千奇百怪的微型间谍飞机 两百年前,法国革命党人在战争中首次使用了气球,此后空中侦察便成为情报 搜集的重要手段。但是目前所有的空中侦察工具,不管是气球,还是各种侦察机, 都难以藏匿,因此容易受到攻击,况且它们的造价都比较昂贵。 美国国防部高级研究计划局打算改变这种状况,目前正在抓紧研制微型间谍飞 机。这种微型机属自动驾驶飞行器,长度一般只有几厘米。由于体积极小,在远处 很难发现。美国军方希望把它的成本降到能够配备给每个普通士兵。这样低的成本, 即使损失了也无所谓。据微型飞机研究项目的负责人介绍,这种微型飞机能够在空 中滞留一个小时,可以实时发回图像,单个成本不超过1000美元。 “黑寡妇”和“直升虫” 微型间谍飞机的设计师们首先要确定这种飞机的形状。最简单的办法莫过于把 现在的飞机按比例大幅度地缩小,这正是麻省理工学院下设的军事研究机构——林 肯实验室所采用的方法。根据这个实验室提出的设计方案,构想中的微型间谍飞机 形同一个小小的玩具飞机。 但是,小型物体的空气动力学特性同大型物体并不相同,所以很有必要进行进 一步的实验。位于加利福尼亚州锡米谷的航空环境公司设计的“黑寡妇”,是第一 架真正意义的微型间谍飞机。它的外观很怪异,像个飞碟,而亚特兰大佐治亚技术 研究所正在研制的微型间谍飞机“直升虫”,样子更为古怪,简直像个大蚊子。 另一个问题是采用何种推进系统。林肯实验室使用的是螺旋桨,但这种螺旋桨 不可能采用通常的动力。由于电池体积笨重,释放的能量有限,尤其是容易爆炸, 所以林肯实验室希望能用其他方式提供驱动螺旋桨所需要的电力。后来国防部的研 究机构解决了这个问题,设计出一种小型燃料电池。 “黑寡妇”靠一个前置的螺旋桨驱动,用电池提供能量。这个直径只有15厘米 的飞机,已经成功地飞行了16分钟,最大时速可达对公里,但它目前还没有达到国 防部高级计划研究局要求的指标。 “直升虫”的推进方式和它的外形一样怪,它像蚊子似地靠扇动翅膀飞行。它 的推动器靠的是所谓的“往复式化学力量”,即使用一种类似催化剂的化学系统, 所释放的能量足以让翅膀上下扇动。 但是只有升力和推进系统还不够,微型间谍飞机还需要导航,这意味着还要安 装导航系统。为此,美国的军事研究机构正在研制一套微型陀螺仪和气流探测仪, 用来测量“黑寡妇”的速度和方位。而微型间谍飞机内部的导航仪,则可以接收来 自全球卫星定位系统的信号,并把微型间谍飞机的飞行位置设定在几厘米的范围之 内。 微型间谍飞机的体积虽小,但它还必须携带有效负荷,如一架摄像机和一台发 报机。为此美国的军事研究机构专门为“黑寡妇”设计了一种长度为两厘米的照相 机,这种照相机拍摄出的照片由7 .2 万个像素组成,可谓是高清晰度。 要把这些东西都拼凑在一起,又要尽量减少重量(“黑寡妇”的本身重量为50 克),这意味着微型间谍飞机的某些部件要发挥几种功能,如机翼同时要做天线用, 燃料箱还要对结构起支持作用,动力源要和机身合为一体。美国国防部高级研究计 划局已投资一千万美元委托洛克希德一马丁公司进行“黑寡妇”样机生产,到1999 年年底,进行了首次试飞。 美国军方情报专家认为,这种微型间谍飞机在城市作战中尤为珍贵。“直升虫” 可以在建筑物中以足够缓慢的速度飞行,并绕开障碍。它甚至还可以在空中盘旋, 但对这么小的玩意儿,敌人将采取什么办法,目前还不得而知。 巴掌大的飞行器 其实,美国军方在1996年就着手研制只有六英寸长的微型间谍飞行器,目前正 在考虑研制新一代的袖珍间谍飞行器。