作者：曾浩明，蒋悦鹏，张峰源，赵文斌
四轴飞行器又称四旋翼飞行器、四旋翼直升机，简称四轴、四旋翼。四轴飞行器的四个螺旋桨都是电机直连的简单机构，十字形的布局允许飞行器通过改变电机转速获得旋转机身的力，从而调整自身姿态。美国陆军无人机系统项目管理办公室（PM UAS）已开始将野战四轴飞行器移交给部队。提供给军队的第一个综合体获得了“短程侦察系统”（SRR）的称号。四轴飞行器作为民用无人机的常青树，在军用领域相对传统无人机，是否具有自己的独特优势？美军采购四轴飞行器背后深层的战术需求是什么？四轴飞行器是否能成为军用无人机领域的新星？
一、横空出世，Skydio X10D 无人机性能几何
随着科技的发展，无人机技术已经成为了现代战争和商业领域的重要工具。作为美国最大的小型无人机制造商之一的Skydio，已为美国军队的各个部门提供了多年的服务。其发布的Skydio X10D 无人机凭借其先进的技术和全域自主性，已经在今年二月份开始交付首批给美国军队与政府。
Skydio X10D 是一款集成了 FLIR Boson+ 传感器的小型无人机，具有高质量的热成像和准确的辐射读数。其最大飞行速度为 45 公里每小时，部署时间不到 40 秒，达到了 IP55 防护等级认证，可以防尘防水，并且已被添加到美国国防部 (DoD) 的蓝色无人机（ BlueUAS）许可名单中。美国国防创新部门 (DIU) 的这一称号认可了 Skydio X10D 遵守严格的安全标准及其在各种防御场景中提高作战效率的能力。随着 X10D 列入蓝色无人机清单，政府和国防实体的采购得到简化和加速。
图1： Skydio X10D四轴无人机
Skydio X10D 是 Skydio X2D 之后第二代获得蓝色无人机列表资格的飞机。X10D 满足或超过国防应用的严格要求，通过其计算机视觉平台提供全域、可消耗的自主性，是增强各种防御场景的作战效率和态势感知的关键工具。
X10D 配备了 48MP 长焦摄像头和 Teledyne FLIR Boson+ 传感器，能够识别 2400 英尺外的人员和 6500 英尺外的车辆。Teledyne FLIR Boson+ 是小型无人机行业最精确的辐射热像仪，适合白天和夜间使用。
X10D还配备了 Skydio NightSense，这是世界上唯一支持在弱光或无光环境下自主飞行的机载人工智能。 NightSense 使操作员能够自信地在夜间飞行，即使在完全黑暗的情况下也能避开障碍物。并且在黑夜模式下，X10D的灯光全部关闭，确保在夜色掩护下肉眼无法看到它。
凭借其强大的热感摄像头、NightSense 自主飞行和停电模式，Skydio X10D 是最有能力进行战术夜间作战的 1 组无人机。
图2：搭载VT300-Z的Skydio X10D
同时，Skydio X10D 还提供了一套工作流、集成、开发工具和服务Skydio Extend ，可将无人机捕获的数据连接到关键系统和利益相关者，具有良好的信息共享能力，能与战场上其他美军单位互联，提供前线态势感知功能。
总的来说，Skydio X10D 是一款具有先进技术和全域自主性的小型无人机，适用于各种国防应用和商业领域，为用户提供了更强大的飞行性能和数据收集能力。
二、向战而行——四轴无人机在战场上的独特优势
美军作为当今世界上最为强大的军队，装备有种类齐全的无人机，远有RQ-4A“全球鹰”、 RQ-170“哨兵”等大型无人机，中有RQ-21A“黑杰克”、RQ-7B“影子”等中型无人机，近有排级的RQ-11“乌鸦”小型无人机，为何还要装备一款性能和功能都被美军装备序列中其他无人机覆盖的四旋翼无人机？我认为有一下几个原因：
