席亚洲独立军事评论员，IT业观察者
发表时间：2015-01-29 09:36:15
1月27日，一架白色小型四轴无人机落到了白宫院内。一石激起千层浪，人们很快发现，这是一架中国深圳“大疆创业”公司研制和生产的无人机。同一天，外电消息，一架中国研制的“彩虹3”无人机在尼日利亚打击博科圣地作战时坠落。
关于中国无人机的两条新闻一出，有人感慨中国在不知不觉间占领了世界70%以上的四轴无人机市场，有人担忧中国无人机的性能和质量问题，也有人大谈“中国威胁”。无论怎样，中国也已经在无人机领域占据一席之地了。
中国无人机闯入白宫空域
无人机早已飞入千家万户
其实“无人机”成为热议话题两年前在美国就开始了，问题的核心有两个，一个是美国对外战争使用无人机损失率远高于常规飞机，而打击效果似乎不显著，是否得不偿失？美国正努力发展的下一代军用无人机会不会重蹈当年英国单纯重视导弹，导致整个航空工业垮台的覆辙？另一个话题则是无人机在美国国内的滥用问题，美国政府会不会用它来监控本国公民，“坏人”是否会滥用无人机给别人带来麻烦？这些话题长期占据美国各大新闻媒体的显要位置，各路政治人物不断发表与之相关的言论。
而在中国，无人机似乎还是个新鲜话题，除了国内大型航空企业研制军用无人机的相关科技报道外，“无人机”这个词首次与中国的重大新闻事件联系在一起可能要追溯到两年多前，在追捕缅甸毒枭糯康时中国警方曾一度想到用无人机搭载炸弹将其直接击毙。而在昨天这次事件前“无人机”上次引起中国民众广泛关注，则是北京一家私营企业用无人机进行空中测绘时侵犯军事禁区被追究法律责任。
然而，在中国，无人机早已被广泛运用。早在2008年的汶川地震中，就已经有无人机执行了航空拍摄震区图像的任务，2013、2014年的多次地震救灾行动中，多旋翼无人机已经开始广泛承担拍摄任务。
不过这还只是无人机在极端条件下的一种运用，可能读者会觉得它还不够“生活”。
那么电影、电视是不是够生活了呢？从2012年前后开始，许多电视节目已经在使用多轴无人机进行航空拍摄，这种技术不仅在很多场合取代了传统的航空拍摄，甚至开始取代轨道和吊臂。可以说，我们每天看到的电视节目里，无人机都功不可没。
另一方面，无人机被用在农业方面并非新闻，国家已将无人机列为农机加以补助，我们每天所吃的蔬菜粮食里也都已经有无人机的功劳。
目前国内很多城市商场里都已经出现了无人机玩具，以手机或平板电脑通过3G网络遥控操作，并且能够携带一个摄像头，有些拍摄效果已经相当不错。在国内也已经有了无人机爱好者群体，互相交流购买零件DIY无人机，对市面上销售的无人机进行控制软件升级的更高端爱好者群体也有不少。
笔者所知，已经有人在试验用无人机进行送货、送餐，虽然以目前无人机的软硬件水平，这个任务似乎难度还有点高——但笔者不敢把话说太死，要知道，现在我们所熟知的四轴无人机，可是2011年才诞生的真正“新科技”呢，谁能预言它在未来10年、20年中会发展成什么水平？
中国公司何以称霸四轴无人机市场？
四轴直升机，这个概念其实在20世纪初就已经有人提出，1907年，法国航空先驱布雷盖制造出世界上第一架成功将飞行员带离地面的直升机，那家伙看起来就是一架放大的现代四旋翼无人机——是不是觉得很惊奇？也别太奇怪，航空科技发展到今天也不过100多年，很多早年被证明不实用的技术到了现代，都因为某些特别的优势而被复活——莱特兄弟的“飞行者一号”所采用的鸭式布局就被现代世界最先进战机之一的歼-20所沿用。
世界上首架四轴直升机，也是世界上最早的直升机
不过布雷盖制造的四轴直升机遇到了严重麻烦，虽然它确实能够通过让旋翼两两对转抵消旋翼高速旋转所带来的陀螺效应，但其控制却极为麻烦。他不得不用四个大汉用手拽住构成直升机的铁架才能让它稳定飞行。其飞行高度只有1.6米，而整个过程中除了控制油门外，驾驶员什么也做不了。
布雷盖兄弟的Gyroplane I（旋翼机1号）
对于人类和机械控制装置来说，控制4具旋翼同时工作时的种种细微扰动过于麻烦，尤其是对于大型飞行器而言，巨大的体型还会抵消微调旋翼转速产生的控制力。
