问题

为什么无人机(攻击2)不能以编队飞行的形式接受检阅?

回答
无人机(攻击2)之所以不能以编队飞行的形式接受检阅,主要是出于技术限制、安全风险、以及阅兵的目的和性质等多方面原因的综合考量。下面我将尽可能详细地阐述这些原因:

一、 技术限制方面的考量

1. 通信和协同能力(通信延迟与带宽限制):
高度同步的编队飞行需求: 接受检阅的编队飞行对无人机之间的通信要求极高。每架无人机都需要实时接收来自指挥中心(或领队无人机)的指令,包括速度、方向、高度、姿态等信息,并需要将自身的飞行状态反馈给指挥系统。
无线电通信的挑战: 无人机之间的通信通常依赖无线电信号。在编队飞行中,随着无人机距离的接近,它们会相互干扰(信号衰减、反射、散射等),这会增加通信的延迟和不稳定性。
指令和反馈的同步性: 即使在理想条件下,无线电信号也存在传播延迟。在高速、高精度要求的编队飞行中,即使是很小的延迟也可能导致队形失控。同时,要实现所有无人机指令的精确同步和状态的实时反馈,需要极高的通信带宽和低延迟的网络协议。目前的许多小型或战术级无人机(包括一些带有攻击能力的型号)可能没有配备足够先进、低延迟、高带宽的通信系统来支持如此复杂的协同任务。
数据处理能力: 每架无人机都需要处理大量的传感器数据(如GPS、惯性导航、地形数据、其他无人机的位置信息等)以及接收到的指令,并将这些信息整合,以维持精确的队形。这需要强大的 onboard 计算能力,而一些攻击型无人机可能在设计上更侧重于有效载荷和打击能力,而不是复杂的协同飞行算法和强大的计算资源。

2. 导航和定位精度(GPS依赖与抗干扰):
高精度定位需求: 编队飞行要求所有无人机在三维空间中保持非常精确的相对位置,例如间距、高度差、角度差等。这通常依赖于GPS/GNSS系统。
GPS的局限性: GPS信号容易受到干扰(如电子战、城市峡谷效应、天气等)。一旦GPS信号丢失或受到干扰,无人机可能无法精确地确定自身位置,进而导致队形散乱甚至碰撞。
协同定位与导航: 为了实现高精度编队,可能需要更先进的协同定位技术,例如传感器融合(IMU、视觉传感器、雷达等),以及无人机之间相互定位(如利用视觉标记或通信信号)。这些技术的实现和整合难度较大,且对硬件和软件的要求都很高。攻击型无人机可能更侧重于目标定位和精确打击,而不是环境感知和高精度协同导航。

3. 自主性和智能协同能力(算法复杂性):
编队飞行算法的复杂性: 实现无人机编队飞行需要复杂的控制算法,例如分散式或集中式控制算法,用于协调每架无人机的运动,使其能够自主地保持队形,响应指令,并规避障碍物。
感知和决策能力: 在复杂的空中环境(如风力变化、其他飞行器干扰)下,无人机需要具备一定的环境感知和自主决策能力,以动态调整其行为来维持编队。
攻击型无人机的设计侧重: 攻击型无人机(如“攻击2”这种名称暗示的型号)的设计重心往往在于携带武器、精确打击目标、以及在敌方环境下生存。其软件和硬件系统可能更侧重于任务执行能力,而不是高度复杂的、需要实时响应的协同飞行和队列保持技术。

4. 动力和气动稳定性(载重与飞行姿态):
载荷的影响: 攻击型无人机通常需要携带武器挂载(如导弹、炸弹)或其他任务设备。这些挂载会增加无人机的重量和改变其重心,影响其飞行稳定性和机动性,尤其是在需要精确保持队形时。
气动耦合: 在近距离编队飞行时,无人机之间的气流会相互影响,产生气动耦合效应。这可能导致不稳定性,需要更精密的控制系统来补偿。一些无人机可能没有为这种近距离气动耦合进行专门优化。

二、 安全风险方面的考量

1. 碰撞风险(队形保持失败):
低容错率: 接受检阅的编队飞行要求极高的精确度,如果任何一架无人机因为技术故障、通信中断、导航失误或指令偏差而偏离队形,可能会导致与其他无人机发生碰撞。
严重后果: 攻击型无人机通常尺寸较大且携带(或曾经携带过)攻击性载荷,一旦发生碰撞并导致其坠毁或爆炸,后果将不堪设想,可能造成人员伤亡、财产损失以及巨大的舆论影响。

2. 通信干扰与电子战:
易受干扰: 编队飞行的无线通信链路是关键,但也是潜在的攻击点。敌方可以通过电子战手段干扰无人机之间的通信,导致通信中断、指令错误或信息泄露,从而破坏编队。
攻击型无人机的属性: 作为潜在的攻击平台,其通信系统可能更容易受到针对性干扰,以阻止其执行任务或对其进行控制。

