2008年5月15日,四川汶川特大地震災(zāi)區(qū),一架國(guó)產(chǎn)的“千里眼”無(wú)人飛機(jī),按照事先確定的精確坐標(biāo)在大約200米高的空中飛行,它用明亮的“眼睛”忠實(shí)地反映著整個(gè)北川縣城2平方公里范圍內(nèi)震后的情景:倒塌的樓房不計(jì)其數(shù),滑坡的亂石、泥土埋沒(méi)了道路,堵住了河流,北川幾乎就是一片廢墟!一圈、兩圈,無(wú)人機(jī)在空中圍著北川縣城繞了兩圈,僅用了20多分鐘,一張張連地面救援人員的身影都清晰可見(jiàn)的數(shù)碼照片,通過(guò)科技設(shè)備傳輸下來(lái),最終拼接成地震效果圖,送到了抗震救災(zāi)指揮部負(fù)責(zé)人的手中。
近年來(lái),突發(fā)災(zāi)難性事件頻繁發(fā)生,嚴(yán)重威脅人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,同時(shí),也對(duì)社會(huì)穩(wěn)定造成了較大影響。因此,加強(qiáng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急管理,是關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展全局以及人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的大事。但是,我國(guó)應(yīng)急管理機(jī)制尚不完善,預(yù)防和處置突發(fā)性公共事件的能力也很有限。除了在應(yīng)急管理機(jī)制、體制和法制方面需要加大力度進(jìn)行完善之外,在國(guó)家應(yīng)急管理體系中引進(jìn)和裝各一批先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)各,對(duì)提高各級(jí)政府的應(yīng)急管理能力是大有幫助的。其中無(wú)人機(jī)就是一種不可多得的重要工具。
無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展歷程,從技術(shù)角度看已經(jīng)比較成熟。其優(yōu)點(diǎn)是成本低,易操縱,具有高度靈活性,能夠攜帶一些重要的設(shè)備從空中完成特殊任務(wù),比如空中監(jiān)測(cè),空中監(jiān)視,空中轉(zhuǎn)信,空中喊話,緊急救援等。在執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí),一般不會(huì)造成人員傷亡,生存能力強(qiáng),機(jī)動(dòng)性能好,使用方便,在處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)難以及社會(huì)安全事件等方面能發(fā)揮出重要作用。
一、無(wú)人機(jī)概況
無(wú)人機(jī)(unmanned aerial vehicle,簡(jiǎn)稱UAV)是一種由無(wú)線遙控設(shè)備或由程序控制操縱的無(wú)人駕駛飛行器。它不需要飛行員在機(jī)艙內(nèi)進(jìn)行駕駛,飛行過(guò)程由電子設(shè)備控制自動(dòng)進(jìn)行。飛機(jī)上不用安裝任何與飛行員有關(guān)的設(shè)備,這樣就可以有效地節(jié)省和利用空間裝載應(yīng)用設(shè)備以完成賦予它的各種任務(wù)。無(wú)人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)的最大區(qū)別是,單純依靠無(wú)人機(jī)本身是不能完成任何任務(wù)的,它需要一套嚴(yán)密的控制系統(tǒng)和根據(jù)任務(wù)需要搭載的應(yīng)用設(shè)各,所以無(wú)人機(jī)也稱為無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。
無(wú)人機(jī)最早誕生于1917年,由英國(guó)人制造出第一架無(wú)人機(jī),至今已有近百年的歷史了。但是無(wú)人機(jī)的應(yīng)用則始于20世紀(jì)50年代。早期的角色是作為靶機(jī)使用,后來(lái)逐步用于空中偵察、電子對(duì)抗、目標(biāo)指示等領(lǐng)域。在60年代的越南戰(zhàn)爭(zhēng)和70年代的中東戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人機(jī)都有重要表現(xiàn)。在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以及北約空襲南斯拉夫的過(guò)程中,無(wú)人機(jī)都曾被頻繁地用于執(zhí)行軍事任務(wù)。
無(wú)人機(jī)的快速發(fā)展和廣泛運(yùn)用是在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以后。以美國(guó)為首的西方國(guó)家充分認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用,競(jìng)相把高新技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)的研制與發(fā)展上。輕型材料的使用和新的設(shè)計(jì)大大增加了無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間;先進(jìn)的信號(hào)處理與通信技術(shù)提高了無(wú)人機(jī)的圖像傳遞速度;自動(dòng)駕駛儀能使無(wú)人機(jī)自動(dòng)改變高度和航向飛往目標(biāo),地面操縱員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)根據(jù)需要改變無(wú)人機(jī)的飛行數(shù)據(jù)。在阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中,無(wú)人機(jī)已經(jīng)能夠攻擊地面目標(biāo),其在軍事領(lǐng)域的重要價(jià)值越來(lái)越清晰地展現(xiàn)在世人面前。
