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無人機
無人機
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無人駕駛飛機簡稱無人機,英文縮寫爲“UAV”,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分爲:無人固定翼機、無人垂直起降機、無人飛艇、無人直升机、無人多旋翼飞行器、無人伞翼机等。

無人機按應用领域,可分为軍用与民用。軍用方面,無人機分为侦察机和靶机。無人機+行业應用,是無人機真正的刚需;目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的應用,大大的拓展了無人機本身的用途,发达国家也在积极扩展行业應用与发展無人機技术。

201311月,中國民用航空局(CAAC)下發了《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》,由中國AOPA协会负责民用無人機的相关管理。根据《规定》,中国内地無人機操作按照机型大小、飞行空域可分为11種情況,其中僅有116千克以上的無人機和4600立方米以上的飛艇在融合空域飞行由民航局管理,其余情况,包括日渐流行的微型航拍飞行器在内的其他飞行,均由行业协会管理、或由操作手自行负责。

發展簡史

研制背景

图片1 

無人機最早在20世紀20年代出現,1914年第一次世界大戰正進行得如火如荼,英國的卡德尔和皮切尔两位将军,向英國軍事航空学会提出了一项建议:研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飛機,使它能够飞到敌方某一目標區上空,將事先裝在小飛機上的炸弹投下去。这种大胆的设想立即得到当時英國軍事航空学会理事长戴·亨德森爵士賞識。他指定由A.M.洛教授率领一班人马进行研制。無人機当時是作为训练用的靶机使用的。是一个许多国家用于描述最新一代无人驾驶飛機的術語。從字面上講,這個術語可以描述從風筝,無線電遥控飛機,到V-1飛彈從發展來的巡航導彈,但是在軍方的術語中僅限于可重複使用的比空氣重的飛行器。

研發曆程

20世紀40年代,二戰中無人靶機用于訓練防空炮手。

1945年,第二次世界大战之后将多余或者是退役的飛機改装成为特殊研究或者是靶机,成为近代無人機使用趋势的先河。随著电子技术的进步,無人機在担任侦查任务的角色上开始展露他的弹性与重要性。

20世紀55年到74年的越南战争,海灣戰爭乃至北约空袭南斯拉夫的过程中,無人機都被频繁地用于执行军事任务。

1982年以色列航空工業公司(IAI)首创以無人機担任其他角色的军事任务。在加利利和平行动(黎巴嫩战争)時期,侦察者無人機無人機系统曾经在以色列陆军和以色列空军的服役中担任重要战斗角色。 以色列国防军主要用無人機进行侦察,情报收集,跟踪和通讯。

1991年的沙漠风暴作战当中,美军曾经发射专门设计欺骗雷达系统的小型無人機作为诱饵,这种诱饵也成为其他国家效彷的对象。

19963月,美國國家航空航天局研制出兩架試驗機:X36試驗型無尾無人戰鬥機。該機長5.7米,重88公斤,其大小相當于普通戰鬥機的28%。該機使用的分列式副翼和轉向推力系統比常規戰鬥機更具有靈活性。水平垂直的機尾既減輕了重量和拉力,也縮小了雷達反射截面。無人駕駛戰鬥機將執行的理想任務是壓制敵防空、遮斷、戰鬥損失評估、戰區導彈防禦以及超高空攻擊,特別適合在政治敏感區執行任務。

20世紀晚期之前, 他们不过是比全尺寸的遥控飛機小一些而已。美国军方在这类飞行器上的兴趣不断增长,因为他们提供了成本低廉,极富任务弹性的战斗机器,这些战斗机器可以被使用而不存在机组人员死亡的风险。

