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无人机亮相北京聚焦民用领域

日期:2012-06-11 作者:李晓雨 评论:0
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雨燕偏转翼无人机

该机仅有6千克重,数据并不起眼,但作为传统布局无人机,却具备短距/垂直起降能力。它的两侧机翼均可旋转90度,同时机尾还有一台小型涵道风扇。这使它可采用“三点拉力”方式,形成向上推力,实现垂直起降。


四旋翼无人飞行器

是一种“碟形”飞行器。它具有固定翼无人飞行器难以比拟的优点:能够适应各种复杂环境;具备自主起飞和着陆能力,对起飞着陆地点的要求很低,且高度智能化;能以各种姿态飞行,如悬停、前飞、侧向飞和倒飞等。


天鹰仿鸟扑翼飞行器

这款飞行器由南京航空航天大学研一学生研制,目前已经在国内某机场应用。它可以在空中像鸟儿一般自由滑翔、俯冲、转弯。机器鸟使用的动力是一节电池和一个微型电机,噪音非常小,它在空中飞行时扇动翅膀的声音完全能将电机的声音盖掉。


VMA垂直起降无人机

该无人机可在不具备常规水平起降条件的场地(如山地和城市)进行垂直起飞和降落,转入平飞状态后可按照固定翼模式进行高速飞行。该无人机外段可折叠机翼可在目标上空展开以低速状态巡航,延长其飞行时间。


参观者在北京展览馆观看无人机展。

“尖兵之翼――第四届中国无人机大会暨展览会”于6月5日――6月7日在北京展览馆举行,来自国内外70余家单位展示了60余架无人机整机及相关技术产品。自2006年首次举办,无人机展览会已成功举办三届。本届展会展示的内容包括:无人机整机、无人机系统总体技术、平台总体综合设计技术、动力装置技术、飞行控制与管理、导航技术、测控与数据链技术、武器化技术等。记者在展会现场看到,无人机的用途聚焦于民用领域,来自航空、航天、气象、测绘、环保、电力、铁路、海洋等行业的代表观展参会,涵盖无人机产、学、研、商、用各环节单位。

60余架无人机吸引眼球

无人机通常是指具有一定自主导航、自主驾驶能力的飞行器,按使用范围可分为军用型和民用型。军用无人机包括侦察机、电子干扰机、通讯机、无人战斗机等,民用无人机则主要用于测绘、航拍、遥感和灾害预警等。在国内,无人机最初主要作为防空系统的靶机等军事用途,最近几年,无人机才逐渐用于救灾、海事、地质以及消防等民用领域。

本次展会共有60余架无人机参展。一进展厅,总参六十所的Z-5型无人直升机就映入眼帘,这个大家伙的最大起飞重量达到450公斤,载荷重量也达到近100公斤。而它旁边的S-300型高速无人机全长则达到4.8米,看起来像一枚直冲云霄的导弹,很多观众纷纷在这架飞机前拍照留念。

中航工业直升机设计研究所的展台前也是人头攒动,三架75公斤级、200公斤级、300公斤级无人直升机矗立在展台前,造型配上炫丽的图案,吸引了不少观众的眼球。一架机身下方有祥云的图案,一架造型看起来像一条蓝色的鲸鱼。

在展会上,还有很多造型奇特的无人机。有的像仿生的老鹰,用于机场驱鸟;有设计独特的“雨燕”偏转翼无人机,还有看起来像飞碟的四旋翼无人飞行器等。

与载人飞机相比,无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。在民用领域,无人机也有很大用途,监控侦查、边防巡逻、环境监控、电力巡线、灾情观测、矿产资源探查等都有广泛的用途。广州金海航空技术有限公司的安经理告诉记者,国内无人机应用需求近年来上升明显,这也使公司加快了研发进度。

在民用领域大有可为

民用无人机应用前景非常广阔,目前世界各国都在积极拓展民用无人机的应用范围,在电力、通信、气象、农林、海洋、勘探等领域应用无人机的技术效果和经济效益都非常看好。此外,无人机在缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等方面也有着良好的应用前景。

