張書銘15051251無人飛行器系統(tǒng)概論課程總結(jié)與感想剖析

1、無人飛行器系統(tǒng)綜述學(xué)生姓名：張書銘院 系：航空科學(xué)與工程學(xué)院班級：150519班學(xué)號：150512512015年12月一、引言無人飛行器系統(tǒng)是以無人機(jī)為主體，由多個(gè)分系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，集成了 航空技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、測控技術(shù)、傳感技術(shù)以及新材料、新能源等多 學(xué)科技術(shù)，已成為航空航天的一個(gè)新的發(fā)展方向。無人機(jī)的發(fā)展歷史可以追溯到 上一世紀(jì)20年代，應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和戰(zhàn)爭需求，無人機(jī)已逐漸發(fā)展為世界各國尤其 是發(fā)達(dá)國家武器裝備中重要組成部分之一，無人化也已日益成為未來戰(zhàn)爭發(fā)展的 方向之一，同時(shí)無人機(jī)也正在向民用化發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)末，無人機(jī)發(fā)展進(jìn)入 了一個(gè)新時(shí)代并先后形成三次發(fā)展浪潮。目前，世界

2、各主要國家盡管發(fā)展方向和 發(fā)展程度各異，但無不積極研制開發(fā)無人機(jī)，在進(jìn)一步發(fā)展軍事用途的同時(shí)又?jǐn)U 展到民用領(lǐng)域，一個(gè)無人機(jī)發(fā)展高潮正在到來。二、無人飛行器系統(tǒng)簡述無人駕駛飛機(jī)簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和 自備的程控裝置操縱的不載人飛機(jī)。從技術(shù)角度定義可以分為：無人直升機(jī)、無 人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)等。而無人機(jī)系統(tǒng)，英 文縮寫為“UAS”，是以無人機(jī)為主體，配有相關(guān)的分系統(tǒng)，能完成特定任務(wù)的 一組設(shè)備。無人飛行器系統(tǒng)一般由無人機(jī)平臺、測控與信息傳輸分系統(tǒng)、飛行控 制與導(dǎo)航系統(tǒng)、任務(wù)載荷、發(fā)射與回收系統(tǒng)和地面運(yùn)輸與保障系統(tǒng)組成。無人機(jī)系統(tǒng)

3、按重量、航程和飛行高度可分為：微型無人機(jī)（重量一般不超過 1kg）、小型無人機(jī)（重量一般不超過20kg，航程不超過30km）、近程無人機(jī)（航 程能達(dá)到100km）、中程無人機(jī)（航程能達(dá)到500km）、中空長航時(shí)無人機(jī)（航 程超過500km，續(xù)航時(shí)間20小時(shí)以上，飛行高度5000到10000m）和高空長航時(shí) 無人機(jī)（航程達(dá)到10000km，續(xù)航時(shí)間20小時(shí)以上，飛行高度達(dá)到15000m）。相比有人駕駛飛行器，無人機(jī)有著用途廣泛，成本低，效費(fèi)比好，無人員傷 亡風(fēng)險(xiǎn)，生存能力強(qiáng)，機(jī)動性能好，使用方便等優(yōu)勢，適用于執(zhí)行“枯燥的、臟 的、危險(xiǎn)的”所謂“3D”任務(wù)，能在核污染、化學(xué)污染地區(qū)和戰(zhàn)爭前沿偵察，

4、 能在極端惡劣天氣下飛行，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中有著極其重要的作用。無人機(jī)執(zhí)行的任 務(wù)分為攻擊殺傷型和非攻擊殺傷型。美國海軍給無人機(jī)劃分了以下任務(wù)分區(qū)：地平線之上：探測、分類、導(dǎo)向目標(biāo)、戰(zhàn)斗損失評估兩棲作戰(zhàn)支持：海軍火力支持、水雷/地雷指揮控制通信/無線電情報(bào)：天氣、電子支持措施、信號情報(bào)、核武器和生物武器傳感器、監(jiān)視、偵察 混合作業(yè)：攻擊、欺騙、心理戰(zhàn)、搜尋與營救行動電子戰(zhàn)/對抗：電子對抗、電子支持措施、干擾物、空中誘餌到目前為止，偵察/監(jiān)視任務(wù)是無人機(jī)的主要活動，它的傳感器和數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)?它今天發(fā)展的重點(diǎn)。目標(biāo)觀察次之，電子戰(zhàn)是它的第三項(xiàng)任務(wù)。在偵察/監(jiān)視、 目標(biāo)觀察及電子戰(zhàn)任務(wù)取得成功后，其它任務(wù)最后

