席亞洲：中國製造無人機掉白宮院裏，問題大了
1月27日，一架白色小型四軸無人機落到了白宮院內。一石激起千層浪，人們很快發現，這是一架中國深圳“大疆創業”公司研製和生產的無人機。同一天，外電消息，一架中國研製的“彩虹3”無人機在尼日利亞打擊博科聖地作戰時墜落。
關於中國無人機的兩條新聞一出，有人感慨中國在不知不覺間佔領了世界70%以上的四軸無人機市場，有人擔憂中國無人機的性能和質量問題，也有人大談“中國威脅”。無論怎樣，中國也已經在無人機領域佔據一席之地了。
中國無人機闖入白宮空域
無人機早已飛入千家萬户
其實“無人機”成為熱議話題兩年前在美國就開始了，問題的核心有兩個，一個是美國對外戰爭使用無人機損失率遠高於常規飛機，而打擊效果似乎不顯著，是否得不償失？美國正努力發展的下一代軍用無人機會不會重蹈當年英國單純重視導彈，導致整個航空工業垮台的覆轍？另一個話題則是無人機在美國國內的濫用問題，美國政府會不會用它來監控本國公民，“壞人”是否會濫用無人機給別人帶來麻煩？這些話題長期佔據美國各大新聞媒體的顯要位置，各路政治人物不斷髮表與之相關的言論。
而在中國，無人機似乎還是個新鮮話題，除了國內大型航空企業研製軍用無人機的相關科技報道外，“無人機”這個詞首次與中國的重大新聞事件聯繫在一起可能要追溯到兩年多前，在追捕緬甸毒梟糯康時中國警方曾一度想到用無人機搭載炸彈將其直接擊斃。而在昨天這次事件前“無人機”上次引起中國民眾廣泛關注，則是北京一傢俬營企業用無人機進行空中測繪時侵犯軍事禁區被追究法律責任。
然而，在中國，無人機早已被廣泛運用。早在2008年的汶川地震中，就已經有無人機執行了航空拍攝震區圖像的任務，2013、2014年的多次地震救災行動中，多旋翼無人機已經開始廣泛承擔拍攝任務。
不過這還只是無人機在極端條件下的一種運用，可能讀者會覺得它還不夠“生活”。
那麼電影、電視是不是夠生活了呢？從2012年前後開始，許多電視節目已經在使用多軸無人機進行航空拍攝，這種技術不僅在很多場合取代了傳統的航空拍攝，甚至開始取代軌道和吊臂。可以説，我們每天看到的電視節目裏，無人機都功不可沒。
另一方面，無人機被用在農業方面並非新聞，國家已將無人機列為農機加以補助，我們每天所吃的蔬菜糧食裏也都已經有無人機的功勞。
目前國內很多城市商場裏都已經出現了無人機玩具，以手機或平板電腦通過3G網絡遙控操作，並且能夠攜帶一個攝像頭，有些拍攝效果已經相當不錯。在國內也已經有了無人機愛好者羣體，互相交流購買零件DIY無人機，對市面上銷售的無人機進行控制軟件升級的更高端愛好者羣體也有不少。
筆者所知，已經有人在試驗用無人機進行送貨、送餐，雖然以目前無人機的軟硬件水平，這個任務似乎難度還有點高——但筆者不敢把話説太死，要知道，現在我們所熟知的四軸無人機，可是2011年才誕生的真正“新科技”呢，誰能預言它在未來10年、20年中會發展成什麼水平？
中國公司何以稱霸四軸無人機市場？
四軸直升機，這個概念其實在20世紀初就已經有人提出，1907年，法國航空先驅佈雷蓋製造出世界上第一架成功將飛行員帶離地面的直升機，那傢伙看起來就是一架放大的現代四旋翼無人機——是不是覺得很驚奇？也別太奇怪，航空科技發展到今天也不過100多年，很多早年被證明不實用的技術到了現代，都因為某些特別的優勢而被複活——萊特兄弟的“飛行者一號”所採用的鴨式佈局就被現代世界最先進戰機之一的殲-20所沿用。
世界上首架四軸直升機，也是世界上最早的直升機
不過佈雷蓋製造的四軸直升機遇到了嚴重麻煩，雖然它確實能夠通過讓旋翼兩兩對轉抵消旋翼高速旋轉所帶來的陀螺效應，但其控制卻極為麻煩。他不得不用四個大漢用手拽住構成直升機的鐵架才能讓它穩定飛行。其飛行高度只有1.6米，而整個過程中除了控制油門外，駕駛員什麼也做不了。
佈雷蓋兄弟的Gyroplane I（旋翼機1號）
對於人類和機械控制裝置來説，控制4具旋翼同時工作時的種種細微擾動過於麻煩，尤其是對於大型飛行器而言，巨大的體型還會抵消微調旋翼轉速產生的控制力。
