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1、无人机发展现状及未来趋势无人机发展现状及未来趋势摘要摘要 介绍了无人机的发展历程和现状，并阐述了无人机的分类、系统结构、技术要素、应用领域，就世界上主要国家的服役机型做了简要介绍，最后对无人机发展中的问题及未来趋势作了介绍。关键词关键词 无人机无人机 发展现状发展现状 发展趋势发展趋势 引言引言21 世纪是信息时代，掌握了信息就意味着赢得了主动权。因此无论是在军事上还是在民用上，各个国家都对信息有着强烈的需求。无人机正是能够满足这一需求的有效手段。随着信息技术、电子技术、计算机技术等高新技术在航空领域的广泛应用以及现代战争的需要,无人机的应用范围和性能都将得到不断提高和扩展。无人机简介无人机简
2、介无人飞行载具（英语：Unmanned Aerial Vehicle，缩写 UAV）或称无人飞机系统（Unmanned Aircraft System） ，俗称无人机或无人飞机，指的是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务，并能重复使用的无人驾驶航空器。下面几幅无人机的图片：图 1：美国“捕食者”无人机 图 2：国产“翼龙”无人机图 3：民用艾特无人机 图 4：深圳大疆航拍无人机无人机分类无人机分类“密码密码”无人机无人机这是美国西科斯基飞机公司应国防部要求研制的一种小型无人机，主要用于向战场指挥员提供与战斗进展有关的战场实时信息。 “密码”机外型十分奇特，酷似一个面包圈。该机飞
3、行高度 2500 米左右，巡航半径 30 公里，内装光学照相机、前视红外传感器及其它可执行军事任务的传感器。它主要担负在中低空范围内对敌各种目标的侦察搜索任务，并可利用机上地面穿透雷达探测地下的雷达等装置。 多功能无人机多功能无人机多功能无人机将集侦察、校射、监视、战果评估、目标识别、无线电中继、对地攻击等多功能于一体，可在距敌较远时进行干扰、诱骗等软打击，也可在必要时对地面重要目标进行攻击。美国波音公司研制的“秃鹰”就是这样一种无人机。 “秃鹰”是一种大高度、长续航时间的自主式无人机，可用于执行战略侦察、监视。目标探测、反潜战、指挥、控制、通信、大气监测、海关与边防巡逻等任务。该机采用全复合
4、材料机体结构，具有很轻的大展弦比承载机翼。该机巡航速度每小时 148 公里，最大升限 2.736 万米 。 人工智能无人机人工智能无人机为使无人机真正成为“空中士兵”，国外正在积极发展人工智能无人机。如英国塞肯公司的“塞肯”观察与攻击自动飞行器，可在空中监视目标的同时自动判断目标的军事价值。当它认为目标值得攻击时，就自动调整飞行状态，精确地向目标发起俯冲攻击。 长时间留空无人机长时间留空无人机为对目标进行长时间监视，弥补无人侦察机留空时间短、对同一目标反复侦察时所需航次多等不足，长时间留空无人机便应运而生。如美国洛克希德公司的微波动力无人机，可在高空飞行 60 天以上。目前，国外的长时间留空无
5、人机最大续航时间 可达 1 年，可对目标进行连续不断的侦察、监视。 反导弹无人机反导弹无人机为对付日益增多的地对地战术导弹 的攻击，国外正积极研制用于拦截导弹的无人机。这种无人机可在距所防卫目标较远处击毁来袭导弹，从而克服了“爱国者”、C300 等一类导弹拦截距离近、反应时间长、拦截成功后的残体仍对目标有一定损害作用的不足。 预警无人机预警无人机与载人预警机相比，预警无人机的经济性好、费效比低且生存能力强。预警无人机与载人预警机一样，集预警、指挥、控制和通信功能干一身，可起到活动雷达站和空中指挥中心的作用。平时可用来进行空中值勤，监视敌方行动，战时可加大预警距离，扩大己方的拦截线并且可以通过它