5、也將得到拓展?，F(xiàn)代意義上的無人飛行器系統(tǒng)最早出現(xiàn)在一戰(zhàn)期間，美國的CharlesKettering用三年時(shí)間為陸軍通信兵開發(fā)了一種雙翼無人機(jī)，并命名為凱特林航空 魚雷（Kettering Aerial Torpedo）,該無人機(jī)能以每小時(shí)55英里的速度飛行近40 英里，并能攜帶180磅的高爆炸藥。飛機(jī)由預(yù)設(shè)控制系統(tǒng)導(dǎo)向目標(biāo)，并有可分離 的機(jī)翼。機(jī)翼在飛機(jī)到達(dá)目標(biāo)上空時(shí)與機(jī)身分開，使機(jī)身能像炸彈一樣投向地面。早期的無人機(jī)多用作靶機(jī)，其中最負(fù)盛名的有里安公尋研制的“火蜂”（Firebee）系列靶機(jī)、諾斯羅普公司的石雞”（Chukar）系列靶機(jī)等，至今靶 機(jī)仍在無人機(jī)市場中占有很大份額。后由于戰(zhàn)爭需

6、要，無人機(jī)系統(tǒng)多用于偵察、 監(jiān)視、打擊等。從20世紀(jì)5060年代開始，美國相繼研制成功火蜂、先鋒、 獵人、捕食者和全球鷹等戰(zhàn)術(shù)或戰(zhàn)略無人偵察機(jī)，以及捕食者改進(jìn)型無 人偵察作戰(zhàn)飛機(jī)，先后在越南戰(zhàn)爭、海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭、伊拉 克戰(zhàn)爭等軍事行動中得到應(yīng)用。在無人機(jī)鄰域取得驕人成績的另一個(gè)國家是以色 列，它研制成第一代“偵察兵”（Scout）無人機(jī)、第二代“先鋒”（Pioneer）無人 機(jī)、第三代搜索者”（Searcher）無人機(jī)，與美國TRW公司合作研制獵人” （Hunter）無人機(jī)、以及中空長航時(shí)多用途“蒼鷺”無人機(jī)。20世紀(jì)90年代后，西方國家充分認(rèn)識到無人機(jī)在戰(zhàn)爭中的作用，競相把

7、高 新技術(shù)應(yīng)用到無人機(jī)的研制與發(fā)展上：新翼型和輕型材料大大增加了無人機(jī)的續(xù) 航時(shí)間；采用先進(jìn)的信號處理與通信技術(shù)提高了無人機(jī)的圖像傳遞速度和數(shù)字元 化傳輸速度；先進(jìn)的自動駕駛儀使無人機(jī)不再需要陸基電視屏幕領(lǐng)航，而是按程 序飛往盤旋點(diǎn)，改變高度和飛往下一個(gè)目標(biāo)。三、軍用無人機(jī)的典型代表一一“捕食者”捕食者無人機(jī)是由美國通用原子公司（General Atomics）研制的一型中空 長航時(shí)多用無人機(jī)，主要用于偵察、監(jiān)視、目標(biāo)指定、電子戰(zhàn)和實(shí)彈攻擊。該型 無人機(jī)于1984年開始研制，1999年進(jìn)入服役。捕食者（Predator）是該無人機(jī)的 名稱，其代號RQ-1為偵察型，MQ-1為多用型。捕食者無人機(jī)

8、目前主要有兩個(gè)型 號，即捕食者-A（RQ-1 / MQ-1）和捕食者-B。9.11事件以前，捕食者無人機(jī)只有少數(shù)軍事人員和工業(yè)人員有所了解，而 之后在戰(zhàn)場上大量應(yīng)用，成為世界上最成功的戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)。但在軍事應(yīng)用中仍存 在一些問題，在海外使用中，每8架就損耗l架，問題包括不能在下雨、下雪、 結(jié)冰、有霧或霜凍天起飛；在等待起飛時(shí)，高溫會損壞機(jī)上電子設(shè)備；捕食者無 人機(jī)的飛行速度不超過145km/h，最有效的飛行高度為3000m，這都在高炮攔截 范圍內(nèi)；另外即使是有經(jīng)驗(yàn)的操作人員，在遙控操縱臺上操作也很困難。美國防 部說，在損耗的無人機(jī)中有不少是操縱錯(cuò)誤引起的。捕食者無人機(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)數(shù)據(jù)捕食者-A捕食

9、者-B機(jī)長8.75m10.36m翼展14.85m19.52m機(jī)體高2.21m尾翼展4.83m飛行速度204km/h370km/h待機(jī)速度111130km/h278km/h續(xù)航時(shí)間24h25h最大續(xù)航時(shí)間40h升限7926m13725m推進(jìn)一臺 78.3kW 的 Rotax914型4沖程發(fā)動機(jī)一臺559kW杭尼韋爾公司 的TPE331-10T渦輪螺槳 發(fā)動機(jī)負(fù)荷205kg（電/紅外或合成孔徑雷達(dá)）；“海爾法”導(dǎo)彈317.5kg（光-電/紅外和 合成孔徑雷達(dá)）；空地導(dǎo) 彈起飛品質(zhì)1023kg2721kg1、機(jī)體結(jié)構(gòu)該無人機(jī)采用細(xì)長近似半圓柱形的機(jī)身，頭部為半球形，機(jī)身中部有一對展 弦比很大的梯形下

