無(wú)人機(jī)定義和分類(lèi)及其發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)

1、W產(chǎn)咂SI荒智庫(kù)網(wǎng)址: ldini| H-mj nh!iiimohi lta&無(wú)人機(jī)定義和分類(lèi)及其發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)一、無(wú)人機(jī)定義及其分類(lèi)（一）無(wú)人機(jī)是什么無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛飛機(jī)的簡(jiǎn)稱(chēng)（Unmanned Aerial Vehicle），是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自 備的程序控制裝置的不載人飛機(jī)，包括無(wú)人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無(wú)人飛艇、 無(wú)人傘翼機(jī)。廣義地看也包括臨近空間飛行器（20-100公里空域），如平流層飛艇、高空氣 球、太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)等。從某種角度來(lái)看，無(wú)人機(jī)可以在無(wú)人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行 任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù)，可以被看做是“空中機(jī)器人”。（二）無(wú)人機(jī)分類(lèi)1、按照不同平臺(tái)構(gòu)型來(lái)分類(lèi)，

2、無(wú)人機(jī)可主要有固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)和多旋翼無(wú) 人機(jī)三大平臺(tái)，其它小種類(lèi)無(wú)人機(jī)平臺(tái)還包括傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人飛船等。固定 翼無(wú)人機(jī)是軍用和多數(shù)民用無(wú)人機(jī)的主流平臺(tái)，最大特點(diǎn)是飛行速度較快；無(wú)人直升機(jī)是靈 活性最強(qiáng)的無(wú)人機(jī)平臺(tái)，可以原地垂直起飛和懸停；多旋翼（多軸）無(wú)人機(jī)是消費(fèi)級(jí)和部分 民用用途的首選平臺(tái)，靈活性介于固定翼和直升機(jī)中間（起降需要推力），但操縱簡(jiǎn)單、成 本較低。2、按不同使用領(lǐng)域來(lái)劃分，無(wú)人機(jī)可分為軍用、民用和消費(fèi)級(jí)三大類(lèi)，對(duì)于無(wú)人機(jī)的 性能要求各有偏重：（1）軍用無(wú)人機(jī)對(duì)于靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求，是技術(shù)水平 最高的無(wú)人機(jī)，包括偵察、誘餌、電子對(duì)抗、

3、通信中繼、靶機(jī)和無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)等機(jī)型；（2）民用無(wú)人機(jī)一般對(duì)于速度、升限和航程等要求都較低，但對(duì)于人員操作培訓(xùn)、綜 合成本有較高的要求，因此需要形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈提供盡可能低廉的零部件和支持服務(wù)，目 前來(lái)看民用無(wú)人機(jī)最大的市場(chǎng)在于政府公共服務(wù)的提供，如警用、消防、氣象等，占到總需 求的約70%，而我們認(rèn)為未來(lái)無(wú)人機(jī)潛力最大的市場(chǎng)可能就在民用，新增市場(chǎng)需求可能出 現(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保、貨物速度、空中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)獲取等領(lǐng)域；（3）消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)一般采用成本較低的多旋翼平臺(tái)，用于航拍、游戲等休閑用途。二、無(wú)人機(jī)發(fā)展的技術(shù)難點(diǎn)（一）飛控系統(tǒng)飛控子系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心

4、 系統(tǒng)，飛控對(duì)于無(wú)人機(jī)相當(dāng)于駕駛員對(duì)于有人機(jī)的作用，我們認(rèn)為是無(wú)人機(jī)最核心的技術(shù)之 一。飛控一般包括傳感器、機(jī)載計(jì)算機(jī)和伺服作動(dòng)設(shè)備三大部分，實(shí)現(xiàn)的功能主要有無(wú)人機(jī) 姿態(tài)穩(wěn)定和控制、無(wú)人機(jī)任務(wù)設(shè)備管理和應(yīng)急控制三大類(lèi)。其中，機(jī)身大量裝配的各種傳感器（包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等） 是飛控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是保證飛機(jī)控制精度的關(guān)鍵，在不同飛行環(huán)境下、不同用途的無(wú)人機(jī)對(duì) 傳感器的配置要求也不同。未來(lái)對(duì)無(wú)人機(jī)態(tài)勢(shì)感知、戰(zhàn)場(chǎng)上識(shí)別敵我、防區(qū)外交戰(zhàn)能力等方 面的需求，要求無(wú)人機(jī)傳感器具有更高的探測(cè)精度、更高的分辨率，因此國(guó)外無(wú)人機(jī)傳感器 中大量應(yīng)用了超光譜成像、合成孔徑雷達(dá)、超高頻穿透等新技術(shù)

