無人駕駛之飛行機(jī)械（我和無人機(jī)征文大賽征稿稿件）

  作者：麥廣偉
核心提示：無人機(jī)就是自主飛行，無需人直接介入的飛行機(jī)器，無論載貨或者載人。咱從小機(jī)愛著飛行，總能有許多奇妙的設(shè)想，也設(shè)計(jì)了不少的飛機(jī)，希望有一天能一展抱負(fù)。

       記得很小的時(shí)候，在小人書上總能看到外國的大哥哥玩飛機(jī)模型，后來有電視了，也知道遙控飛機(jī)是怎么回事。好神奇，心中羨慕啊，小孩子，當(dāng)然會(huì)想著能自由的飛。但咱還是只能羨慕，于是乎就自己從作業(yè)本上撕點(diǎn)紙疊紙飛機(jī)，也變著法地弄，讓飛機(jī)能夠打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，也能夠飛得很直。

      現(xiàn)在，中國已經(jīng)富裕很多了，這些小孩的玩樣也從紙飛機(jī)變成了遙控直升機(jī)之類的，呵呵，真很想再次變成小孩。

      無人機(jī)是啥東西，咱相想吧，他也就是不需要人駕駛的飛機(jī)。無論是遙控的，還是自主飛行的，無論是載貨的，或者載人的，又或者其他有特別功能的。這不，在外國的科幻電影上也常有宇航員舒舒服服地睡在飛行器里遨游太空的劇情嗎。

       既然是飛機(jī)，當(dāng)然無人機(jī)首先就能飛行，也離不開基礎(chǔ)的飛行控制系統(tǒng)，現(xiàn)在多少飛機(jī)都使用電子控制，所以，也需要有相應(yīng)的操作程序。
       然后呢，很多無人機(jī)都需要執(zhí)行特定的功能，也就需要一套執(zhí)行的程序，比方說飛機(jī)是偵查用的，飛機(jī)電腦里就得有偵查用的程序，如果是對(duì)地攻擊的，就得有轟炸的程序，如果是制空的，就得有格斗的程序，如果要進(jìn)出敵方領(lǐng)空，還得有對(duì)抗導(dǎo)彈的規(guī)避程序。當(dāng)然了，這些任務(wù)程序跟前面的飛行程度是分開的，不同的無人機(jī)，可以通過加載程度而獲得相應(yīng)的任務(wù)能力，而任務(wù)程序呢，卻不能自主的作用，在不同的飛機(jī)上就需得有相應(yīng)的飛航程序來輔助控制飛機(jī)。于是乎研發(fā)不同型號(hào)無人機(jī)，只要加載程序，就能獲得很多的能力了，這可以節(jié)省很多的人力。其實(shí)，現(xiàn)在有很多的電腦游戲，全都來自真實(shí)場面，里面就有著非常豐富的素材，這些東西整合一下，應(yīng)該就不難弄出些好東西來了。