10、單機(jī)翼，采用低雷諾數(shù)翼型使其具有優(yōu)越的氣動性能，機(jī)翼控 制面包括后緣外側(cè)副翼和后緣2/3翼展內(nèi)側(cè)襟翼，機(jī)翼下面有武器掛架。整個(gè) 機(jī)翼組件還包括伺服機(jī)構(gòu)、微處理控制器、照明設(shè)備、磁力計(jì)和空速管。借助兩 個(gè)銷釘，機(jī)翼很容易裝卸。機(jī)身尾部有一對帶下反角（倒V型）的矩形尾翼，沒有 上垂尾翼。機(jī)身下部有可收起的前三點(diǎn)式起落架。機(jī)身頭部內(nèi)裝制導(dǎo)和控制設(shè)備、任務(wù)負(fù)荷，天線在機(jī)頭下面。機(jī)身尾部裝有 一臺帶螺槳的推進(jìn)發(fā)動機(jī)。機(jī)身中部裝有電子設(shè)備、電池和燃料箱等。為了能適 于在冬季使用，機(jī)上有除冰裝置，主要是將乙二醇防凍液布撒在翼前緣。為了便 于裝運(yùn)和維修，機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、螺旋槳、天線以及光-電/紅外任務(wù)負(fù)荷都

11、 是可拆卸的。2、推進(jìn)系統(tǒng)目前捕食者-A用Rotax-912或Rotax-914汽油發(fā)動機(jī)，通過減速齒輪箱驅(qū) 動變距式螺旋槳。捕食者-B采用TPE331-10T渦輪螺槳發(fā)動機(jī)推進(jìn)。3、飛行控制該無人機(jī)使用的是完全自主的先進(jìn)數(shù)字飛行控制系統(tǒng)，在執(zhí)行任務(wù)或遙控期 間能重新編程。機(jī)上裝有利頓公司的LN-100G型GPS/INS導(dǎo)航系統(tǒng)，裝有超高頻 和甚高頻無線電轉(zhuǎn)播線路，作用距離228km的C波段視線數(shù)據(jù)鏈路。為指令和狀 態(tài)遙測提供C波段上行/下行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)線路。為了提供視頻圖像還有模擬寬帶下行線路，為了提供超視距能力，機(jī)上還載有Ku波段衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路，以及萬向節(jié) 穩(wěn)定的2臺彩色攝像機(jī)和前視紅外雷達(dá)。光

12、-電/紅外和耐久合成孔徑雷達(dá)使“捕 食者”具有全天候能力和分辨率達(dá)1英尺穿過云層的監(jiān)視能力。4、任務(wù)載荷任務(wù)負(fù)荷隨型號的不同而有所不同。捕食者-A無人機(jī)由于機(jī)上空間和容許 載荷質(zhì)量的限制，有的僅裝有彩色電視攝像機(jī)，光-電/紅外傳感器，激光指示器 /測距儀、電子支持措施、運(yùn)動目標(biāo)指示器和通信轉(zhuǎn)播裝置等，它們均裝在14型 陀螺平臺上。該平臺能利用自動跟路器跟蹤目標(biāo)，白天用日光電視，晚上用前視 紅外。有多種工作方式，如相關(guān)法、質(zhì)心法、自動探測和邊緣法等。在捕食者無 人機(jī)頭部平臺上裝的是“山貓”（Lynx）合成孔徑雷達(dá)，該雷達(dá)為多模雷達(dá)，其工 作模式有：聚束模式、雙條帶圖式和地面動目標(biāo)指示器模式。另外

13、該合成孔徑雷 達(dá)還有相干變化檢波模式，可指示不同時(shí)間拍攝的兩幅圖像（既可是聚束圖像， 也可是條帶圖像）的些微變化。捕食者-A MQ-1是多用機(jī)，其任務(wù)負(fù)荷還包括有 “海爾法”空地導(dǎo)彈。捕食者-B無人機(jī)有更大的任務(wù)負(fù)荷能力，它能同時(shí)裝有光。電/紅外和合成孔徑雷達(dá)。通常該系統(tǒng)就是地面控制站（有的可能設(shè)在艦上），地面控制站是無人機(jī)系統(tǒng) 中一個(gè)重要的組成部分，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，可裝在一輛可空運(yùn)的拖車內(nèi)，有 Ku-波段衛(wèi)星通信鏈路和C波段視線數(shù)據(jù)鏈路，可將數(shù)據(jù)、圖像和聲音信息綜合 在一個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈中。有駕駛儀/任務(wù)負(fù)荷等操縱臺，駕駛儀操作人員可從操縱臺上顯示的無人機(jī)飛行狀態(tài)對無人機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。任務(wù)負(fù)荷操作

