為什麼連排級的無人機只能是電動的_風聞

無人機改變了戰場，但無人機有各種各樣。有的無人機只是有人機的小型化、無人化，比如“死神”、“火力偵察兵”，有的就是完全新質、沒有有人機對應的多旋翼及其變異，如各種大疆和新流行的eVTOL。

MQ-9“死神”是小型化、無人化的固定翼飛機

MQ-8“火力偵察兵”就是小型化、無人化的直升機

各種大疆是典型的多旋翼無人機，在有人飛機裏沒有對應

Elroy Air這樣的eVTOL是固定翼和多旋翼的混合，航程和載重比純多旋翼更大，但也更復雜

小型化、無人化的有人機實際上還是較大，在飛機特點和使用上和有人機沒有原則區別，一般也用渦槳、渦軸、內燃機作為動力，載重、航程都大，成本也高。

真正得到大發展的是多旋翼無人機，既可以是大疆這樣的純多旋翼，也可以是與固定翼混合的多旋翼，也稱eVTOL。這是真正新質的，但也無一例外地為電動的。載重、航程較小，但成本低得多，使用更加便利。

固定翼和直升機的特點很清楚了。固定翼的起飛重量更大，速度更快，航程更遠，升限更高，油耗更低，維修簡易，但需要跑道才能起飛、着陸。顯然，連排級的野戰軍肯定伺候不了，不可能到處都找到跑道。直升機正好相反，哪裏都能垂直起飛、着陸，還能做懸停、側飛、倒飛、筋斗等特殊機動，但這是複雜的槳轂為代價的。看看那堆零碎，都是高磨損的活動部件，都需要高強度維修，都對惡劣環境敏感。連排級的野戰軍也伺候不了。

這是槳葉系統的簡化示意圖

黑鷹直升機的槳轂，傾轉滑盤（上圖紅盤和藍盤）在下面，看不見，那裏還一堆囉嗦玩意。尾槳那裏簡單點，不需要滑盤，但還是一堆囉嗦玩意

相比之下，大疆這樣的多旋翼就簡單得“不講武德”了

直升機的旋翼不僅在轉動中通過與空氣的相對運動產生升力，還要通過槳盤的水平或者傾斜實現懸停、產生推力和實現各種特殊機動。為了補償旋翼的扭矩，還需要尾槳提供反扭力。使得槳盤可控傾斜是伊戈爾·西科斯基的劃時代發明，其中的關鍵是一對可傾轉的滑盤。

滑盤分上下兩部分，下滑盤是可在連桿控制下傾斜，但不轉動；上滑盤隨槳葉轉動，同時在貼面作用下“被迫”隨下滑盤傾斜，帶動連桿控制槳葉在旋轉中的上下揮舞，使得槳葉葉尖形成的軌跡（槳盤）傾斜，形成推力、側力等。

槳葉與槳轂需要通過揮舞鉸連接，這是高載荷、高循環的活動部件。槳葉也有總距鉸，控制槳葉相對於旋轉方向的迎角，控制升力。槳葉轉速的大小是改變升力的，但發動機的轉速範圍有限，需要與迎角相結合，才能達到升力控制的全範圍，就像汽車發動機需要通過變速器才能控制全速度範圍一樣。這是又一個高載荷活動部件。連桿與滑盤和槳葉的連接也需要通過鉸鏈。這麼多高載荷活動部件的磨損很大，維修工作量很大。新型無鉸槳轂用彈性部件代替部分鉸鏈，只是轉移了問題，把機械磨損變成材質老化了。

 直升機的麻煩還不止這些。直升機需要反扭矩的尾槳，尾槳驅動不僅需要動力轉遞，還需要與主旋翼同步，所以長長的驅動軸不僅重量、磨損是問題，還特別怕損壞。大部分直升機失事都是因為尾槳故障後的失控。

尾槳的動力從主旋翼減速器引出，長軸需要在中間有支承軸承，避免下垂和轉動時的抖晃，但增加磨損

 各種雙槳可以免去尾槳，但卡莫夫那樣的共軸反轉雙槳需要軸套軸，而且為了避免上下旋翼在揮舞中互相碰撞，需要增大間隔，增加阻力，增加結構剛性的要求，更要命的是，旋翼控制機構更加複雜。找任何一架卡莫夫來，看看槳轂，不頭皮發麻算你贏。

卡莫夫的共軸反轉雙槳需要雙套槳轂機構，還有軸套軸的問題，世界上只有一家玩這個，不是沒有道理的

CH-47那樣的串列雙槳不僅有雙套滑盤、鉸鏈、連桿的問題，還需要把發動機的動力彙總後，用傳動-同步軸分配到前後旋翼，而不是兩台發動機分別驅動前後旋翼。只有這樣，才能保證前後旋翼同步。長長的大功率傳動-同步軸穿過整個機頂，這是又一個維修人員問候設計、製造方先人的地方。單旋翼-尾槳也有常常的傳動-同步軸，但功率一大，幺蛾子就多啊。

CH-47用串列雙槳，需要貫穿全長的大軸進行動力傳遞和同步，重量和磨損很厲害

MV-22那樣的傾轉旋翼並列雙槳看似簡單點，但根本不簡單，因為還是有直升機模式下的操控問題。左右雙發之間還有複雜的交聯傳動-同步軸，不僅確保同步，還在兩側發動機出力不均勻或者單發停車時能驅動兩側旋翼，繼續飛行。否則並列雙槳一旦單發故障，立刻失控墜毀，連挽救的時間都沒有。發動機短艙傾轉的複雜性、可靠性和直升機-飛機模式轉換的飛控問題就不多説了。

