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无人机发展技术难点分析

 

(一)飞控系统

据(jù)《2016-2020年中国(guó)无人机(jī)行(háng)业深度(dù)调研及投资前景(jǐng)预测(cè)报告》可知,飞控子系统是无(wú)人(rén)机完成起飞、空(kōng)中(zhōng)飞行、执行任务(wù)和返场回收等(děng)整个飞行(háng)过程的核心系统(tǒng),飞控(kòng)对于无人机相(xiàng)当于驾驶员对于有人机的作用,我们认为是(shì)无人机最(zuì)核心(xīn)的技(jì)术之一。飞控(kòng)一般包括传感器(qì)、机载计算机(jī)和伺服(fú)作(zuò)动设(shè)备(bèi)三大部分,实现的功能主(zhǔ)要有无人机姿态稳定(dìng)和(hé)控(kòng)制、无(wú)人机任(rèn)务设备管理和应急控(kòng)制三大类(lèi)。

其中,机身大量装配的各(gè)种传感器(包(bāo)括角速率、姿态、位(wèi)置、加速度、高度和空速等(děng))是飞控系统的基础,是保(bǎo)证飞机控制精(jīng)度(dù)的关键,在不同飞行环(huán)境下、不同用途的无人机(jī)对传感器(qì)的配置要求(qiú)也不同。未(wèi)来对无人机态势感知(zhī)、战场上识别敌我、防区外交战能力等方面(miàn)的需求(qiú),要求无人机传感(gǎn)器具有更高的(de)探测(cè)精度(dù)、更(gèng)高的分辨率,因此国外无人机传感器中(zhōng)大量应用了超光谱成(chéng)像(xiàng)、合成孔径雷(léi)达(dá)、超高频穿透等(děng)新技术。

(二)导航系统

导航(háng)系统向无(wú)人机提供参考坐标(biāo)系的位(wèi)置、速度、飞行(háng)姿态,引导无人(rén)机按照指定航线飞(fēi)行(háng),相当(dāng)于有人机系统中(zhōng)的领航(háng)员。无人机载导航系统主(zhǔ)要分非自主(GPS等)和自主(惯性制导)两种(zhǒng),但分(fèn)别有易受干扰和(hé)误差积累(lèi)增(zēng)大的缺(quē)点,而未来(lái)无人机的发展要(yào)求障(zhàng)碍回避、物资(zī)或武器投放、自动进场着陆等功能,需(xū)要高精度、高可靠性、高抗干(gàn)扰性(xìng)能,因(yīn)此(cǐ)多种导(dǎo)航技术结(jié)合的“惯性+多传感(gǎn)器(qì)+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。

(三)动(dòng)力系统

不同用途(tú)的无(wú)人机对动力装置的要(yào)求不同,但都希望发动机体积小、成本低(dī)、工作可靠:

1、无人(rén)机目前(qián)广(guǎng)泛采(cǎi)用(yòng)的动力装(zhuāng)置为(wéi)活塞(sāi)式发(fā)动机,但(dàn)活塞式只适用(yòng)于低速低空小型(xíng)无人机(jī);

2、对于一次性使用的靶机、自杀式无人机或导弹,要求推重比高但寿命可以短(duǎn)(1-2h),一般使用涡喷式发动机;

3、低空无人直升(shēng)机一般使用涡轴发动机,高(gāo)空长航(háng)时的大型无人机一(yī)般使用(yòng)涡(wō)扇发动(dòng)机(美(měi)国全球鹰重达12t)

4、消费级微型(xíng)无人机(多旋翼)一般使(shǐ)用电池(chí)驱动的电动机,起飞质量不到100克、续(xù)航时间小于一小时(shí)。

往前看,我们认为随着(zhe)涡轮发动机推重比、寿命(mìng)不断提高、油耗降低,涡轮(lún)将(jiāng)取(qǔ)代活塞成为无人机的主力动力机型,太阳能、氢能(néng)等新(xīn)能源电动机也有望为(wéi)小型无人机提(tí)供更持久的生存力。

(四(sì))数据(jù)链

据《2016-2020年中国无人机行业深度调研及投资(zī)前景预测报告(gào)》可知,数据链(liàn)传输(shū)系统(tǒng)是(shì)无(wú)人机(jī)的重(chóng)要技(jì)术组成,负责完成对无人机遥控、遥测(cè)、跟踪定位和传感(gǎn)器传输(shū),上行数据链实现对无人机遥(yáo)控、下行数(shù)据链执(zhí)行遥测、数据传输功能。普通(tōng)无(wú)人机大多采(cǎi)用(yòng)定制视距数据链,而中高(gāo)空、长航时无(wú)人机则(zé)都会采用视距和(hé)超视距卫通数据(jù)链。

现代数据链技术的(de)发展推动者(zhě)无人机数据链向着高速(sù)、宽带、保密(mì)、抗干扰的方向发展,无人机实用化能(néng)力将越来越强(qiáng)。往前看,随着机载传感器、定位的精细程度和执行任务的(de)复杂(zá)程度不断上升,对数(shù)据链(liàn)的贷款提出了很强的(de)要求,未来随着机载高速处理器的突飞猛进,预计几年后现有射(shè)频数据链的(de)传输速率将翻倍,未来在全(quán)天(tiān)候要求低的领(lǐng)域可(kě)能还(hái)将出现激光通(tōng)讯方式。从美国制定的无人(rén)机通信网络发(fā)展战略上看,数据(jù)链系统从最(zuì)初IP化的传(chuán)输、多机互连网络,正在向卫(wèi)星网络转换传输(shū),以及最终的完(wán)全全(quán)球信息格栅(GIG)配置过(guò)渡,为授权用户提供无缝全(quán)球(qiú)信息资(zī)源交互能力,既支持固定用户(hù)、又支(zhī)持(chí)移动(dòng)用户。(来源:中国投资咨(zī)询网)

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