14、員可根據(jù)顯示器上 顯示光-電/紅外獲得的視頻信號提取相關(guān)信息和進(jìn)行操作。作為捕食者Blockl機(jī)到達(dá)前一直維持在天上，因此消除了覆蓋間隙。捕食者無人機(jī)通信系統(tǒng)無人機(jī)升級的一部分，它將有改進(jìn)的站上換班系統(tǒng)。這種改進(jìn)使一個(gè)地面控制站 通過Ku波段線路管理組件能操控兩架捕食者無人機(jī)。同時(shí)捕食者無人機(jī)在換班衛(wèi)星中蔬如果不能建 立直接通信鏈路，則 用通信衛(wèi)星控制捕食 者無人機(jī)。它們還會, 將數(shù)據(jù)隹回軍事設(shè)施。610m。也可用回插食者靶機(jī)孔徑相機(jī)主要用 于導(dǎo)航，紅外相機(jī)和雷達(dá)則 用于夜間偵察和穿過煙霧或 云層進(jìn)行偵察。6、起降系統(tǒng)偵察目標(biāo)捕食者”可在準(zhǔn)備或半準(zhǔn)備的跑道上以常規(guī)的方法起降，起降長度通常為系統(tǒng)

15、在艦上回收。當(dāng)動力或指令線路出現(xiàn)故障時(shí)，還可采用降落傘緊急回收。無人機(jī)的研制和應(yīng)用情況1、研制和試驗(yàn)該無人機(jī)的P011號于1998年10月5日開始進(jìn)行了試驗(yàn)，它是超視距操作 型，機(jī)上裝有特定射頻有效負(fù)荷和相應(yīng)的7個(gè)天線（各機(jī)翼前緣3個(gè)，機(jī)頭部1 個(gè)）。“捕食者” P022號于1998年12月通過機(jī)上ARC-210超高頻/甚高頻無線電 與幾個(gè)空軍訓(xùn)練中心直接通信。該機(jī)還裝有APX-100敵我識別器。至1998年5月，捕食者無入機(jī)已飛行了 6000h，包括在波斯尼亞戰(zhàn)區(qū)600 多次出動的3800h，至1999年6月，飛行時(shí)間超過13000h。2001年2月，捕食者無人機(jī)首次發(fā)射了海爾法激光制導(dǎo)制導(dǎo)

16、反裝甲導(dǎo)彈。 2002年11月，捕食者無人機(jī)首次發(fā)射了毒刺導(dǎo)彈，以評估無人機(jī)具備對付戰(zhàn)斗 機(jī)的自衛(wèi)能力的實(shí)用性。2、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用至今，捕食者無人機(jī)曾參加過多次軍事行動。在每一次任務(wù)執(zhí)行過程中，它 發(fā)揮的作用越來越重要。初期該無人機(jī)只執(zhí)行監(jiān)視等任務(wù)，隨著無人機(jī)各項(xiàng)技術(shù) 的不斷發(fā)展，目前已實(shí)現(xiàn)了實(shí)彈攻擊。如下是捕食者無人機(jī)的歷次實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。1995年波黑戰(zhàn)爭中，北約首次使用捕食者無人機(jī)，后來地面控制站設(shè)在匈 牙利支持聯(lián)軍作戰(zhàn)和維和。1998年10月在科索沃代號稱為“鷹眼”的戰(zhàn)爭中，捕食者無人機(jī)幫助監(jiān)視 塞爾維亞和阿爾巴尼亞入?；?。1999年5月，它作為聯(lián)軍部隊(duì)再次派到科索沃。 從科索沃撒出后，捕食者無人

17、機(jī)支持北約在該區(qū)域的行動，2000年重新派回到 波黑。2001年4月，捕食者RQl無人機(jī)再次派回到巴爾千，阻止阿爾巴尼亞族 起義軍穿越科索沃-馬其頓邊界。2001年中，該無人機(jī)進(jìn)駐科威特，幫助監(jiān)視伊拉克南部禁飛區(qū)。在2001年 8月、9月、10月的飛行中各損失一架。2001年10月，捕食者無人機(jī)在阿富汗首次進(jìn)行實(shí)彈發(fā)射。2002年1月，損 失3架捕食者無人機(jī)。2003年3月20日開始在“伊拉克自由行動”中，投入多架“捕食者”和至 少9架其它型無人機(jī)。這些無人機(jī)在伊拉克進(jìn)行偵察和監(jiān)視，有的還用空地導(dǎo)彈 攻擊地面目標(biāo)。捕食者無人機(jī)在摧毀巴格達(dá)附近殘存的防空系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)了重要的 角色。2003年11月

