——微型空中飞行器即将走向战场
刘映国
    美国国防部国防高级研究计划局正在研制微米级的微型空中飞行器，翼展约15厘米，
形状如空中普通飞鸟。作为未来战场上探测装置的一部分，它的主要功能是完成包括空中监
视、生化战剂探测、目标确认、通信转播、空中布雷以及对大型建筑物和设施内部的侦察任
务。这是未来城区作战中尤为重要的装备之一。
“空中飞鸟”的问世
    微型空中飞行器的研制方案，是由麻省理工学院的林肯实验室在研制一种小型空中监视
平台时提出的。美国国防高级研究计划局宣称：“尽管用于此类飞行器的探测装置尚未成
型，但目前的技术水平已基本具备，该方案代表着微型探测装置的发展趋势。”国防高级研
究计划局已经组成了包括工业界和军方代表在内的专题研究小组，帮助确定任务和探讨如何
最佳地应用现有技术；同时，还通过一些商用研究计划来进行预研，并决定从1998财年开
始，在三年内对该项研究投资3500万美元。
    专题研究小组已经为微型空中飞行器提出了一系列参数，并计划在未来三年内对各个参
数进行测试。这些参数为：飞行器长度6～20厘米、总重量10～100克、平台承载重量1～
18克、巡航速度30～65千米/小时、续航时间20～60分钟、最大飞行距离1～10千米。
技术难关待突破
    研制此类微型空中飞行器面临的最大挑战是解决其体积问题。美空军战术技术办公室主
任迈克·弗朗西斯认为：“飞行器翼展确定为15厘米。这个数字是建立在对其体积和飞行
速度充分考虑的基础上。鸟类和昆虫可以更小的体积在空中自由飞行，尽管人类对此已有很
充分的了解，但要使各种装置以更小的体积在空中飞行，还要对其原理进行认真的探索研
究。”在空中飞行控制方面，面临的挑战是解决其转向力的问题，转向力通常要比正常飞行
动力高出1～2个数量级。有关人士认为，微米涡轮发动机可作为一种备选方案。
    另一个难点是解决能量贮存问题。为实现持续飞行，目前用于贮存能量的高能锂电池需
从200～500焦/克提高到700～900焦/克；电池的输出功率需从0。
    06～0.2瓦/克提高到0.5瓦/克；无刷电机输出功率则需从200毫瓦/克提高到500毫
瓦/克。
    微型飞行器的核心技术是机体结构设计。由于机体结构体积极小，其容量和承载重量都
受到限制，因而不能像通常的侦察装置那样，给其元器件加上外壳且不影响其他部件的性
能。专家们还指出，该飞行器的电子器件的集成度要远高于今天所能达到的水平，制造工艺
同样是这项研究工作所面临的最大困难。
    通信能力的提高也是急待解决的问题之一。采用毫米波通信，其最大传输距离可望在未
来三年内从3千米延伸到10千米。由于GPS导航系统需要的天线太大，而且导航精度不能
满足此类微型飞行器的要求，因此，如何对该飞行器进行导航和飞行控制仍然需要进一步探
索。
    探测器技术目前已经比较成熟，但在微型探测器制作方面仍有大量工作要做，如图像探
测、声音探测以及生化战剂检测，都需要具有特殊的功能。
    另外，探测器的重量是问题的关键，如研制重量为1克的可见光成像器，是目前该类成
像器极限重量的1/10；研制重量为10克的非冷却红外成像器，而目前的重量为30克。美
国防务空中侦察办公室已提出了可见光照相机的研制方案，该相机的体积为12×8.5毫米，
成像孔径为2.6毫米，视场角为40×40°，分辨率为0.7米，成像速率为每秒0.5幅，该
照相机的重量小于1克，耗电量不足25毫瓦。
广阔的应用前景
    由装在机身内的微型计算机进行控制，该飞行器可在建筑物内部、树林或障碍物之间自
由飞行，它将成为未来战场上收集信息、探测情报、检测有毒物质的能手。这种翼展仅15
厘米的微型空中飞行器，具有目标小、无噪声、易隐蔽、侦察探测范围广等特点，已受到美
国军方的极大关注。它在军事上的主要用途是：(1)弥补侦察卫星和侦察飞机的空白区，侦
察它们监视不到的死角；(2)执行间谍侦察任务，可在和平时期秘密收集敌军各类情报；(3)
可进入核、生、化污染区进行检测，并迅速确定生化战剂类别以便及时控制污染区；(4)涂
上强反射材料后在空中飞行作诱饵，以探测敌方的防空部署和雷达性能参数；(5)装备前沿
作战部队，帮助士兵观察山背后、建筑物和掩体内的敌情。