作者：曾浩明，蔣悅鵬，張峰源，趙文斌
四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉速獲得旋轉機身的力，進而調整自身姿态。美國陸軍無人機系統項目管理辦公室（PM UAS）已開始将野戰四軸飛行器移交給部隊。提供給軍隊的第一個綜合體獲得了“短程偵察系統”（SRR）的稱号。四軸飛行器作為民用無人機的常青樹，在軍用領域相對傳統無人機，是否具有自己的獨特優勢？美軍采購四軸飛行器背後深層的戰術需求是什麼？四軸飛行器是否能成為軍用無人機領域的新星？
一、橫空出世，Skydio X10D 無人機性能幾何
随着科技的發展，無人機技術已經成為了現代戰争和商業領域的重要工具。作為美國最大的小型無人機制造商之一的Skydio，已為美國軍隊的各個部門提供了多年的服務。其釋出的Skydio X10D 無人機憑借其先進的技術和全域自主性，已經在今年二月份開始傳遞首批給美國軍隊與政府。
Skydio X10D 是一款內建了 FLIR Boson+ 傳感器的小型無人機，具有高品質的熱成像和準确的輻射讀數。其最大飛行速度為 45 公裡每小時，部署時間不到 40 秒，達到了 IP55 防護等級認證，可以防塵防水，并且已被添加到美國國防部 (DoD) 的藍色無人機（ BlueUAS）許可名單中。美國國防創新部門 (DIU) 的這一稱号認可了 Skydio X10D 遵守嚴格的安全标準及其在各種防禦場景中提高作戰效率的能力。随着 X10D 列入藍色無人機清單，政府和國防實體的采購得到簡化和加速。
圖1： Skydio X10D四軸無人機
Skydio X10D 是 Skydio X2D 之後第二代獲得藍色無人機清單資格的飛機。X10D 滿足或超過國防應用的嚴格要求，通過其計算機視覺平台提供全域、可消耗的自主性，是增強各種防禦場景的作戰效率和态勢感覺的關鍵工具。
X10D 配備了 48MP 長焦攝像頭和 Teledyne FLIR Boson+ 傳感器，能夠識别 2400 英尺外的人員和 6500 英尺外的車輛。Teledyne FLIR Boson+ 是小型無人機行業最精确的輻射熱像儀，适合白天和夜間使用。
X10D還配備了 Skydio NightSense，這是世界上唯一支援在弱光或無光環境下自主飛行的機載人工智能。 NightSense 使操作員能夠自信地在夜間飛行，即使在完全黑暗的情況下也能避開障礙物。并且在黑夜模式下，X10D的燈光全部關閉，確定在夜色掩護下肉眼無法看到它。
憑借其強大的熱感攝像頭、NightSense 自主飛行和停電模式，Skydio X10D 是最有能力進行戰術夜間作戰的 1 組無人機。
圖2：搭載VT300-Z的Skydio X10D
同時，Skydio X10D 還提供了一套工作流、內建、開發工具和服務Skydio Extend ，可将無人機捕獲的資料連接配接到關鍵系統和利益相關者，具有良好的資訊共享能力，能與戰場上其他美軍機關互聯，提供前線态勢感覺功能。
總的來說，Skydio X10D 是一款具有先進技術和全域自主性的小型無人機，适用于各種國防應用和商業領域，為使用者提供了更強大的飛行性能和資料收集能力。
二、向戰而行——四軸無人機在戰場上的獨特優勢
美軍作為當今世界上最為強大的軍隊，裝備有種類齊全的無人機，遠有RQ-4A“全球鷹”、 RQ-170“哨兵”等大型無人機，中有RQ-21A“黑傑克”、RQ-7B“影子”等中型無人機，近有排級的RQ-11“烏鴉”小型無人機，為何還要裝備一款性能和功能都被美軍裝備序列中其他無人機覆寫的四旋翼無人機？我認為有一下幾個原因：
圖3：RQ-170大型無人機