18、，捕食者.A無人機(jī)在也門發(fā)射了一枚海爾法導(dǎo)彈，摧毀了被 懷疑攜帶6名塔利班恐怖組織成員的地面車輛。3、未來發(fā)展自2001年9月以來無人機(jī)受到前所未有的重視，人們對無人機(jī)的興趣達(dá)到 一個(gè)新的高度。捕食者無人機(jī)已結(jié)束研制，改進(jìn)工作仍會繼續(xù)進(jìn)行。由于該無人 機(jī)己取得很高的聲譽(yù)，經(jīng)費(fèi)方面可能不會存在問題，而且其產(chǎn)量將會超過以前的 計(jì)劃。同時(shí)，隨著各項(xiàng)無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展，該型無人機(jī)無疑會不斷改進(jìn)， 從而適應(yīng)未來的戰(zhàn)場環(huán)境和軍事需求。四、軍用無人飛行器系統(tǒng)發(fā)展趨向當(dāng)前，各國軍方無一例外地都把無人偵察機(jī)作為優(yōu)先發(fā)展或采購的重點(diǎn)。但 還要看到，未來戰(zhàn)爭的陸、海、空、天、電五維一體的戰(zhàn)爭中，軍用無人機(jī)不僅

19、 要執(zhí)行各種非殺傷性任務(wù)（如偵察、監(jiān)視等），又要執(zhí)行各種軟、硬殺傷任務(wù)。 同時(shí)由于信息化技術(shù)、智能化技術(shù)和自動化技術(shù)的進(jìn)步，因此推測軍用無人機(jī)的 發(fā)展趨勢有以下幾個(gè)方面。（一）擴(kuò)大軍用無人機(jī)的應(yīng)用范圍為適應(yīng)復(fù)雜多變的未來戰(zhàn)爭環(huán)境和實(shí)戰(zhàn)任務(wù)需要，世界各軍事組織都在致力 于發(fā)展用于各種軍事用途的無人機(jī)系列。1、無人戰(zhàn)斗機(jī)無人機(jī)和戰(zhàn)斗機(jī)的結(jié)合，構(gòu)成了一種全新的武器系統(tǒng)一一無人戰(zhàn)斗機(jī)。無人 戰(zhàn)斗機(jī)是下一代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展方向，各國無人戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)構(gòu)想多數(shù)尚處于論證、 研制和試驗(yàn)階段。其中最典型的方案有：美國諾斯羅普格魯門公司為軍方設(shè)計(jì) 的未來無人駕駛戰(zhàn)斗飛行器方案；波音公司準(zhǔn)備將JSF戰(zhàn)斗機(jī)改裝為兩種成本較

20、 低的“無人駕駛戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)”；歐洲國家在研制出第四代戰(zhàn)斗機(jī)EF2000和陣風(fēng) 之后，英國和法國也決定連手研究一種具有強(qiáng)大攻擊力的無人駕駛航空器。在美國國防部2005年發(fā)布的無人飛行器系統(tǒng)路線圖：20052030報(bào)告 中預(yù)測美國UAS具備的能力或取代有人駕駛飛機(jī)的時(shí)間表大致為：20052010年，通信中繼，防空系統(tǒng)壓制（采用JUCAS替代EA 一 6B電 子戰(zhàn)飛機(jī)）；20102015年，信號情報(bào)收集（“全球鷹”），海上巡邏（美國海軍的“廣域 海上偵察系統(tǒng)”），滲透打擊（JUCAS）；20152020年，空中加油，防空系統(tǒng)壓制/打擊；20202025年，偵察和戰(zhàn)場管理（替代E-3預(yù)警機(jī)和E-8 “

21、聯(lián)臺之星”遠(yuǎn)距 雷達(dá)監(jiān)視飛機(jī)），奪取空中優(yōu)勢（替代F-15、F-16和海軍的戰(zhàn)斗機(jī)）；20252030年，空運(yùn)（替代C -5、C-17、C-130），打擊/防空系統(tǒng)壓制/奪 取空中優(yōu)勢（替代F-22A和F / A-18）。2、多用途無人機(jī)為了節(jié)省軍費(fèi)開支，各國都在開發(fā)適應(yīng)不同實(shí)戰(zhàn)環(huán)境的多用途軍用無人機(jī)。 未來多用途軍用無人機(jī)主要有兩種：第一種是在一架無人機(jī)上同時(shí)裝有多種任務(wù) 設(shè)備，可以完成多種任務(wù)；第二種是無人機(jī)機(jī)身采用組合式結(jié)構(gòu)，在執(zhí)行不同任 務(wù)時(shí)裝上不同的任務(wù)組件。3、微型無人機(jī)微型無人機(jī)的主要用途是搜索和警戒。微型無人機(jī)的原理同現(xiàn)在的飛機(jī)有本 質(zhì)的不同，這些都是今后研究的重點(diǎn)。（二）提高