因此在博格特的直升機誕生以後100多年時間裏，雖然幾經嘗試——例如貝爾直升機公司就曾試圖為美國空軍制造一架C-130“大力神”運輸機大小的四發動機的傾轉翼運輸機——但都無一例外先後失敗。
貝爾X-22A驗證機，該機的四個涵道風扇在起飛時構成四軸直升機佈局
四旋翼帶來的控制麻煩實在是過於巨大，難以克服。
順便説一句，有俄羅斯網友去年製作了一個巨型四旋翼無人機搭載大炮火箭打沉美國航母的CG視頻——那種尺寸的四旋翼機即使在可預見的將來仍然只是個夢。不過中美在發展未來傾轉翼飛機項目時，不約而同地提出了新一代四旋翼傾轉翼機方案，或許這正是受到了2011年以來四軸傾轉翼無人機爆發式發展的激勵吧，不過即使是最樂觀的方案，也只計劃在2020年以後取得成功。
正如剛才所説，在大型商用/軍用飛機方面，四軸直升機方案可以説是100年來尚未看到“翻身”的前景。但“天生我材必有用”，四旋翼無人機的一些特點讓它成為現代小型低空無人機的首選方案也正是由於這種佈局形式的優點。比如——通過微調四個旋翼的驅動電機轉速，這種直升機飛行非常穩定，並且可以極為精確地按照控制者的意圖飛行。由於它“主動穩定”，所以只要在風速不超過它自動協調能力範圍的前提下，體積再小的四軸直升機也能實現穩定。穩定、精確飛行、適合小型化，這三點給四軸無人機在小型無人機上的運用帶來了優勢。
意大利Anteos是世界上第一個得到批准投入商業運用的四軸無人機
不過，實現這些優勢的前提是——軟硬件。首先有一套成熟的控制軟件，其次要有價格低廉性能優越的電子設備。這其中，控制軟件曾是一個重要的難點，因為人類所能理解的控制動作無法直接作為四旋翼直升機的信號——這和飛機或者普通直升機都不一樣，而且人類的反應速度也遠不能滿足它飛行的需要。而機電設備方面，四旋翼無人機的基礎在21世紀初就已經基本具備了。
四軸無人機控制軟硬件的問題基本得到解決，有一個詞不得不提，這就是Arduino，這是一個用來開發小型電子設備的可編程電子原型平台，也可以説它就是一部簡單的單片機。四軸無人機的很多控制軟硬件方面的發展都是由基於這款平台的幾個開源項目完成的。
可以説，四軸無人機是一個沒有“發明者”的項目，這與歷史上許多劃時代的發明完全不同。或許可以説，它是“網絡原始共產主義”模式（當然這個詞只是筆者的附會）的成就。正是由於它軟硬件方面開源的特性，沒有人掌握“四軸無人機”本身的專利，或者版權……於是，一場推廣風暴就此襲來。
2011年，第一款獲准投入商業運營的四軸無人機在意大利出現，但它幾乎沒有給人留下什麼深刻印象。很快，全世界各地的小型無人機如雨後春筍般出現。中國的大疆創業公司就是其中的一個。
大疆創新公司的“飛行照相機”
大疆創業的小型無人機並非無可挑剔，據無人機論壇上的風評來看，他們的控制軟件並非第一流的，修改飛行控制軟件幾乎是每個“大疆”高端愛好者的必修課。大疆創業在四軸無人機這個“無版權”，純粹靠產品本身物理特性取勝的真正“自由競爭”的環境中，迅速崛起的秘密——其實也很簡單，和“中國製造”席捲世界所有產品一樣——性價比。
説深一層，“大疆”在世界四軸無人機市場上的勝利也不只是它自己的功勞，背後更重要的，其實是“中國製造”所創造的一整個產業體系。可以説，在實體生產領域，沒有什麼別的體系能在真正的“自由競爭”條件下——包括專門知識和技術秘密的流動——與“中國製造”競爭。
四軸無人機只是一個開始，“中國製造”還有更高端的。
中國製造的彩虹3無人機
“中國製造無人機”的好日子還在後頭
如果説四軸無人機落入白宮更像是一個“中國製造”來了的隱喻。那麼尼日利亞墜落的那架“彩虹”看起來似乎是非常中規中矩的傳統軍事和工業領域的“老故事”。
中國在軍用無人機領域的技術進步也是很快的，其實軍用無人機的硬件技術對中國來説早已是駕輕就熟——任何能造戰鬥機的國家造無人機的硬件裝備都不會有什麼難度。
現代無人機的真正困難還是在控制方面。
