吴小椿

通常认为巴尔德是电视图像传输的先驱；其实，早在他的试验成功10年前，即1914年，英国一位楼教授(A·M·LOW)已演示了电视信号传输原理。当时正值第一次世界大战期间，因此这项技术首先被用于海岸炮兵的测距仪上；紧接着就是飞机。

由于在法国作战的英国皇家空军当时使用的是双翼机，因此对手德国的福克单翼机在性能上占有压倒优势。出师不利的英国飞行员，见战友截击夜袭英伦三岛的德国齐伯林飞艇战果甚微，心中十分着急。因此他们希望作战部队能够利用楼教授的无线电技术手段，装备一架小型简单的飞机，装上炸药后将其引导到目标区，用以攻击德军空中和地面目标。很快，楼教授被任命为陆军少尉，在英国皇家空军的一个机库内极秘密地开始了这项研制工作。为掩盖其用于作战的目的，该产品被命名为A·T即“空中靶标”。谁也没想到，无人机早期的实际应用正好应合了这个名字；楼教授也被誉为“遥控飞机之父”。

第一架被称为“皇家空军试验工厂的空中靶标”的无人机。原设计具有简洁的流线形机身，后为了加快进度、节省经费，选用了现成的飞机部件，即一架老式双翼机上的机翼和笨拙的起落架。该机机头处安装了50马力的转子式内燃机，配了一个直径和全机不成比例的大螺旋桨。这架无人机在中央飞行学校准备试飞时，由于发动机工作时的电火花严重干扰遥控系统，因此未能升空。

不久，世界上第一种一次使用的轻型航空发动机向世，取代了笨重的转子发动机。这种型号为ABC的水平对置双缸发动机功率为35马力，寿命为2小时。索普威斯公司采用此发动机很快研制了一架方形机身、带四轮起落架的双翼无人机(图一)。30年后的1944年，楼教授在回忆这架无人机时写道：“该机翼展为4.27米，用ABC发动机驱动直径1.70米的木桨。机头装22.5公斤炸药，其后为燃、滑油箱。遥控用的关键件、继电器、接收机等装在0.69×0.23米的控制盒内以防干扰。天线装于后机身和翼尖上。在机身内有根由发动机驱动的长轴，通过控制盒内的信号控制该轴接通机械式中继器，从而带动升降舵和方向舵。可以认为，这架无人机在1916年已实现了全伺服控制。”不幸的是，该机在完成前就因损坏(图中的左下翼)而被搁置。

后来，著名的德·哈维兰公司采用35马力的发动机，制造了一架单翼靶机。1917年3月21日，楼教授邀请了友好国家的军事代表，观看这种英国新式武器的表演。不料，该机起飞后竟一头向观众席俯冲下来……

当时还有一位杰出的英国设计家福兰德，他在设计S·E·5战斗机的同时利用ABC发动机研制了一架翼展为6.7米的单翼无人机(图二）。这架无人机的机翼采用了很大的上反角，而且没有安设控制面。天线被装在后机身和机翼上。

1917年，英国皇家飞机公司制造了6架“空中靶标”，并且在新的试飞机场建造了一条起飞滑轨。这个滑轨可使无人机水平滑行15米后转入30米上升。1917年7月6日，“空中靶标”首飞。在无线电信号的遥控下，它只滑行到滑轨的一半长度就轻松地离地。遗憾的是，该机在经过一段很陡的爬升后转入失速坠毁。7月26和28日又试飞了二次，为防止地面过度操纵，这两次起飞前升降舵都被固定在事先算好的位置上。然而矫枉过正，因操纵裕度太小，飞机离轨后不能应付各种飞行情况，因此飞行又未成功。

与此同时，美国人也注意到无人机的作用，并进行了一些研究探索。美国的第一架无人机是寇蒂斯公司按海军合同研制的。该机以40马力的福特发动机为动力，起飞重量272公斤，采用双翼布局(题图)。这架无人机装在双滑橇上沿双轨滑跑起飞。其设计特点是不用地面遥控，事先估计出与目标的距离，并改虑风可能造成的偏移后，将这个“空中鱼雷”对准目标装在滑轨上；无人机上的发动机按固定的时间驱动飞机前进，使其正好飞向目标。飞行中，该无人机的方向由一个简单陀螺控制；而飞行高度则由膜盒式气压计控制。当无人机飞至目标，发动机停车后，通过一个机械装置把机翼与机身分开；机身带着136公斤炸药落到目标上。这架无人机于1917年11月10日在纽约长滩的试飞场进行了首次试飞，以后又成功地飞行了几次，可以说是无人机程控飞行的首次成功实践。

美国陆军航空队也不甘落后，研制了一架名为“凯特林甲虫”的简洁的双翼无人机。它以V型四缸发动机为动力，可带82公斤炸药以88公里的时速飞行64公里。然而，研制计划随战争结束而搁置，目前仅留下一架复制品在空军博物馆展出。

