了解無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)性能到底如何？

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”，英文縮寫(xiě)為“UAV”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。 [1] 與有人駕駛的飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)往往更適合那些太“愚鈍，骯臟或危險(xiǎn)”的任務(wù)。無(wú)人機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域，可分為軍用與民用。軍用方面，無(wú)人機(jī)分為偵察機(jī)和靶機(jī)。民用方面，無(wú)人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是無(wú)人機(jī)真正的剛需;在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無(wú)人機(jī)本身的用途，發(fā)達(dá)國(guó)家也在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù)。2018年9月份，世界海關(guān)組織協(xié)調(diào)制度委員會(huì)(HSC)第62次會(huì)議決定，將無(wú)人機(jī)歸類為“會(huì)飛的照相機(jī)”。

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”(“UAV”)，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。無(wú)人機(jī)實(shí)際上是無(wú)人駕駛飛行器的統(tǒng)稱，從技術(shù)角度定義可以分為：無(wú)人固定翼飛機(jī)、無(wú)人垂直起降飛機(jī) [3] 、無(wú)人飛艇、無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人傘翼機(jī)等。與載人飛機(jī)相比，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境要求低、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)有著重要的意義，世界各主要軍事國(guó)家都在加緊進(jìn)行無(wú)人駕駛飛機(jī)的研制工作。2013年11月，中國(guó)民用航空局(CA)下發(fā)了《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，由中國(guó)AOPA協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)民用無(wú)人機(jī)的相關(guān)管理。根據(jù)《規(guī)定》，中國(guó)內(nèi)地?zé)o人機(jī)操作按照機(jī)型大小、飛行空域可分為11種情況，其中僅有116千克以上的無(wú)人機(jī)和4600立方米以上的飛艇在融合空域飛行由民航局管理，其余情況，包括日漸流行的微型航拍飛行器在內(nèi)的其他飛行，均由行業(yè)協(xié)會(huì)管理、或由操作手自行負(fù)責(zé)。

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”(“UAV”)，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。無(wú)人機(jī)實(shí)際上是無(wú)人駕駛飛行器的統(tǒng)稱，從技術(shù)角度定義可以分為：無(wú)人固定翼飛機(jī)、無(wú)人垂直起降飛機(jī) [3] 、無(wú)人飛艇、無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人多旋翼飛行器、無(wú)人傘翼機(jī)等。與載人飛機(jī)相比，它具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境要求低、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于無(wú)人駕駛飛機(jī)對(duì)未來(lái)空戰(zhàn)有著重要的意義，世界各主要軍事國(guó)家都在加緊進(jìn)行無(wú)人駕駛飛機(jī)的研制工作。2013年11月，中國(guó)民用航空局(CA)下發(fā)了《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，由中國(guó)AOPA協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)民用無(wú)人機(jī)的相關(guān)管理。根據(jù)《規(guī)定》，中國(guó)內(nèi)地?zé)o人機(jī)操作按照機(jī)型大小、飛行空域可分為11種情況，其中僅有116千克以上的無(wú)人機(jī)和4600立方米以上的飛艇在融合空域飛行由民航局管理，其余情況，包括日漸流行的微型航拍飛行器在內(nèi)的其他飛行，均由行業(yè)協(xié)會(huì)管理、或由操作手自行負(fù)責(zé)。

察打一體無(wú)人機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)前空中作戰(zhàn)力量的重要環(huán)節(jié)，基于“有人機(jī) /無(wú)人機(jī)編組技術(shù)”的“忠誠(chéng)僚機(jī)”是無(wú)人機(jī)未來(lái)發(fā)展方向。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)由眾多分系統(tǒng)構(gòu)成。動(dòng)力裝置是無(wú)人機(jī)的心臟，也是我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。任務(wù)載荷是為無(wú)人機(jī)完成特定任務(wù)所安裝的設(shè)備組合，決定了無(wú)人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值，種類眾多，主要包括了成像偵察類載荷、電子戰(zhàn)類載荷和武器彈藥類載荷。通信數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菬o(wú)人機(jī)系統(tǒng)的“神經(jīng)”，決定了無(wú)人機(jī)的控制距離。復(fù)合材料的應(yīng)用對(duì)無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化至關(guān)重要，無(wú)人機(jī)未來(lái)將向高隱身性發(fā)展，而隱身材料是實(shí)現(xiàn)隱身性能的關(guān)鍵。隨著人工智能等技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，無(wú)人機(jī)將向中高烈度戰(zhàn)爭(zhēng)中與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)甚至完全自主作戰(zhàn)進(jìn)化。