因此在博格特的直升机诞生以后100多年时间里，虽然几经尝试——例如贝尔直升机公司就曾试图为美国空军制造一架C-130“大力神”运输机大小的四发动机的倾转翼运输机——但都无一例外先后失败。
贝尔X-22A验证机，该机的四个涵道风扇在起飞时构成四轴直升机布局
四旋翼带来的控制麻烦实在是过于巨大，难以克服。
顺便说一句，有俄罗斯网友去年制作了一个巨型四旋翼无人机搭载大炮火箭打沉美国航母的CG视频——那种尺寸的四旋翼机即使在可预见的将来仍然只是个梦。不过中美在发展未来倾转翼飞机项目时，不约而同地提出了新一代四旋翼倾转翼机方案，或许这正是受到了2011年以来四轴倾转翼无人机爆发式发展的激励吧，不过即使是最乐观的方案，也只计划在2020年以后取得成功。
正如刚才所说，在大型商用/军用飞机方面，四轴直升机方案可以说是100年来尚未看到“翻身”的前景。但“天生我材必有用”，四旋翼无人机的一些特点让它成为现代小型低空无人机的首选方案也正是由于这种布局形式的优点。比如——通过微调四个旋翼的驱动电机转速，这种直升机飞行非常稳定，并且可以极为精确地按照控制者的意图飞行。由于它“主动稳定”，所以只要在风速不超过它自动协调能力范围的前提下，体积再小的四轴直升机也能实现稳定。稳定、精确飞行、适合小型化，这三点给四轴无人机在小型无人机上的运用带来了优势。
意大利Anteos是世界上第一个得到批准投入商业运用的四轴无人机
不过，实现这些优势的前提是——软硬件。首先有一套成熟的控制软件，其次要有价格低廉性能优越的电子设备。这其中，控制软件曾是一个重要的难点，因为人类所能理解的控制动作无法直接作为四旋翼直升机的信号——这和飞机或者普通直升机都不一样，而且人类的反应速度也远不能满足它飞行的需要。而机电设备方面，四旋翼无人机的基础在21世纪初就已经基本具备了。
四轴无人机控制软硬件的问题基本得到解决，有一个词不得不提，这就是Arduino，这是一个用来开发小型电子设备的可编程电子原型平台，也可以说它就是一部简单的单片机。四轴无人机的很多控制软硬件方面的发展都是由基于这款平台的几个开源项目完成的。
可以说，四轴无人机是一个没有“发明者”的项目，这与历史上许多划时代的发明完全不同。或许可以说，它是“网络原始共产主义”模式（当然这个词只是笔者的附会）的成就。正是由于它软硬件方面开源的特性，没有人掌握“四轴无人机”本身的专利，或者版权……于是，一场推广风暴就此袭来。
2011年，第一款获准投入商业运营的四轴无人机在意大利出现，但它几乎没有给人留下什么深刻印象。很快，全世界各地的小型无人机如雨后春笋般出现。中国的大疆创业公司就是其中的一个。
大疆创新公司的“飞行照相机”
大疆创业的小型无人机并非无可挑剔，据无人机论坛上的风评来看，他们的控制软件并非第一流的，修改飞行控制软件几乎是每个“大疆”高端爱好者的必修课。大疆创业在四轴无人机这个“无版权”，纯粹靠产品本身物理特性取胜的真正“自由竞争”的环境中，迅速崛起的秘密——其实也很简单，和“中国制造”席卷世界所有产品一样——性价比。
说深一层，“大疆”在世界四轴无人机市场上的胜利也不只是它自己的功劳，背后更重要的，其实是“中国制造”所创造的一整个产业体系。可以说，在实体生产领域，没有什么别的体系能在真正的“自由竞争”条件下——包括专门知识和技术秘密的流动——与“中国制造”竞争。
四轴无人机只是一个开始，“中国制造”还有更高端的。
中国制造的彩虹3无人机
“中国制造无人机”的好日子还在后头
如果说四轴无人机落入白宫更像是一个“中国制造”来了的隐喻。那么尼日利亚坠落的那架“彩虹”看起来似乎是非常中规中矩的传统军事和工业领域的“老故事”。
中国在军用无人机领域的技术进步也是很快的，其实军用无人机的硬件技术对中国来说早已是驾轻就熟——任何能造战斗机的国家造无人机的硬件装备都不会有什么难度。
现代无人机的真正困难还是在控制方面。
