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无人机的宿世此生和未来

2018-05-30 17:39

  无人机的宿世、此生和未来

[摘要] 欧洲法规2008第216号监管着一切整机分量超越150公斤的无人机.无人机的规划和出产也有必要和惯例飞机相同遵照相关的认证标准(该标准由 EuroUSC公司主导,该公司取得民航局的授权施行轻型无人机方案),而且有必要取得适航认证或准飞答应.在英国,整机分量在20公斤到150公斤的无人机需求具有英国法令下的适航性资质.假如飞翔器在半径500米和低于400英尺的规模或许在阻隔的飞翔区域内,而且无人机和该飞翔有必定的适航性确保,英国民航局能够豁免适航性认证的需求.英国民航局也会在自己调查和被引荐的根底上颁布豁免权,当时仅有一家安排取得了此项答应.整机分量20公斤以下的无人机并不需求遵照许多首要方针要求,可是领航法第98号文中设立了一些条件。

  

  

一、无人机是什么

  

无人机是无人驾驶飞机的简称(Unmanned Aerial Vehicle),是运用无线电遥控设备和自备的程序操控设备的不载人飞机,包含无人直升机、固定翼机、多旋翼飞翔器、无人飞艇、无人伞翼机。广义地看也包含接近空间飞翔器(20-100公里空域),如平流层飞艇、高空气球、太阳能无人机等。从某种视点来看,无人机的,无人机能够在无人驾驶的条件下完结杂乱空中飞翔使命和各种负载使命,能够被看做是“空中机器人”。

  

依照不同渠道构型来分类,无人机可首要有固定翼无人机、无人直升机和多旋翼无人机三大渠道,其它小品种无人机渠道还包含伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞船等。固定翼无人机是军用和大都民用无人机的干流渠道,最大特点是飞翔速度较快;无人直升机是灵活性最强的无人机渠道,能够原地笔直起飞和悬停;多旋翼(多轴)无人机是消费级和部分民用用处的首选渠道,灵活性介于固定翼和直升机中心(起降需求推力),但操作简略、本钱较低。

  

按不同运用范畴来区分,无人机可分为军用、民用和消费级三大类,关于无人机的功用要求各有侧重:

  

1)军用无人机关于灵敏度、飞翔高度速度、智能化等有着更高的要求,是技能水平最高的无人机,包含侦查、钓饵、电子对抗、通讯中继、靶机和无人战斗机等机型;

  

2)民用无人机一般关于速度、升限和航程等要求都较低,但关于人员操作训练、归纳本钱有较高的要求,因而需求构成老练的产业链供给尽可能低价的零部件和支撑效劳,现在来看民用无人机最大的商场在于政府公共效劳的供给,网站地图。如警用、消防、气候等,占到总需求的约70%,而咱们以为未来无人机潜力最大的商场可能就在民用,新增商场需求可能呈现在农业植保、货品速度、空中无线网络、数据获取等范畴;

  

3)消费级无人机一般选用本钱较低的多旋翼渠道,用于航拍、游戏等休闲用处。

  

图:国际民用无人机运用范畴构成。

  

二、无人机技能难点

  

1、飞控体系是无人机的“驾驶员”-更准确、更明晰

  

飞控子体系是无人机完结起飞、空中飞翔、履行使命和返场收回等整个飞翔进程的中心体系,飞控关于无人机相当于驾驶员关于有人机的效果,咱们以为是无人机最中心的技能之一。飞控一般包含传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,完成的功用首要有无人机姿势安稳和操控、无人机使命设备管理和应急操控三大类。

  

图:飞机架构。

  

其间,机身很多安装的各种传感器(包含角速率、姿势、方位、加速度、高度和空速等)是飞控体系的根底,是确保飞机操控精度的要害,在不同飞翔环境下、不同用处的无人机对传感器的装备要求也不同。未来对无人机态势感知、战场上辨认敌我、防区外交兵才能等方面的需求,要求无人机传感器具有更高的勘探精度、更高的分辨率,因而国外无人机传感器中很多应用了超光谱成像、合成孔径雷达、超高频穿透等新技能。

  

2、导航体系是无人机的“眼睛”,多技能结合是未来方向

  

导航体系向无人机供给参阅坐标系的方位、速度、飞翔姿势,引导无人机依照指定航线飞翔,相当于有人机体系中的领航员。无人机载导航体系首要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种,但别离有易受搅扰和差错堆集增大的缺陷,而未来无人机的开展要求妨碍逃避、物资或兵器投进、主动出场着陆等功用,需求高精度、高牢靠性、高抗搅扰功用,因而多种导航技能结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航体系”将是未来开展的方向。

  

3、动力体系-涡轮有望逐渐替代活塞,新能源发动机提高续航才能

  

不同用处的无人机对动力设备的要求不同,但都期望发动机体积小、本钱低、作业牢靠:1)无人机现在广泛选用的动力设备为活塞式发动机,但活塞式只适用于低速低空小型无人机;2)关于一次性运用的靶机、自杀式无人机或导弹,要求推重比高但寿数能够短(1-2h),一般运用涡喷式发动机;3)低空无人直升机一般运用涡轴发动机,高空长航时的大型无人机一般运用涡扇发动机(美国全球鹰重达12t);4)消费级微型无人机(多旋翼)一般运用电池驱动的电动机,起飞质量不到100克、续航时刻小于一小时。

  

往前看,咱们以为跟着涡轮发动机推重比、寿数不断提高、油耗下降,涡轮将替代活塞成为无人机的主力动力机型,太阳能、氢能等新能源电动机也有望为小型无人机供给更耐久的生存力。

  

4、数据链是“放风筝的线”–从独立专用体系向全球信息格栅(GIG)过渡

  

数据链传输体系是无人机的重要技能组成,担任完结对无人机遥控、遥测、盯梢定位和传感器传输,上行数据链完成对无人机遥控、下行数据链履行遥测、数据传输功用。一般无人机大多选用定制视距数据链,而中高空、长航时无人机则都会选用视距和超视距卫通数据链。

  

现代数据链技能的开展推动者无人机数据链向着高速、宽带、保密、抗搅扰的方向开展,无人机实用化才能将越来越强。往前看,跟着机载传感器、定位的精密程度和履行使命的杂乱程度不断上升,对数据链的借款提出了很强的要求,未来跟着机载高速处理器的日新月异,估计几年后现有射频数据链的传输速率将翻倍,未来在全天候要求低的范畴可能还将呈现激光通讯方法。

  

从美国拟定的无人机通讯网络开展战略上看,数据链体系从开始IP化的传输、多机互连网络,正在向卫星网络变换传输,以及终究的彻底全球信息格栅(GIG)装备过渡,为授权用户供给无缝全球信息资源交互才能,既支撑固定用户、又支撑移动用户。

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