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无人机(jī)发展技术(shù)难点(diǎn)分析

 

(一)飞控系统

据《2016-2020年中国无人机行(háng)业深度调研(yán)及投资前景预测报告》可知,飞(fēi)控子系统(tǒng)是无人机完成起飞(fēi)、空(kōng)中飞(fēi)行、执行(háng)任务和返场回收等整个(gè)飞行过(guò)程的核心系统,飞控对于无(wú)人机相当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是无人机最核(hé)心(xīn)的技术之一。飞控一般包括传感(gǎn)器、机载计(jì)算机和伺服作动设(shè)备三大部分,实现的功能(néng)主(zhǔ)要有无(wú)人机姿态稳(wěn)定和(hé)控制、无人(rén)机任务设备管理和应急控制三大类(lèi)。

其中,机身大(dà)量装配的各种传感器(包括角速率、姿(zī)态(tài)、位置(zhì)、加(jiā)速度、高度和空速等)是飞控系统的基础,是(shì)保证(zhèng)飞机控制精度的关键,在不同飞行环境下(xià)、不(bú)同用(yòng)途的无人机对传感器的配置要求也不同。未(wèi)来对无人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交战能力等方面的(de)需求(qiú),要求无人机传感器(qì)具有更高的探测(cè)精度、更高的分辨(biàn)率(lǜ),因此国外无人机传感器中大量应用了超光谱成像、合成孔径(jìng)雷达、超高频穿透等新技术。

(二)导航系统

导(dǎo)航系统(tǒng)向(xiàng)无人机提供参(cān)考(kǎo)坐标系的位置(zhì)、速度、飞行姿态,引导无(wú)人(rén)机(jī)按照指定航线飞行,相当(dāng)于有人机系(xì)统中的领航员。无人(rén)机(jī)载导航系统(tǒng)主(zhǔ)要(yào)分非自主(GPS等)和自主(zhǔ)(惯性制导)两种,但分别(bié)有(yǒu)易受(shòu)干扰和误(wù)差积累增(zēng)大的缺(quē)点,而(ér)未来无人机的发展(zhǎn)要求障(zhàng)碍回避、物资或武器(qì)投(tóu)放(fàng)、自动进场(chǎng)着陆等(děng)功能,需(xū)要高精度、高可靠(kào)性、高抗干扰(rǎo)性(xìng)能,因此(cǐ)多种导航技术结合(hé)的“惯性+多传感器+GPS+光电导航(háng)系统”将是未来发展(zhǎn)的方向。

(三)动力系统(tǒng)

不同用途(tú)的无(wú)人机(jī)对动力(lì)装(zhuāng)置(zhì)的要求不同,但都(dōu)希望发动机体积小(xiǎo)、成本低、工作可靠:

1、无人机目前广泛(fàn)采用的动力装置为(wéi)活(huó)塞式发动机,但活塞式只适用于低(dī)速(sù)低空(kōng)小型无人(rén)机;

2、对于一次性使用的(de)靶机(jī)、自(zì)杀式无人(rén)机或导弹,要求(qiú)推重(chóng)比高但寿命可以短(duǎn)(1-2h),一般使用涡喷式发动机;

3、低(dī)空无(wú)人直(zhí)升机一般使用涡轴发动机,高空长(zhǎng)航时的大型无人机一般使用涡扇(shàn)发(fā)动机(美国全球鹰(yīng)重达(dá)12t);

4、消费级微(wēi)型无人机(jī)(多旋翼)一般使用电池驱动的电动机(jī),起飞质量不到100克、续航时间(jiān)小于一小时。

往前看,我们认(rèn)为随着涡轮发动机推(tuī)重比、寿命(mìng)不断提高(gāo)、油(yóu)耗降低,涡轮将取代(dài)活塞成为无(wú)人机的主(zhǔ)力(lì)动力机型,太阳能(néng)、氢能(néng)等(děng)新(xīn)能(néng)源(yuán)电动机也有(yǒu)望为小型无(wú)人机提(tí)供更持(chí)久的生存力。

(四)数据(jù)链

据《2016-2020年(nián)中国无人(rén)机行(háng)业(yè)深度调(diào)研及投(tóu)资前景预测报(bào)告(gào)》可知,数(shù)据链传输系统是(shì)无(wú)人机(jī)的重要(yào)技术组成,负责(zé)完成对无人机遥控、遥测(cè)、跟(gēn)踪定位和(hé)传感器传输,上行数据(jù)链(liàn)实现(xiàn)对无人机遥控、下(xià)行(háng)数据链执行遥测、数据传输功(gōng)能。普通无人机(jī)大多采(cǎi)用定制视距数据(jù)链,而中高空、长航时无人机则都会采用视距和超视(shì)距卫通数据链。

现代数据链技术(shù)的发展推动(dòng)者无(wú)人机数据链向着高速、宽带、保密(mì)、抗(kàng)干扰的方向发展,无人机实用化(huà)能力将越来越(yuè)强(qiáng)。往前看,随着(zhe)机载传感(gǎn)器、定位的(de)精细程度和执行任务的(de)复杂程度不断上(shàng)升,对数据链(liàn)的贷款提(tí)出了(le)很强的(de)要求,未来随着机载高速处理器的突飞(fēi)猛进,预计几年(nián)后现(xiàn)有射频数据链的传输速率将翻倍,未来在全天候要(yào)求低的领域可能(néng)还将出现激光(guāng)通讯方式。从美国制定(dìng)的无人机通信(xìn)网络发展战略上看,数据链系(xì)统从最初IP化的传输、多(duō)机互连(lián)网络,正在向卫星网络转换传输,以及最(zuì)终(zhōng)的完全全球信(xìn)息格栅(GIG)配(pèi)置(zhì)过渡,为授权用户提供无缝全球信息(xī)资源交互能力,既(jì)支持固(gù)定用户、又支持移动用户。(来源:中国(guó)投资咨询网)

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