一、高空无人机******大气层里的卫星

高空无人机——大气层里的卫星?

1957年，当苏联的第一颗人造卫星进入近地轨道后，**了美国及其他国家开展自己的卫星研制工作，人类由此进入卫星时代。现在，数千颗运行在地球轨道上的卫星改变了人类的通讯、导航方式，甚至观看足球比赛的方式也发生了根本改变。

卫星也有其固有缺陷，例如，制造成本和发射成本太高，并且进入运行轨道后，很难进行升级。与之相比，无人机有明显的优势，成本相对低廉，起飞和着陆方式简单，只要有必要，就可以对其进行升级；但无人机也有自己的软肋，它们不能在空中长期飞行。

无人机的滞空时间到底有多久？

美国国家航空航天局在1999年制造的“太阳神”原型无人机就属于在高空无人机的首批成员之一。太阳神无人机使用碳纤维和泡沫聚苯乙烯制造，翼展约75米，配有14个电动螺旋桨，外形类似回旋飞标，高飞行高度超过29000米，飞行时间少为24小时，能用作空中蜂窝电话发射台。让人感到遗憾的是，太阳神无人机在2003年毁于考艾岛附件的海域。

让无人机飞到近3万米的高空不是难事，但在此高度进行长期飞行却是个难题，主要的障碍是能量存储装置。太阳能无人机项目的研究人员曾试验过燃料电池，后发现还是普通电池更适合。约翰·戴尔·弗拉特是太阳神无人机项目的主管，他对此说道：“太阳神无人机的续航时间很长，任何安装在它上面的设备必须十分可靠。这有点像你使用冰箱，只要插上电，就不用管它了。”

近，空客公司宣布其制造的纯太阳能动力无人机西风之神T（Zephyr T）无人机成功地进行了首飞。空客公司将这些高空无人机成为“高空伪卫星”，这些无人机不会从空中扔炸弹或包裹，而是执行很多原本属于卫星的任务，并能定期返回地面进行更换新电池或新技术装备。

早在2008年，空客公司就着手这些“高空伪卫星”的研发工作，其目的就是为了填补在轨卫星和只能短距飞行的低空无人机之间的空白。2010年，西风之神7打破了世界单次久飞行记录（14天）。此后，空客公司决定对两种新型高空无人机进行商业化，开发了“西风之神S”和“西风之神T”这两款高空无人机。英国国防部购买了首批两架“西风之神S”无人机，英国国防部将使用这两架无人机进行高空监视。空客公司刚刚结束了对西风之神T的1比4模型的测试，西风之神T的翼展由西风之神S的25米扩展至33米。西风之神T无人机的有效载荷是其模型的4倍，达到了44磅，完全能携带雷达和军方客户要求搭载的其他装备。作为一款太阳能飞机，西风之神系列无人机的设计巡航高度约为19800米，是商务航班飞行高度的两倍。在后一次测试中，西风之神7原型无人机飞行时间达到了14天，而空客公司打算将其飞行时间提高至为至少一个月。

史蒂夫·惠特比是西风之神项目的商务主管，他表示：“为达到此目的，研究人员从自然界摄取灵感。”研究人员将西风之神系列无人机机翼翼尖向下弯曲，类似秃鹰翅膀的形状，而不是像普通商务飞机那样向上弯曲。史蒂夫说道：“由于西风之神系列无人机的飞行速度很慢，我们得让机翼产生大升力。”这种改进后的机翼提高了机翼聚集翼面下方风力的能力。减轻无人机的种类也有助于提高飞行时间。西风之神S无人机仅重65公斤，看起来像是一个设法飞起来的衣架。西风之神T无人机包括有效载荷在内，才136公斤。

