晨楓：武裝大疆，離我們有多遠？

【文/觀察者網專欄作者 晨楓】

在《戰狼2》裏，貌似大疆的微型無人機到處開火，所到之處死傷無數。冷鋒和“達康書記”很是費了點功夫才打掉這些討厭的東西。這是電影。在現實中，如果這樣的小身板大疆果真綁上機槍、榴彈發射器，發射時的後座力和震動會直接頂翻導致失控，如果不是當場散架的話。但武裝大疆的構思是很誘人的。

育碧遊戲《全境封鎖》中的無人機，看上去設計更復雜一些，但本質上還是一樣的

多軸無人機：特殊的平台

大疆當然是一個特定的品牌，這裏用大疆的名字但只是泛指簡易多旋翼無人機。大疆很是輕小，便於攜帶，對於起飛着陸幾乎沒有場地要求，操作也很簡便。大疆還很便宜，大批量購買更加便宜。大疆的續航時間、飛行距離和載重量都有限，但軍用化加強後，用不大的代價就可以顯著提高性能。如果能攜帶5-6公斤載荷在1-2公里外持續飛行一小時的話，就可以滿足大部分近戰環境裏的步兵需求了。成本還可能控制在萬把美元之內。這對民用大疆是天價了，但對於軍用，這還是廉價。一枚SDB就是85000美元，這還是消耗性的一次性使用的。

無人機使得航空世界突然百花盛開，各種過去匪夷所思、只有理論上可行性的飛行器設計紛紛在無人機上實現，大疆的多旋翼設計是其中的佼佼者之一。直升機為了垂直起落，採用了很多特有技術，其中很關鍵的是伊戈爾·西科斯基發明的傾斜滑板（swash plate）和帶鉸槳轂技術。隨着復材技術的發展，帶鉸槳轂可用無鉸槳轂代替，但傾斜滑板依然難以取代，這是直升機可以進行垂直起落、平飛、側飛、倒飛、滾轉等獨門絕技的關鍵，但這也成為疲勞、磨損、振動和速度限制的主要來源。剛性旋翼取消了傾斜滑板，但振動問題更大。反扭力是另一個問題，常規做法是用尾槳，其他的還有涵道風扇、噴氣引射等。更復雜的可採用同軸或者縱列、橫列反轉雙槳。

“現代直升機之父”伊戈爾·西科斯基，個人成就包括但不限於：設計並製造世界上第一種四引擎飛機、世界上第一種重型轟炸機，世界上第一種量產的直升機，確定現代直升機常用的主槳-尾槳佈局，創建西科斯基公司，試飛多型飛機，多次墜機並多次生還

為了突破直升機的固有問題，人們嘗試了很多新異技術，傾轉旋翼是其中之一。但新異技術有新異問題，可靠性、複雜性、成本問題也越來越大。

以大疆為代表的多旋翼直升機另闢蹊徑，用眾多成對反轉的旋翼的同步和差異旋轉使得傾斜滑板不再必要，還同時解決了反扭力問題。在理論上，傳統直升機也能採用多旋翼方案，但出於成本、重量的限制，傳統直升機只可能採用集中的發動機佈置，這使得驅動眾多分散的旋翼成為技術上的噩夢，傳動系統的重量和可靠性都不可接受。

但大疆不同，眾多小電動機一對一直接驅動旋翼，全電化徹底取消了機械傳動系統及其重量和複雜性。廉價、輕小、低速的玩具無人機不太擔心可靠性問題，掉下來就掉下來了，真要砸到人也不是太了不起的事。軍用化後，成本、重量都會提高，但可靠性要求依然較低，與載人直升機根本不是同一個星球上的問題。大疆也沒有多少速度、航程的要求，多旋翼阻力大也不是問題。

因為體積小重量輕，大疆靠小電動機驅動解決了多軸旋翼飛行器最頭疼的傳動問題

武器選型：重量，殺傷，後坐力

軍用化的大疆可以攜帶先進觀瞄設備，能前出偵察隱蔽敵人的位置，引導火力攻擊。但武裝化的大疆不光可以通風報信，還可以直接抄槍開火。從不同的角度和高度形成有利射擊位置，這對城鎮、叢林、山丘等複雜地形作戰的步兵尤其有吸引力。

不過要保持廉價、易用，武裝大疆依然不宜太大、太重、太複雜，這樣對於常規輕武器的後座依然敏感，應該研製專用的低後坐甚至無後座武器。這樣的專用武器的難點不在於性能，而在於成本要低、重量要輕，射程倒不需要太大，威力也以反步兵為主，不超過反輕裝甲。精度要求也一般，反正以抵近射擊為主。

炸彈和火箭彈是最簡單的。炸彈通常在敵人頭頂上直接投放，ISIS和反ISIS武裝給民用大疆掛上手榴彈是一樣的意思。高速飛機可藉助水平速度在一定距離外拋放炸彈，而不需要直接飛越敵人的頭頂。但武裝大疆的速度很低，水平拋放不現實，在敵人頭頂直接投放則很容易被敵人的輕火力打下來。雖説武裝大疆便宜，但被敵人輕易就能打下來也不是個辦法。因此炸彈不是首選。