美国《华盛顿时报》报道称，2012年美国无人机在阿富汗和伊拉克的损失率是美国有人战斗机的30倍-300倍。随后《纽约时报》等媒体反驳说，没有那么高，这是算上了各种极易损坏的便宜小型无人机。那些小型无人机本身就是作为消耗品使用的。目前美国“捕食者”无人机的实战万时事故率大概也就是F-16战斗机的两倍，而“复仇者”无人机比这个还要更好一些。
不过，虽然万时事故率看起来不那么惊人，但有人驾驶战斗机在大部分事故条件下都可以带故障飞回基地降落，而无人机一旦出问题似乎就只有坠毁一路。所以从实际损失率上来说，无人机还是无法和有人机相提并论的。
这就要谈谈无人机的控制问题了。
坠毁在巴基斯坦境内的MQ-9“捕食者”无人机残骸
坠落在阿富汗的RQ-1“捕食者”残骸
一架摔得粉身碎骨的RQ-4“全球鹰”无人机
事实上，无人机的控制困难正是导致无人机损失率惊人的主要原因。因为现在的无人机还只有简单的飞行控制程序，可以控制进行自动飞行，但无法应对受损等特殊情况。而若采用飞行员遥控无人机的方法来控制飞机，实际上双向信号延迟可能有10秒左右，那是根本来不及应对危险的。
目前，美国正在研制X-47，中国在研制“利剑”，法德合作研制了“神经元”，英国也有一款“雷神”，俄罗斯米格公司研制了一款叫做“鳐鱼”的无人机，但已经放弃继续研制……
这都是新一代大型军用无人机，特点是采用与战斗机相同的引擎，具备隐身能力，可以用来实施对地攻击任务。而最重要的则是在控制能力方面比前一代有巨大进步，甚至可以自动根据飞机损坏程度重新制定控制方案——这需要极为强大的人工智能。将来的无人机操纵员将不会再看着屏幕“开飞机”，他们只要看着屏幕，命令飞机“先打这个，再打那个，还有这几个，绝对不可以攻击”就行了……但这种美好的未来，现在还只是想象罢了。
2003年前后，美国曾经试图用“捕食者”无人机进行空战试验，他们在伊拉克上空让一架“捕食者”携带“毒刺”导弹接近一架挑战美国“禁飞区”的伊拉克米格-25战斗机，结果毫不意外，有人战斗机很容易就躲开了无人机的攻击，然后，在无人机飞行员看到对手从哪里过来之前，无人机就已经被击落了。
空战如此，应付空中险情也是一样的。
军用无人机如此，民用无人机就更是如此，玩四轴无人机的朋友在网上谈及导致他们损失昂贵的无人机，最主要的原因就是一不小心飞出了遥控范围。这次坠毁在白宫的无人机可能也是如此。在飞出遥控范围后，四轴无人机仍能靠程序自动平衡并平飞，但电池耗尽后就只能坠毁了。
无人机因为控制系统智能化程度还处于初期阶段，损失率远高于有人机这个问题，也是世界性的，和目前人类的技术“天花板”有关。
既然至少在新一代大型无人机出现前，损失率高是不可避免的，那么接下来大家所需要做的就是把无人机尽量做得便宜一些，简单一些，功能少一些，这样一旦损失，就没那么心痛。
从这个角度讲，中国的彩虹3其实和美国的“捕食者”也没什么大区别，只是“彩虹3”没有安装卫星通讯天线，需要在地面站直接控制范围内飞行，而不能如“捕食者”一样，由跨过半个地球在美国本土的操纵员来控制而已。
现代无人机的控制技术远非“无懈可击”图为被伊朗俘获的RQ-170无人机
性能上看似乎两者差距不大，但成本……
至少有一点可以肯定，就连财大气粗的中东国家面对性能几乎一致的“捕食者”和“彩虹4”、“翼龙”等中国无人机时，都毫不犹豫地选择了“中国制造”……无疑这又是性价比的胜利，毕竟，就算是大型无人机，也只是一种“高级消耗品”罢了，当然要买实惠的，更何况尼日利亚这个“小富”之国？
当今世界上，凡是要靠“性价比”取胜的竞争，中国基本都能赢……
尼日利亚网民在谈及中国无人机的时候，兴奋地高呼“中尼友谊万岁”，按照他们的原话：“我们想要的是互相尊重前提下的稳定关系，而不是无端指责我们的国家的‘纸面友谊’。”
显然，在非“纯商业”领域，“中国制造”的优势不仅仅在于性价比。
关于“无人机”的话题，在中国还只是刚刚开始，以后从社会、经济、军事、政治……各个角度人们都会大量谈及无人机，有美国做先例，我们也一样躲不过这个趋势。不过，至少有一点现在就可以说，“中国制造无人机”的好日子，还在后头哪！
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