第一次世界大战结束后，英国皇家研究院（RAE）于1920年提出了三种无人机发展方案：

1.由陀螺控制，可以恒速按既定航线、预定距离飞行的携带弹药的无人机；

2.具备固有安定性，有效半径达32公里的“空中靶标”；

3.由飞机投放，然后由无线电遥控，有动力或无动力可以飞行16公里的“空中鱼雷”。

皇家飞机研究院按上述方案研制的第一架无人机叫作RAE1921(图三)。该机外形综合了前几架的特点，但取消了上垂尾和起落架。RAE1921翼展7.01米，机长5.49米，发射重量285公斤，由45马力的发动机驱动。该机设计携带90公斤的战斗部，在6000米高空以165公里/时的速度飞行。1922年8月31日，RAE1921在“百眼巨人”号航空母舰上进行了首次试飞。它从甲板上的简单起飞架上起飞后，不幸落入了海中；几天后再次试飞，又失败了。为了增加飞机的初始起飞速度，研制人员在“要塞”号驱逐舰上重新设置了发射架。这个发射架一端安装了一个巨大的袋子，里面装满海水后被吊到一定高度；当下达起飞命令时，这个水袋垂直下落，利用重力位能拉动无人机加速。这种起飞方式使这次试飞获得成功。1923～1924年的四次试飞结果表明，按照预排程序，仅靠钟表机构和陀螺不能控制无人机稳定爬升，因此研制人员最后决定改用全无线电遥控。

这一改进效果明显。1924年9月3日，在第7次试飞中，该机的稳定性和操纵性完全符合要求；仅因发动机12分钟后停车飞行才中止。翌年2月，第10次试飞共进行了39分钟。无人机对43个控制指令反应无误。研制人员决定在这架无人机的基础上再研制一架载重113公斤，能飞行480公里的无人机。这是一架外形简单的中单翼机(图四)，十字形尾翼，没有起落架。一台200马力的“山猫”发动机装在圆筒形机身前部的流线型低阻发动机罩内。其设计速度为310公里/时，远远高于当年的载人作战飞机，故该机被称为“装山猫发动机的远程炮”，编号为Larynx。

该型无人机英国共造了12架。首架于1927年7月20日在“要塞”号舰上起飞，但在离开火药动力发射架不久出了机械故障；。第二架飞得不错；第三架更好，沿英格兰几个郡的海岸飞了一大圈，完成了全部海上的航线飞行。第四架、第五两架也由该舰起飞；第六架改为陆上发射，均获成功。剩下的6架中，有5架被运往伊拉克，进行带弹试飞。1929年8月31日～10月3日，这几架无人机在沙漠中的试验站进行试飞。因为发动机和燃油系统的问题，有3架没有完成原定的飞行方案；第四架虽然安全地飞向远方，但一去不复返。由于当时无人机尚无遥测系统，故不知所终。

1929年英国皇家空军和海军就无人机投掷炸弹、鱼雷袭击战舰的有效性展开了争论。英国航空部为证明其认可的观点，1930年10月，让飞机研究院用“优美”ⅢF型水上侦察机，改制了3架全尺寸的无线电遥控型作试验。该机安装了遥控设备，上反角加大到10度以提高安定性。这架“优美皇后”号(图五）1931年秋作验证飞行时，首先由飞行员在机上操纵，飞行获得了成功；而1932年1月30日和4月19日的两次遥控飞行却都在离舰不久后失事。

剩下的第三架于9月14日成功地飞行了9分钟。1933年1月，这架“优美皇后”号被远航地中海的舰队用作对空射击靶标。当密集火力向其射击了两小时后，该机竟毫发无损，平安回收。不过四个月后，它还是未能逃脱被另一艘军舰炮火击落的命运。

真正批量生产的靶机是德·哈维兰公司的“蜂后”型无线电遥控全尺寸靶机(图六)。该机是用时速达175公里的“虎蛾式”木制双翼机改制的。1934～1943年，“蜂后”无线电遥控靶机共生产了420架，在英国海军和陆军使用。

美国发展无人机的思路与英国不同。一位航模爱好者丹尼认为，击落一架“蜂后”这样的全尺寸靶机经济上损失太大，不如采用缩比型以获取更高的效费比。於是他在1935年制造了一架翼展为2.75米的撑捍式上单翼模型飞机，并把这架最大平飞时速为80公里的RP－1型机(图七)作为靶机，尽管该机在一次表演中不幸失事，但丹尼坚持不懈，1939年其改进型RP－4的飞行终于大获成功。RP－4(图八)是一架以单发动机驱动两个并列对转螺旋桨为动力的无人机，由双轨上起飞。该机采用了低压轮胎，宽距前三点起落架，可在沙漠靶场中顺利着陆。试飞中RP－4时速达到96公里，而且可以在245米的范围内控制。后来，丹尼又开发了OQ－3S(图九)、OQ－14等型号。这些飞机的翼展均为3.66米，采用20马力的发动机，飞行速度和高度分别可达到225公里/时和3050米。

1942年第二次世界大战爆发后，由于美国陆军和海军对靶机的订货量剧增，因此丹尼不得不另组一家公司以赶制靶机。到战争结束时，OQ－2A、3S和14型三种靶机的总产量分别达到984、9403和3548架之多。而椐1977年统计，该公司已向美国及相关国家提供了各型无人机75000架以上。

数量，意味着市场的需求，也意味着发展的潜力。随着航空科学技术的进步与发展，无人机已由充满探索的童年走向今日的成熟，无论是在性能上还是在操纵性、可靠性诸方面都有了长足的进步。这种类型的飞行器在军、民用领域均得到越来越广泛的应用，在下一世纪的前景看好。

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