3. 系统故障与单点失效:
复杂系统: 编队飞行涉及大量协同工作的子系统(导航、通信、动力、控制等)。任何一个关键子系统的故障都可能导致整架无人机(甚至整个编队)失效。
高风险检阅场景: 接受检阅是一种公开展示,一旦发生大规模的系统故障,将严重损害军事形象和公众信心。

三、 阅兵目的和性质的考量

1. 阅兵的目的:
展示军事实力: 阅兵的主要目的是展示国家武装力量的现代化水平、战斗力以及部队的纪律性和专业性。
精神象征: 阅兵是重要的政治和仪式活动,旨在振奋士气、凝聚人心,并向国内外传递明确的信号。

2. 无人机在阅兵中的角色:
特定展示: 如果要展示无人机技术,通常会选择专门设计用于空中展示、具有高机动性、可靠性极高的无人机型号,这些型号可能不是攻击型无人机。例如,一些国家在阅兵中展示的是专门的无人机表演机或侦察监视平台。
攻击型无人机的“禁忌”: 攻击型无人机的核心功能是作战,将其用于非战斗性的、高风险的阅兵表演,可能在信息安全、保密以及军事象征意义上存在不妥。攻击型无人机出现在阅兵场上,可能会传递出“随时准备战斗”的信号,但这与阅兵展示和平发展、军事威慑同时也是维护和平的意图可能存在微妙的差异。

3. 成本与效益:
高昂的开发与测试成本: 要让攻击型无人机实现高质量的编队飞行检阅,需要对其现有的平台进行大幅度的技术升级,包括通信、导航、控制算法等,这将带来巨大的研发和测试成本。
替代方案: 相较于让攻击型无人机进行编队飞行,采用专门的表演无人机或飞行队列更能有效地达成阅兵目的,并且风险更低、成本更可控。

总结来说,无人机(攻击2)不能以编队飞行的形式接受检阅,是由于它们在设计上更侧重于攻击任务,导致其在通信、导航精度、自主协同算法、载荷稳定性等方面存在技术上的局限性,难以满足阅兵所要求的极高精度和可靠性。同时,这种形式的飞行也伴随着巨大的安全风险(如碰撞、通信干扰)以及可能不符合阅兵的象征意义和目的。因此,更合适的做法是采用专门为飞行展示而设计的无人机平台来承担阅兵任务。

网友意见

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原因其实非常简单:阅兵当天天安门地区电磁环境过于复杂,而强行保持无人机编队得花很多冤枉钱


绝大多数人对无线电频谱是缺乏敏感性的,想不到频谱方面的复杂性。任何一种无线电设备,大到大型电台、无人机的操纵台,小到你手里那个手机,都是要占据一定的频谱空间的。

这是一张美国的频谱分配表,可以看出,分配给一种设备使用的频谱是有限的,比方说我们常用的“民用移动通信”,也就是手机业务,分配的频谱实际上是很窄的。为了在这么有限的频谱内尽可能多的容纳更多设备,无线电工程师可以说是绞尽脑汁,有频分复用、时分复用、码分多址等等茫茫多种防干扰措施。


为什么无线电工程师的脑袋容易秃?因为他们爱你爱得深沉。为了让你愉快的刷抖音什么的,他们不惜自己的头顶成为荒原。你想过他们的头发吗?你没有,你只想到你自己!


在有限的频谱里面挤了太多的设备,会导致自扰、窜扰、互扰等等干扰现象。比如你用一台800MHZ发射频率的手机,会对附近790MHZ到810MHZ的别的设备造成干扰,让人家没法工作。这个现象在城市里尤其是大型城市里特别严重,几乎每个频段都塞满了设备。


举个栗子:70年代军队通信的主力电台,叫做“硅两瓦”,顾名思义发射功率是2W,那时候通信距离差不多10公里没问题。现在么,10米我觉得都够呛……不是硅两瓦扛不动刀了,你把它扔到南极洲,照样10公里没问题,扔到西藏也能保持个一两公里,扔北京城里那就只能听噪音了。


说回阅兵当天。


那天天安门附近的电磁环境可想而知:指挥、协调、保障、安保,各方面的用频设备多到了我都没法想象的程度,比如对讲机、专用指挥系统、专用协调系统。此外还有空中梯队的各种用频设备,比如无线电高度计、无线电雷达、空中协同、空地指挥等等。更不用说还有到场那么多人的手机,即使你不打电话刷抖音,那玩意儿还是要随时跟基站联系的。


而无人机上天飞,是一定要用到无线电设备的,就算是它完全靠内部智能自己飞,不需要人遥控,它一样要用到。天上飞的东西安全性特别需要关注,万一有个闪失怎么办?


