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浅谈军民两用的无人机概念设计
1 研制背景及意义 无人驾驶飞机简称“无人机”(UAV),是通过安装有相应程序控制软件的无线电遥控设备进行操纵飞行的不载人飞行器。与载人飞机相比,它具有体积小、造价低等优点。在军用领域,现代战场上的无人机多用以担任勘测、干扰等任务,可在昼夜全天候条件下探测、识别和跟踪目标,并通过卫星通信系统、数据链等设备把获得的图像送达指挥部进行战略布局[1]。而在民用领域,安防无人机、巡检无人机等仍将是无人机市场的主流。随着无人机在军事侦查、民用巡检等方面的需求日益增大,未来5年的市场复合增长率将达到68%。因此,军民两用无人机成为了当今无人机市场的发展趋势之一。 2 设计方案 本文提出的军民两用无人机,在军事方面主要为电子干扰无人机,在民用上主要为巡检无人机。 2.1 工作特点 2.1.1 作为电子干扰无人机的特点 1)设备要求低、成本低。由于无人机可飞临敌方上空,因此使用较小的干扰功率也能获得较好干扰效果,因此简化了对干扰设备的要求,大大减小了干扰设备的电源功率、降低造价。 2)生存能力强。本无人机采用高透波率材质作机身,其有效反射面积很小,红外特征也较小,自身隐蔽性好。可以操纵其飞临敌方上空近距离进行电子干扰。相对于其他飞机,雷达发现无人机的概率较低,可有效降低被制导武器击毁的概率[2]。 3)可持续不间断工作。由于无人机在起飞后可无人值守自主飞行,在对敌方持续干扰时,操作人员仅需编程对无人机下达指令,然后分批放飞无人机,使其不间断执行干扰工作。 2.1.2 作为巡检无人机的特点 1)续航能力强。由于无人机的设备要求并不高,对于发动机的要求较为一般,且重量较轻,不需要较大的推动力即可到达预定空域,耗能低,续航能力强。 2)降低人员风险,提高效率。传统的巡检方式需要大量的人力和时间,且效率并不高。而无人机具有降低工作人员风险,且在短时间内完成巡检等优势。无人机工作时,只需将捕捉到的目标通过卫星通信系统传送到基站,在在精简人力物力的条件下达到更佳效果。 2.2 能源与动力 无人机对燃料消耗量不大,因此依旧可以采取传统的燃料燃烧提供动力方式。若有续航需要,可采取空中加油的方式为其续航,通过无人加油机与其对接完成燃料供给任务。虽然此技术还不太成熟,但未来无人机空中加油的前景更广阔[3]。 2.3 用途详解 此类无人机进行电子干扰时,由于单个功率较小,一般结群一同战斗。战斗时,多架无人机群组阵干扰地方雷达,在敌方区域上空布满传感器。例如,执行干扰任务时,放出8~10架无人机覆盖制定的敌方区域,分批携带不同传感器;一旦某架飞机发现目标,可指示其他无人机用不同传感器对其进行观察并干扰,即使被敌方雷达发现损毁1~2架也不会对干扰任务产生显著影响,从而在高威胁地区实现战略余度,迷惑敌方雷达并占领敌方上空近地处,协同完成电子干扰任务,如图1所示。 图1 无人机群组阵干扰/巡检示意图 作为巡检无人机使用时,则用单机工作于指定目标区域,多机联动模式进行全区域覆盖的巡检。可参与自然灾害巡检、电力巡检等工作。以电力巡检为例,如图1所示,巡检无人机配置高清拍摄设备,通过操作人员的控制航拍巡检区域,将实时电线异常情况通过数据带及卫星通讯系统传输到控制中心进行实时反馈,工作人员可第一时间进行维护评估,提高电线维修与巡检的效率[4]。且相对传统直升机而言,机身体积小、位移灵活,可在不同地理、气象条件下执行任务,对电路进行排查、维护,确保线路正常工作。 3 前景展望 目前军用无人机的研发愈臻成熟,未来军用无人机企业将进军民用无人机市场,实现军民结合。此类无人机拥有高质量,高续航的优点,将拥有更广阔的市场。然而军用无人机虽性能优越,但成本较高,而民用无人机则成本低且种类繁多,可在巡航、侦测等方面弥补军用无人机因数量不足形成的防御漏洞,不仅可以减少生产军用无人机的成本,还可促进民用无人机技术的进步。因此,在和平时期探索军民两用无人机有着深远意义。 [1]张楠楠,彭芳,徐曼,等.2017世界军民两用技术与产品发展展望[J].军民两用技术与产品,2017(5):17-19. [2]张京男.欧洲微风太阳能无人机应用与方案研究[J].飞航导弹,2016(2):47-52. [3]田志博.多旋翼无人机标准化机体设计方法研究[J].军民两用技术与产品,2017(2):69+140. [4]王斌.某小型无人机飞控计算机的设计[D].南京:南京航空航天大学,2007. 