5、。（二）導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)提供參考坐標(biāo)系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導(dǎo)無(wú)人機(jī)按照指定航線 飛行，相當(dāng)于有人機(jī)系統(tǒng)中的領(lǐng)航員。無(wú)人機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)主要分非自主（GPS等）和自主 （慣性制導(dǎo)）兩種，但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點(diǎn)，而未來(lái)無(wú)人機(jī)的發(fā)展要求障 礙回避、物資或武器投放、自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)著陸等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能， 因此多種導(dǎo)航技術(shù)結(jié)合的“慣性+多傳感器+GPS+光電導(dǎo)航系統(tǒng)”將是未來(lái)發(fā)展的方向。（三）動(dòng)力系統(tǒng)不同用途的無(wú)人機(jī)對(duì)動(dòng)力裝置的要求不同，但都希望發(fā)動(dòng)機(jī)體積小、成本低、工作可靠：1、無(wú)人機(jī)目前廣泛采用的動(dòng)力裝置為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，但活塞式只適用于低速低空小型 無(wú)人機(jī)；

6、2、對(duì)于一次性使用的靶機(jī)、自殺式無(wú)人機(jī)或?qū)棧笸浦乇雀叩珘勖梢远蹋?-2h）， 一般使用渦噴式發(fā)動(dòng)機(jī)；3、低空無(wú)人直升機(jī)一般使用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，高空長(zhǎng)航時(shí)的大型無(wú)人機(jī)一般使用渦扇發(fā)動(dòng) 機(jī)（美國(guó)全球鷹重達(dá)12t）；4、消費(fèi)級(jí)微型無(wú)人機(jī)（多旋翼）一般使用電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，起飛質(zhì)量不到100克、 續(xù)航時(shí)間小于一小時(shí)。往前看，我們認(rèn)為隨著渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)推重比、壽命不斷提高、油耗降低，渦輪將取代活塞 成為無(wú)人機(jī)的主力動(dòng)力機(jī)型，太陽(yáng)能、氫能等新能源電動(dòng)機(jī)也有望為小型無(wú)人機(jī)提供更持久 的生存力。（四）數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)的重要技術(shù)組成，負(fù)責(zé)完成對(duì)無(wú)人機(jī)遙控、遙測(cè)、跟蹤定位和 傳感器傳輸，上行數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)遙控、下行數(shù)據(jù)鏈執(zhí)行遙測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸功能。普通無(wú) 人機(jī)大多采用定制視距數(shù)據(jù)鏈，而中高空、長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)則都會(huì)采用視距和超視距衛(wèi)通數(shù)據(jù) 鏈?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)者無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈向著高速、寬帶、保密、抗干擾的方向發(fā)展， 無(wú)人機(jī)實(shí)用化能力將越來(lái)越強(qiáng)。往前看，隨著機(jī)載傳感器、定位的精細(xì)程度和執(zhí)行任務(wù)的復(fù) 雜程度不斷上升，對(duì)數(shù)據(jù)鏈的貸款提出了很強(qiáng)的要求，未來(lái)隨著機(jī)載高速處理器的突飛猛進(jìn)，網(wǎng)址:預(yù)計(jì)幾年后現(xiàn)有射頻數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率將翻倍，未來(lái)在全天候要求低的領(lǐng)域可能還將出現(xiàn)激 光通訊方式。從美國(guó)制定的無(wú)人機(jī)