ISIS武裝的“傑作”——帶簡易投彈裝置的大疆無人機

火箭彈好一點。火箭彈發射基本上沒有後座，但強烈尾焰可能對武裝大疆的結構和飛行有所影響。火箭彈最大的問題是相對於子彈、榴彈而言成本偏高，重量偏大，微型火箭彈很少見，無控火箭彈的精度也不高，抵近射擊都需要齊射才能有效覆蓋目標。考慮到武裝大疆的載重能力有限，火箭彈也未必合適。

普通槍械在威力和成本上都合適，好處更是顯然的，可以直接使用現有步兵輕武器，從衝鋒槍、突擊步槍到機槍、狙擊步槍都能用，還可使用榴彈發射器。彈藥與步兵通用的好處也是顯然的。但普通槍械發射時的後座和震動太大，需要掛載支架或者雲台有特殊的吸收後座和震動的設計，重量代價小不了，直接影響續航時間和攜彈量。不管是長行程還是短行程，降低後座的動作也影響射擊精度。哪怕是單發步槍，射擊的第一要訣永遠是緊抵肩窩，穩定據槍。要是槍本身就晃裏晃盪的，是談不上射擊精度的。輕小的大疆在平台層面就缺乏穩定的條件。採用無後坐力發射可以解決後座、震動和射擊精度問題。

82毫米無後坐力炮曾經是中國陸軍的標準步兵反坦克和攻堅武器。無後坐力炮的炮尾是一個喇叭口，炮彈發射時，部分燃氣從炮尾噴出，與彈頭向前運動的動量對消，極大地降低了後座力和震動。普通步兵可以肩扛發射，吉普車上使用時炮架也無需特殊加固。

一個時代的標誌：82毫米無後坐力炮

不過傳統的無後坐力炮有嚴重的炮尾焰問題。向後噴出的高温高速燃氣對炮尾後方距離較近的人員和物資很危險，尾焰反彈觸地或者觸壁反彈都能造成足夠的危險，嚴重限制了在狹小和密閉空間的使用。步兵反坦克本來就需要利用工事、壕溝或者建築的掩護，攻堅更是需要藉助地形地物的隱蔽，只能在開闊地使用的話，有用性就大大下降了，因此無後坐力炮作為主要步兵反坦克和攻堅武器已經淡出了。

無後坐力炮的關鍵在於要產生與彈頭向前運動大小相同、方向相反的動量，也就是質量和速度的乘積。用速度高得多但質量也輕得多的後拋物可以達到同樣的抵消後座力的作用。戴維斯平衡拋射原理正是這樣的，用輕飄、膨脹的後拋物（如輕質塑料製成的薄片或者寬短絲帶）抵消彈頭的動量。輕飄的後拋物在炮尾膨脹段可以達到極高的速度；離開炮尾後，膨脹而在空氣阻力的作用下急劇減速飄落。戴維斯平衡發射原理在發射時實際上無煙、無光、無尾焰，極大地降低了對炮尾的人員和物資的危害，可在地堡、壕溝或者室內安全發射。德國“鐵拳3”火箭筒正是這樣的，這也模糊了火箭筒與無後坐力炮的界限。

鐵拳3（Panzerfaust 3）型反坦克火箭筒

但戴維斯平衡拋射原理畢竟還是要向後拋射大量的後拋物，車內持續使用不便，直升機上使用也容易對機體或者結構長期沖刷而導致累積損壞。但多旋翼無人機不同，很容易做到炮尾後沒有任何障礙物，後拋物的拋灑也不是問題。這是武裝大疆的理想武器。

從小口徑的子彈到大口徑的榴彈，無後坐力武器對什麼口徑都適用。子彈彈藥重量輕，攜彈量大，但需要精確命中才能造成殺傷。榴彈只要命中目標附近，就能造成有效殺傷，但彈藥重量大，攜彈量小。中國的新型20毫米榴彈具有初速高、彈道性能好、殺傷威力適中、彈藥重量較小的特點，是比較理想的折衷，可以成為武裝大疆無後坐力武器彈藥的基礎。當然，現有20毫米榴彈不能直接用於無後坐力武器，發射藥後半部要由後拋物填充，彈尾開口，這樣後拋物才可有效後拋。對中國彈藥技術來説，這樣的改動沒有壓力。

中國的20毫米榴彈還沒有公佈過，唯一可以肯定的是它已經用於QTS-11單兵武器系統

向大疆專用武器改進

武裝大疆目標小，噪聲低，在空中漂浮移動，不易發現，也不易被擊中，但具有較好的穩定性和敏捷性。在作戰中，可以接近到距離目標100-200米距離在懸停中射擊，因此單發射擊就可以擊中目標。中國的20毫米榴彈還有現成的智能榴彈技術，只要有適當的火控系統配合，可以自動裝定定時引信，實現空炸。這樣的單發殺傷力更大。