? 就全球的軍事預(yù)算而言，各國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)方面的預(yù)算將持續(xù)增長(zhǎng)，中東地區(qū)國(guó)家是主要買家，在中東地區(qū)中國(guó)穩(wěn)坐第一大供應(yīng)商。隨著越來(lái)越多的國(guó)家從近幾次局部戰(zhàn)爭(zhēng)中吸取無(wú)人機(jī)參與作戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，無(wú)人機(jī)在全球范圍內(nèi)開(kāi)始大規(guī)模擴(kuò)散，尤其是作為全球“安全洼地”的中東和北非的阿拉伯國(guó)家，近幾年已成為國(guó)際軍用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)上的主要買家。無(wú)人機(jī)強(qiáng)國(guó)美國(guó)和以色列由于國(guó)防法律法規(guī)和政治因素，嚴(yán)格限制了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)向中東地區(qū)國(guó)家出售，物美價(jià)廉的中國(guó)無(wú)人機(jī)獲得了中東國(guó)家的青睞，面對(duì)同樣具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)的土耳其和伊朗的競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)無(wú)人機(jī)具有性能更高和供應(yīng)鏈自主可控的優(yōu)勢(shì)，從而穩(wěn)坐中東地區(qū)無(wú)人機(jī)第一大供應(yīng)商。

? 軍用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈下游整機(jī)企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈核心地位。軍用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游是通用性強(qiáng)兼容性好的原材料、元器件、零部件和組件/部件/模塊，集中度低，參與企業(yè)多，中游分系統(tǒng)雖然整體價(jià)值量大，但分系統(tǒng)眾多，定制化程度高，需要按照下游整機(jī)企業(yè)的技術(shù)要求，完成相應(yīng)配套，下游整機(jī)企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈核心地位，是牽引整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的龍頭。

? 重點(diǎn)公司關(guān)注：重點(diǎn)推薦中無(wú)人機(jī)、中航沈飛、航發(fā)動(dòng)力、新雷能、中航高科和航天電器。中無(wú)人機(jī)是大型固定翼長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)領(lǐng)軍企業(yè)，翼龍產(chǎn)品系列已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，是我國(guó)軍貿(mào)無(wú)人機(jī)的龍頭產(chǎn)品。中航沈飛是我國(guó)重要戰(zhàn)斗機(jī)的主要研制基地，目前我國(guó)空軍和海軍航空兵裝備新增和換代需求迫切，隨著我國(guó)航母艦隊(duì)的不斷建設(shè)，海軍艦載航空兵將為公司帶來(lái)持續(xù)的增量需求。航發(fā)動(dòng)力是我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)的中流砥柱，主力型號(hào)已處于產(chǎn)量上升期，其中多款渦扇、渦槳以及渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)可用于無(wú)人機(jī)，填補(bǔ)了我國(guó)急需的無(wú)人機(jī)動(dòng)力空白。新雷能在特種電源領(lǐng)域品類豐富，在新型重點(diǎn)型號(hào)導(dǎo)彈及雷達(dá)電子設(shè)備電源產(chǎn)品領(lǐng)域占比較高，隨著相關(guān)總體類產(chǎn)品進(jìn)入批量交付階段，公司特種電源產(chǎn)品業(yè)績(jī)將持續(xù)高速增長(zhǎng)。中航高科聚焦碳纖維預(yù)浸料產(chǎn)品，處于碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈核心樞紐環(huán)節(jié)，承擔(dān)了多型航空新裝備所需預(yù)浸料產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)和供應(yīng)，具有壟斷優(yōu)勢(shì)，隨著新型航空裝備和導(dǎo)彈的大規(guī)模列裝，公司航空復(fù)材業(yè)務(wù)進(jìn)入高速成長(zhǎng)期。航天電器主導(dǎo)產(chǎn)品是系統(tǒng)或整機(jī)電路中關(guān)鍵必備基礎(chǔ)元器件，廣泛用于航天、航空、電子、兵器等高技術(shù)領(lǐng)域配套，公司將直接受益于我軍新型導(dǎo)彈武器和航空裝備的定型量產(chǎn)加速，以及全軍實(shí)戰(zhàn)化演練頻次增加帶來(lái)的消耗增多。

風(fēng)險(xiǎn)提示：無(wú)人機(jī)海外訂單不及預(yù)期;國(guó)內(nèi)列裝不及預(yù)期;疫情不確定性對(duì)生產(chǎn)交付造成影響;新型號(hào)研發(fā)不及預(yù)期。

1. 無(wú)人機(jī)發(fā)展史：系統(tǒng)功能和戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用不斷增強(qiáng)，逐步成為主戰(zhàn)裝備