無(wú)人機(jī)經(jīng)過(guò)了近百年的發(fā)展,其產(chǎn)品種類繁多,外形千奇百怪,很難用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言將其一下子介紹清楚。如果以飛行距離的長(zhǎng)短進(jìn)行分類,有短程無(wú)人機(jī)、近程無(wú)人機(jī)、中程無(wú)人機(jī)和長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī);如果以飛機(jī)的外形分類,有微型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、中型無(wú)人機(jī)和大型無(wú)人機(jī);如果從軍事用途上進(jìn)行分類,有靶機(jī)、偵察機(jī)、干擾機(jī)和攻擊機(jī):如果從飛行原理上分類,則有固定翼無(wú)人機(jī)和旋翼無(wú)人機(jī)(即無(wú)人直升機(jī))等。
筆者認(rèn)為,適于在應(yīng)急管理體系中應(yīng)用的無(wú)人機(jī)為中小型短、近程無(wú)人機(jī),包括固定翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人直升機(jī),尤其是中小型無(wú)人直升機(jī)更適于在突發(fā)事件中使用。
小型無(wú)人機(jī)(Mini-UAV)的最大起飛重量只有幾千克乃至幾十千克。由于其攜帶方便,操作簡(jiǎn)易,成本低廉,因而具有廣泛的應(yīng)用前景。比如以色列的“云雀”,重約6千克,直徑12厘米,通過(guò)助推器或小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)肩扛發(fā)射。發(fā)射后其機(jī)翼(翼展1.5米)在電動(dòng)機(jī)動(dòng)力作用下迅速打開(kāi)進(jìn)入飛行位置。該機(jī)裝有一臺(tái)攝像機(jī),可提供空中即時(shí)影像。最大飛行距離10千米,可在目標(biāo)區(qū)域上空飛行60多分鐘。“云雀”無(wú)人機(jī)可從屋頂、窗口或狹窄小巷發(fā)射,即使對(duì)惡劣環(huán)境也有較強(qiáng)的適應(yīng)性,應(yīng)用一臺(tái)筆記本電腦就可以對(duì)其進(jìn)行操控。該型系列飛機(jī)在2004年就成為以色列軍隊(duì)的制式裝備,2005年被澳大利亞和加拿大軍方采購(gòu),并在軍隊(duì)中成建制裝備應(yīng)用于阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)。
中型無(wú)人機(jī)通常是指重量在一百千克至幾百千克、飛行距離達(dá)數(shù)百公里、留空時(shí)間在2小時(shí)以上的飛機(jī)。該類飛機(jī)在民間領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。
我國(guó)研制無(wú)人機(jī)已有四十多年的歷史,所投放的產(chǎn)品也比較成熟。從最初的無(wú)人靶機(jī)系列,到高空高速無(wú)人偵察機(jī)等,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品有數(shù)十種,并廣泛應(yīng)用于空中偵察、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、目標(biāo)定位、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等軍事領(lǐng)域。
無(wú)人機(jī)在民間領(lǐng)域也得到了多方面應(yīng)用,如災(zāi)情監(jiān)視、交通巡邏、治安監(jiān)控和航空攝影、地球物理勘探、海岸緝私等。從1993年開(kāi)始,中國(guó)氣象局將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于大氣探測(cè)、氣象災(zāi)害遙感、生態(tài)遙感、人工影響天氣等課題,已經(jīng)在十余個(gè)省市展開(kāi),并且在祁連山高原科學(xué)試驗(yàn)、臺(tái)風(fēng)探測(cè)試驗(yàn)中都使用了無(wú)人機(jī)。民用無(wú)人機(jī)主要搭載照相機(jī)、攝像機(jī)以及氣象探測(cè)設(shè)備等,飛行控制可以靠GPS定位系統(tǒng),自動(dòng)駕駛系統(tǒng)則可根據(jù)當(dāng)前位置計(jì)算飛行路線。
據(jù)有關(guān)媒體報(bào)道,“刀鋒”無(wú)人機(jī)是目前我國(guó)自主研發(fā)的智能化程度最高的無(wú)人機(jī)。該機(jī)最大平飛速度250公里/小時(shí),續(xù)航時(shí)間3小時(shí),飛行高度可達(dá)3 000米,在控制精度和可靠性上甚至高于國(guó)際同類產(chǎn)品??蓱?yīng)用于偵察、通訊、氣象、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘探、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防以及交通、城市規(guī)劃、消防等眾多領(lǐng)域,不僅體積小、自動(dòng)化程度高而且高效、操作簡(jiǎn)便。該機(jī)在天津建立了總投資10億元、占地100畝的生產(chǎn)和研發(fā)基地,其產(chǎn)品預(yù)計(jì)年內(nèi)即可投放市場(chǎng)。