行業(yè)資訊
科普|無(wú)人機的四大關(guān)鍵系統
【摘要】無(wú)人機早已有之，不過(guò)之前一直是用于軍事，現在無(wú)人機正在快速發(fā)展，大范圍進(jìn)入民用行業(yè)。你可能玩無(wú)人機已經(jīng)很長(cháng)時(shí)間了，但是你知道一架體積并不大的民用無(wú)人機，上面集成了多少關(guān)鍵技術(shù)嗎？你知道民用無(wú)人機行業(yè)從無(wú)到有需要付出多少艱辛和努力嗎？中鐵城際小編為您一一解答。
無(wú)人機關(guān)鍵技術(shù)之數據鏈系統
數據鏈傳輸系統是無(wú)人機的重要技術(shù)組成，負責完成對無(wú)人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸，上行數據鏈實(shí)現對無(wú)人機遙控、下行數據鏈執行遙測、數據傳輸功能。普通無(wú)人機大多采用定制視距數據鏈，而中高空、長(cháng)航時(shí)無(wú)人機則都會(huì )采用視距和超視距衛通數據鏈。
現代數據鏈技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)者無(wú)人機數據鏈向著(zhù)高速、寬帶、保密、抗干擾的方向發(fā)展，無(wú)人機實(shí)用化能力將越來(lái)越強。往前看，隨著(zhù)機載傳感器、定位的精細程度和執行任務(wù)的復雜程度不斷上升，對數據鏈的貸款提出了很強的要求，未來(lái)隨著(zhù)機載高速處理器的突飛猛進(jìn)，預計幾年后現有射頻數據鏈的傳輸速率將翻倍，未來(lái)在全天候要求低的領(lǐng)域可能還將出現激光通訊方式。
無(wú)人機四大關(guān)鍵技術(shù)之飛控系統
飛控子系統是無(wú)人機完成起飛、空中飛行、執行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心系統，飛控對于無(wú)人機相當于駕駛員對于有人機的作用，我們認為是無(wú)人機最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動(dòng)設備三大部分，實(shí)現的功能主要有無(wú)人機姿態(tài)穩定和控制、無(wú)人機任務(wù)設備管理和應急控制三大類(lèi)。
其中，機身大量裝配的各種傳感器（包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等）是飛控系統的基礎，是保證飛機控制精度的關(guān)鍵，在不同飛行環(huán)境下、不同用途的無(wú)人機對傳感器的配置要求也不同。未來(lái)對無(wú)人機態(tài)勢感知、戰場(chǎng)上識別敵我、防區外交戰能力等方面的需求，要求無(wú)人機傳感器具有更高的探測精度、更高的分辨率，因此國外無(wú)人機傳感器中大量應用了超光譜成像、合成孔徑雷達、超高頻穿透等新技術(shù)。
無(wú)人機關(guān)鍵技術(shù)之導航系統
導航系統向無(wú)人機提供參考坐標系的位置、速度、飛行姿態(tài)，引導無(wú)人機按照指定航線(xiàn)飛行，相當于有人機系統中的領(lǐng)航員。無(wú)人機載導航系統主要分非自主（GPS 等）和自主（慣性制導）兩種，但分別有易受干擾和誤差積累增大的缺點(diǎn)，而未來(lái)無(wú)人機的發(fā)展要求障礙回避、物資或武器投放、自動(dòng)進(jìn)場(chǎng)著(zhù)陸等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干擾性能，因此多種導航技術(shù)結合的 “慣性 + 多傳感器 +GPS+ 光電導航系統” 將是未來(lái)發(fā)展的方向。
無(wú)人機關(guān)鍵技術(shù)動(dòng)力系統
不同用途的無(wú)人機對動(dòng)力裝置的要求不同，但都希望發(fā)動(dòng)機體積小、成本低、工作可靠：
1、無(wú)人機目前廣泛采用的動(dòng)力裝置為活塞式發(fā)動(dòng)機，但活塞式只適用于低速低空小型無(wú)人機；
2、對于一次性使用的靶機、自殺式無(wú)人機或導彈，要求推重比高但壽命可以短（1-2h），一般使用渦噴式發(fā)動(dòng)機；