1.1 起步階段(20世紀(jì)初-60年代)：多作為飛行炸彈和靶機(jī)使用

以陀螺儀為基礎(chǔ)發(fā)明的自動(dòng)駕駛儀的出現(xiàn)，拉開(kāi)了無(wú)人機(jī)發(fā)展的序幕，1917年斯佩里為美國(guó)海軍研制的“空中魚(yú)雷”完成首飛，同時(shí)期凱特靈為美國(guó)陸軍研制成功了“凱特靈蟲(chóng)”飛行炸彈，第二次世界大戰(zhàn)末期德國(guó)研制了類似于“凱特靈蟲(chóng)”制導(dǎo)原理的V-1飛行炸彈。隨著無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，無(wú)人靶機(jī)迅速發(fā)展，1935年英國(guó)DH.82B“蜂后”號(hào)的問(wèn)世實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的回收，大大降低使用成本，為無(wú)人機(jī)的推廣打下基礎(chǔ)，二戰(zhàn)末期到20世紀(jì)60年代，多國(guó)相繼研制出多種靶機(jī)，一段時(shí)間內(nèi)靶機(jī)成為無(wú)人機(jī)的代名詞，這個(gè)時(shí)期無(wú)人靶機(jī)的發(fā)展也帶動(dòng)了遙控遙測(cè)技術(shù)、飛行控制與導(dǎo)航技術(shù)、小型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、發(fā)射與回收技術(shù)以及無(wú)人機(jī)專用設(shè)備等無(wú)人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，為無(wú)人機(jī)未來(lái)的全面發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

無(wú)人機(jī)的分類與性能特點(diǎn)

國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)種類繁多、用途廣、特點(diǎn)鮮明，致使其在尺寸、質(zhì)量、航程、航時(shí)、航速、飛行高度、任務(wù)載荷等多方面都有較大差異。應(yīng)急救援展覽會(huì)從不同的維度來(lái)看，有以下幾種分類方法：

按無(wú)人機(jī)升力產(chǎn)生原理分類，主要分為固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、垂起復(fù)合翼無(wú)人機(jī)和系留無(wú)人機(jī)。

按無(wú)人機(jī)驅(qū)動(dòng)能源分類，可分為電動(dòng)無(wú)人機(jī)、油動(dòng)無(wú)人機(jī)、混動(dòng)無(wú)人機(jī);

按無(wú)人機(jī)規(guī)格尺寸分類，可分為微型無(wú)人機(jī)、輕型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、中型無(wú)人機(jī)以及大型無(wú)人機(jī)。

下面主要從無(wú)人機(jī)升力產(chǎn)生原理分類，來(lái)對(duì)市面上的無(wú)人機(jī)進(jìn)行討論。

(一)固定翼無(wú)人機(jī)

固定翼無(wú)人機(jī)一般由動(dòng)力裝置產(chǎn)生推力或者拉力，由機(jī)身的固定機(jī)翼產(chǎn)生升力。小型的固定翼飛機(jī)一般采用彈射、滑行、車載、火箭助推和飛機(jī)投放等起飛方式，降落方式則采用傘降或撞網(wǎng)等方式，大型的固定翼飛機(jī)則需要跑道進(jìn)行起飛和降落。目前隨著垂起復(fù)合翼無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，小型的固定翼無(wú)人機(jī)在工業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)逐漸被淘汰，只有在靶機(jī)場(chǎng)景中還在使用。大型固定翼無(wú)人機(jī)如翼龍無(wú)人機(jī)、彩虹無(wú)人機(jī)等，有很強(qiáng)的作業(yè)與執(zhí)行任務(wù)能力，同時(shí)也可以搭載多種載荷進(jìn)行應(yīng)急救援任務(wù)。

優(yōu)點(diǎn)：

1、載重能力大;

2、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng);

3、航程遠(yuǎn);

4、速度快。

缺點(diǎn)：

1、價(jià)格昂貴;

2、部署時(shí)間長(zhǎng);

3、飛行高度高，不能執(zhí)行低空任務(wù);

4、需要有一定的前飛速度，不能懸停。

大型固定翼在軍事領(lǐng)域應(yīng)用很多，在應(yīng)急救援領(lǐng)域，適合攜帶相應(yīng)載荷，在空中進(jìn)行遠(yuǎn)程支援，例如：攜帶衛(wèi)星通信與基站設(shè)備，在通信中斷時(shí)恢復(fù)災(zāi)區(qū)通信;攜帶高清吊艙，對(duì)受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行航拍，回傳給指揮中心進(jìn)行指揮調(diào)度。由于其價(jià)格昂貴，適合重大災(zāi)情場(chǎng)景，對(duì)于一般的災(zāi)情，使用大型固定翼不具有經(jīng)濟(jì)性。

