2014年7月7日,在瑞士西部的贝尔沙斯机场,瑞士邮政在新闻发布会上展示无人机运送包裹。新华社发
美国等西方国家近期联合打击极端组织“伊斯兰国”的成果显著,其中,无人机在侦察和摧毁“伊斯兰国”据点上更是发挥了巨大作用。其实,无人机的价值不仅仅体现在军事用途,近年来民用无人机也发展迅猛。中国一企业在2016年拉斯韦加斯消费电子展(CES)开幕当天发布了一款能搭载一名乘客的大型无人机,更是引发了网友对于无人机的讨论。
无人机是无人驾驶飞机的简称,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机一般由飞机平台系统、有效载荷系统(信息采集系统)和地面控制系统三大部分组成。飞机平台系统和有效载荷系统组成了整个飞行器,根据负载能力和实现任务的不同,一个平台可以搭载多套有效载荷系统,实现复杂功能。
伴随着一战出现的产品
回溯历史,可以说无人机是伴随着战争出现的。在第一次世界大战爆发后不久,英国皇家空军就利用无线电技术手段,给一架小型飞机装上炸药后,引导其飞往德军的空中和地面目标,该产品被称为“空中靶标”。
与此同时,其他国家也在研制无人机。1917年,美国利用皮特·库柏和埃尔默·A·斯佩里发明的自动陀螺稳定器,将美国海军寇蒂斯N-9型教练机改造成首架无线电控制的不载人飞行器,即“斯佩里空中鱼雷号”。通用公司的查尔斯·F·凯特灵设计的“凯特灵小飞虫”拥有可拆卸机翼,并可从装有滚轮的手推车起飞。一战接近尾声时,美军下了大量的凯特灵飞虫的订单,但在它被派上战场前战争就已经结束了。
斯佩里空中鱼雷号。资料图片
然而,由于这些只是“自动飞行炸弹”,无法实现可回收和自主飞行等功能,还算不上真正意义上的现代无人机。
上世纪30年代才实现可回收
一直到上世纪30年代,才出现首架可回收的无人机——英国的蜂后无人机。德·哈维兰公司生产的这种无人机是无线电遥控全尺寸靶机,最高飞行高度约合5182米,能够回到起飞点。
二战期间,交战各方也在无人机技术上较劲。希特勒希望拥有攻击非军事目标的飞行炸弹,因此德国工程师弗莱舍·福鲁则浩于1944年设计了一架速度达到每小时470英里的无人机——复仇者一号。这款无人机为攻击英伦列岛而设计,也是当代巡航导弹的先驱。复仇者一号可搭载多达2000磅的导弹,英国有900多人死于该型无人机之下。
美国无人机也曾运用于朝鲜战场和越南战场。随着越战结束,上世纪70年代,美国一度中止了无人机的发展计划。虽然其他国家也尝试研制军用无人机,但由于技术水平受限,产品无法满足实战需求。
二战时德军的复仇者一号。资料图片
冷战后无人机发展迎来春天
控制科学和人工智能的发展为无人机注入新血液。1982年伊斯兰在贝卡谷地开创了无人机与有人机密切协同作战的先例。在上世纪90年代的海湾战争和科索沃战争中,无人机也执行了包括情报搜集、防空火力诱饵等多项军事任务。无人机已经历了无人靶机、预编程序控制无人侦察机、指令遥控无人侦察机和复合控制的多用途无人机的发展过程。
冷战结束后各国军费削减,迫使军方寻求既能完成特定任务又花费较少的途径,为无人机的发展提供了机遇。加上电子技术和航空航天技术的飞速发展,促使无人机进入一个新的发展时期。各种性能各异、技术先进、用途广泛的战术无人机在各国不断涌现,其中的代表是美国的哨兵(Sentinel)、全球鹰(Global Hawk)、火 力 侦 察 兵(Fire Scout)等。
飞入寻常百姓家
近年来,无人机已逐步从军用向商用、民用领域渗透。从环境监测、通信中继、地质勘探、森林防火、电力巡线、航空拍摄、遥感测绘,到送货、送餐、求婚、自拍等,都有无人机的身影。现在的无人机甚至可以绑定智能手机,使用方便,在网络上出售的民用无人机也仅需几千块钱。一度专属于军事用途的无人机显然已飞入寻常百姓家。
国内较大的无人机企业包括大疆创新、中国航天科技集团、极飞、雷柏科技等。
一方面是无人机市场的火爆,一方面是无人机威胁民航飞行安全的事件时有发生,这引起了人们对无人机安全问题的关注。当前欧美各国已经对无人机的适航规章制定工作进行了系统的规划,也为国内提供了有益的参考。2013年11月,中国民用航空局(CAAC)下发《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,被业界普遍认为迈出了无人机规范管理的第一步。根据《规定》,中国内地无人机操作按照机型大小、飞行空域可分为11种情况,其中仅有116千克以上的无人机和4600立方米以上的飞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。