      第三呢，無人機(jī)既然可以執(zhí)行很多任務(wù)，而且未來無人機(jī)要面對(duì)的任務(wù)也必將更加地復(fù)雜，就得接受人的遙控和任務(wù)更新，這就要求咱能夠給無人機(jī)加載通訊設(shè)備，軍用無人機(jī)更需要一種保密的通訊鏈，以防泄密或者干擾。當(dāng)然這不是太困難，記得很早以前就有人用圣經(jīng)的頁碼、行數(shù)和字?jǐn)?shù)來做密碼，這非常好用。無序加密，同樣一個(gè)字，能用好幾個(gè)代碼表示，或者一句長話，卻能之用幾個(gè)字節(jié)替代，這也就沒有辦法用數(shù)學(xué)方式破密了。而且，加密用的字典可以在任務(wù)開始時(shí)花十來秒時(shí)間加載，等你花幾年時(shí)間用超級(jí)電腦破解的時(shí)候，咱的字典早就不知道更換多少次了。另外呢，現(xiàn)在很多的軍隊(duì)都開始用網(wǎng)絡(luò)通聯(lián)了，就是在民間，也出現(xiàn)了汽車之間自動(dòng)發(fā)送信息的功能。盡管現(xiàn)在這還是很原始的狀態(tài)，信息交換不多，但以后技術(shù)發(fā)展了，使用單位多了，這可就不得了了，要是幾百上千的單位都在發(fā)送信息，估計(jì)超級(jí)電腦也得崩潰。所以啊，現(xiàn)在咱就要規(guī)劃，用一套轉(zhuǎn)播計(jì)劃來幫助無線信息交流。其方法也是用信息包，把信息寫成標(biāo)準(zhǔn)格式，然后加上封皮標(biāo)簽，也就是一個(gè)流水號(hào)，其中包括發(fā)送單位的分類和級(jí)別，還有信息的分類。各個(gè)單位接收到信息包的時(shí)候先檢查是否曾經(jīng)收到過該包裹，沒有的，就按照流水號(hào)的加密等級(jí)確定打開或者忽略，同時(shí)也轉(zhuǎn)發(fā)一次；如果已經(jīng)接收過的，則直接忽視。這樣就能讓大量的單位連成一個(gè)平等的整體，信息可以有序在系統(tǒng)中交流，即便有的信息接收單位不一定在發(fā)射單位的信息接收范圍內(nèi)，也能通過轉(zhuǎn)播而接收到信息。而且，這也不需擔(dān)心被擅改，流水號(hào)是唯一的，對(duì)方即使進(jìn)行擅改后重新發(fā)送該信息包，因?yàn)樾畔⑻?hào)相同，信息包不會(huì)被打開和轉(zhuǎn)播，也就不能再造成任何影響了。

     最后，不得不說的是，隨著人工智能的日益進(jìn)步，最終，完全自主的無人機(jī)肯定是要走上舞臺(tái)的。對(duì)于自主無人機(jī)，咱想吧，人類肯定會(huì)做出相應(yīng)的設(shè)置來做最后的控制，唯有擔(dān)心某些陰謀家會(huì)擅改程序以圖實(shí)現(xiàn)個(gè)人的黑暗愿望。這類事情在人類歷史上并不罕見，最終不還是都暴露和被摧毀了嗎。人類存在這么長久，總會(huì)有應(yīng)對(duì)之道，咱對(duì)于這些很久以后的事情無需擔(dān)心，只要有發(fā)展的決心就可以了。
 
