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無人機國內外發展態勢及前沿技術動向

無人機國內外發展態勢及前沿技術動向

2017 年2 月,中國航空工業研制的多用途無人機——翼龍II 成功首飛,標志中國成為繼美國之后具備新一代察打一體無人機研制能力的國家。本次成功首飛引起社會各界的關心,進一步推動了無人機研究和應用的迅速升溫。

無人機是一種利用無線電遙控設備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行器。從應用領域,可分為軍用和民用兩類。軍用無人機對于靈敏度、飛行高度、速度、智能化等有著更高要求;而民用無人機一般對速度、升限和航程等要求較低,但需形成成熟的產業鏈,提供盡可能低廉的零部件和支持服務。

軍用無人機

在軍事方面,美國處于世界領先水平,其技術先進,種類繁多,有戰略、戰役、戰術各層次無人偵察機,也有中繼通信、電子對抗、攻擊、作戰等各層面無人機。20 世紀90 年代以來,中國軍用無人機發展迅速,先后研制出長虹高空高速無人偵察機、T-6通用型無人機、Z-5 系列無人偵察機、ASN 系列無人機等數十種靶機和偵察型無人機。與此同時,中國還在發展多種中高空、長航時的隱身無人機,用以提升空軍的遠程偵察和打擊能力。但與發達國家相比,特別是美國、以色列等國,中國軍用無人機技術還存在較大差距。

微電子、動力和隱身等高新技術是軍用無人機發展的重要推動力。未來戰爭中軍用無人機使用會非常廣泛,不僅能在復雜環境及電子干擾下執行各種非殺傷性任務(偵察、監視等),還能執行各種軟、硬殺傷任務。因此,需迫切發展各類型和多用途無人機裝備,以滿足不同戰略、戰役任務的需求。綜觀世界各國軍用無人機發展現狀及技術趨勢,軍用無人機未來的發展方向可以概括為以下幾點。

1)多功能、模塊化。高新技術使無人機平臺模塊化、通用化、系列化成為可能,無人機將朝著一機多能的方向發展。

2)高空長航時。為滿足未來全天候作戰需求,長航時高空無人機已成為世界各國無人機發展重點。此類無人機可在空中停留數天甚至幾個月,獲取目標區域完整信息,為己方決策提供準確、及時的依據。其優點在于較軍用偵察衛星應用更靈活,價格更便宜,盡可能接近戰區,獲取更精確情報。

3)微型化。微小型無人機具有重量輕、體積小、隱蔽性好、機動靈活等特點,適合城市、叢林、山地等復雜環境以及特殊條件下的特種部隊和小分隊作戰,也可在未來戰爭中執行低空偵察、通信、電子干擾等任務。

4)全隱身。隨著納米技術、無縫焊接技術的發展以及新材料的研發,新型軍用無人機將采用先進的隱身技術,可迅速隱蔽,長時間與敵接觸,完成偵查及攻擊任務。

5)智能化。未來通過大量采用人工智能和群體智能理論技術,不僅確保無人機按命令或預編程完成預定任務,還能對隨機出現的目標作出反應。

民用無人機

盡管各類軍用無人機近30 年獲得蓬勃發展,但很長一段時間無人機民用領域開拓進展緩慢。近年,隨著無人機技術及應用的日臻成熟,許多國家開始重視無人機民用應用。如美國國家航空航天局將原本用于戰爭的大型高空無人機改造,用來對颶風和熱帶風暴監視。20世紀80年代初,中國西北工業大學采用D-4 固定翼無人機進行地圖測繪和地質勘探。近年,以大疆為首的民用無人機企業迅速占領海內外市場,為中國無人機行業發展打下了基礎。

由于成本下降,無人機產業化進入普及時代。其發展方向可概括如下。

1)具有環境感知和防撞能力。對于行業級無人機,要在山區和城市使用,避免撞山、高層建筑和其他飛行物,須具備靈敏的感知能力和機動規避能力。民用無人機將通過加裝光線、距離、高度等多種環境感知傳感器及陀螺儀,結合內置視覺和超聲波傳感器,通過感知地面紋理或相對高度來定位飛行,保障無人機在復雜環境中執行任務。

2)信號傳輸能力強。隨著民用無人機增多,普通無線電射頻鏈路已受到頻率擁塞限制。民用無人機通常飛行高度低,在山谷或城市中使用,對電波反射物多,多徑效應嚴重,需特別解決通信鏈路中斷問題。測控和信息傳輸技術可全面提升無人機的信號傳輸能力,使其更好地執行遙感、測繪、監測等民用任務。

3)機載設備小型化。機載設備小型化是無人機系統始終追求的目標。隨著測控系統性能提高,設備小型化的要求越來越高。同時,由于云臺對重量和重心的敏感度較高,機載設備小型化有助于提高云臺穩定性。

無人機作為迅速崛起的產業,將扮演越來越多的角色。未來,它將在配送快遞、跟蹤拍攝、海洋溢油監測、道路交通監控及污染物時空分布研究等領域發揮不可替代的作用。(責任編輯 王麗娜)


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