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发信人: ersy (Green Mouse), 信区: Green
标  题: 21世纪的新式微型武器(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月22日10:13:02 星期五), 转信

【 以下文字转载自 Aero 讨论区 】
【 原文由 bage 所发表 】

　　停放在花生上的直升机
　　德国已研制出一种体长24毫米、高8毫米、重量仅有400毫克的直升机。这是目前世
界上能飞行的最小的直升机。它能停放在一颗花生上。这架直升机有两个直径仅为1～2
毫米的电动机，通过外接电源及比头发还细得多的长导线，使位于电动机轴端的旋翼旋
转。两个旋翼旋转方向相反，当转速逐渐提高到每分钟40000转时，直升机即可向上起飞
。
　　美国国防部正在大力组织研制一种比鸟还小的无人机。这种无人机可以毫不引人注
意地进行空中侦察，拍摄图像，并将其传回地面。美国还研制了一种侦察机，可以把人
的手掌作为停机坪，其翼展为150毫米，喷气发动机只有一般钮扣大小，可以通过遥控向
前飞行。
　　这些微型飞机配备有各种微型探测、摄像等设备，不但在战场上可以起到大型侦察
机和侦察卫星所起不到的某些作用，而且能飞进野外掩体或城市的建筑物内部，甚至可
以进入被轰炸、炮击后的残垣断壁内进行侦察，并将情况记录拍摄后发射回来，供指挥
人员参考。
　　人造昆虫——特种微型武器
　　到20世纪60年代，曾有一些国家的军事科技人员把细小如针尖的微集成电路做成窃
听装置，粘在苍蝇背上，使它们充当“间谍”，进行侦察活动。随着超微型加工技术的
发展，目前对昆虫的研究及仿照某些昆虫的生理结构和特性进行人造昆虫的研制，已取
得了阶段性成果。
　　在昆虫电控实验室对蟋蟀进行过试验。在试验盒内，两只被剪去翅膀的活蟋蟀，背
部放有微型集成电路芯片，利用极微小的电极，刺激蟋蟀的神经系统，通过遥控信号，
发出行动指令，使它按指令行走活动。
能在弯曲的管道内爬行的人造小爬虫。这只小爬虫直径8毫米，全长20毫米，躯干直径为
5.5毫米，长13毫米，头部有触头，类似于昆虫的触须，尾部引入极细的导线。当通电后
，它可像蝇蛆般在管道之内向前蠕动，速度可达每秒钟6毫米。当触头触到管道内表面有
裂纹时，立即停止蠕动，并撑开尾部三足，将躯干固定，触头内的微型摄像机便拍下龟
裂的情况。
　　目前世界上还有一些国家正在对蟑螂、蜜蜂、蚕蛾等昆虫进行试验，有的已经研制
出人造昆虫，例如1995年在瑞典举行的一次国际传感器学术研讨会上，有人用录相展出
3只人造蝴蝶，在1平方米的磁场范围内，进行编队飞行表演。它们一会儿排成一字型，
一会排成品字型，犹如大自然中的真蝴蝶，翩翩起舞，栩栩如生！
　　美国已研制出一种“蚂蚁雄兵”。这种机器蚂蚁只有蚂蚁般大小，背上背着一枚太
阳能电池作为动力，有的带上搜集情报的传感器，有的带上炸药，神不知鬼不觉地悄悄
进入敌方的电脑网络、电线等，使敌方的通信线路和指挥系统失灵。人们可以设想，如
果我们前面提到的各式各样的小昆虫、小爬虫，也像“蚂蚁雄兵”那样，身带各种军事
装备，投入战场，它们不就是一支隐蔽的特种部队吗？
　　半个火柴盒大的微型火箭
　　英美两国的科研人员正在研制一种微型火箭。这种火箭只需花几百英镑就能将有效
载荷送入太空，而对蚂蚁进行研究可能会找到这种火箭的关键。
　　蚂蚁可以举起相当于自己体重几倍的东西。麻省理工学院的研究人员认为，成批地
发射小型火箭，其效果比大型火箭好得多。因为自身重量很轻，所以每一枚火箭都会有
惊人的、远远超过单枚大型火箭的推力重量比。据称，初步研究表明，这种火箭的推重
比可以比航天飞机大1000倍。
　　每一枚火箭只有大约半只火柴盒大小。它用液态氧与醇的混合物作为燃料，能够产
生大约13牛的推力，其推重比达到10000以上。
　　微型火箭的制造方法与硅片的制造方法相同。首先按照设计要求对硅晶片进行蚀刻