图3：RQ-170大型无人机
首先是俄乌战场的启示。俄乌战场上，双方都装备有大量采购于大疆的四轴飞行器，在战场侦察，炮火引导等方面起到关键作用，俄军探索总结出使用大疆无人机指引传统火炮进行火力打击的一整套战法，彻底解决了老旧火炮的炮兵侦察、目标指示和火力修正等问题，极大提高了火力打击精准度，减少了前线的弹药消耗。同时，四轴无人机可做到在目标上空长时间悬停，在抵近侦察战场环境、识别监测目标对象为作战单位提供情报信息对比美军现役的RQ-11“乌鸦”有较大优势，Skydio X10D无人机装备有智能化避障系统和高性能热成像系统，美军装备Skydio X10D无人机，将极大提升美军班排单位的全天候战场态势感知能力。
图4：俄军正在进行无人机操作训练
其次，Skydio X10D无人机造价低廉、便于携带、培训简单。该型无人机在美军的测试中被描述为“一种廉价、背包便携、垂直起降（VTOL）小型无人驾驶飞机，可提供可快速部署的情报、监视和侦察（ISR）能力。“相对需要两名士兵操作的RQ-11“乌鸦”无人机，Skydio X10D无人机培训周期短，仅需一人操作，同时该型无人机可在75秒展开完成部署，总重不到1.3千克，可在不增加单兵载荷的情况下携带。
最后，切合美军自身未来发展方向。美国陆军在“2030年陆军”建设目标中指：2030年的陆军必须具备感知，部队集结，火力打击，空中、导弹和无人机防御，竞争地形的持续作战以及通信和数据共享六个方面的能力。SSR计划致力于将更小的无人机与更小的部队结合起来为美国陆军提供有价值的监视和侦察能力，有助于防止部队遭遇伏击并完全避免威胁。该计划最终将填补背囊便携式无人机系统（RPUAS）的空白，弥补美军现今无班组级别的无人机侦察装备的缺点。它还将有助于规划进攻性战场运动，通过多个班组传回的前线实时信息，前线指挥官规划战场行动更加安全、有效。最终，实现感知范围更广、更持久的建设目标，并为数字化陆军的发展添砖加瓦。
图5：基本无人机系统
三、未来可期——四轴飞行器在世界各国被广泛应用
四轴飞行器广泛装备于世界各国的军队，近日美国陆军开始接收野战四轴飞行器，美国陆军无人机系统项目管理办公室（PM UAS）已开始将野战四轴飞行器移交给部队。提供给军队的第一个综合体获得了“短程侦察系统”（SRR）的称号。Skydio与美国陆军签订的SRR合同价值为未来五年每年9980万美元。陆军表示，除了9月份交付给校区的30架之外，还有480架计划于25年某个时候抵达陆军部署。该服务总共购买了1080架无人机，预计填补美军班排单位四轴无人机缺失的空白。
图6：无人机侦察回传的热成像图
四轴飞行器不仅仅在美军获得青睐，在20世纪时就已经开始走进部队，在俄乌战争中四轴飞行器发挥了重大作用，成为战场上的一大亮点。无论在侦察、火力引导与修正、甚至是简易投弹打击，以大疆无人机为代表的四轴飞行器广泛活跃在俄乌战争中的方方面面。这又一定程度上刺激了世界各国在无人机作战方面的发展与研究，可以预见在未来战场上无人机作战必然是不可替代的一部分。经过最近几年的发展无人机性能越来越强劲，在未来四轴飞行器的发展将继续朝着更机动更隐蔽更精确的方向发展。
图7：俄乌战争中无人机在各方面应用广泛
综合来看，美军采购军用四轴飞行器Skydio X10D无人机既是美军对于多场不对称战争当中产生的战术需求，也是对于美陆军班组单位战场态势感知能力的更新提升，俄乌战场上四轴无人机大放异彩，美军紧跟其后采购此类装备，体现出美军现仍具备强大的科研能力。目前投入使用的Skydio X10D无人机在美军基层获得一致好评，世界各国也开始积极在此赛道中研发同类产品，四轴无人机在未来一定拥有良好的军用前景。