單發發射節約彈藥，增加戰鬥耐久力。單發射擊也避免了連續射擊的槍膛温度升高問題，有利於無殼彈藥的使用，不僅簡化了裝彈、退彈，也可把節約下來的彈殼重量用於更多的攜彈量。半可燃藥筒是成熟的炮兵彈藥技術，可以考慮用於單發射擊的榴彈發射器。不過這是錦上添花，不是必不可少的。

半可燃藥筒炮彈（上中）與金屬藥筒炮彈（下）的比較

不過這依然需要解決在空中的自動裝彈問題。自動裝彈機構有兩大類：1）內能源，2）外能源。內能源利用發射藥的能量和後座力推動一系列活塞、連桿、彈簧，完成抽殼、拋殼（無殼彈藥省卻了這兩步）、裝彈動作；如果是連發射擊的話，還有擊發動作。內能源重量輕，但註定有後座，而且後座力較大才能保證動作可靠。在AK47的慢動作視頻裏，強大的後座力帶來可怕的扭曲和震動，但這也是其傳奇式可靠性的根源。外能源利用電動來完成所有動作，射擊平穩、精確，可控制射速（不過這對單發射擊沒有意義），動作可靠，即使有瞎火也只需要繼續裝入下一發就可連續工作，但重量稍大，而且需要獨立電源。對於武裝大疆的無後座力武器來説，電動的外能源更加合適，動作可靠，電源本來就不成問題。

另一個問題是彈倉或者彈匣。如果攜彈量不多的話，像泵動霰彈槍那樣的管式彈倉可以容納7、8發彈藥，動作簡單可靠，可能這就夠用了。攜彈量要求更大的話，就需要彈匣了。

常見的盒式（包括弧形）彈匣採用直線供彈，由匣底彈簧提供動力，彈簧疲勞或者裝彈不當就容易造成卡彈。另一種彈倉是圓筒彈倉，螺線供彈。子彈像螺管形寬帶一樣纏繞在圓筒內，在轉動中通過螺線自然地把子彈向裝彈口擠壓。彈倉容量特別大，採用雙層甚至多層螺線供彈的話，不長的彈倉就可輕易容納100發以上的子彈。配用特製但簡單的裝彈器，圍繞裝彈後，整體塞入圓筒彈倉，十分迅捷。圓筒彈倉最大的特點是：供彈動作特別可靠。機槍上有時採用圓形彈鼓，容量同樣巨大，但裝彈麻煩，彈簧易疲勞。圓筒彈倉要優越得多。而且與槍管貼近而且平行的圓筒彈倉可以設計在裝彈口之前或者之後，對全槍的重心平衡更好，操槍容易。

圓筒彈艙的典型代表：PP-19“野牛”衝鋒槍

平昌冬奧前，朝鮮舉行盛大閲兵，朝鮮特種部隊展示了一種外貌奇特的新式武器，突擊步槍下掛着好似超尺寸的榴彈發射器，那其實是圓筒彈倉。不過圓筒彈倉的優點在突擊步槍上不容易發揮出來，太多的子彈重量太大，螺線形供彈也只能由彈簧發條提供動力，裝彈後、使用前要上發條，這比較費事。

手持圓筒彈艙供彈短突擊步槍的朝鮮特種部隊

但用於武裝大疆的話，彈倉重量相對不那麼敏感，轉動更是可以用微型電動機實現，這是天然絕配了。不過20毫米無後坐力榴彈發射器在武裝大疆之外的應用未必很廣泛。20毫米的常規（也就是非無後坐力）榴彈發射器的後座力作為步兵武器已經在很可接受的範圍，去掉後拋物後，發射藥還有所增加，射程有所增加。然而，武裝大疆本身就是巨大的需求，只要成本控制成功，裝備數量可能不亞於機槍。這是很大的市場了。

多旋翼無人機本身就有較強的俯仰、轉向控制能力，但不一定足夠提供武器射擊所需要的靈敏性、精確性、穩定性。多旋翼無人機在風中也有容易失穩的問題。研究表明，旋翼向外傾斜20度，就可降低陣風造成的俯仰力矩達26%，代價是旋翼的升力效率有所降低，需要更大的驅動電機功率才能產生同樣的升力。如果無人機本身的飛行足夠穩定，操控足夠靈敏、精確，固定支架就足夠了。這樣重量可以減輕不少，但對無人機的設計製造要求較高，對飛控的要求更高。否則可採用液壓控制的萬向雲台，可以精確控制俯仰和方向，對無人機飛行穩定性和操控是有力的補充，但重量代價較大，液壓系統本身還要吃掉一點功率。因為槍械對無人機的相對重量較大，雲台動作迅速的話，還要考慮反扭力問題。

這樣的武裝大疆起飛總重量最好控制在10公斤以內，可供步兵分隊遠程徒步攜帶，對車載步兵更是沒有壓力。但武裝大疆提供了步兵作戰的全新維度，作用不可估量，研發和製造的難度、成本都不大，非常值得考慮。

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