6、统一控制战区内的所有防空武器，有效指挥三军作战。预警无人机既可单独作用，又可与载人预警机配合使用。单独使用时，预警无人机利用下行数据传输线，将所获得的情报信息传到地面指挥控制中心。配合使用时，预警无人机率先部署在 200300 公里外，将所获得的情报发送给载人预警机，以此扩大预警范围，避免载人预警机穿行于危险区域。美国格鲁门公司 研制的 D754 就是一种典型的预警无人机。该机装有新型机载共形相控阵雷达 ，能够在复杂电子环境中探测和识别像巡航导弹这样的低空飞行目标。此外，机上还装有红外等多种传感器。 隐身无人机隐身无人机1995 年 6 月 1 日，由美国洛克希德公司、马丁公司和波音公司联合研
7、制的世界上第一种隐身无人机“蒂尔”3（绰号“暗星”） ，在美国加利福尼亚州的洛克希德公司斯昆克工厂公开展出。该机外形奇特，机翼硕大，机身扁平，有头无尾。 “暗星”之所以采用这种奇特的外形，主要是为了减小雷达反射截面积，以增强隐身性能。机身的底部涂成黑色，也是基于此种考虑。该机在 1.37 万高度可巡航 8 小时，活动半径 1800 公里，巡航速度每小时 240 公里。据介绍，该机将装备合成孔径雷达 或电光探测设备，在续航 8 小时时，总监视覆盖面积为4.8 万平方千米；在 1 米分辨率时，搜索速度为每小时 5480 公里；能显示 0.3米的目标象点；单机可截获目标 600 个。该机还具有自主起
8、飞、自动巡航、脱离和着陆的能力，而且可在飞行中改变自己的飞行程序，以执行新的任务。 微型无人机微型无人机为进一步扩大无人机的使用范围，使无人机能直接为班、排、连等低级别作战单位提供实时的情报保障，国外正积极开发微型无人机 。这种无人机最长约 2 米，仅重几公斤，使用时可由单兵发射筒发射。如美国布兰登布雷飞机结构公司和伞翼公司正在研制的“天球”无人机，最大重量仅 9 公斤左右，最长留空时间为 2.5 小时，除可以垂直起降外，还可在 7 米7 米的场地上发射与回收。新一代微型侦察机即将走出实验室。可以放在手掌上的这种微型飞机翼展15 厘米，靠体积仅有纽扣大小的电动或喷气发动机推动。它将被用于侦察卫
9、星和军用侦察机监视不到的死角，使士兵能够看到山背面的情况或发现躲在被轰炸后的建筑物内的敌人。微型侦察机可以放在军用挎包里，它装备有摄像机、红外线传感器或雷达探测器等，甚至有电子鼻，以便通过士兵的气味发现他们。空战无人机空战无人机为减少有人驾驶飞机在空战中的损失，国外正研制用于空对空交战的无人机。由于无人机机动时不受飞行员抗过载能力的限制，空战时，可进行超常规机动，对导弹等高速攻击武器可进行有效的规避。同时，由于无人机被敌方机载雷达截获的概率低，故在空战中的损失要大大低于有人驾驶飞机。例如，美国研制的高机动空中格斗无人机，在与 F4“鬼怪”式战斗机进行空战格斗试验中，曾成功地躲避开 F4 所发射
10、的“麻雀”导弹的攻击，并占领了 F4 后侧有利的攻击位置。另外，美国还在进行“天眼”无人机携载“轻标枪”和“针刺”空对空导弹的试验，用于与直升机、攻击机空战。无人机发展历史无人机发展历史无人机最早的开发是在一战后，二战中曾以无人靶机用于训练防空炮手之外，美国与德国都尝试以飞机携带大量炸药，经由飞行员直接或者是透过另外一架飞机控制，对特殊目标进行精确度较高的攻击。德国是以战斗机加上无人轰炸机的榭寄生型态使用于东线战场。美国试验性的使用 B-17 轰炸机作为炸药的载具，飞行员在最后阶段启动自动飞行装置之后跳伞，飞机则在默认的飞行之后撞击目标。第二次世界大战之后有数种发展路线。一种是以退役的飞机改装
11、成为特殊研究或者是靶机。一种是以专门设计的小型无人飞机担任特殊的侦查或者是试验任务，第三种是以小型无人飞机取代大型飞机的任务。随着电子技术的进步，无人机在担任侦查任务的角色上开始展露他的灵活性与重要性。在越战期间，美国就曾经使用大量的无人机对高价值或者是防御严密的目标进行侦查工作，如此一来可以减少人员的伤亡或是被俘虏的风险。在越战时期美国军方开发的RPV（Remotely Piloted Vehicle） ，也就是泰勒雷恩（Teledyne-Ryan）飞机公司的AGM-34 火蜂（Firebee）遥控载具为早期无人飞机的代表产品之一。此外，以A-12 侦察机携带的 D-12 三倍音速无人侦察机