22、作戰(zhàn)效能當(dāng)前軍用無人機(jī)主要存在兩個(gè)方面問題：首先是自主作戰(zhàn)能力差；其次是完 成任務(wù)的有效性低。為了克服這些不足，提高作戰(zhàn)效能，未來軍用無人機(jī)需要在 以下關(guān)鍵技術(shù)上取得不斷改進(jìn)和重大突破。1、遠(yuǎn)距離、長航時(shí)現(xiàn)役無人機(jī)滯空時(shí)間短，飛行高度低，偵察監(jiān)視面積小，不能連續(xù)獲取信息， 甚至?xí)斐汕閳?bào)“盲區(qū)”，不能適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的需要。為此，各國目前都在研制 超高空，長航時(shí)無人機(jī)。2、機(jī)身隱身化新型軍用無人機(jī)將采用最先進(jìn)的隱身技術(shù)。一是采用復(fù)合材料、雷達(dá)吸波材 料和低噪聲發(fā)動機(jī)；二是采用限制紅外反射技術(shù)。在無人機(jī)表面涂上能吸收紅外 光的特制漆和在發(fā)動機(jī)燃料中注入防紅外輻射的化學(xué)制劑，雷達(dá)和目視偵察均難 以發(fā)現(xiàn)

23、采用這種技術(shù)的無人機(jī);三是減少表面縫隙。采用新工藝將無人機(jī)的副翼、 襟翼等各傳動面都制成綜合面，進(jìn)一步減少縫隙，縮小雷達(dá)反射面；四是采用充 電表面涂層。充電表面涂層主要有抗雷達(dá)和目視偵察兩種功能。3、傳感器綜合化為增強(qiáng)軍用無人機(jī)全天候偵察能力，目前先進(jìn)軍用無人機(jī)上一般安裝如下部 分組成的綜合傳感器，觀察儀和變焦彩色攝像機(jī)，激光測距機(jī)，第三代紅外傳感 器，能在可見光和中紅外兩個(gè)頻段上成像的柯達(dá)CCD攝像機(jī)，合成孔徑雷達(dá)等。 隨著先進(jìn)光電探測設(shè)備和信息融合技術(shù)的不斷發(fā)展，未來軍用無人機(jī)傳感器綜合 化水平也將會更高。4、機(jī)載設(shè)備模塊化機(jī)載設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)后，無人機(jī)根據(jù)不同的任務(wù)搭載不同的設(shè)備，一機(jī)

24、 多用途。如英國的“小妖精”無人機(jī)可根據(jù)擔(dān)負(fù)的戰(zhàn)場監(jiān)視、目標(biāo)指示、電子戰(zhàn) 等不同任務(wù)，分別搭載傳感器激光目標(biāo)指示器和電子干擾機(jī)等各種不同設(shè)備。在 靶機(jī)上裝上偵察、電子戰(zhàn)設(shè)備或各種戰(zhàn)斗部，即可將其改裝成偵察、電子戰(zhàn)無人 機(jī)或巡航導(dǎo)彈。5、雙重性駕駛機(jī)這種飛機(jī)具有兩個(gè)可以相互獨(dú)立工作的飛機(jī)操作平臺，既可以和普通飛機(jī)一 樣由飛行員操縱飛行；也可以由基地指揮中心直接遙控飛行或預(yù)置飛行程序自身 控制飛行。當(dāng)飛行員傷亡或出于其它原因?qū)︼w機(jī)操作失靈或是需要暫時(shí)脫離飛行 操作工作以完成其它任務(wù)時(shí)，只要飛機(jī)的遙控指揮系統(tǒng)末被破壞，仍可以順利完 成任務(wù)，安全歸返。6、集群作戰(zhàn)無人機(jī)群無人駕駛飛機(jī)本質(zhì)上說，和導(dǎo)彈差

25、不多，只裝備低性能傳感器和簡單的控制 程序。如果讓這種簡易的無人駕駛飛機(jī)大量出動，相互協(xié)作，攻擊目標(biāo)，盡管每 個(gè)傳感器的探測能力比較低，但是一旦群體最前面的無人駕駛飛機(jī)探測到目標(biāo)， 會立刻把探測到的信息傳遞給后面的無人駕駛飛機(jī)，后面的無人駕駛飛機(jī)就會對 目標(biāo)群起而攻之。對于有人駕駛飛機(jī)來說，這是極難對付的。（三）、減低無人機(jī)成本美無人飛行器系統(tǒng)路線圖：20052030指出，目前美軍UAS所配備的 傳感器平均每千克價(jià)格在4000美元，相比之下，F(xiàn)- 35的每千克有效載荷的成本 為3700美元?！奥?lián)臺無人作戰(zhàn)飛機(jī)系統(tǒng)” （J-UCAS）的目標(biāo)是每千克有效載荷的 成本2700美元，而UAS的遠(yuǎn)期目標(biāo)

