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无(wú)人机发展技术难点分析(xī)

 

(一)飞控系(xì)统

据《2016-2020年中国无人机行业深度调研及(jí)投资前(qián)景预测报告(gào)》可知,飞控子系统(tǒng)是无人(rén)机完成起(qǐ)飞、空(kōng)中飞行、执(zhí)行任务和返场(chǎng)回收(shōu)等(děng)整个(gè)飞行过程的核心系统,飞控对于无人机(jī)相当于驾驶员(yuán)对于有人机的作(zuò)用,我们认为是无人机最(zuì)核心的技术(shù)之一。飞控一般包括传(chuán)感器、机(jī)载计算机和伺服(fú)作(zuò)动设(shè)备三(sān)大部分,实(shí)现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任(rèn)务设备管理和应急控制(zhì)三(sān)大类。

其中,机身大量装配的各种传感器(包(bāo)括角速率(lǜ)、姿态(tài)、位置、加速度(dù)、高度和空速等)是飞(fēi)控系统(tǒng)的基础,是保证飞机控制精度的(de)关键,在不同飞行环境下、不同用(yòng)途的无人机对传感(gǎn)器的配置要求(qiú)也不(bú)同(tóng)。未来对无(wú)人机态势感知、战场上识别敌我、防区外交(jiāo)战能力等方面的需求,要求(qiú)无人机传感器具有更高的探测精度、更高的分辨率,因(yīn)此国外无人机传感器中大量应用了超光谱(pǔ)成(chéng)像、合成孔(kǒng)径雷达(dá)、超高频穿透等新技术。

(二)导航系(xì)统(tǒng)

导航系统向无人机提供参考(kǎo)坐标系的位置、速度、飞行姿(zī)态(tài),引导无人(rén)机按照指定(dìng)航线飞(fēi)行,相(xiàng)当于有(yǒu)人机系统中(zhōng)的领航员。无人机载导航系统主要分非自主(GPS等)和自主(惯性制(zhì)导(dǎo))两种,但(dàn)分别有易受(shòu)干(gàn)扰和误差积累增大的缺点(diǎn),而未来无人机的发(fā)展(zhǎn)要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能,需要(yào)高精度、高可靠性、高抗(kàng)干扰性能,因此多(duō)种导航(háng)技(jì)术结合的“惯(guàn)性+多(duō)传感器+GPS+光电导航系(xì)统”将是未来发展的方向。

(三)动力(lì)系统

不同用途的无人机对动(dòng)力装(zhuāng)置(zhì)的要(yào)求不(bú)同(tóng),但都希望(wàng)发动机体(tǐ)积小、成(chéng)本低、工作可(kě)靠:

1、无人机目前(qián)广泛(fàn)采用的动力(lì)装置为活塞式发动机,但活塞(sāi)式只适用于低速低空小型无人机;

2、对于(yú)一次性使用的靶机(jī)、自杀式无人机或(huò)导(dǎo)弹,要求(qiú)推重比(bǐ)高但寿命可以短(1-2h),一般使用涡喷式发动(dòng)机;

3、低空无人直升机一般(bān)使用(yòng)涡轴发动机,高(gāo)空(kōng)长航(háng)时的大型无人机一般(bān)使用涡扇发动(dòng)机(美国(guó)全球鹰重达12t);

4、消费级(jí)微型无人机(多旋翼)一(yī)般使用电(diàn)池驱动的电(diàn)动机(jī),起(qǐ)飞质量不到100克、续航时间小于一小(xiǎo)时。

往(wǎng)前看(kàn),我们认为随着涡轮发动机推重比、寿命(mìng)不断提高、油耗降低,涡轮将取代活(huó)塞成为无人(rén)机的主力动力机型,太(tài)阳能、氢能等新(xīn)能源电动(dòng)机(jī)也有(yǒu)望为小型无人机(jī)提供更持久(jiǔ)的生存(cún)力。

(四)数据链

据《2016-2020年中(zhōng)国无人机行业深(shēn)度(dù)调研及投资前景预测报告》可知,数据链传输系(xì)统是(shì)无人机的重要技(jì)术组成,负责完成对无人机遥(yáo)控、遥测、跟踪定位(wèi)和传(chuán)感器(qì)传输(shū),上行数据(jù)链实现对(duì)无人机遥控、下行数(shù)据链执行遥测、数据传(chuán)输功能。普(pǔ)通无(wú)人机(jī)大多采用定制视距数据链,而中高空(kōng)、长航时无人机则都会采用(yòng)视距和(hé)超视距卫通(tōng)数据(jù)链。

现(xiàn)代数(shù)据链技术的(de)发展推动者无人机数据链(liàn)向(xiàng)着高速(sù)、宽带、保(bǎo)密、抗干扰的方向发(fā)展,无人机实(shí)用(yòng)化能力将越来(lái)越(yuè)强(qiáng)。往前看,随着机载(zǎi)传感器、定位的(de)精细程度和执行任务的复杂程度不(bú)断上升,对数据链的贷款提出了(le)很强的要求,未来随着机载高速处理器的(de)突(tū)飞猛(měng)进,预(yù)计几年后现(xiàn)有射频数据链的传输速率将翻(fān)倍,未来(lái)在全天候要求(qiú)低的领域可能还将出现激(jī)光通讯方式。从美国(guó)制定的无人机通信网络发展战略上看,数(shù)据链系统(tǒng)从(cóng)最初IP化的(de)传输、多机互连网(wǎng)络,正在向(xiàng)卫星网络转换(huàn)传输,以及最(zuì)终的完全全球(qiú)信息(xī)格栅(shān)(GIG)配置过渡,为授权用户提供(gòng)无缝全(quán)球(qiú)信息资源交互能力,既(jì)支持(chí)固(gù)定用户、又支持移(yí)动用户。(来源(yuán):中(zhōng)国(guó)投资咨询网)

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