从2014年8月1日起,我国相关行业协会开始对无人机操作培训机构进行审核,操作手可在合法的无人机培训机构进行44个小时的训练,通过考核即获得执照。这意味着我国无人机进入“持证飞行”时代。
河北省永清县刘街乡胜利村农技人员在操作无人机为“籽粒苋”喷洒灭虫剂。新华社发
经典军用无人机
美国全球鹰:
可不经停直接飞越太平洋
RQ-4A“全球鹰”。资料图片
“全球鹰”被认为是美军最先进的无人机,最大飞行速度每小时740公里,巡航速度每小时635公里,航程26000公里,续航时间42小时。该类无人机装备了能够开展情报收集、侦察以及监视等功能的综合传感器。2001年开始研发的全球鹰项目成为航空历史的重大标杆。这是已知的第一架能够不经停直接飞越太平洋的无人机,该无人机在2006年7月获准在美国领空飞行。
RQ-170哨兵:
曾参与剿杀本·拉丹
伊朗军方展示俘获到的RQ-170哨兵无人机。资料图片
由洛克希德马丁公司附属公司臭鼬工厂设计并生产的RQ-170哨兵无人机服役于美国空军。在阿富汗的“持久自由行动”初次部署,飞行高度经常达到约15000的RQ-170成为了“坎大哈之兽”。2011年5月,RQ-170参与了巴基斯坦的阿伯塔巴德突袭,美军在这里找到并剿杀了本·拉丹。2011年12月美国的一架RQ-170被伊朗俘获,并且在伊朗电视台中展出。
X-47B:
首架完全由电脑操控的无人机
X-47B。资料图片
X-47B无人机是美国研发的人类历史上第一架完全由电脑操纵的无人机,也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形轰炸机。
民用无人机分类
从技术角度划分,民用无人机可以分为两大类:一类是垂直起降型飞机,另一类是非垂直起降型飞机。垂直起降型飞机主要包括飞艇、单旋翼无人机和多旋翼无人机等,其中市场应用最为广泛的是多旋翼无人机;非垂直起降型飞机主要包括固定翼、三角翼、伞翼等,其中市场应用较广泛的是固定翼无人机。
单旋翼无人机
多旋翼无人机
三角翼无人机
固定翼无人机
可载人无人机,真的能实现吗?
能载人的无人机还是无人机吗?中国一家企业正用一款产品拓展了无人机的定义。近日在2016年拉斯韦加斯消费电子展(CES)上亮相的自动驾驶载人飞行器——由中国广州亿航智能技术有限公司研发的“亿航184”,吸引了不少观众的眼球。
该公司声称,在正式商用以后,亿航184作为一款安全、环保、智能的自动驾驶低空飞行器,将为人类提供中短途日常交通运输解决方案。
可搭载一人持续飞23分钟
根据该公司介绍,亿航184机体高1.5米,净重200千克,额定载重100千克,采用100%纯电力驱动,整机最大输出功率为106KW(8马达),在海平面可持续飞行23分钟,平均巡航速度为100公里/小时,单次可乘坐1名乘客。
亿航184采用垂直起降方式和倒“U”形的飞行航线,同时系统会实时采集分析飞行全程中来自各种传感器的各项数据,重新规划路径。在设定飞行计划后,只需乘客机载应用中指定目的地,一键下达“起飞”指令,即可完成自动驾驶。凭借亿航低空服务指挥调度中心的实时在线服务,乘客只需轻松乘坐飞行器到达指定目的地。
当然,载人无人机面临的挑战很多。除了价格与监管,最重要的还是安全。比如如何在雾霾等恶劣天气下识别、躲避障碍物等。亿航公司方面表示,此次展示的是一个样机,尚未开始量产,要想彻底改变人类出行方式,还必须不断改进相应技术。
续航力仍是大问题
相应法规尚未出台
亿航184的出现,似乎令饱受城市交通拥堵折磨的都市人看到希望:将来是否可以像科幻电影那般“打飞的”,无需驾驶技能,坐上自动驾驶飞机,一键摁下,便可飞往目的地?
虽然亿航184的亮相令人心潮澎湃,但这个“飞的梦”能否实现遭到不少业界的质疑。韬讯航空科技创始人葛讯认为,多旋翼飞行器不具备载人的实用性,“在技术上,多旋翼的抗风能力和续航能力形成一对难以调和的矛盾”。
中国《航空知识》杂志副主编王亚男则表示,目前这样的载人无人机属于小型单人飞行器或家用飞行器。从技术角度来讲,续航力是一个非常重要的问题,20多分钟的飞行时间还有些短,续航时间必须要有一定的富余量,才能保障飞行器的安全性。还要考虑在紧急情况下乘坐者如何逃生以及如何保障地面人员和财产安全。另外,也要考虑如何平衡造价与实用性,因此成本控制是一个问题。最后也是最重要的问题是法规方面,载人飞行器要想在人口密集区和城市上空飞行,涉及航空管理的问题,目前由于各国还没有类似产品,所以还没有出台完整的法规,用户即便买了这个产品,也无法在不经申报的情况下使用。
(佛山日报记者莫丽仪编译综合《飞航导弹》、中国军网、新华网、环球网、财富中文网)
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