26、為每千克有效載荷的成本900美元。五、對于美國防部2013年至2038年無人系統(tǒng)一體化路線圖 的一些看法（一）加強(qiáng)無人機(jī)自主性無人機(jī)發(fā)射之后，因?yàn)闆]有駕駛員隨機(jī)操作，因此其行動模式主要依靠三個(gè) 方面。一方面來自地面的遙控指揮，另一方面來自預(yù)設(shè)的任務(wù)程序，還有一方面 來自機(jī)載的計(jì)算機(jī)根據(jù)情況變化自動的調(diào)整。在過去，無人機(jī)重點(diǎn)是依靠地面遙 控和預(yù)設(shè)程序，而自動化的信息回饋則主要用于修正和調(diào)整，使得無人機(jī)能更好 執(zhí)行前二者的指示。根據(jù)這次發(fā)布的路線圖，在未來，美軍無人機(jī)會加強(qiáng)第三方面的自主性，即 不再機(jī)械的執(zhí)行預(yù)設(shè)程序，同時(shí)削弱降低遙控方面的牽制力，而更多依靠導(dǎo)航系 統(tǒng)和傳感器，使得無人機(jī)能根據(jù)所獲

27、取的戰(zhàn)場信息，自動調(diào)整目標(biāo)。換言之，無 人機(jī)可以自己判斷該先打哪個(gè)目標(biāo)，怎么個(gè)打法。這樣，一方面將使得無人機(jī)的 戰(zhàn)場攻擊更靈活，適應(yīng)千變?nèi)f化的戰(zhàn)場情形。另一方面，由于無人機(jī)任務(wù)的勞動 密集度越高，其成本越高，加強(qiáng)無人機(jī)自主性可以節(jié)省大量的人力，從而降低成 本。此外，目前的無人機(jī)依靠GPS衛(wèi)星導(dǎo)航，其信號強(qiáng)度較弱，易被干擾。而路 線圖則提到了正在研制的抗干擾“高精度慣導(dǎo)系統(tǒng)”，使得無人機(jī)的導(dǎo)航效能更 穩(wěn)定。（二）炸彈無人機(jī)集群攻擊攻擊武器的威力也是美軍無人機(jī)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。在路線圖中，美國國防部 設(shè)想了一種炸彈無人機(jī)。該機(jī)安裝了攝像頭，可從專門的無人艦上起飛。起飛之 后，該飛機(jī)能夠在空中盤旋待機(jī)

28、，尋找合適的目標(biāo)和時(shí)機(jī)，然后幾架乃至幾十架 同時(shí)以致命的集群方式，向目標(biāo)發(fā)起攻擊。這種無人機(jī)的打擊范圍，可以達(dá)到 463千米。（三）彈藥設(shè)計(jì)高能納米粒子在彈藥本身的設(shè)計(jì)上，美國國防部也有所動作。他們計(jì)劃發(fā)展所謂“高能納 米粒子”，即在無人機(jī)攜帶的彈藥中，盡可能減小彈藥微粒的尺寸。由于同樣重 量的彈藥，其單個(gè)顆粒越小，顆粒數(shù)越多，表面積就越大，而這就意味著其化學(xué) 反應(yīng)速度越快，從而爆炸的威力也就越大。在集群式攻擊+納米高能炸彈的結(jié)合 下，美軍無人機(jī)對目標(biāo)的攻擊將達(dá)到令人恐怖的程度。按照美國國防部的預(yù)期，這些技術(shù)將使美軍無人機(jī)威力劇增，從而當(dāng)遭遇“勢 均力敵的對手”時(shí)，能夠發(fā)動突破作戰(zhàn)，取得戰(zhàn)場上

29、的優(yōu)勢。六、異軍突起的民用無人機(jī)伴隨著技術(shù)的飛速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代商業(yè)模式創(chuàng)新，無人機(jī)已成為當(dāng)下最有 前景、發(fā)展最快的行業(yè)之一，我們已經(jīng)迎來無人機(jī)爆發(fā)時(shí)代。順豐啟動國內(nèi)首家 無人機(jī)快遞；深圳龍崗區(qū)開始采用無人機(jī)巡航執(zhí)法，查證違章建筑；幫助汪峰求 婚成功的大疆科技正展開新一輪融資，公司估值高達(dá)100億美元 人們突然發(fā) 現(xiàn)，一向感覺神秘的無人機(jī)，原來離我們的日常生活這樣近。據(jù)估算，目前全球民用無人機(jī)已經(jīng)形成了大約1000億美元的市場規(guī)模。而 在這個(gè)市場，中國無人機(jī)廠商創(chuàng)造了新的奇跡，催生了一批像大疆、億航、極飛、 零度質(zhì)控等引領(lǐng)世界的無人機(jī)企業(yè)，它們正在重新塑造“中國制造”的內(nèi)涵。面 對滾滾而來的無