  無人機(jī)的用途很多，當(dāng)然首先是用在軍事上，畢竟，軍事也是人類科技發(fā)展的最大促進(jìn)力嘛。

    最初無人機(jī)是用在偵查上，也就是航拍吧。這跟衛(wèi)星差不多吧，反正衛(wèi)星能干的他都能干，價(jià)格也比衛(wèi)星便宜，也更加機(jī)動(dòng)，對(duì)于單個(gè)地區(qū)能夠長時(shí)間工作。不過呢，無人機(jī)軌道低，覆蓋范圍有限，飛機(jī)攜帶油料有限，飛行時(shí)間短，也容易受周邊的影響而效果打折。除了偵查，在搶險(xiǎn)救災(zāi)方面也是很好的。救災(zāi)首先就得了解災(zāi)情，衛(wèi)星可不能隨便地什么時(shí)候都能呼之即來，但飛機(jī)可以啊，幾個(gè)小時(shí)就能到，還能做很清晰的影像調(diào)查。而且，大地震或者颶風(fēng)災(zāi)害，可能會(huì)摧毀無線或者有線的通訊，這就需要空中轉(zhuǎn)播。這工作飛機(jī)也能做啊，只要把設(shè)備放飛機(jī)上，然后在災(zāi)區(qū)上空盤旋，就能很好地完成通訊的任務(wù)。等到有飛艇過來了，就把設(shè)備轉(zhuǎn)到飛艇上，畢竟嘛，雖然動(dòng)作比較慢，飛艇在天上飛燒油不多，飛行軌道高，也穩(wěn)定。另外，這偵查能力用在犯罪追蹤和邊境巡邏上也是非常好的。在國外的電影和新聞上經(jīng)?？梢钥吹接弥鄙龣C(jī)追捕汽車逃犯的場面，直升機(jī)費(fèi)用高啊，這無人機(jī)，特別是無人飛船優(yōu)勢就很突出了，無人飛船一次可以在天上飛行好幾個(gè)月，人可就沒這本事了，也沒法憋。而且中國西部地區(qū)地形復(fù)雜，西藏邊境更是有著高聳的山脈，要看到山脈的那邊就離不開無人機(jī)或者無人飛船的支持了。要是把巨大的雷達(dá)做成預(yù)警飛機(jī)背上那轉(zhuǎn)盤摸樣，背上裝上折疊好的滑翔傘，還有動(dòng)力，掛飛艇氣囊下面，然后飛到5萬米的高空，只要三個(gè)飛艇就能實(shí)現(xiàn)全國的無縫預(yù)警了，還沒有死角，就是想用地球曲線低飛隱藏也是不可能的。萬一有敵人來襲，預(yù)警飛船直接把吊艙扔下來，就留下氣囊給導(dǎo)彈當(dāng)目標(biāo)吧。吊艙迅速下墜逃離，到了一定高度才打開滑翔傘，然后依靠動(dòng)力飛回基地。在戰(zhàn)爭中，通訊轉(zhuǎn)播是少不來的。當(dāng)通訊距離過遠(yuǎn)，軍隊(duì)就需要有無人機(jī)進(jìn)行通訊轉(zhuǎn)播，無人機(jī)在這方面優(yōu)勢是非常明顯的?，F(xiàn)代化導(dǎo)彈射程通常都有好幾百公里，這就要求艦艇或者發(fā)射車有遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)目標(biāo)和導(dǎo)彈引導(dǎo)的能力，但無線電信號(hào)是直線傳播的，他不能繞過地球表面曲線，也不能繞過大山啊，所以就需要前線指揮。咱想吧，如果有無人機(jī)抵近偵查，也有無人機(jī)在地平線下接力轉(zhuǎn)播信息，在數(shù)百公里外發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，分辨目標(biāo)就不是難事，用激光或者微波照射引導(dǎo)導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)也是不難吧，反正幾百公里電波通訊時(shí)間不長，目標(biāo)沒法跑，而且一切都在地平線下完成的，挨導(dǎo)彈了估計(jì)也沒法找出對(duì)手來。
    自從美國在中東首開無人機(jī)攻擊以后，咱也看清楚了，無人機(jī)在直接參戰(zhàn)方面功能強(qiáng)大啊。不過呢，美國使用無人機(jī)打擊恐怖分子，雖然干掉了幾十上百目標(biāo)，但卻也附帶地屠殺了好幾千平民，殺的無辜者比目標(biāo)要多得多。美國雖然標(biāo)榜人權(quán)、標(biāo)榜普世價(jià)值，但在無人機(jī)攻擊方面，要重現(xiàn)當(dāng)年進(jìn)攻伊拉克時(shí)，飛行員把進(jìn)攻中的導(dǎo)彈引導(dǎo)到一邊，直到平民車輛離開才又引導(dǎo)回來把橋梁炸塌的情況就很難重現(xiàn)了。畢竟，在幾千公里外遙控，信號(hào)傳輸加上轉(zhuǎn)播設(shè)備的延時(shí)，飛機(jī)早就飛出老遠(yuǎn)了，怎么可能精確打擊呢。還有，無人機(jī)是可以被俘獲的，上年伊朗就俘獲了美國的無人機(jī)。如果在戰(zhàn)爭中無人機(jī)被俘獲了，然后被裝上了炸彈然后飛回來，甚至混在咱的機(jī)群里面，咱是讓飛機(jī)降落還是把它打掉？這可就沒法子了。咱想吧，以后要實(shí)現(xiàn)無人機(jī)攻擊，但也要有有人飛機(jī)在后面支援。有了人的近距離操控，無人機(jī)的攻擊就更加靈活精準(zhǔn)，不會(huì)有太多誤傷。而且，有人帶著，無人機(jī)也就不容易混入別的飛機(jī)，機(jī)場安全也能得到很大的保證了。當(dāng)然了，這就要求咱的戰(zhàn)機(jī)需得有兩個(gè)座位，以防飛行員很可能忙不過來。子啊主動(dòng)攻擊的時(shí)候，使用大量無人機(jī)是個(gè)好主意。比如如果日后日本發(fā)起對(duì)中國的攻擊，中國不得不反擊了，咱可以弄些簡單的小型無人機(jī)，用運(yùn)8拉到了中間線后就直接扔出去，運(yùn)8回家，無人機(jī)卻直接飛向日本方向。這些無人機(jī)不用制導(dǎo)，反正就是當(dāng)靶機(jī)用的，能夠支持20-30分鐘就行。一次扔他1萬架，就是一架1萬元，那也就是1個(gè)億而已，可日本那找那么多導(dǎo)彈攔截？鐵定得傻眼了。咱的攻擊飛機(jī)就藏在后面，抵近了就炸他個(gè)稀巴爛了。呵呵，這好像很無賴吧。不過，應(yīng)該會(huì)很有效，只要兩輪下來，估計(jì)日本就沒什么東西可炸了。