簡言之，直升機機械上的那麼多麻煩事是由於集中動力的關係。不管是渦軸還是內燃機，發動機沉重，成本高，機械同步困難，只能集中動力，然後用各種辦法保證同步。再白菜化，直升機只能是魚子醬煮白菜，註定機械複雜、使用麻煩、購置和運作成本高。

在討論無人機問題的時候，必須牢記成本和體系。

中國是無人機大國，什麼無人機都造得出來，而且成本一定低於歐美國家。但這還不夠，碾壓性優勢還不夠，要氣化級優勢嘛。

多旋翼沒有那麼多事。對角上的旋翼自然抵消互相的扭力，多旋翼的各種“抬壓”自然控制姿態和前飛、側飛、倒飛，翻筋斗更是不在話下。

多旋翼的旋翼總是成雙作對的，不僅兩兩抵消反扭力，還便於控制姿態

在理論上，多旋翼依然可能採用集中動力，但各種同步軸將使得機械複雜性之高、重量之大、可靠性之低達到不可思議的程度，徹底抵消了任何好處。必須採用分佈動力。

電池動力的電動與多旋翼是天生的一對。電動機的轉速範圍很大，特斯拉就不需要變速器，一檔到底，這就省卻了總距鉸。用旋翼之間相對升力控制姿態，這就省卻了揮舞鉸。

多旋翼的槳轂簡單得不能再簡單了，簡單的驅動軸直接連到無鉸鏈、固定槳距的旋翼，這是多旋翼低成本和實際上無維修的第一秘訣。

電動機之間同步簡單多了，用電氣和電子方法實現，不需要任何機械同步，這是多旋翼低成本和實際上無維修的第二秘訣。

電池動力的問題是電池重量和容量。這是多旋翼較難做大的攔路虎，但不是沒有辦法的，油電或者渦電啊，功率更大，續航時間更長。

油電就是用內燃機驅動發電機，油耗較低；渦電則用渦軸驅動發電機，功率更大。問題是交流發電容易，但交流電動機要變速，需要一套複雜的變頻系統。直流發電本身就較複雜。全系統的重量、複雜性急劇升高，完全抵消了無人機的簡單、低成本、無憂慮使用的優點。

渦電作為航空動力正在得到高度重視，但重量、複雜性和成本使得這還在很長時間裏不適合在低成本無人機使用。還是隻能電池動力。

電池動力的多旋翼成本低，使用簡單，已經成為人們對無人機的認知。要在連排級部隊裝備大量無人機，只能是這樣的無人機，不可能是油機。

空軍、海軍的無人機是完全不同的要求，不去説它。陸軍的集團軍、合成旅級也是不同的要求油機無人機或許更加合適。連排以下的甚至到班和個人的，首先數量巨大，而且是半可消耗的，對成本必須敏感；其次小分隊里人手緊張，沒法伺候。必須是使用最簡單、攜帶最方便、結構最皮實、無維修、性能夠用的。還是隻有電池動力的多旋翼。

唯一例外可能是彩虹817這樣的微型無人機。這是很特別的設計，以前專門寫過一段，這裏不重複了。這對班用甚至單兵使用很好，但結構上決定了只能是這樣的微型的，能力有限，連排用有點不夠給力。

彩虹817是非常有潛力的微型無人機，但在本質上就做不大，班用很好，連排級有點嫌小了

eVTOL是多旋翼和固定翼飛機的獨特組合，因此動力系統也可以更加靈活。多旋翼部份肯定是電動的，但固定翼狀態下的推進可以用普通的內燃機或者渦槳驅動，同時為電池充電，用於短時間的垂直起飛和降落。

eVTOL對於合成旅偵察連這樣的“專業單位”很適合。在平飛狀態下，速度、航程比直升機或者多旋翼大得多，但可以垂直起飛、着陸，比固定翼無人機更容易運作，機械和維修簡單，不需要太多伺候，但對於營以下的分隊還是太大、太費事了。

單兵巡飛彈在很多方面符合要求，但只能一次性使用，成本還是高。戰爭不是隻要打贏就行，還需要在對經濟和社會負擔最小的情況下打贏，這才是真贏。在不影響任務完成的情況下，成本最低的手段才是最好的手段。這也是飛機投炸彈不可能被導彈所取代的原因，無動力或者短程武器的成本大大低於遠程武器。單兵到連排級也是一樣。巡飛彈很有用，但不是無人機的替代。

即用即扔實際上也是很大的後勤負擔，在前方大體確認有敵情、只是需要查明、攻擊時使用比較合適。否則機步連沿道路搜索前進，以巡飛彈作為前方偵察、搜索工具的話，一天可能就要消耗十幾個、幾十個巡飛彈？有的巡飛彈是可回收的，沒有自爆就收回來，充電後下次使用。這和可消耗無人機沒有兩樣了。

“折刀”是典型的單兵巡飛彈

發射後自動打開，就成了一架微型固定翼飛機

巡飛彈一般相當於微型固定翼飛機，可以盤旋，但不能懸停和抵近觀察。在特別狹小的街道上和建築之間不便使用。一掠而過有時不能仔細觀察，懸停和抵近觀察常常是不能取代的。多旋翼、垂直起飛着陸的無人機還是必要的。

充電是個問題，但這不是無人機獨特的問題。士兵數字化後，夜視儀、單兵數據鏈、激光測距-照射儀、敵我識別器（Blue Tracker）都需要充電。新一代軍車大到步戰，小到悍馬級，發動機都額外強化，具有更大的發電能力，車上座位都有充電口。這是10年前的軍車都不具備的，但也是現在新一代軍車必備的。

徒步步兵比較麻煩一點，但他們的麻煩不只是充電了。背上一大堆巡飛彈一樣不現實，還是需要某種隨行的戰術拖車或者什麼東西來解決。