美國《華盛頓時報》報道稱，2012年美國無人機在阿富汗和伊拉克的損失率是美國有人戰鬥機的30倍-300倍。隨後《紐約時報》等媒體反駁説，沒有那麼高，這是算上了各種極易損壞的便宜小型無人機。那些小型無人機本身就是作為消耗品使用的。目前美國“捕食者”無人機的實戰萬時事故率大概也就是F-16戰鬥機的兩倍，而“復仇者”無人機比這個還要更好一些。
不過，雖然萬時事故率看起來不那麼驚人，但有人駕駛戰鬥機在大部分事故條件下都可以帶故障飛回基地降落，而無人機一旦出問題似乎就只有墜毀一路。所以從實際損失率上來説，無人機還是無法和有人機相提並論的。
這就要談談無人機的控制問題了。
墜毀在巴基斯坦境內的MQ-9“捕食者”無人機殘骸
墜落在阿富汗的RQ-1“捕食者”殘骸
一架摔得粉身碎骨的RQ-4“全球鷹”無人機
事實上，無人機的控制困難正是導致無人機損失率驚人的主要原因。因為現在的無人機還只有簡單的飛行控制程序，可以控制進行自動飛行，但無法應對受損等特殊情況。而若採用飛行員遙控無人機的方法來控制飛機，實際上雙向信號延遲可能有10秒左右，那是根本來不及應對危險的。
目前，美國正在研製X-47，中國在研製“利劍”，法德合作研製了“神經元”，英國也有一款“雷神”，俄羅斯米格公司研製了一款叫做“鰩魚”的無人機，但已經放棄繼續研製……
這都是新一代大型軍用無人機，特點是採用與戰鬥機相同的引擎，具備隱身能力，可以用來實施對地攻擊任務。而最重要的則是在控制能力方面比前一代有巨大進步，甚至可以自動根據飛機損壞程度重新制定控制方案——這需要極為強大的人工智能。將來的無人機操縱員將不會再看着屏幕“開飛機”，他們只要看着屏幕，命令飛機“先打這個，再打那個，還有這幾個，絕對不可以攻擊”就行了……但這種美好的未來，現在還只是想象罷了。
2003年前後，美國曾經試圖用“捕食者”無人機進行空戰試驗，他們在伊拉克上空讓一架“捕食者”攜帶“毒刺”導彈接近一架挑戰美國“禁飛區”的伊拉克米格-25戰鬥機，結果毫不意外，有人戰鬥機很容易就躲開了無人機的攻擊，然後，在無人機飛行員看到對手從哪裏過來之前，無人機就已經被擊落了。
空戰如此，應付空中險情也是一樣的。
軍用無人機如此，民用無人機就更是如此，玩四軸無人機的朋友在網上談及導致他們損失昂貴的無人機，最主要的原因就是一不小心飛出了遙控範圍。這次墜毀在白宮的無人機可能也是如此。在飛出遙控範圍後，四軸無人機仍能靠程序自動平衡並平飛，但電池耗盡後就只能墜毀了。
無人機因為控制系統智能化程度還處於初期階段，損失率遠高於有人機這個問題，也是世界性的，和目前人類的技術“天花板”有關。
既然至少在新一代大型無人機出現前，損失率高是不可避免的，那麼接下來大家所需要做的就是把無人機儘量做得便宜一些，簡單一些，功能少一些，這樣一旦損失，就沒那麼心痛。
從這個角度講，中國的彩虹3其實和美國的“捕食者”也沒什麼大區別，只是“彩虹3”沒有安裝衞星通訊天線，需要在地面站直接控制範圍內飛行，而不能如“捕食者”一樣，由跨過半個地球在美國本土的操縱員來控制而已。
現代無人機的控制技術遠非“無懈可擊”圖為被伊朗俘獲的RQ-170無人機
性能上看似乎兩者差距不大，但成本……
至少有一點可以肯定，就連財大氣粗的中東國家面對性能幾乎一致的“捕食者”和“彩虹4”、“翼龍”等中國無人機時，都毫不猶豫地選擇了“中國製造”……無疑這又是性價比的勝利，畢竟，就算是大型無人機，也只是一種“高級消耗品”罷了，當然要買實惠的，更何況尼日利亞這個“小富”之國？
當今世界上，凡是要靠“性價比”取勝的競爭，中國基本都能贏……
尼日利亞網民在談及中國無人機的時候，興奮地高呼“中尼友誼萬歲”，按照他們的原話：“我們想要的是互相尊重前提下的穩定關係，而不是無端指責我們的國家的‘紙面友誼’。”
顯然，在非“純商業”領域，“中國製造”的優勢不僅僅在於性價比。
關於“無人機”的話題，在中國還只是剛剛開始，以後從社會、經濟、軍事、政治……各個角度人們都會大量談及無人機，有美國做先例，我們也一樣躲不過這個趨勢。不過，至少有一點現在就可以説，“中國製造無人機”的好日子，還在後頭哪！