   無人機(jī)自主攻擊還有很多形式，比如在國土防御方面。如前面提到的，咱用無人飛艇裝上預(yù)警機(jī)進(jìn)行國土防空，也能用飛艇掛上無人機(jī)巡航。遇到有敵襲時(shí)，就把無人機(jī)直接丟下來，然后無人機(jī)就能展開攔截，完成任務(wù)后自己飛回機(jī)場去。這可比有人戰(zhàn)機(jī)起飛攔截反應(yīng)要快了許多，飛機(jī)直接從半空丟下來，根本不用準(zhǔn)備，也無需助跑起飛，確保敵襲還沒有展開就能被攔截掉了。特別是在周邊國家導(dǎo)彈裝備數(shù)量劇增的今天，中國應(yīng)該有迫切的裝備需求的。
 
    最后呢，咱以前做過些飛機(jī)的設(shè)計(jì)，就是沒法找合作的，也不浪費(fèi)了，就拿兩款出來博大伙一笑吧。
   殲5是我國最早的噴射戰(zhàn)機(jī)了吧，估計(jì)現(xiàn)在還有很多剩下的。咱想吧，裝上電傳控制系統(tǒng)，把他的尾平和腹鰭去掉，裝三片導(dǎo)流片，在噴管后面圍上一圈，需要機(jī)動(dòng)的時(shí)候就把導(dǎo)流片壓近噴管氣流中，獲得操作力，也就是矢量控制，飛機(jī)拐彎的時(shí)候尾垂偏轉(zhuǎn)，同時(shí)把轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)的主翼外副翼放下，副翼既能產(chǎn)生翻滾力矩，抵消尾垂的翻滾力矩，其增加的阻力也能增加轉(zhuǎn)向力，提高轉(zhuǎn)向速度和轉(zhuǎn)向效率。這樣整合，飛機(jī)操縱就很簡單了，只有四向操作和加減速度而已，傳統(tǒng)的那些蹬腳踏板之類的通通都可以不要了，自然的，操作系統(tǒng)就不需要太復(fù)雜的程序，飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性也能急劇提升。老5雖然老矣，但面對(duì)面地把F16干趴下，還是有這能耐的。