这就造成一个大问题:盲人骑瞎马、夜半临深池


还不如拿卡车拉着走呢。你只要知道,无人机不像一般飞机,上面没有人,对无线电的依赖程度特别高。而当天天安门附近的电磁环境是肯定无法满足要求的,第一是飞起来容易出问题,第二是飞起来以后保持队形很困难,不可能做到像有人飞机一样又安全又整齐。




下面是一些比较深的东西。


1、飞控完全可以做到安全无事故


依赖北斗/GPS/glonass系统做好飞行数据,让飞机按照预定轨迹飞,当天所有无人机上天飞不掉下来,以中国现有实力完全没问题。在考虑GPS/GLONASS受干扰的情况下,就用北斗也是完全可以的。


2、飞机性质决定很难编队


梯队里的攻击-11、无侦-8飞机可能确实无法做到跟随空中梯队接受检阅,你开玩笑呢这俩的飞行速度多高啊?一般来说兼顾“高空高速”与“低空低速”是一对矛盾,高空高速做得好的飞机,低空低速性能都不怎么样。为了协调这一对矛盾,有不少飞行工程师也秃了脑袋,不是那么容易的。有一段时间甚至走火入魔,搞出了一些很奇葩的飞机:

可变后掠翼,通过改变机翼后掠角度兼顾高空高速和低空低速性能,缺点是死重太大,结构过于复杂。

虽然没有具体数据,但是我敢保证无侦-8的失速速度是很大的,也就是说飞太慢了肯定掉下来。看这个尖尖的三角形飞翼气动布局,它肯定是彻底放弃了低空低速性能,追求高空高速去了。那么它该如何跟飞得很慢的空中梯队保持一致呢?


唯一的答案就是,用开车拉着……


3、空中队形保持是很难的一件事情


一些低空低速的无人机,例如反辐射无人机、察打一体无人机等等,是可以飞得很慢的。但是要想把它们编成一个空中看起来很整齐的编队,技术难度远超你的想象。


一个是高度。不管是GPS还是我们自己的北斗,在运动物体海拔高度上的精度都只能到米一级。无人机本身就很小,编队规模必须要比较大才能有较好的视觉效果,这个队伍因为卫星定位精度的问题,肯定就是歪歪扭扭的,怎么都不会好看。如果不用卫星定位,用无线电高度表的话,电磁环境不允许不说,地面还不是绝对平坦的,定位精度也不会高。如果用气压高度计,精度更低很多。唯一的办法是在天安门附近铺设很多很多的无线电信标机,这个就纯属开玩笑了……


一个是无人机之间的距离。两台无人机之间怎么保持恰到好处的距离?还是只有用无线电定位。激光定位很容易跟丢,人工视觉定位现在还很不成熟,只有无线电三角测向测距是比较成熟的技术。无人机要是全部用无线电定位来保持队形,那个空中电磁环境的热闹,画面太美我压根不想看……


这些无人机都是用来作战的,设计制造时根本就没有考虑过飞在天上给人看这种需求,也不具有空中编队的功能,要实现空中编队需要临时加装很多很多东西。能不能装上去且不说,问题是这么干也确实太形式主义了吧?




有的朋友会提到“大型无人机阵列”这种东西。

民用无人机要做到这一点并不难,经过特殊改装实现空中无人机阵列算不上什么大事情。


问题是,民用无人机都是旋翼机,军用无人机都是固定翼飞机。这两者的差别,比林黛玉鲁智深的差别还要大。林黛玉没办法倒拔垂杨柳,鲁智深也不可能扛着锄头葬花去……

旋翼机是靠螺旋桨直接产生升力。固定翼飞机靠“推力”前进,在前进中由机翼上下压力差产生升力。这两者的飞行原理本身是不一样的。

那么旋翼机的飞行控制,用调整旋翼的方式实现;固定翼飞机的飞行控制,主要是靠舵面,包括燃气舵面。通俗一点说,旋翼机飞控,动静都可调,固定翼飞机飞控,动起来才能调。比如像我们平时坐的客机就是固定翼飞机,它的舵面必须要在一定的速度和姿态下才会有用。这方面比较复杂了,还有很多空气动力学方面的问题,比如舵面要是进入了“附面层分离”区域,立刻就会失效,所以客机的飞行姿态是很有限的,仰角太大舵面就会失效。

我当军用程序员的时候,写过一个小导弹的飞控软件,我负责任的说,这事情比你想的难很多倍很多倍。


军用无人机从原理上讲跟民用娱乐无人机根本不是一个难度水平,其中的技术难度级别至少高好几个数量级。而让军用无人机飞到天上保持队形,不但要耗费很多很多经费和程序员的头发,实际上在战场上并没有太大的卵用。


即使要用军用无人机来编队,也不需要太高的精度,用GPS/北斗做得差不多就行了。不过这个编队是肯定不会太好看的,做不到太整齐。

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可能因为这型号无人机个头小,在检阅高度看不清楚吧?

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