥控操作,云台上搭载有用于侦察的机载摄像头。
这里需要对分类稍作说明。根据一种常见的分类方法(微型无人机——重量不超过1公斤,迷你无人机——重量超过1公斤),Goliath属于迷你无人机,而300克的Karakurt则属于微型无人机。这种区分是人为的,但也解释了为什么制造商会将同一系列的设备归入不同的类别。
Karakurt的设计更有趣。它是一款尺寸和重量都更小的侦察四旋翼无人机,由运输发射箱(TLC)发射。操作员需要携带多个TLC、无人机以及控制面板。

卡拉库尔特步枪下水。照片由卡拉什尼科夫集团提供。
卡拉库特(Karakurt)无人机机身细长,带有四条旋翼和螺旋桨-发动机组件。运输时,旋翼收纳于机身空腔内,发射后展开。根据卡拉什尼科夫公司官方数据,卡拉库特-R基本型重300克。该无人机飞行时间为20分钟,最高速度25公里/小时,射程2公里,最大爬升高度150米。
这两个系列的无人机都已推出升级版。重量仅为500克的Karakurt 2.0,航程可达2,5公里,升限可达250米。重量高达1,5公斤的Goliath 2.0,据报道航程和飞行时间均有所提升。逻辑显而易见:性能提升必然导致重量增加,从而使无人机从微型机升级为迷你机。
还有其他一些采用传统设计的微型无人机。例如,Aqua-4 是一款掌上大小的四旋翼无人机,重量约为 400 克。它采用易于获得的组件组装而成,设计理念是简洁易用。尽管尺寸小巧,Aqua-4 的设计却可以搭载各种侦察载荷:小型相机或热成像仪,以及电子设备。
发展前景
小型和微型无人机已在军事领域占有一席之地。积累的经验使我们能够勾勒出其可能的发展方向。
微型无人机的主要用途可能仍将是侦察。由于其尺寸和重量较小,它们无法携带复杂的有效载荷,包括足够强大的弹头。此外,目前已有更大、性能更强的平台可用于打击任务。然而,这种区别并非绝对:微型巡飞弹已经发展成为一个独立的类别,一些“纯粹的侦察”无人机最终也可能具备打击能力。侦察和打击功能之间的差异,而非航程或飞行时间的增加,很可能成为此类无人机发展的主要方向。
有效载荷能力将持续提升。新型摄像头和传感器、高分辨率热成像仪,甚至可能包括小型电子侦察系统都将问世。但关键的限制因素仍然不是光学器件,而是重量:每增加一个传感器,飞行时间都会相应增加。
控制系统可能不会发生显著变化:侦察型迷你无人机在操作员的直接控制下运行,无需完全自主。然而,通信性能需要大幅提升。无线电信道必须在障碍物和电子战干扰下保持畅通。有线解决方案虽然对大型FPV无人机来说是一大优势,但在这里几乎不适用:线圈和光纤电缆会显著增加飞行器的重量,并降低其机动性。因此,重点必须放在无线电信道自身的抗干扰能力上,这意味着需要采用跳频技术、定向天线和强大的通信协议。
将无人机放置在集装箱内也具有潜在优势:集装箱可作为运输、发射和充电点,简化维护和飞行准备工作。实际上,集装箱而非无人机本身,正逐渐成为现场操作人员工作的核心组成部分。
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