     還有設(shè)計(jì)叫飛行蛋，外觀就是一個(gè)橢圓形，（當(dāng)然，也能做成其他形狀）上面有一個(gè)圈。飛行器直徑約2米，高3米，外殼和大部分零件都可以使用玻璃纖維增強(qiáng)材料制作，其他關(guān)節(jié)鉸鏈等小部件大多使用不銹鋼沖壓件，內(nèi)部分為三層，上面是空氣組件艙，中間是載物艙，底部為動(dòng)力艙?？諝饨M件艙中對(duì)向旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇將上方的空氣送入下面的離心風(fēng)扇中，然后離心風(fēng)扇將氣流轉(zhuǎn)為平向，通過風(fēng)門送入氣道，利用不同的葉片可以使氣流緊緊地壓在氣道的下表面上，從而產(chǎn)生巨大的負(fù)壓力，也就是升力了。氣門控制著氣流流向不同的方向，如果一個(gè)方向的氣門關(guān)閉，氣流流向其他方向，飛行器則傾向關(guān)閉氣門的方向，推力也會(huì)指向這個(gè)方向。如此，就實(shí)現(xiàn)飛行方向控制了?？刂茪獾乐械囊砻婧惋L(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，即可控制升力。另外，在起飛前，飛行器底部的支架可以感受飛行器的重量布置，并引導(dǎo)飛行員設(shè)置好氣門的初始位置，使飛行器的上升動(dòng)力與重量分布一致，從而保證飛行品質(zhì)和安全?？諝饨M件艙設(shè)置有降落傘，在較高高度上出現(xiàn)意外時(shí)，可以打開降落傘以安全著地?？諝饨M件艙外的一個(gè)圈子，是用于在復(fù)雜地形中飛行時(shí)標(biāo)示位置，防止碰撞的。中間是載物艙，這里有一根傳動(dòng)軸穿過中心，連接發(fā)動(dòng)機(jī)與空氣組件。底部的動(dòng)力艙內(nèi)，可選擇安放兩種動(dòng)力裝置之一和緊急著陸充氣氣囊。一種是超級(jí)電容電池，這是一種由水、鹽和活性炭為主要材料的電容式電池，可以承受反復(fù)的快速深幅充電、放電，理論上其能量可以達(dá)到鋰電池的十倍以上，如果使用納米碳材料，更可以提高數(shù)倍。不但結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，而且其技術(shù)專利已經(jīng)超過保護(hù)期，即任何公司都可以自由使用，在美國市場上已經(jīng)有普通型號(hào)的這類電池公開出售了。另一種引擎為缸外燃燒式引擎。這款引擎的特點(diǎn)是燃燒在汽缸外進(jìn)行，所以汽缸只負(fù)責(zé)兩個(gè)沖程，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一周即可輸出動(dòng)力一次，比起常見的普通四沖程引擎動(dòng)力輸出要高出一倍。而且燃燒氣體的溫度、壓力以及氣流流場都非常穩(wěn)定，燃燒效率很高，不需要復(fù)雜電噴系統(tǒng)，正時(shí)系統(tǒng)直接丟掉，電子點(diǎn)火裝置數(shù)量很少，也可以按需要調(diào)整溫度和壓力，適應(yīng)各種燃料甚至是烹飪后剩下的地溝油。該引擎原本是我為潛艇和大型水面艦艇設(shè)計(jì)的，震動(dòng)和噪音都很少，使用在飛行器上，舒適性將可以獲得極大地提高。緊急著陸充氣氣囊類似于家用汽車的 ABS 系統(tǒng)，在飛行器失去動(dòng)力時(shí)，打開環(huán)形氣囊，形成氣墊。氣墊可以吸收飛行器下墜的能量。

      這款飛行器的原始設(shè)計(jì)靈感源自于高速直升機(jī)，因?yàn)闆]有外露的旋翼，所以飛行阻力小，也不用擔(dān)心在大廈群或者樹林里會(huì)撞著什么東西，控制也極為方便，簡化成現(xiàn)在的樣子，可以在保持安全性和易操作性的前提下，極大地降低造價(jià)和技術(shù)難度，只要有精確的模具，一般的作坊都可以生產(chǎn)。飛行器的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)原本是日常代步工具，技術(shù)簡單，操縱容易，所以作為無人機(jī)使用也不錯(cuò)的選擇，日后，智能技術(shù)提高了，用來做自動(dòng)載人飛行器也是非常棒的。很多居住在大山里的或者城市邊緣的人們，以此作為日常代步工具非常好用。在復(fù)雜的環(huán)境中，一般的飛行器容易發(fā)生碰撞事故損壞旋翼，甚至導(dǎo)致機(jī)毀人亡。而飛行蛋沒有旋翼，即使穿梭于大廈群或者在稀疏的樹林中起降，甚至是在懸崖峭壁之間飛行和懸停，都不會(huì)有危險(xiǎn)。當(dāng)然，提高技術(shù)要求、大型化后，飛行器可以執(zhí)行各種巡查，電力輸送線路檢修，救災(zāi)搶險(xiǎn)等各種比較危險(xiǎn)的項(xiàng)目。特別說明的，這個(gè)設(shè)計(jì)有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，就是沒有旋翼機(jī)的下洗氣流，在沙漠等高粉塵環(huán)境下起降不會(huì)卷起煙霧，遮擋視線，故此在使用地域，范圍和安全性方面，都比現(xiàn)有的直升機(jī)要強(qiáng)很多。