| huozm32831 |
2023-09-30 20:37 |
纸飞机是我们再熟悉不过的折纸玩具了。我们可能已经知道，在这种简单的折纸玩具中，其实蕴含着很多科学原理。比如，折出不同形状的纸飞机，根据伯努利原理，就可能有不同的飞行表现。但是，你想必不知道，纸飞机中还有更大的学问，它们甚至能打败战斗机。
澳大利亚 SYPAQ 公司用纸板制作了一款无人机 —— 科尔沃精密有效载荷输送系统（Corvo-Precision Payload Delivery System)，这是一款一次性的无人机。尽管这款无人机使用纸板做成的，而且只能使用一次，但它的性能足以完成运输、侦查、战斗等任务。
用纸板制作无人机有什么好处？
你千万别以为，纸板无人机跟你折的纸飞机大同小异。这款纸板无人机是由可折叠的泡沫板制成的。机身和机翼只能使用一次，但推进模块和航空电子模块却可以重复使用。
用纸板制作无人机的一大好处就是易于部署，因为它轻便。由于制作材料是可折叠的泡沫板，这些无人机在部署前，可以折成一个个比萨盒，便于存放和运输。在部署时，用户就像做手工一样，使用的工具也就是小刀、橡皮筋、扳手之类的常见工具，仅仅一个小时，比萨盒就能变成无人机。
可能有人会问了，纸板怕水，万一在飞行时赶上下雨天，那纸板无人机不就烂了。这款无人机的纸板上涂有蜡，具有一定的放水性能。此外，重量轻也是选用纸板作为制作材料的一个原因。这款纸板无人机，在不搭载任何载荷的时候，重量仅为 2.4 千克，翼展只有 2 米。别看纸板无人机块头小，但却是名副其实的大力士 —— 它能搭载的有效载荷重达 3 千克，比自己的空载重量还大。
不仅轻便，还能隐形？
轻便并不是纸板无人机的全部好处，它还具有隐形能力，这是因为纸板不会反射雷达波。普通的飞机（包括无人机）都是由金属制成的，金属含有能产生电磁效应的自由电子，因而可以“反射”雷达波。但是，纸板无人机的主要材料是纸板。纸板不是导体，根本就没有自由电子，在雷达波的照射下也就不会产生电磁效用，因而也不会辐射出“反射雷达波”。换句话说，对于雷达监测来说，纸板无人机就是隐形的。
当雷达波照射在目标表面时，雷达波的交变电场和交变磁场会在目标表面产生电磁场，进而辐射出电磁波，也就是反射雷达波。雷达天线接收到这个反射波，就能确定目标的位置、距离、速度等。（图片来源：NOAA）
通过 GPS，纸板无人机可以自我定位，即使无人机操控员与无人机的联系受到干扰，它也能飞行。而且，就算敌方捕获了纸板无人机的信号，基于加密技术，敌方也无法定位操控员的位置。这在某种程度上，也是一种隐形，确保了己方操控人员的安全。
集群战术不简单
如果看过漫威超级英雄电影《蜘蛛侠：英雄远征》，你可能会对片中反派“神秘客”创造的各种幻象记忆犹新。比如，在威尼斯与蜘蛛侠大战的水元素就是神秘客利用大群的无人机创造的幻象。集成大群，协同工作的无人机的确给蜘蛛侠造成了很大的麻烦。
其实，在现实中，对于无人机来说，集群也更有优势，其中涉及了无人机的集群能力（swarming capability）。对于无人机来说，集群意味着大量的无人机可以集合成一个整体，一起完成任务。这些集群的无人机之间都是互相联结的，如果其中几架无人机出现故障，不能完成任务，其他无人机可以“替补”完成，并不影响无人机整体的工作效果和效率。
因此，无人机的集群能力成为当前科学家关注的一个研究领域，而在未来，无人机的集群要利用到人工智能技术。
但是，无人机的消耗量也很大。虽然无人机可以远程操控，即使损失也不会造成人员伤亡，但速度慢、经常低空飞行、防御能力较差也让无人机成为战场上消耗最多的武器装备。对于美国的 RQ-4“全球鹰”这样的无人机来说，动辄上亿美元的成本，让无人机成为了一种消耗不起的“耗材”。
美国 RQ-4“全球鹰”无人机的实际成本超过了 1 亿美元。（图片来源：Staff Sgt. Christopher Matthews）
而纸板无人机的成本只有几百到几千美元，如此低廉的成本让纸板无人机的集群优势不仅仅停留在理论上。
目前，SYPAQ 公司正在开发集群软件。一旦取得突破，纸板无人机取代目前各国军方使用的无人机可能只是时间问题。 |
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