12、是非常特殊但是不太成功的另外一项尝试。美国海军于 1950 年代寻找一种较 ASROC 反潜火箭便宜的反潜系统时，曾经利用小型无人直升机部署于驱逐舰上，携带鱼雷攻击被标定的苏联潜艇。这项名为无人反潜直升机（Drone Anti-Submarine Helicopter，DASH）计划于1960 年展开，然而，受到越战军费的影响，在 1967 年被美国国防部以效果不如预期而取消。不过，同时期国防部也曾经改装少数 DASH 计划的 QH-50 直升机于越南担任侦查任务。1982 年以色列航空工业公司（IAI）首创以无人机担任其他角色的军事任务。在加利利和平行动（黎巴嫩战争）时期，侦察者无人机无人机
13、系统曾经在以色列陆军和以色列空军的服役中担任重要战斗角色。以色列国防军主要用无人机进行侦察、情报收集、跟踪和通讯。在 1991 年的沙漠风暴行动中，美军曾经发射专门设计的小型无人机作为诱饵来欺骗敌方雷达系统。无人机发展现状及应用无人机发展现状及应用鉴于其独有的低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用和高机动等诸多优势,其使用范围已拓宽到军事、民用和科学研究三大领域。在军事上可用于侦察、监视、通信中继、电子对抗、火力制导、战果评估、骚扰、诱惑、对地(海)攻击、目标模拟和早期预警等;在民用上,可用于大地测量、气象观测、城市环境检测、地球资源勘探和森林防火等;在科学研究上,可用于大气研究,对核生化污染区的
14、取样与监控、新技术新设备与新飞行器的试验验证等。目前各国无人机服役情形美国型号：MQ-1 掠夺者侦察机RQ-2 先锋（与以色列航空工业公司合作）RQ-3 暗星RQ-4 全球鹰欧洲之鹰RQ-5 猎人（与以色列航空工业公司合作）RQ-6 前驱RQ-7 影子MQ-8 火力侦察兵无人机MQ-9 收割者侦察机RQ-11A 大乌鸦GNAT-750扫描鹰龙眼BQM-74E 石鸡RQ-170 哨兵无人侦察机俄罗斯型号：Dozor-100 无人机Zala 421-06 直升机式中华人民共和国型号：长空一号无人机长空二号无人机无侦五无人机无侦九无人机ASN-206 无人机鑫鹰千里眼-III 型鑫鹰 步云者-III
15、中国成都飞机设计研究所翼龙无人机法国型号:麻雀德国型号：CL-289阿拉丁月神 2000印度型号：航空发展局尼桑特（遥控飞行器）印度斯坦航空工业公司拉克什亚搜索者 MkII（和以色列合作）印度斯坦航空工业公司苍鹭（和以色列合作）中华民国（台湾）型号：中翔二型中翔三型天隼二型红雀微型无人机英国型号：墨卡托不死鸟守望者以色列型号：以色列航空工业公司先锋（和美国合作）猎人 RQ-5 无人机（和美国合作）以色列航空工业公司哈比以色列航空工业公司苍鹭以色列航空工业公司别动队以色列航空工业公司侦察兵以色列航空工业公司搜索者以色列航空工业公司陨石 - 发射筒发射的微无人机系统无人机系统结构无人机系统结构图
16、5：无人机系统结构 无人机系统结构如图 5 所示,整个系统包括: 1)无人机机身; 2)飞行控制系统; 3)数据通信系统；4)发射与回收系统。根据无人机起降类型不同,有些种类无人机则没有单独的发射和回收系统。无人机的性能在很大程度上取决于它的飞行控制系统设计，这些性能包括各种飞行性能(包括起飞着陆性能、作业飞行性能)、飞行安全可靠性，飞行可监控性,系统可操作性和可维护性，以及人机接口任务设置的友好性等。无人机的飞行控制系统通常可分为遥控型及遥控-自主复合型两种。飞行控制系统的机上部分包括：三轴姿态稳定与控制系统，自主飞行控制和指挥系统，飞行轨迹和导航控制系统，起飞与精确着陆(舰)飞行控制系统,及飞行安全控制系统。飞行控制系统的地面部分包括：飞行操纵和指令系统，飞行监控及显示系统，飞行定位系统，飞行自动指令系统。地面飞控系统通过无线数据通讯系统耦合为一个整体系统3。无人机的发射和回收有多种方式。发射方式有空中投放，弹射
