曹柱 王冬新
摘要:無人機是一種不需要人員搭乘,通過遠程控制技術(shù)和自主控制技術(shù)來完成各種任務(wù)的航空器,它的優(yōu)點有:成本低,用途廣泛和避免出現(xiàn)人員傷亡等。之前主要用于軍事領(lǐng)域,用來做偵查敵方情況的探測器,近些年來,由于科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,也走進了民用領(lǐng)域。本文通過介紹和總結(jié)無人機技術(shù)的研發(fā)近況,通過其特點提出了一系列的主要應(yīng)用,最后并對無人機的未來發(fā)展趨勢做出了展望
關(guān)鍵詞:無人機技術(shù)研究近況發(fā)展趨勢
1、無人機技術(shù)的研究近況
無人機是一種可遠程控制、有動力、能夠攜帶多種設(shè)備、有效執(zhí)行不同任務(wù),并且可以多次反復(fù)利用的小型的無人駕駛航空器。鑒于其自身的諸多優(yōu)勢,在偵察、監(jiān)視、通信中繼、電子對抗等諸多軍事領(lǐng)域取得了成功的運用。當前,無人機技術(shù)除了在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以外,在民用領(lǐng)域也取得了很大的進步,比如在民用領(lǐng)域中的植保無人機、物流無人機、航拍無人機、救災(zāi)無人機等都是對無人機的多元化利用,利用無人機可以執(zhí)行高危任務(wù)或?qū)θ梭w傷害較大的任務(wù),減少人員傷亡,提升效率。它還有著操作簡便、起降靈活、環(huán)境影響等優(yōu)點,受到多種行業(yè)領(lǐng)域的青睞,成為他們重點研發(fā)的對象。
2、無人機的應(yīng)用
(1)植保無人機
自從2010年,我國第一架植保無人機的成功試飛,眾多企業(yè)家都開始了對植保無人機的研發(fā)和生產(chǎn),從而促進了植保無人機技術(shù)的快速發(fā)展與普及。為了更好的適應(yīng)我國的不同地理條件,農(nóng)用植保無人機多采用的是無人直升機。而固定翼無人機需要跑道起飛,不適合小型的農(nóng)業(yè)種植,更適合于形成規(guī)模的農(nóng)場進行使用。目前,在我國的農(nóng)業(yè)種植與養(yǎng)護方面,通過無人機可以噴灑噴藥、種子與粉劑等,大大減少農(nóng)藥對人體的傷害。但是當前我國的農(nóng)業(yè)植保無人機技術(shù)與國外發(fā)達國家還有一定的差距,我國做為18億畝基本農(nóng)田的農(nóng)業(yè)大國,不斷發(fā)展與推廣植保無人機技術(shù)、積極探索有效的植保模式意義深遠。
(2)軍用無人機
第一,朝著戰(zhàn)斗機與無人機結(jié)合的方向發(fā)展。無人機不需要飛行員,并且具有成本低、維護少的優(yōu)勢,能在不造成人員傷亡的同時完成危險系數(shù)高的任務(wù),最為關(guān)鍵的一點是無人機能重復(fù)使用,所使用的彈藥價格極低,無論從哪個角度而言,都具有較強的可操作性,所以將戰(zhàn)斗機與無人機進行結(jié)合,是軍用無人機發(fā)展的重要趨勢,能在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮出更加無可替代的作用。第二,朝著微型無人機方向發(fā)展。此種無人機體型極小,難以被發(fā)現(xiàn),能快速潛入到敵軍中,用于警戒與偵查中的效果較好。但有一弊端,在惡劣天氣易失去平衡,嚴重時會出現(xiàn)墜毀現(xiàn)象。第三,朝著多用途無人機方向發(fā)展。此無人機功能十分多元,能用于各種戰(zhàn)斗任務(wù),需要向三個方向發(fā)展。一是用組合式結(jié)構(gòu)的機體,部件隨時可更換;二是機內(nèi)裝入多種設(shè)備,及時完成多種類任務(wù);三是在系列機優(yōu)勢的帶動下達成一機多用目的。
(3)物流無人機