20世紀90年代,海灣戰爭后,無人機开始飞速发展和广泛运用。美国军队曾经购买和自制先鋒無人機在对伊拉克的第二次和第三次 海灣戰爭中作为可靠的系统。

20世紀90年代后,西方国家充分认识到無人機在战争中的作用,竞相把高新技术應用到無人機的研制与发展上:新翼型和轻型材料大大增加了無人機的续航時间;采用先进的信号处理与通信技术提高了無人機的图像传递速度和数字化传输速度;先进的自動駕駛儀使無人機不再需要陆基电视屏幕领航,而是按程序飞往盘旋点,改变高度和飞往下一个目标。

 

無人機的分类

国内外無人機相关技术飞速发展,無人機系统种类繁多、用途广特点鲜明,致使其在尺寸、质量、航程、航時、飞行高度、飞行速度,任务等多方面都有较大差异。由于無人機的多样性,出于不同的考量会有不同的分类方法:

按飞行平台构型分类,無人機可分为固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、
  伞翼無人機、扑翼無人機等。

图片2 

按用途分类,無人機可分为軍用無人機和民用無人機。軍用無人機可分为侦
  察無人機、诱饵無人機、电子对抗無人機、通信中继無人機、無人战斗机以及靶机等;民用無人機可分为巡查/监视無人機、农用無人機、气象無人機、勘探玖
  机以及测绘無人機等。

按尺度分类(民航法规),無人機可分为微型無人機、轻型無人機、小型無人機以及大型無人機。微型無人機是指空机质量小于等于7kg,轻型無人機质量大于7kg,但小于等于116的無人機,且全马力平飞中,校正空速小于100km/h(55nmile/h),升限小于3000m。小型無人機,是指空机质量小于等于5700kg的無人機,微型和轻型無人機除外。大型無人機,是指空机质量大于5700kg的無人機。

按活动半径分类,無人機可分为超近程無人機、近程無人機、短程無人機、
  中程無人機和远程無人機。超近程無人機活动半径在15km以内,近程無人機活动半径在1550km之间,短程無人機活动半径在50200km之间,中程無人機活动半径在200800km之间,远程無人機活动半径大于800km

按任务高度分类,無人機可以分为超低空無人機、低空無人機、中空無人機、
  高空無人機和超高空無人機。超低空無人機任务高度一般在0loom之间,低空無人機任务高度一般在1001000m之间,中空無人機任务高度一般在10007000m之间,高空無人機任务高度一般在700018000m之間,超高空無人機任務高度般大于18000m [9] 


發展前景

高空長航時化

老式的無人機滞空時间短,飞行高度低,侦察监视面积小,不能连续获取信息,甚至会造成情报盲區,不適應現代戰爭的需要。爲此,美國陸軍研制了蒂爾”II超高空,长航時無人機。[10] 

图片3 

隐形無人機化

为了对付日益增强的地面防空火力的威胁,许多先进的隐形技术被應用到無人機的研制上。一是采用复合材料、雷达吸波材料和低噪声发动机。如美军蒂爾”II無人機除了主梁外,几乎全部采用了石墨合成材料,并且对发动机出气口和卫星通信天线作了特殊设计,飞行高度在300米以上時,人耳聽不見;在900米以上時,肉眼看不见。二是采用限制红外光反射技术,在机身表面涂上能够吸收红外光的特制油漆并在发动机燃料中注入防红外辐射的化学制剂。三是减小机身表面缝隙,减少雷达反射面。四是采用充电表面涂层还具有变色的特性:从地面向上看,無人機具有与天空一样的颜色;从空中往下看,無人機呈现与大地一样的颜色。

空中預警化

美軍認爲,21世紀的空中侦察系统主要由無人機组成。美军计划用预警無人機取代E3E8有人駕駛預警機,使喚其成爲21世紀航空侦察的主力。

空中格鬥化

攻击無人機是無人機的一个重要发展方向。由于無人機能预先靠前部署,可以在距离所防卫目标较远的距离上摧毁来袭的导弹,从而能够有效地克服愛國者C300等反導導彈反應時間長、攔截距離近、攔截成功後的殘骸對防衛目標仍有損害的缺點。如德國的達爾攻击型無人機,能够有效地对付多种地空导弹,为己方攻擊機開辟空中通道。以色列的哈比反辐射無人機,具有自动搜索、全天候攻击和同時攻击多个目标的能力。