对西风之神系列无人机飞行时间大的影响就是黑暗，光伏电池不能在黑暗中产生电能。正在进行环球航行的阳光动力2号太阳能飞机提供一个方法：首先飞到9150米高度，随后缓慢下降至约1500米，以飞行高度来换取飞行距离。西风之神系统无人机的飞行高度不能下降至那么低，否则，它们将用一天的时间上升至工作高度。空客公司表示西风之神系列无人机现有的电动推进装置的效率较高，提升空间有限，但电池装置仍有改进潜力。

在高空无人机领域，空客公司面向众多挑战。阳光动力研究团队的下一个项目就是集中力量制造一架能在空中飞行6个月的轻型太阳能无人机。谷歌公司正在试验使用高空无人机和气球来提供无线服务。脸谱网（Facebook）正在研制一种名为“天鹰座”的太阳能无人机，飞行时间长达3个月，能为边远地区提供互联网接入服务。

空客公司希望能将从西风之神项目获得的成果与建造常规卫星的经验和相结合，从而将大量能长期在空中飞行的无人机发射至空中，并进行相应的维护。西风之神项目现在不是一个概念无人机产品了，而是一款量产产品。

可以预计，在不远的将来，大批太阳能无人机能对军事或情报目标进行监视，对森林火灾进行跟踪，或者在紧急情况下提供通讯服务。由于飞行高度远远低于卫星，无人机能提供更清晰的地球图片。高空无人机能提供高频宽链接，使用激光将信息中转至其他无人机或地面接收器；而通过在轨卫星来实现上述视距内通讯就没有使用无人机这么方便。

二、中国无人机简介

T10大黄蜂无人机系统

T10大黄蜂无人机介绍

北京天宇创通科技有限公司的T10大黄蜂电动无人机，以稀土电机作为动力，免维护，弹射起飞，伞降回收，全程自动飞行；具有这几个特点之后该机几乎可以在任何地点起降，只要具有普通计算机*作能力的人员都可以维护和使用该机；该机配备的天宇创通TL3 Nano弹射器，自重18kg，单人从越野车内取出，两分钟内展开或者折叠；弹射器装有弹力数字显示器，可以让没有任何经验的*作者保证每次弹射使用的力量完全一样。整系统可以全部放置在一辆越野车或者电力工程车内，可以抵达绝大部分待勘察地区。

目前T10油动版已经完成海拔3.8km起飞，4.4km作业飞行；在成都地区完成2千平方公里的航测作业飞行。电动版已经完成山区电力线路巡线作业和海拔1km起飞，爬升至海拔3km高度；完成28km山区巡线作业，近期将进入青藏高原进行高海拔测试。

T10大黄蜂无人机有效任务载荷1.5kg；可定点盘旋监控目标，搭载红外或可见光传感器，飞行时间30分到45分钟；飞机壳体使用全复合材料制造，坚固耐用。机身制造过程使用真空导入工艺，大限度的减轻了重量，保证强度。

用途：

抢险救灾，森林防火，电力巡线，警务侦查，边防巡逻，土地整理

性能参数：

性能指标参数性能指标参数

机长 1米翼展 2.1米

起飞方式弹射回收方式伞降

有效载荷 1.5kg大起飞重量 7.5kg

作业半径 15km通讯半径 15km/50km

巡航速度 75km/h大平飞速度 140km/h

飞行时间 55min（电动）

120min（油动）材质碳/玻钢泡沫夹心

碳/玻钢蜂窝夹心

三、翔龙无人机的性能

“翔龙”无人机还大量采用复合材料，机翼设计采用菱形布局，机身上曲线连续而光滑，都符合减小RCS反射面积的原则。飞机的雷达截面积并不算大，据推测会小于典型的战斗机目标，加上会采用复合材料和吸波材料，RCS估计在1平米左右，缩短远程监视雷达和高空防御系统的发现距离。总体来说，飞行高度达到20000米的时候，像“萨姆”-2这类射程为40公里左右的导弹，顶多只能防御阵地外侧不足15公里左右的半径范围，而“爱国者”1/2也不足30公里。无人机在这个高度可以使用光学侦察设备在防区外观察，如果有合成孔径雷达还可以距离得更远，系统生存力非常高。

