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无(wú)人机发展(zhǎn)技术难点分析

 

(一)飞控系统

据《2016-2020年(nián)中国无人机行(háng)业(yè)深度调(diào)研及投资前景(jǐng)预(yù)测报告》可知(zhī),飞(fēi)控子系统是无人机完成起飞、空中飞(fēi)行、执行任务和(hé)返场回(huí)收等整个(gè)飞(fēi)行(háng)过程的(de)核心系统,飞控对于(yú)无(wú)人机相当于驾(jià)驶(shǐ)员对(duì)于有人机的作用,我们认为是(shì)无人机最核心的(de)技(jì)术之一。飞控一般包括传(chuán)感器、机载计算机和伺服作动(dòng)设备三大部分,实(shí)现的功(gōng)能主(zhǔ)要有无人(rén)机(jī)姿态稳定和控制、无(wú)人机(jī)任务设备(bèi)管(guǎn)理和应急控制三(sān)大类。

其(qí)中(zhōng),机身大(dà)量装(zhuāng)配(pèi)的各种传感器(包括角速率、姿态(tài)、位置、加速度、高度和空速(sù)等)是飞控系统的(de)基础(chǔ),是保(bǎo)证飞(fēi)机控制精度的关键,在不同飞行环境下、不同用途的无人机对传感器的配(pèi)置要求也不同。未(wèi)来(lái)对无人(rén)机态势感知、战场上识别(bié)敌我、防区外交战能力等方面的(de)需(xū)求,要求无人(rén)机(jī)传(chuán)感器具有(yǒu)更高的探测精度、更高(gāo)的分辨率,因此国外无人机传感(gǎn)器中大量应用了超(chāo)光谱成像、合(hé)成孔径雷达、超高频穿(chuān)透等(děng)新技术。

(二)导航系统

导航系统向无人机提(tí)供参(cān)考(kǎo)坐标(biāo)系的位置、速度、飞行姿态,引(yǐn)导无人机按照指定航线飞行,相当于有(yǒu)人机系统中的(de)领(lǐng)航员。无人机载导航系统(tǒng)主要分非自(zì)主(GPS等)和自(zì)主(惯性制导)两种,但分别有易受干扰和误(wù)差积(jī)累增(zēng)大的缺点,而(ér)未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自(zì)动进场(chǎng)着陆等功能,需要(yào)高精(jīng)度、高可(kě)靠性、高抗干扰性能,因此多种导航技(jì)术结合的“惯性+多传感器(qì)+GPS+光电导航(háng)系统(tǒng)”将是未来发(fā)展的方向。

(三)动(dòng)力系统

不同(tóng)用途(tú)的无人机(jī)对动力装置的(de)要(yào)求不同,但(dàn)都希望发动机体(tǐ)积小、成本低、工作可靠:

1、无人机目前广泛采用的动力(lì)装置为活塞式发动(dòng)机,但活塞式只(zhī)适用于低(dī)速低空(kōng)小型无人机;

2、对(duì)于一次性使用的靶机、自杀式(shì)无人机或导弹,要求推(tuī)重(chóng)比高但寿(shòu)命可以短(1-2h),一(yī)般使用涡喷式发动机(jī);

3、低空无人直升机一般使用(yòng)涡轴发动机,高空长航时的大型无人机一般使用涡扇(shàn)发动机(美国全球鹰重达12t);

4、消费(fèi)级微型无人机(多旋(xuán)翼)一般使用电池驱(qū)动的电动机,起飞质量不到100克、续航时间小于一小时。

往前看,我们认为随(suí)着涡轮发动机推重(chóng)比、寿命不断(duàn)提高、油耗降低,涡轮将取代(dài)活塞成为无人机的主力动力机型,太阳能、氢(qīng)能等新(xīn)能源电动(dòng)机也有望(wàng)为小型无人机(jī)提供更持久的生存力。

(四)数据链

据《2016-2020年中国无人机行业深度(dù)调研(yán)及投(tóu)资(zī)前景预测报(bào)告》可知,数据链传输系统(tǒng)是无人机的重要技术(shù)组成,负(fù)责(zé)完成对无人(rén)机(jī)遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输,上行数据链实现(xiàn)对无人(rén)机遥控、下行数据链执行遥(yáo)测、数(shù)据传输功能。普通无人机大(dà)多采用定制视距数(shù)据链,而中(zhōng)高空、长(zhǎng)航时无人(rén)机则都会(huì)采用视距和(hé)超视距卫(wèi)通数据链。

现(xiàn)代数据链技术的发展推(tuī)动者无人机数(shù)据链向着(zhe)高速、宽带、保密、抗干扰(rǎo)的(de)方向(xiàng)发展,无人机(jī)实用化能力将越来越强。往前看,随着机载(zǎi)传感(gǎn)器、定位的(de)精细程度和执(zhí)行(háng)任(rèn)务的复杂程度不断上升,对数据链的贷(dài)款提出了很强的要求,未(wèi)来随着机载高速处理器(qì)的突飞猛进,预计几年后(hòu)现(xiàn)有射频(pín)数据链的传输(shū)速率将翻(fān)倍,未来在全(quán)天候要求低的领域可能(néng)还将出现激(jī)光(guāng)通讯方式。从美国制定的无人机通信网络发(fā)展战略上(shàng)看(kàn),数(shù)据链(liàn)系统从最(zuì)初(chū)IP化的传输、多机互连网络,正在向卫星网络(luò)转换传输,以及最(zuì)终的完全全球信息格栅(GIG)配置过渡(dù),为授权用户提供无缝全球信(xìn)息资源交互(hù)能力,既支持固(gù)定用户、又支持移动用(yòng)户。(来源:中国投(tóu)资咨询网)

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