首先是俄烏戰場的啟示。俄烏戰場上，雙方都裝備有大量采購于大疆的四軸飛行器，在戰場偵察，炮火引導等方面起到關鍵作用，俄軍探索總結出使用大疆無人機指引傳統火炮進行火力打擊的一整套戰法，徹底解決了老舊火炮的炮兵偵察、目标訓示和火力修正等問題，極大提高了火力打擊精準度，減少了前線的彈藥消耗。同時，四軸無人機可做到在目标上空長時間懸停，在抵近偵察戰場環境、識别監測目标對象為作戰機關提供情報資訊對比美軍現役的RQ-11“烏鴉”有較大優勢，Skydio X10D無人機裝備有智能化避障系統和高性能熱成像系統，美軍裝備Skydio X10D無人機，将極大提升美軍班排機關的全天候戰場态勢感覺能力。
圖4：俄軍正在進行無人機操作訓練
其次，Skydio X10D無人機造價低廉、便于攜帶、教育訓練簡單。該型無人機在美軍的測試中被描述為“一種廉價、背包便攜、垂直起降（VTOL）小型無人駕駛飛機，可提供可快速部署的情報、監視和偵察（ISR）能力。“相對需要兩名士兵操作的RQ-11“烏鴉”無人機，Skydio X10D無人機教育訓練周期短，僅需一人操作，同時該型無人機可在75秒展開完成部署，總重不到1.3千克，可在不增加單兵載荷的情況下攜帶。
最後，切合美軍自身未來發展方向。美國陸軍在“2030年陸軍”建設目标中指：2030年的陸軍必須具備感覺，部隊集結，火力打擊，空中、飛彈和無人機防禦，競争地形的持續作戰以及通信和資料共享六個方面的能力。SSR計劃緻力于将更小的無人機與更小的部隊結合起來為美國陸軍提供有價值的監視和偵察能力，有助于防止部隊遭遇伏擊并完全避免威脅。該計劃最終将填補背囊便攜式無人機系統（RPUAS）的空白，彌補美軍現今無班組級别的無人機偵察裝備的缺點。它還将有助于規劃進攻性戰場運動，通過多個班組傳回的前線實時資訊，前線指揮官規劃戰場行動更加安全、有效。最終，實作感覺範圍更廣、更持久的建設目标，并為數字化陸軍的發展添磚加瓦。
圖5：基本無人機系統
三、未來可期——四軸飛行器在世界各國被廣泛應用
四軸飛行器廣泛裝備于世界各國的軍隊，近日美國陸軍開始接收野戰四軸飛行器，美國陸軍無人機系統項目管理辦公室（PM UAS）已開始将野戰四軸飛行器移交給部隊。提供給軍隊的第一個綜合體獲得了“短程偵察系統”（SRR）的稱号。Skydio與美國陸軍簽訂的SRR合同價值為未來五年每年9980萬美元。陸軍表示，除了9月份傳遞給校區的30架之外，還有480架計劃于25年某個時候抵達陸軍部署。該服務總共購買了1080架無人機，預計填補美軍班排機關四軸無人機缺失的空白。
圖6：無人機偵察回傳的熱成像圖
四軸飛行器不僅僅在美軍獲得青睐，在20世紀時就已經開始走進部隊，在俄烏戰争中四軸飛行器發揮了重大作用，成為戰場上的一大亮點。無論在偵察、火力引導與修正、甚至是簡易投彈打擊，以大疆無人機為代表的四軸飛行器廣泛活躍在俄烏戰争中的方方面面。這又一定程度上刺激了世界各國在無人機作戰方面的發展與研究，可以預見在未來戰場上無人機作戰必然是不可替代的一部分。經過最近幾年的發展無人機性能越來越強勁，在未來四軸飛行器的發展将繼續朝着更機動更隐蔽更精确的方向發展。
圖7：俄烏戰争中無人機在各方面應用廣泛
綜合來看，美軍采購軍用四軸飛行器Skydio X10D無人機既是美軍對于多場不對稱戰争當中産生的戰術需求，也是對于美陸軍班組機關戰場态勢感覺能力的更新提升，俄烏戰場上四軸無人機大放異彩，美軍緊跟其後采購此類裝備，展現出美軍現仍具備強大的科研能力。目前投入使用的Skydio X10D無人機在美軍基層獲得一緻好評，世界各國也開始積極在此賽道中研發同類産品，四軸無人機在未來一定擁有良好的軍用前景。