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无人机发展技术难点分(fèn)析

 

(一(yī))飞控系统(tǒng)

据《2016-2020年中国无人(rén)机行业深度(dù)调研(yán)及投资前景预测报告》可(kě)知,飞控子(zǐ)系(xì)统是无人(rén)机完成起飞、空中飞行、执(zhí)行任务(wù)和返场回(huí)收等整个飞行过程的核心(xīn)系统,飞控对于(yú)无人机相当于(yú)驾(jià)驶员对于有人机的(de)作用,我们认为是无人机最核心的技术之(zhī)一。飞控(kòng)一般(bān)包括传感器、机载(zǎi)计算(suàn)机和伺服作动(dòng)设(shè)备三大部分,实现的功能主(zhǔ)要有无人机(jī)姿态稳定和控(kòng)制(zhì)、无(wú)人机(jī)任务(wù)设备管理和(hé)应急(jí)控制(zhì)三(sān)大(dà)类(lèi)。

其中,机(jī)身大量装(zhuāng)配的(de)各种传感器(包括(kuò)角速率、姿(zī)态、位置、加速度、高度(dù)和空速等)是飞控系(xì)统的基础,是保证飞(fēi)机控制精度的关键,在不同(tóng)飞(fēi)行环境下、不同用途(tú)的(de)无人机对传感器的(de)配置要求(qiú)也不同。未(wèi)来对无人机态势感知、战场(chǎng)上识别敌我、防区外交战能(néng)力等方面的需求,要求(qiú)无人机传(chuán)感器(qì)具有更高的探测精度、更(gèng)高(gāo)的分辨率,因此国外无人机传感器中大(dà)量(liàng)应用了超光谱(pǔ)成像、合成孔径雷达(dá)、超(chāo)高频穿透等新技术。

(二)导航系统

导航系统(tǒng)向(xiàng)无人(rén)机提供参考坐标系的位(wèi)置、速(sù)度、飞行(háng)姿态,引导无人(rén)机按照指定航线飞行,相当(dāng)于有人机系统(tǒng)中的领航(háng)员(yuán)。无人机载(zǎi)导航系统主要分(fèn)非(fēi)自(zì)主(GPS等)和自主(zhǔ)(惯性(xìng)制导)两种,但分别有易(yì)受(shòu)干(gàn)扰和误差积累增大的缺点,而未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放(fàng)、自动进场着陆(lù)等(děng)功能,需要高(gāo)精度(dù)、高(gāo)可靠性、高抗(kàng)干扰性能,因此(cǐ)多(duō)种导(dǎo)航技术结合的“惯性+多传感(gǎn)器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的(de)方向。

(三)动力系统

不同用(yòng)途的(de)无人机(jī)对动力装置的要求不同,但都希望发动机体(tǐ)积小(xiǎo)、成本低(dī)、工作可靠:

1、无人机(jī)目前广泛采用的动(dòng)力装(zhuāng)置为活塞式发动(dòng)机,但活塞式只适用(yòng)于低速低空小型无人机;

2、对于一次性(xìng)使用的靶(bǎ)机、自杀式无人(rén)机或导弹,要求推重比高(gāo)但寿命可以短(1-2h),一般(bān)使(shǐ)用涡喷式发动(dòng)机;

3、低空无(wú)人直升机一般使用涡轴发动机,高空(kōng)长航(háng)时的(de)大(dà)型无人机一般使用涡扇发动机(美国全球鹰重达12t)

4、消费级微型无(wú)人机(多旋翼)一般使用电池驱动(dòng)的(de)电动(dòng)机,起(qǐ)飞质量不到100克、续(xù)航时间小于一小(xiǎo)时。

往前(qián)看,我(wǒ)们认(rèn)为随着涡轮发动机推重比、寿(shòu)命(mìng)不断提高、油耗降低,涡(wō)轮将取代活塞成为无人机的(de)主力动力机型,太(tài)阳能、氢能(néng)等新(xīn)能源电动机也有望为(wéi)小型无(wú)人机提(tí)供更持久的(de)生存力。

(四)数据链

据(jù)《2016-2020年中国(guó)无(wú)人机行(háng)业深度调研及投资前(qián)景(jǐng)预测报告》可知,数据链传输系统是无人机(jī)的重要技术(shù)组成,负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位(wèi)和传感器传(chuán)输,上(shàng)行数据链实现对无人机遥控、下行(háng)数据(jù)链执(zhí)行遥测、数据(jù)传输(shū)功(gōng)能。普通无人(rén)机大多采用定制视(shì)距数据链,而中高空、长(zhǎng)航时无人机(jī)则都会采用视距和超视(shì)距卫通数据链。

现代数据链技术的(de)发展(zhǎn)推动者(zhě)无人机数据链向着高速(sù)、宽带、保密、抗(kàng)干扰的方向发展,无人(rén)机(jī)实用化能力将越来越(yuè)强(qiáng)。往前(qián)看,随着机载传感器、定(dìng)位的精细程(chéng)度和执(zhí)行任务的复杂程度不断上升,对数据链(liàn)的贷款提出了很(hěn)强的(de)要求,未来随着机载高速(sù)处理器的突飞猛(měng)进,预(yù)计几年后(hòu)现有射频数据链(liàn)的传(chuán)输速率(lǜ)将翻(fān)倍(bèi),未来在全天候要求低的领(lǐng)域(yù)可能还将出现激(jī)光通讯(xùn)方式。从美国制定的无人机通信网(wǎng)络发(fā)展(zhǎn)战略(luè)上看,数据(jù)链系统从最(zuì)初(chū)IP化的传输、多机互连(lián)网络,正(zhèng)在向卫星网络转换(huàn)传输,以及最终的(de)完全全球信息格栅(GIG)配置过渡,为授权用户提(tí)供无(wú)缝全(quán)球信息资源交互能力,既支持固定用(yòng)户(hù)、又(yòu)支持(chí)移动用(yòng)户。(来源(yuán):中国投(tóu)资咨询网(wǎng))

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