，然后把5到6片晶片结合到一起，从而制造出一种立体但极其微小的火箭。这种火箭的
出现将是一种全新巡航导弹的钥匙。
　　15厘米圆机方案
　　目前，在微型飞行器研制工作中取得实质性进展的是瓦伊化门特航空制造公司。该
公司已制造出一种直径15厘米的圆盘飞行器，可以飞行16分钟。公司的研究人员认为圆
盘是最佳布局，机翼面积最大，升阻比相对较高，采用的是两个高能量锂电池。公司还
用镍镉电池作电源使飞行器飞行了2.5分钟。
　　这种飞行器的动力装置是直接从市场上购买的直流电机，直接驱动一个螺旋桨。飞
行器的机翼面积为0. 018平方米，不包括摄像机等设备时的重量为42克。表面采用泡沫
聚苯乙烯进行整流。主要结构是泡沫聚苯乙烯，局部用轻木料加强。
　　该飞行器采用三通道飞行操纵系统，用来操纵油门、升降副翼或方向舵和升降舵，
并装有滚转陀螺增加滚转稳定性。它的隐身性能很好，空中飞行时几乎看不到也听不见
，电机的噪声比一只鸟飞行时还低。
按照研制计划，到今年3月将使这种飞行器具有按钮式发射（弹射），至少飞行10分钟，
航程达1000米，并在这个航程内的开阔地带具有高质量的通信能力，载有黑白电视摄像
机可以发回高质量的黑白图像，从而使士兵可以根据地面图像操纵飞行活动。
　　到2000年，该飞行器将装上彩色摄像机，使航程增加到3000米，飞行时间加长到20
分钟。它借助于空速和磁罗盘的领航方式可以自动飞行到中途航站。届时要求机载设备
，如磁罗盘、空速指示器和稳定陀螺等的尺寸和重量将进一步减小。例如磁罗盘重量约
2克，微型风速计重量0.5克，2个陀螺仅重1.8克，所有的导航组件重量将不到4.5克，而
且电耗极小。同时，公司将用计算流体动力学、风洞试验和滑翔试验深入开展低雷诺数
空气动力学机理研究，以便找到更有效的气动外形。
　　微型武器的心脏
　　微电机系统是当今微米/纳米技术的重点研究方向，而微米/纳米技术又是当前新兴
的、多学科交叉的高科技领域。它研究和控制的结构功能尺寸或分辨能力达到微米（1米
的百万分之一）或纳米（1微米的千分之一）尺度，汇集了电子、机械、光学、制造、测
量以及物理、化学和生物学中新生的微小和微观领域的科学技术群体。微机电系统有多
种，各种微机电系统共同的特点是体积小、重量轻、性能稳定、可大批量生产，故成本
低；综合集成度高，且具有一切能量转化、传输等功能，其中的磁力传感器、加速度计
等，在某些工程应用领域，已经代替了常规的同类产品。
　　制造微型武器的关键技术之一是机电设备微型化，包括作动器、电机、摄像和其它
有关部件。关键之二是微型动力，要求其动力装置既能装在微型飞行器内，又能储备足
够的能量，除维持飞行器的飞行外，还能对机载设备提供电源。关键之三是气动设计。
这种小飞行器对应的雷诺数约为1×106，气动研究人员几乎没有涉足过这么低雷诺数的
飞行器空气动力研究。目前一些研究人员正在研制一种“扑翼”式微型无人机方案，将
充分利用非定常流机理，应用类似“肌肉”的作动器代替电机。关键之四是自动控制系
统。因为这种飞行器与无线电遥控飞机模型完全不同，需要能自主飞行。关键之五是用
于数据传送的电源。因为飞机动力设备可以设法微型化，但作为传送某一带宽的摄影图
像电源却很难缩小。
　　利用各种微机电系统，可制成形形色色的微型武器，因此，可以说微机电系统是微
型武器的心脏。除前面讲过的微型飞机和人造昆虫外，还有多种微型探测武器。利用各
种微型传感器做成的草杆、树叶，上面装有微型电子侦察仪、照相机和感应器，将它们
大量撒向战场后，在空中、地面、水上能随时随地搜集敌情；将近距离传感器和灵巧武
器撒布在战场上，形成危险区，阻挠敌方步兵和坦克前进等等。
　　精巧的微型武器，由于制作简便，造价低廉，轻巧灵活，使用方便，上至天空，下
至地缝，无处不在，无孔不入，能完成大型武器不能完成的多种任务，因此备受各国的
青睐。可以预见，在下个世纪，微型武器将在战争中发挥巨大的作用。

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