值得注意的是,無人機属于遥控武器之列,其必须由操作人员选定目标并激活、瞄准和发射相关武器。因此,無人機不属于自主武器 


技術特點

實現高分辨率影像的采集

無人機可實現高分辨率影像的采集,在弥补衛星遙感经常因云层遮挡获取不到影像缺点的同時,解决了传统衛星遙感重访周期过长,应急不及時等问题。

無人戰鬥機

無人機系统由飛機平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成。

图片4 

最初的一代主要以侦察机为大宗,一些無人機已经装备了武器(例如RQ-1捕食者裝備AGM-114地狱火空对地导弹)。由無人機担任更多角色的军事预想,最初是轰炸和对地攻击,空对空战斗,飞行员最后一块领域。 装备有武器的無人機被称为無人戰鬥機飛機(UCAV)。

發射和回收

新一代的無人機能从多种平台上發射和回收,例如从地面车辆、舰船、航空器、亚轨道飞行器和卫星进行發射和回收。地面操纵员可以通过计算机检验它的程序并根据需要改变無人機的航向。而其他一些更先进的技术装备、如高级窃听装置、穿透树叶的雷达、提供化学能力的微型分光计设备等,也将被安装到無人機上。

工作流程

 (1)開始界面:快捷實現任務的規劃,進入任務監控界面,實現航拍任務的快速自動歸檔,各功能劃分開來,實現軟件運行的專一而穩定。

(2)航前检查:为保证任务的安全进行,起飞前结合飞行控制软件进行自动检测,确保飛機的GPS、羅盤、空速管及其俯仰翻滾等狀態良好,避免在航拍中危險情況的發生。

(3)飛行任務規劃:在區域空照、導航、混合三種模式下進行飛行任務的規劃。

(4)航飞监控:实時掌握飛機的姿态、方位、空速、位置、电池电压、即時风速风向、任务時间等重要状态,便于操作人员实時判断任务的可执行性,进一步保证任务的安全。

(5)影像拼接:航拍任務完成後,導航航拍影像進行研究區域的影像拼接。

應用

民用

警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业,無人機的用途广泛。

1. 應用领域:电力巡检工作原理:装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的無人機,可沿电网进行定位自主巡航,实時传送拍摄影像,监控人员可在电脑上同步收看与操控。推荐理由:采用传统的人工电力巡线方式,条件艰苦,效率低下,一线的电力巡查工偶尔会遭遇被狗攆”“被蛇咬的危险。無人機实现了电子化、信息化、智能化巡检,提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率。而在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下,無人機可对线路的潜在危险,诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查,丝毫不受路面状况影响,既免去攀爬杆塔之苦,又能勘测到人眼的视觉死角,对于迅速恢复供电很有帮助。

2. 應用领域:农业保险工作原理:利用集成了高清数码相机、光谱分析仪、热红外传感器等装置的無人機在农田上飞行,准确测算投保地块的种植面积,所采集数据可用来评估农作物风险情况、保险费率,并能为受灾农田定损,此外,無人機的巡查还实现了对农作物的监测。推荐理由:自然灾害频发,面对颗粒无收的局面,农业保险有時候是农民们的一根救命稻草,却因理赔难,又让人多了一肚子苦水。無人機在农业保险领域的應用,一方面既可确保定损的准确性以及理赔的高效率,又能监测农作物的正常生长,帮助农户开展针对性的措施,以减少风险和损失。