中航工业直升机设计研究所综合计划部的夏伟主任告诉记者,无人直升机除了电力线路巡查、石油管道巡查、灾情巡查外,还有探矿等应用。此外,一些事故中出现的化学气体泄漏及化学物质超标等状况,不适宜人类前往,无人机就可承担起生物化学探测以及污染采样的职责。“无人直升机具有垂直起降、可以悬停等特点,可应用于海事检查、缉私缉毒、森林防火等广泛领域,应用前景相当广,我们每年订单的增长幅度都不小。”夏伟说。“像西气东输管线总长有8000多公里,铺设面积广,无人区多,对石油管线附近的环境监测以及管线巡检,无人机都大有可为。”

辽宁省在中国沿海省份中率先利用无人机开展海域监测。无人机所拍摄的海域海岛地图资料,为海洋功能区划、海岸保护与利用规划等提供了准确的信息。随着无人机的加入,辽宁省实现了陆地监测、海上执法船监测、卫星监测和无人机航空监测的全方位立体监测。

一般的地质灾害,都发生在地形条件相对恶劣的地区,过去要想获得第一手数据和资料,工作人员必须冒着生命危险进入中心灾区调查,或者调取精度并不算太高的卫星图片来分析。引入无人机后,将可在安全位置释放无人机进入灾区上空拍摄高精度图片,帮助研究人员掌握更加详尽的数据和资料来进行研究和教学。

除了传统领域,无人机的应用还出现在一些新的领域。有些企业用无人机拍电影、拍电视剧、或者卖给电视台做航拍。“原来有些电影场景的拍摄需要租借直升机,现在只需要一个无人直升机就够了。”本届展会承办方北京高博特公司的孙经理说。

安全性是最大困扰

尽管无人机的民用化具有明显的优势,但安全性仍旧是阻碍其发展的重要因素,无人机的安全性差,主要表现在事故率比有人机高。即使在美国无人机系统中做的最好的“捕食者”,其稳定性也比有人机差一些,因此“捕食者”不允许在人口稠密区飞行。

目前,中国大中型飞行器种类和数量较少,适航技术标准研究正在起步,对无人机的适航管理和管制处在讨论阶段,专家估计相关工作将会与低空开放议题同时被关注。中国民用航空管理局2009年6月颁布了《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》,目前民用无人机的适航评估工作主要依照此文件执行,文件规定无人机运行应当申请办理临时国籍登记证、特许飞行证和无线电台许可。

建立无人机应用的适航技术标准和政策法规是更为基础的发展平台,为此需要加快做好一些准备工作,一是装备的适航认证管理和飞行管制及规则,适航标准和认证体系,飞行管制与管理流程的经济合理化。二是合理开放的天空资源,建立航线信息管理机制,实现航线优化和航线管理。

“除了技术标准的统一,国内应该加强民用无人机的基础性技术研究,从而实现无人机的安全性、可靠性,这一块目前和国外相比还有不小差距。”西北工业大学无人机特种技术重点实验室主任周洲说。

采访:无人机不可能完全取代有人机

在本届无人机大会上,西北工业大学无人机特种技术重点实验室主任周洲,就无人机未来的发展及应用等问题回答了本报记者的提问。

问:未来无人机的发展方向是什么?

答:隐身无人机、新能源无人机和高空长续航无人机是未来无人机的发展方向。此外,在临界空间的探测对无人机的材料提出很高要求,比如能抗紫外线,飞机的重量轻,载重多。以后有些无人机的材料将薄如蝉翼,但是仍具备很强的抗风、抗电磁干扰能力。

问:未来的天空将是无人机的天下吗?无人机能代替有人机吗?

答:毫无疑问,未来无人机的使用将比现在大幅增加,但是完全代替有人机是不可能的。无人机就像一个机器人,它可以检测、导航、处理智能化数据,但是无人机不能进行复杂的决策,无人机再先进也是一台机器,特别是高空作战情况下,他无法取代人进行复杂快速的决策。

问:无人机和有人机混编具有可行性吗?