30、人機(jī)產(chǎn)業(yè)化浪潮，我們該如何看待民用無人機(jī)的發(fā)展前景呢？（一）國內(nèi)民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀目前全球民用無人機(jī)市場空間達(dá)1000億美元，中國GDP占世界比重12%， 簡單地按比重測算，中國民用無人機(jī)潛在市場空間超100億美元，而當(dāng)前我國民 用無人機(jī)市場僅幾億人民幣，增長空間巨大。僅農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、油氣管道 巡檢和警用4項(xiàng)，年均潛在需求500億元。2015年，美國CES消費(fèi)電子展上的 無人機(jī)展區(qū)中，中國企業(yè)占了一半。全球每賣出10架無人機(jī)，就有7架是中國 制造。當(dāng)然，中國的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)也存在很多問題。比如：很多中小廠商的無人機(jī)產(chǎn) 品技術(shù)層次比較低，自動化水平和智慧化水平差距較大；很多低端產(chǎn)品存在重復(fù) 和

31、無序競爭，用于電力巡線、民用地質(zhì)測繪和高空長航時(shí)通信中繼等高端先進(jìn)無 人機(jī)還處于空白狀態(tài)；國內(nèi)專業(yè)無人機(jī)市場發(fā)展相對緩慢，還處于起步階段，目 前的以出口為導(dǎo)向的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。另外，無人機(jī)的使用還存在著 諸多的限制。但未來幾年，低空飛行管理政策出臺和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立是大勢所趨。 國家已經(jīng)著手研究促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、明確監(jiān)管的具體辦法，包括開放低空空域等。 相信在政策引導(dǎo)和有效監(jiān)管下，無人機(jī)浪潮將迅速到來，無人機(jī)將成為中國制造 走向世界的一個(gè)新標(biāo)志。（二）民用無人機(jī)的應(yīng)用及預(yù)測當(dāng)前民用無人機(jī)主要用于民用通信中繼、氣象探測、災(zāi)害監(jiān)測、農(nóng)藥噴灑、 地質(zhì)勘測、地圖測繪、城市規(guī)劃、交通管制、邊境控制、邊

32、境緝私、海上營救、 森林滅火等等。隨著人類活動范圍和領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，民用無人機(jī)必將擁有更加 廣泛的應(yīng)用。洎防能源；地球觀測農(nóng)林漁商業(yè)廣播政府（世界民用無人機(jī)使用領(lǐng)域構(gòu)成）無人機(jī)在氣象分析方面的應(yīng)用是目前無人機(jī)使用最成功的典范之一。在環(huán)亞 太平洋地區(qū)無人機(jī)已經(jīng)被許多國家和地區(qū)（如澳大利亞、日本、臺灣）用于氣象 分析，分析大氣的化學(xué)性質(zhì)，化學(xué)組成，研究臺風(fēng)、颶風(fēng)、云層、雷電的形成。無人機(jī)在對農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥、施肥等方面已經(jīng)顯示了非常成熟的應(yīng)用，在這 方面日本使用的最為典型，二十世紀(jì)八十年代，日本農(nóng)業(yè)部開始研究無人機(jī)用于 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在1993年日本從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的無人機(jī)只有288架，但到了 2000年

33、就已經(jīng)達(dá)到了 1418架注冊了的無人機(jī)，其中YAMAHA R-MAX和R-50無人直升 機(jī)占據(jù)了總數(shù)的80%。民用無人機(jī)近期可能的應(yīng)用有邊境巡邏、毒品禁止與監(jiān)控、市內(nèi)監(jiān)察/維持 治安、火情視察與控制、應(yīng)急反應(yīng)/搜索與營救等；中期可能的應(yīng)用有沿海監(jiān)視、 遙控傳感和氣象取樣、效用監(jiān)控與視察、民用安全（如監(jiān)控高危國家財(cái)產(chǎn)）等； 較長期可能的應(yīng)用有衛(wèi)星中繼、石油和礦藏的勘定與鑒定、長久耐力地質(zhì)科學(xué)/ 大氣研究等等。當(dāng)然，隨著無人機(jī)工業(yè)的不斷發(fā)展，它的應(yīng)用會更加寬廣，人們可以使用無 人機(jī)進(jìn)行科學(xué)研究，如對環(huán)境進(jìn)行研究；可以進(jìn)行電力線檢查、激光繪圖；還可 以用無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)作物監(jiān)控，比如農(nóng)作物的長勢、健康狀況、成熟情況等等；甚 至無人機(jī)可以完成一些人所難以勝任的工作，如觀測火山爆發(fā)的情況、時(shí)機(jī)、能 量大小，能夠清晰的從空中拍攝到火山爆發(fā)的詳細(xì)圖樣等等。（三）未來民用無人機(jī)的市場需求目前來說，各國對無人機(jī)的需求已經(jīng)越來越大了，美國需要用無人機(jī)來執(zhí)行 森林火情的視察任務(wù)，歐洲需要高空長航時(shí)無人機(jī)來觀測氣象，日本需要無人機(jī) 來勘察預(yù)測火山爆發(fā)的情況，中國需要無人機(jī)在邊界上巡邏，哥倫比亞需要無人 機(jī)來緝毒，南非需要無人機(jī)來打擊非法移民，澳大利亞、拉丁美洲、中東等等都 在需要無人機(jī)完成各種各樣的任務(wù)，可以說世