3、低空無(wú)人直升機一般使用渦軸發(fā)動(dòng)機，高空長(cháng)航時(shí)的大型無(wú)人機一般使用渦扇發(fā)動(dòng)機（美國全球鷹重達 12t）；
4、消費級微型無(wú)人機（多旋翼）一般使用電池驅動(dòng)的電動(dòng)機，起飛質(zhì)量不到 100 克、續航時(shí)間小于一小時(shí)。
隨著(zhù)渦輪發(fā)動(dòng)機推重比、壽命不斷提高、油耗降低，渦輪將取代活塞成為無(wú)人機的主力動(dòng)力機型，太陽(yáng)能、氫能等新能源電動(dòng)機也有望為小型無(wú)人機提供更持久的生存力。
無(wú)人機關(guān)鍵技術(shù)之數據鏈系統
數據鏈傳輸系統是無(wú)人機的重要技術(shù)組成，負責完成對無(wú)人機遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸，上行數據鏈實(shí)現對無(wú)人機遙控、下行數據鏈執行遙測、數據傳輸功能。普通無(wú)人機大多采用定制視距數據鏈，而中高空、長(cháng)航時(shí)無(wú)人機則都會(huì )采用視距和超視距衛通數據鏈。
現代數據鏈技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)者無(wú)人機數據鏈向著(zhù)高速、寬帶、保密、抗干擾的方向發(fā)展，無(wú)人機實(shí)用化能力將越來(lái)越強。往前看，隨著(zhù)機載傳感器、定位的精細程度和執行任務(wù)的復雜程度不斷上升，對數據鏈的貸款提出了很強的要求，未來(lái)隨著(zhù)機載高速處理器的突飛猛進(jìn)，預計幾年后現有射頻數據鏈的傳輸速率將翻倍，未來(lái)在全天候要求低的領(lǐng)域可能還將出現激光通訊方式。
無(wú)人機四大關(guān)鍵技術(shù)之飛控系統
飛控子系統是無(wú)人機完成起飛、空中飛行、執行任務(wù)和返場(chǎng)回收等整個(gè)飛行過(guò)程的核心系統，飛控對于無(wú)人機相當于駕駛員對于有人機的作用，我們認為是無(wú)人機最核心的技術(shù)之一。飛控一般包括傳感器、機載計算機和伺服作動(dòng)設備三大部分，實(shí)現的功能主要有無(wú)人機姿態(tài)穩定和控制、無(wú)人機任務(wù)設備管理和應急控制三大類(lèi)。
其中，機身大量裝配的各種傳感器（包括角速率、姿態(tài)、位置、加速度、高度和空速等）是飛控系統的基礎，是保證飛機控制精度的關(guān)鍵，在不同飛行環(huán)境下、不同用途的無(wú)人機對傳感器的配置要求也不同。未來(lái)對無(wú)人機態(tài)勢感知、戰場(chǎng)上識別敵我、防區外交戰能力等方面的需求，要求無(wú)人機傳感器具有更高的探測精度、更高的分辨率，因此國外無(wú)人機傳感器中大量應用了超光譜成像、合成孔徑雷達、超高頻穿透等新技術(shù)。
無(wú)人機關(guān)鍵技術(shù)之導航系統
不同用途的無(wú)人機對動(dòng)力裝置的要求不同，但都希望發(fā)動(dòng)機體積小、成本低、工作可靠：
1、無(wú)人機目前廣泛采用的動(dòng)力裝置為活塞式發(fā)動(dòng)機，但活塞式只適用于低速低空小型無(wú)人機；
2、對于一次性使用的靶機、自殺式無(wú)人機或導彈，要求推重比高但壽命可以短（1-2h），一般使用渦噴式發(fā)動(dòng)機；
3、低空無(wú)人直升機一般使用渦軸發(fā)動(dòng)機，高空長(cháng)航時(shí)的大型無(wú)人機一般使用渦扇發(fā)動(dòng)機（美國全球鷹重達 12t）；
4、消費級微型無(wú)人機（多旋翼）一般使用電池驅動(dòng)的電動(dòng)機，起飛質(zhì)量不到 100 克、續航時(shí)間小于一小時(shí)。
隨著(zhù)渦輪發(fā)動(dòng)機推重比、壽命不斷提高、油耗降低，渦輪將取代活塞成為無(wú)人機的主力動(dòng)力機型，太陽(yáng)能、氫能等新能源電動(dòng)機也有望為小型無(wú)人機提供更持久的生存力。
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