3. 應用领域:环保工作原理:無人機在环保领域的應用,大致可分为三种类型。一:环境监测:观测空气、土壤、植被和水质状况,也可以实時快速跟踪和监测突发环境污染事件的发展;二,环境执法:环监部门利用搭载了采集与分析设备的無人機在特定区域巡航,监测企业工厂的废气与废水排放,寻找污染源;三,环境治理:利用携带了催化剂和气象探测设的柔翼無人機在空中进行喷撒,与無人機播撒农药的工作原理一样,在一定区域内消除雾霾。推荐理由:無人機开展航拍,持久性强,还可采用远红外夜拍等模式,实现全天候航监测,無人機执法又不受空间与地形限制。時效性强,机动性好,巡查范围广,尤其是在雾霾严重的京津冀地区,使得执法人员可及時排查到污染源,一定程度上减缓雾霾的污染程度。

4. 應用领域:影视剧拍摄工作原理:無人機搭载高清摄像机,在无线遥控的情况下,根据节目拍摄需求,在遥控操纵下从空中进行拍摄。推荐理由:無人機实现了高清实時传输,其距离可长达5公裏,而標清傳輸距離則長達10公裏;無人機灵活机动,低至一米,高至四五千米,可实现追车、升起和拉低、左右旋转,甚至贴着马肚子拍摄等,极大地降低了拍摄成本。影视圈使用無人機的成功案例比比皆是,无论是新晋导演韩寒的处女秀《后会无期》,还是炙手可热的节目《爸爸去哪儿》,抑或是经典大片《哈利·波特》系列、《007天幕墜落》《變形金剛4》等,都能从幕后发现無人機的踪影。此外,俄罗斯索契冬奥会以及央视的钱塘江大潮等重要事件的报道中,無人機也功不可没。

5. 應用领域:确权问题工作原理:大到两国的领土之争,小到农村土地的确权,無人機都可上阵进行航拍。推荐理由:以钓鱼岛之争为例,無人機灵活机动,无需出动一兵一卒,就可记录下日本在我国钓鱼岛周围实施的图谋不轨的小动作。实际上,有些国家内部的边界确权问题,还牵扯到不同的种族,调派無人機前去采集边界数据,有效地避免了潜在的社会冲突。

6. 應用领域:街景工作原理:利用携带拍摄装置的無人機,开展大规模航拍,实现空中俯瞰的效果。推荐理由:谷歌和腾讯街景都“Out”了,那一辆辆的街景车一遍一遍地压马路,说不定哪天就把你我的正脸给拍进去了,但無人機就大不一样了,其拍摄的街景图片不仅有一种鸟瞰世界的视角,还带有些许艺术气息。别忘了,在常年云遮雾罩的地区,遥感卫星不够灵光的時候,無人機可要冲锋陷阵。

7. 應用领域:快递工作原理:無人機可实现鞋盒包装以下大小货物的配送,只需将收件人的GPS地址录入系统,無人機即可起飞前往。推荐理由:这早已不是天方夜谭,美国的亚马逊,中国的顺丰都在兴冲冲地忙着测试这项业务,而美国达美乐披萨店,已在英國成功地空运了首个披萨外卖。据悉,亚马逊宣称無人機会在30分鍾內將貨物送達1.6公裏范围内的客户手中。据说顺丰研发無人機送货的目的,是为了解决偏远地区送货难的问题(小編暗自思忖,不怕它有去無回嗎…)。無人機送快递,如果能不落到用户脑袋上的话,还算是个新颖的好点子,至少,在婚礼上用無人機来送戒指的话,还有点小惊喜。

8. 應用领域:灾后救援工作原理:利用搭载了高清拍摄装置的無人機对受灾地区进行航拍,提供一手的最新影像。推荐理由:無人機动作迅速,起飞至降落仅7分鍾,就已完成了100,000平方千米的航拍,对于争分夺秒的灾后救援工作而言,意义非凡。此外,無人機保障了救援工作的安全,通过航拍的形式,避免了那些可能存在塌方的危险地带,将为合理分配救援力量、确定救灾重点区域、选择安全救援路线以及灾后重建选址等提供很有价值的参考。此外,無人機可实時全方位地实時监测受灾地区的情况,以防引发次生灾害。 其实,無人機又岂止有八大热门應用领域,十大二十大已然不止,还有诸如劲鹰無人機测绘方面的巨大优势。