國內(nèi)物流無人機發(fā)展速度非常驚人,很多快遞物流企業(yè)都在布局無人機快遞。近幾年,國內(nèi)的幾家物流龍頭企業(yè),應(yīng)經(jīng)在無人機的研發(fā)和使用上取得了一定的成果。2017年6月29日,順豐快遞成功的完成了物流無人機的試飛工作,并進行了四軸多旋翼機型、傾轉(zhuǎn)旋翼機型的飛行參數(shù)對比,以便后期對不同區(qū)域的投放需求進行不同機型的選擇,當前順豐公司的物流無人機可實現(xiàn)最大有效載重5-25公斤,續(xù)航距離可達15-100公里,隨著我國網(wǎng)絡(luò)購物的持續(xù)發(fā)展,物流無人機的更大載重、更遠續(xù)航時間成為了物流無人機技術(shù)研發(fā)趨勢。
3、無人機技術(shù)的未來走向
(1)模塊化
高科技技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,使得無人機技術(shù)實現(xiàn)模塊化與通用化成為可能,今后的無人機技術(shù)將朝著一機多能的趨勢發(fā)展。在無人機系統(tǒng)的設(shè)計中,采取模塊化技術(shù)可以不斷優(yōu)化內(nèi)部結(jié)構(gòu),并且可以根據(jù)不同的任務(wù)及時更換不同功能的機載設(shè)備,實現(xiàn)不同任務(wù)的執(zhí)行,從而實現(xiàn)一機多用,充分提高利用率。
(2)長航時
從無人機的發(fā)展趨勢來看,長航時無人機已成為世界各國無人機的發(fā)展重點之一。長航時高空無人機可有有效解決無人機續(xù)航時間短的問題,可多次完成預(yù)定的任務(wù)目標。另外長航時無人機應(yīng)用靈活,價格便宜,可隨時按操作系統(tǒng)進行任務(wù)的完成。所以,長航時無人機已成為軍用及民用無人機的重點研發(fā)對象。
(3)微型化
隨著微電子技術(shù)和納米技術(shù)的飛速發(fā)展,21世紀的無人機將變得“微乎其微”如美國正在研制一種微型無人機,能夠在城市的建筑物之間飛行,還有一種微型無人機可從人員的手掌上起飛。很多無人機科學(xué)家認為,無人機近期只是有人駕駛系統(tǒng)的輔助,在中長期,應(yīng)能按預(yù)先設(shè)定的程序半自主地完成任務(wù),而在遠期,則應(yīng)該能從頭至尾完全自主地完成任務(wù),當然仍需要人員的監(jiān)控。各種型號無人機的監(jiān)控將實現(xiàn)通用化,不同型號無人機獲取的信息可以實現(xiàn)資源共享。
(4)普及化
隨著科技的發(fā)展,無人機已經(jīng)廣泛進入了各種領(lǐng)域,國內(nèi)已有不少消防機構(gòu)使用無人機進行火場偵查監(jiān)測、拋投救援物資等工作,效果不錯。在天津爆炸事件救援中,就利用無人機進行高空偵查,為救援提供了更好的救援方案,減少了人民財產(chǎn)的損失;有的無人機也進入了普通家庭,甚至有的可以識別語音指令,當主人外出時可以觀察到家中發(fā)生的一切事情。
(5)智能華
目前我國民用無人機受各種因素的局限,仍存在使用成本高及領(lǐng)域小的弊端,但隨著科技的發(fā)展及新型材料的不斷使用,各方面都有所好轉(zhuǎn),無人機系統(tǒng)的通用化與模塊化也有較大的可能性??梢愿鶕?jù)無人機的實際擔負任務(wù)情況,借助搭載設(shè)備的變換及模塊化組合,讓無人機具有一機多用的成效,這樣能有效降低其成本。隨著群體智能與人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,無人機自主飛行與目標尋找會更加快速,使用者可以根據(jù)對無人機進行監(jiān)督控制,不同型號的無人機可以借助智能化進行信息共享。
4、結(jié)論和展望
無人機技術(shù)發(fā)展是航空航天領(lǐng)域的一個重要方向,由于無人駕駛飛機還是科研領(lǐng)域的新生事物,各項技術(shù)不夠完善,并未完全發(fā)揮出其應(yīng)有的巨大影響力。但隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,未來品類眾多、功能各異的智能化無人駕駛飛機,必將在未來的幾十年間將會真正崛起。
參考文獻
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