这种飞行器只有一掌之长,至少能持续飞行 一小时,航程达到十英里。这种微型间谍飞行器可以用于在建筑物之间进行侦察, 可以用于搜集情报。一般的雷达很难发现它,对付飞机的武器,对它也很难起作用。 而对敌人的军事指挥系统和实验室等封闭的建筑物进行侦察,则是它的拿手好戏。 负责该项目的弗朗西斯上校说:“在这方面,我们是在走前人没有走过的路, 我们正处在这种技术的前沿,它将把航空和动力技术提高到一个前所未有的水平。” 不过也有人认为,尽管在动力和通信装置方面,美国已经没有什么问题,但在 飞行控制和导航方面,问题则不那么简单,因为这种微型间谍飞行器的重量太轻, 容易被风吹得东倒西歪,偏离航线,甚至可能被风吹落在地上,再也爬不起来。 有些英国专家到是对微型间谍飞行器抱乐观态度,他们说,这个只有巴掌大小 的飞行器实在是个不引人注意的目标,很值得研制。再说,现在的高科技发展得这 么快,等到这种微型飞行器研制出来时,没准到了该研制蜜蜂大小的间谍飞行器了。 鸟式微型间谍飞机 目前美国的一些军事研究机构,还在潜心研制另一种微型间谍飞机。这种间谍 飞机像个小鸟似的,靠上下拍动翅膀飞行,还可以根据指令,在目标上空悬停,向 前或向后移动。 这种微型间谍飞机在战场上能够飞到附近的山头,在巷战时则可以飞到附近的 街角,把观察到的所有情况用电视图像发回。 这种微型间谍飞机使用一些极为先进的部件,其中最为重要的是“人造肌肉”, 它利用电流和类似橡胶的物质,可以起到机械传动装置、齿轮和滑轮的作用。 军方人士说,如果现在就有这种微型间谍飞机,北约要是往科索沃派遣地面部 队,就会省老劲儿了! 这种微型间谍飞机的研究刚进行一年多的时间,目前除了在实验室取得了一些 升力结果外,还没有多大进展。研究人员说,受控飞行非常复杂,依靠拍动翅膀的 飞行器可能永远无法离开地面。但五角大楼对此却十分乐观,他们说,目前需要解 决的问题很多,但我们正在逐步取得进展。 飞机的“固定翼”技术,在当前已是一项相当成熟的技术,那么,为什么还要 花费时间和经费去研究上下拍动的机翼呢?据国防部高级研究计划局的负责人说, 根据空气动力学原理,体积只有一个小鸟那么大的飞行器,如果采用活动机翼,其 效果远远优于固定机翼。带活动机翼的飞行器可以在空中悬停,比固定机翼飞行器 的机动性要大得多。 多伦多大学设计了一种“梨展型”的活动机翼,这种机翼的翼展只有六英寸, 装配这种机翼的飞行器可以携带半盎司重的“有效负荷”,机翼在悬停状态下每秒 钟上下拍动40次。 斯坦福研究所设计的活动机翼由“人造肌肉”驱动,它看上去像一个橡胶软管, 两端带有电针。这种“人造肌肉”在技术上叫做“电约束聚合物”,能在电流作用 下伸展和收缩,从而使机翼上下拍动。 斯坦福研究所还没有解决活动机翼飞行器的电力供应问题,所以它研制的样机 还需要用一根电线同电源连接。 目前的AA电池只能供这种微型飞机使用30秒钟,时间实在是太短了!所以需要 研制一种新型的电池,使这种微型飞机至少在空中能飞行半个小时。 从目前的情况来看,微型间谍飞机的最后探索领域,很可能是制造一种仿造苍 蝇、并且只有一个苍蝇大小的活动翼飞行器,伯克利大学的研究机构正在承担这方 面的研究项目,打算用计算机芯片研制这种极小的间谍飞机。 为什么非要仿造苍蝇研制微型飞行器?有关专家说,在所有会飞的昆虫当中, 只有苍蝇的结构是最合理的,也是最先进的。他们设想,几年以后,把一大群“苍 蝇”飞行器投入战场,使敌人防不胜防。这种飞行器也可以用于和平目的,比如说, 可以用来监测污染物。 (1999年第8 期)