9. 應用领域:遥感测绘工作原理:首先说遥感,就是遥远的感知,广义来说,就是你没有到目標區域去,利用遥控技术,进行当地情况的查询。狭义上讲,就是卫星图片及航飞图片。测绘遥感,就是利用遥感技术,在计算机上面进行计算并且能够达到测绘目的行为。

軍用

無人機用途广泛,成本低,效费比好;无人员伤亡风险;生存能力强,机动性能好,使用方便,在现代战争中有极其重要的作用,在民用领域更有广阔的前景。[8]

偵察機用于完成戰場偵察和監視、定位校射、毀傷評估、電子戰等;也可民用,如邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災情監視、交通巡邏、治安監控等。靶機可作爲火炮、導彈的靶標。

各國無人偵察機列表

法國
  

麻雀

巴基斯坦

航向

英國

墨卡托

不死鳥

守望者


國內發展

图片5新無人機

20150210日,贵飞某两型無人機在西北某基地进行试验任务成功,此次的试验任务完成关系到贵飞無人機基地战略定位的推进和实施,更是贵飞转型发展的基点。

20157397分,新疆和田皮山縣發生6.5级地震。空军指挥所及空军驻疆部队加强与地方政府联系,及時了解掌握救灾需求,于1110分派出1架無人機赴震区侦察灾情。

空军执行灾情侦察任务的無人機,在震区上空飞行100分钟,实時勘察、回传地面受灾情况,为及時掌握、准确研判灾情提供科学依据。

这是空军無人機首次执行抗震救灾侦察任务。

86日下午,深圳20多名無人機驾驶员,通过AOPA(中国航空器拥有者及驾驶员协会)的认证考试拿到無人機駕駛證,成为深圳首批拿到资格证的無人機驾驶员。

2015年,MOLA模拉TOURIST1問世。TOURIST1是一款具有记忆功能的無人機,除了跟随、对点、绕点、多点飞行等智能飞行模式外,还能够记忆多条规划的路径,系统智能存储,当再次选择储存的飞行路径時,自动按照规划路线飞行,拍摄视角随心控制。同時,TOURIST1擁有一整套完整的空中預警系統,特別是智能避障功能,能夠自動探測前方的障礙物,規避碰撞風險。

解放军金牌無人機操控手 享受政府特殊津贴 巨孝成,19723月出生,199112月入伍,中共党员,一级军士长,现任陆军军官学院教练勤务团無人機队技师。313日,習主席親切接見8位来自基层部队和教学科研一线的军 队人大代表時,深情勉励他:無人機是现代战场的重要作战力量。你们要履行好职责,培养好人才。巨孝成熱血沸騰,大聲回答:请主席放心,AG是澳门真人吗一定会做 好传帮带工作,绝不辜负您的期望!

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國外發展

國外發展史

现代战争是推动無人機发展的基本动力。世界第一架無人機诞生于1917年,而無人機真正投入作战始于越南战争,主要用于战场侦察。随后,在中东战争、海灣戰爭、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争(第二次海灣戰爭)等局部战争中,無人機频频亮相、屡立战功。尤其在阿富汗战场上,無人機更是成为当之无愧的主角,多次成功实施斬首行動。

美国無人機领跑世界。美国最早于1939年開始研制無人靶機,先後研制出"火蜂(Firebee"系列和" Chukar "系列靶機。從20世紀50~60年代開始,美國相繼研制成功"火蜂""先鋒""獵人 ""捕食者""全球鷹"等戰術或戰略無人偵察機,以及"捕食者"改进型无人侦察作战飛機,先后在越南战争、海灣戰爭、科索沃战争和这次对阿富汗的军事行动中。

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武器輸出

2015226日,美国《赫芬顿訒rā芬浴玩具反鬥城開張啦!》的喜慶標題配上一架