“翔龙”无人机目前能够保证具有10小时以上的留空时间，巡航飞行速度超过750公里/时，比“全球鹰”快15%以上，有效任务载荷为650公斤，比“捕食者”大一倍多。该机携带的电子设备更类似于“全球鹰”，有高清晰度数字照相机、包括单色高分辨率和彩**像两种模式，可提供分辨率很高的静态侦察照片供阅读和判别；有高清晰度数字电视，能够提供动态的数字视频图像，方便实时监控，视频信号还有夜视能力，有独立的红外热成像通道，可以提供8~12微米长波自然热辐射视频或者更先进的高清晰度凝视3~5微米中波热成像，后者对机器动力的机动目标观察效果更好。先进的合成孔径雷达和逆合成孔径雷达不一定会出现在每一架侦察机上，因为这种雷达的造价比较高昂。雷达能在恶劣气候下获得高清晰度的地面三维图像，具备在恶劣气候条件下的机动目标跟踪和监视能力，往往用于更高级别的侦察和监视任务，与光学侦察组件联合使用。“翔龙”无人机有可能装备几套相互平行的通讯系统，多通道战术短波数字电台可用于直接与地面指挥所、地面信息共享单位的直接联系和信息播发，允许通过授权将信息通道的**权限下放到更低的作战单位，比如师、旅、团等等。飞机还上有更高传输速度的定向通讯装置，可以与地面接收站或者卫星进行点对点高速数据传输。

另外，“翔龙”无人机也可以通过更换模块化的机头电子任务舱段，执行数字通讯中继任务，担负起一个很高的信号转发塔作用。用于类似于蜂窝移动通讯概念的时候，一个无人机机站工作在20000米高度，可以为半径为200公里的数十万门以上的无线短波通讯提供中继和数字交换。同时，还允许多架同样任务的无人机在天空中组网，实现战时临时架设的无线数字通讯中继交换网络，这比以前用有人飞机来实现同样的目的费用要低廉得多，效能却要高出数十倍以上。除了通讯中继，“翔龙”还可以执行电子干扰任务。一个电子干扰吊舱的重量并不是很大，“翔龙”的任务载荷可允许使用两个吊舱，将干扰源架设在高度18000米以上高度，不易遭受到反辐射导弹的威胁。特别是使用新型的GPS干扰机，“翔龙”的载荷允许搭载超过20种不同原理的GPS干扰机，能够有效干扰和压制半径400公里以内的简单GPS设备，以及压制半径150公里以内有一定抗干扰能力的GPS接收机，并让60公里半径以内的GPS接收机致盲。这对于GPS制导武器满天飞的状况不异于釜底抽薪！

在使用重量只有100多公斤光学侦察设备的情况下，“翔龙”无人机可以携带1~2枚FT-3这一类250公斤级别制导炸弹，能够初步实现美国**情报局在阿富汗研究成果——“发现即摧毁”。如果进一步扩展，还能够使用激光制导炸弹或者C-701一类的电视制导导弹。这种“时髦”的能力在进行不对称作战的时候非常有效，是未来一个重点发展方向。

“翔龙”高空高速长航时无人机使用的发动机还不算理想，导致其载荷能力较低且留空时间较短，只有10小时，和“全球鹰”接近20小时不能相比。未来换装先进低油耗并且通过特别优化以适应高空工作的WS-15涡轮风扇发动机，“翔龙”的留空时间将有可能提高到20～24小时，有效载荷也将达到900公斤以上。同时，该机可在较低的高度采用慢速飞行来提高对某一特定目标的监视和细节辨认能力。不远的将来，“翔龙”将会成为中国的“全球鹰”和“掠食者”的集大成者，在中国军事力量从数量化到质量化转型的高科技建军重要转变中，担任非常独特而重要的一环。