1 研制背景及意义无人驾驶飞机简称“无人机”(UAV),是通过安装有相应程序控制软件的无线电遥控设备进行操纵飞行的不载人飞行器。与载人飞机相比,它具有体积小、造价低等优点。在军用领域,现代战场上的无人机多用以担任勘测、干扰等任务,可在昼夜全天候条件下探测、识别和跟踪目标,并通过卫星通信系统、数据链等设备把获得的图像送达指挥部进行战略布局[1]。而在民用领域,安防无人机、巡检无人机等仍将是无人机市场的主流。随着无人机在军事侦查、民用巡检等方面的需求日益增大,未来5年的市场复合增长率将达到68%。因此,军民两用无人机成为了当今无人机市场的发展趋势之一。2 设计方案本文提出的军民两用无人机,在军事方面主要为电子干扰无人机,在民用上主要为巡检无人机。2.1 工作特点2.1.1 作为电子干扰无人机的特点1)设备要求低、成本低。由于无人机可飞临敌方上空,因此使用较小的干扰功率也能获得较好干扰效果,因此简化了对干扰设备的要求,大大减小了干扰设备的电源功率、降低造价。2)生存能力强。本无人机采用高透波率材质作机身,其有效反射面积很小,红外特征也较小,自身隐蔽性好。可以操纵其飞临敌方上空近距离进行电子干扰。相对于其他飞机,雷达发现无人机的概率较低,可有效降低被制导武器击毁的概率[2]。3)可持续不间断工作。由于无人机在起飞后可无人值守自主飞行,在对敌方持续干扰时,操作人员仅需编程对无人机下达指令,然后分批放飞无人机,使其不间断执行干扰工作。2.1.2 作为巡检无人机的特点1)续航能力强。由于无人机的设备要求并不高,对于发动机的要求较为一般,且重量较轻,不需要较大的推动力即可到达预定空域,耗能低,续航能力强。2)降低人员风险,提高效率。传统的巡检方式需要大量的人力和时间,且效率并不高。而无人机具有降低工作人员风险,且在短时间内完成巡检等优势。无人机工作时,只需将捕捉到的目标通过卫星通信系统传送到基站,在在精简人力物力的条件下达到更佳效果。2.2 能源与动力无人机对燃料消耗量不大,因此依旧可以采取传统的燃料燃烧提供动力方式。若有续航需要,可采取空中加油的方式为其续航,通过无人加油机与其对接完成燃料供给任务。虽然此技术还不太成熟,但未来无人机空中加油的前景更广阔[3]。2.3 用途详解此类无人机进行电子干扰时,由于单个功率较小,一般结群一同战斗。战斗时,多架无人机群组阵干扰地方雷达,在敌方区域上空布满传感器。例如,执行干扰任务时,放出8~10架无人机覆盖制定的敌方区域,分批携带不同传感器;一旦某架飞机发现目标,可指示其他无人机用不同传感器对其进行观察并干扰,即使被敌方雷达发现损毁1~2架也不会对干扰任务产生显著影响,从而在高威胁地区实现战略余度,迷惑敌方雷达并占领敌方上空近地处,协同完成电子干扰任务,如图1所示。图1 无人机群组阵干扰/巡检示意图作为巡检无人机使用时,则用单机工作于指定目标区域,多机联动模式进行全区域覆盖的巡检。可参与自然灾害巡检、电力巡检等工作。以电力巡检为例,如图1所示,巡检无人机配置高清拍摄设备,通过操作人员的控制航拍巡检区域,将实时电线异常情况通过数据带及卫星通讯系统传输到控制中心进行实时反馈,工作人员可第一时间进行维护评估,提高电线维修与巡检的效率[4]。且相对传统直升机而言,机身体积小、位移灵活,可在不同地理、气象条件下执行任务,对电路进行排查、维护,确保线路正常工作。3 前景展望目前军用无人机的研发愈臻成熟,未来军用无人机企业将进军民用无人机市场,实现军民结合。此类无人机拥有高质量,高续航的优点,将拥有更广阔的市场。然而军用无人机虽性能优越,但成本较高,而民用无人机则成本低且种类繁多,可在巡航、侦测等方面弥补军用无人机因数量不足形成的防御漏洞,不仅可以减少生产军用无人机的成本,还可促进民用无人机技术的进步。因此,在和平时期探索军民两用无人机有着深远意义。参考文献:[1]张楠楠,彭芳,徐曼,等.2017世界军民两用技术与产品发展展望[J].军民两用技术与产品,2017(5):17-19.[2]张京男.欧洲微风太阳能无人机应用与方案研究[J].飞航导弹,2016(2):47-52.[3]田志博.多旋翼无人机标准化机体设计方法研究[J].军民两用技术与产品,2017(2):69+140.[4]王斌.某小型无人机飞控计算机的设计[D].南京:南京航空航天大学,2007.
文章来源:《军民两用技术与产品》 网址: http://www.jmlyjsycp.cn/qikandaodu/2020/0529/333.html