為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

原因其實非常簡單:閱兵當天天安門地區電磁環境過於複雜,而強行保持無人機編隊得花很多冤枉錢。

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絕大多數人對無線電頻譜是缺乏敏感性的,想不到頻譜方面的複雜性。任何一種無線電設備,大到大型電臺、無人機的操縱檯,小到你手裡那個手機,都是要佔據一定的頻譜空間的。

這是一張美國的頻譜分配表,可以看出,分配給一種設備使用的頻譜是有限的,比方說我們常用的“民用移動通信”,也就是手機業務,分配的頻譜實際上是很窄的。

為了在這麼有限的頻譜內儘可能多的容納更多設備,無線電工程師可以說是絞盡腦汁,有頻分複用、時分複用、碼分多址等等茫茫多種防干擾措施。

為什麼無線電工程師的腦袋容易禿?因為他們愛你愛得深沉。為了讓你愉快的刷抖音什麼的,他們不惜自己的頭頂成為荒原。你想過他們的頭髮嗎?你沒有,你只想到你自己!

在有限的頻譜裡面擠了太多的設備,會導致自擾、竄擾、互擾等等干擾現象。比如你用一臺800MHZ發射頻率的手機,會對附近790MHZ到810MHZ的別的設備造成干擾,讓人家沒法工作。這個現象在城市裡尤其是大型城市裡特別嚴重,幾乎每個頻段都塞滿了設備。

舉個栗子:70年代軍隊通信的主力電臺,叫做“硅兩瓦”,顧名思義發射功率是2W,那時候通信距離差不多10公里沒問題。現在麼,10米我覺得都夠嗆……不是硅兩瓦扛不動刀了,你把它扔到南極洲,照樣10公里沒問題,扔到西藏也能保持個一兩公里,扔北京城裡那就只能聽噪音了。

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

說回閱兵當天。

那天天安門附近的電磁環境可想而知:指揮、協調、保障、安保,各方面的用頻設備多到了我都沒法想象的程度,比如對講機、專用指揮系統、專用協調系統。此外還有空中梯隊的各種用頻設備,比如無線電高度計、無線電雷達、空中協同、空地指揮等等。更不用說還有到場那麼多人的手機,即使你不打電話刷抖音,那玩意兒還是要隨時跟基站聯繫的。

而無人機上天飛,是一定要用到無線電設備的,就算是它完全靠內部智能自己飛,不需要人遙控,它一樣要用到。天上飛的東西安全性特別需要關注,萬一有個閃失怎麼辦?

這就造成一個大問題:盲人騎瞎馬、夜半臨深池。

還不如拿卡車拉著走呢。你只要知道,無人機不像一般飛機,上面沒有人,對無線電的依賴程度特別高。而當天天安門附近的電磁環境是肯定無法滿足要求的,第一是飛起來容易出問題,第二是飛起來以後保持隊形很困難,不可能做到像有人飛機一樣又安全又整齊。

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下面是一些比較深的東西。

01飛控完全可以做到安全無事故

依賴北斗/GPS/glonass系統做好飛行數據,讓飛機按照預定軌跡飛,當天所有無人機上天飛不掉下來,以中國現有實力完全沒問題。在考慮GPS/GLONASS受干擾的情況下,就用北斗也是完全可以的。

02飛機性質決定很難編隊

梯隊裡的攻擊-11、無偵-8飛機可能確實無法做到跟隨空中梯隊接受檢閱,你開玩笑呢這倆的飛行速度多高啊?一般來說兼顧“高空高速”與“低空低速”是一對矛盾,高空高速做得好的飛機,低空低速性能都不怎麼樣。為了協調這一對矛盾,有不少飛行工程師也禿了腦袋,不是那麼容易的。有一段時間甚至走火入魔,搞出了一些很奇葩的飛機:

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

可變後掠翼,通過改變機翼後掠角度兼顧高空高速和低空低速性能,缺點是死重太大,結構過於複雜。

雖然沒有具體數據,但是我敢保證無偵-8的失速速度是很大的,也就是說飛太慢了肯定掉下來。看這個尖尖的三角形飛翼氣動佈局,它肯定是徹底放棄了低空低速性能,追求高空高速去了。

那麼它該如何跟飛得很慢的空中梯隊保持一致呢?

唯一的答案就是,用開車拉著……

03空中隊形保持是很難的一件事情

一些低空低速的無人機,例如反輻射無人機、察打一體無人機等等,是可以飛得很慢的。但是要想把它們編成一個空中看起來很整齊的編隊,技術難度遠超你的想象。

一個是高度。不管是GPS還是我們自己的北斗,在運動物體海拔高度上的精度都只能到米一級。無人機本身就很小,編隊規模必須要比較大才能有較好的視覺效果,這個隊伍因為衛星定位精度的問題,肯定就是歪歪扭扭的,怎麼都不會好看。
如果不用衛星定位,用無線電高度表的話,電磁環境不允許不說,地面還不是絕對平坦的,定位精度也不會高。如果用氣壓高度計,精度更低很多。唯一的辦法是在天安門附近鋪設很多很多的無線電信標機,這個就純屬開玩笑了……


一個是無人機之間的距離。兩臺無人機之間怎麼保持恰到好處的距離?還是隻有用無線電定位。激光定位很容易跟丟,人工視覺定位現在還很不成熟,只有無線電三角測向測距是比較成熟的技術。無人機要是全部用無線電定位來保持隊形,那個空中電磁環境的熱鬧,畫面太美我壓根不想看……

這些無人機都是用來作戰的,設計製造時根本就沒有考慮過飛在天上給人看這種需求,也不具有空中編隊的功能,要實現空中編隊需要臨時加裝很多很多東西。能不能裝上去且不說,問題是這麼幹也確實太形式主義了吧?

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有的朋友會提到“大型無人機陣列”這種東西。

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

民用無人機要做到這一點並不難,經過特殊改裝實現空中無人機陣列算不上什麼大事情。

問題是,民用無人機都是旋翼機,軍用無人機都是固定翼飛機。這兩者的差別,比林黛玉和魯智深的差別還要大。林黛玉沒辦法倒拔垂楊柳,魯智深也不可能扛著鋤頭葬花去……

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

旋翼機是靠螺旋槳直接產生升力。固定翼飛機靠“推力”前進,在前進中由機翼上下壓力差產生升力。這兩者的飛行原理本身是不一樣的。

那麼旋翼機的飛行控制,用調整旋翼的方式實現;固定翼飛機的飛行控制,主要是靠舵面,包括燃氣舵面。通俗一點說,旋翼機飛控,動靜都可調,固定翼飛機飛控,動起來才能調。比如像我們平時坐的客機就是固定翼飛機,它的舵面必須要在一定的速度和姿態下才會有用。這方面比較複雜了,還有很多空氣動力學方面的問題,比如舵面要是進入了“附面層分離”區域,立刻就會失效,所以客機的飛行姿態是很有限的,仰角太大舵面就會失效。

為什麼無人機不以編隊飛行模式接受檢閱?

我當軍用程序員的時候,寫過一個小導彈的飛控軟件,我負責任的說,這事情比你想的難很多倍很多倍。

軍用無人機從原理上講跟民用娛樂無人機根本不是一個難度水平,其中的技術難度級別至少高好幾個數量級。而讓軍用無人機飛到天上保持隊形,不但要耗費很多很多經費和程序員的頭髮,實際上在戰場上並沒有太大的卵用。

即使要用軍用無人機來編隊,也不需要太高的精度,用GPS/北斗做得差不多就行了。不過這個編隊是肯定不會太好看的,做不到太整齊。


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