(二)無(wú)人直升機(jī)

無(wú)人直升機(jī)具有完整的旋翼系統(tǒng)與傳動(dòng)系統(tǒng)，飛行姿態(tài)與速度調(diào)節(jié)靠總距變化來(lái)調(diào)整，可以垂直起飛與降落，目前市面上的無(wú)人直升機(jī)規(guī)格從輕型到大型均有成熟產(chǎn)品。無(wú)人直升機(jī)又可分為傳統(tǒng)構(gòu)型無(wú)人直升機(jī)，交叉雙旋翼無(wú)人直升機(jī)、共軸雙旋翼無(wú)人直升機(jī)、縱列式無(wú)人直升機(jī)等類別。

優(yōu)點(diǎn)：

1、載重能力大;

2、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng);

3、穩(wěn)定性好;

4、抗風(fēng)能力強(qiáng);

5、價(jià)格適中;

6、操作性好。

缺點(diǎn)：

1、前飛速度慢;

2、維修復(fù)雜。

無(wú)人直升機(jī)可以垂直起飛，靈活機(jī)動(dòng)，定點(diǎn)懸停，并且攜帶載荷能力強(qiáng)，從10kg到500kg均有對(duì)應(yīng)型號(hào)，并且價(jià)格適中，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，可以滿足多種應(yīng)急救援需求。并且無(wú)人直升機(jī)中的交叉雙旋翼無(wú)人直升機(jī)，兩副旋翼在機(jī)體上方呈交叉狀布置，具有載重大、操控穩(wěn)、抗風(fēng)性能好的優(yōu)勢(shì)，非常適合擔(dān)任應(yīng)急救援任務(wù)。例如：對(duì)受災(zāi)地區(qū)進(jìn)行攝影攝像、偵查;協(xié)助救援人員運(yùn)輸設(shè)備，將救援器材運(yùn)輸至指定位置;攜帶滅火設(shè)備進(jìn)行高樓滅火;攜帶紅外攝像機(jī)進(jìn)行火點(diǎn)監(jiān)測(cè);協(xié)助救援人員運(yùn)輸傷員，通過(guò)無(wú)人直升機(jī)運(yùn)輸至醫(yī)療點(diǎn)等等。

無(wú)人機(jī)在近幾年發(fā)展迅速，很多領(lǐng)域應(yīng)用到其特點(diǎn)，為某些行業(yè)應(yīng)用打開(kāi)了便捷的大門(mén)，那么無(wú)人飛行器到底有優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)呢，下面來(lái)分析一下。

優(yōu)勢(shì)：

1、無(wú)人機(jī)尺寸相對(duì)較小，設(shè)計(jì)時(shí)不受駕駛員生理?xiàng)l件限制，有很大的工作強(qiáng)度，不需要保障人員生存和應(yīng)急系統(tǒng)等，大大減輕了飛機(jī)的重量;

2、制造成本與壽命周期費(fèi)用低，沒(méi)有昂貴的訓(xùn)練費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，機(jī)體使用壽命很長(zhǎng)，檢修和維護(hù)簡(jiǎn)單;

3、無(wú)人機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是能夠定點(diǎn)起飛、降落、對(duì)起降場(chǎng)地條件要求不高，可以通過(guò)無(wú)線電遙控或通過(guò)機(jī)載計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控;

4、避免犧牲空勤人員，因?yàn)椴恍枰w行人員最大可能的保障了人員生命安全;

5、無(wú)人飛行器設(shè)備搭載的多樣化與其適配性好。

劣勢(shì)：

1、無(wú)人機(jī)速度較慢，抗風(fēng)和氣流能力較弱，在大風(fēng)和亂流的飛行中，無(wú)人飛行器易偏離飛行線路，難以保持平穩(wěn)的飛行姿態(tài);

2、無(wú)人機(jī)的應(yīng)變能力不強(qiáng)，不能應(yīng)付意外事件，當(dāng)有強(qiáng)信號(hào)干擾時(shí)，易造成接收機(jī)與地面工作站失去聯(lián)系;

3、無(wú)人飛行器受天氣影響較大，結(jié)冰的飛行高度比過(guò)去預(yù)計(jì)的要低，在海拔3000-4500m的高度上，連續(xù)飛行10-15min后會(huì)使飛機(jī)受損;

4、生存力低，在軍用時(shí)，在與有較強(qiáng)防空能力的敵人作戰(zhàn)時(shí)，無(wú)優(yōu)勢(shì)可言。