答:目前,美国的全球鹰无人机和大黄蜂战机已经实现了无人机和有人机混编。在未来战场中,无人机和有人机的混编将成为一种趋势。由于无人机的低成本和零伤亡,它可以最大可能的减少战争的代价。无人机和有人机可以进行互相操作,有人机上的飞行员可以指挥无人机来配合自己的行动,无人机也可以给有人机制造掩护,通过两者的混合编队增强机群的战斗力。

问:从伊朗击落美军RQ170无人机,如何看待无人机的安全性?

答:无人机最关键的因素之一就是数据链系统,就是地面操控平台和无人机之间的联系系统。地面控制平台传输给无人机数据或者无人机的传输信息被敌方解密,或是无人机被敌方控制,都有可能,无人机的数据链系统再先进也可能被对手破译,这也是它和有人机相比最大的缺陷。

问:我国无人机民用的发展瓶颈有哪些?

答:首先,无人机的空域管理机制还有待改革。大部分民用无人机飞行高度不超3000米。3000米以下低空空域何时开放现在是个未知数。国外无人机民用市场很广,其中一个重要原因是低空空域的开放。如果我国以后对低空领域开放,无人机的应用市场将大幅增加。

其次,一些关于无人机的国家标准还有待完善。无人机在抗风、抗雷、抗冰等安全技术方面要求更高,比如进行国土测绘与对海洋、高压线路、灾情及气象等进行监视,对无人机的技术要求是不一样的,比如无人机在海洋区域飞行的抗风能力要高于高山地区。再比如地面站的遥感信息传输接口,这些国家标准目前都没有。

此外,起降方式上也仍需完善。目前很多小型无人机对起降场地的需求不大。但是大中型无人机场地缺乏。在无人机民用规则缺失情况下,无论是民用机场还是军用机场,都不可能直接供大型无人机使用。

民用之旅:天津海上常态巡航监控

天津海事局日前启用专业无人机作为常态巡航监控手段,提升应对海上船舶污染的应急指挥能力,以及溢油应急处理效率。无人机每周安排2至3次飞行计划,应急情况下随时起飞,监视范围为天津海事局辖区1.6万平方公里海域。无人机有一套严密的控制系统和根据任务需要搭载的应用设备。

我国科考队南极海冰勘测

2010年,中国第26次南极考察队顺利完成了12项科学考察工作,包括首次应用无人机进行大范围南极海冰勘测。此次使用的无人机“雪燕”就属于民用无人机。它搭载航拍相机、红外辐射计和红外探头等仪器,在中国南极中山站附近的普里兹湾海域上空开展海冰观测实验。

监控秸秆焚烧防范环境危害

每年五、六月夏收前后,农村焚烧秸秆而致烟雾漫空的“奇观”。今年,我国各地加大了禁烧秸秆的力度,甚至动用卫星、无人机来监测秸秆焚烧火点。

合肥今年首次启用4架无人机在禁烧期间不定期进行全天候监控。这款监控秸秆焚烧的无人机,在前部装有一个轻型、高清的航摄数码相机,这是获取信息的关键部分。飞行过程中,数码相机会连续拍摄,把地理信息记录下来。其“绝妙”之处在于,航拍出的图像,最高精度可达1厘米,连地面上手指粗细的物体都能看清。

光谱侦察病虫害“身份”

明年,一架微型无人园艺作物病虫害“侦察机”将诞生。这架无人机的机身上安装特殊的光谱分析仪,它就能像“福尔摩斯”一样,很快判断出茫茫田野中究竟是谁病了,患了什么类型的病,还能携带药物对患病植株进行一对一精细治疗。

不同的农作物,叶片光谱的反射率都不一样。而同一种叶片,健康和生病的光谱数据也有差异。叶片光谱数据就好比农作物的“身份证”,具有唯一性。正是利用这一特性,小飞机便能将生病的农作物“揪出来”,从而有选择地进行喷药“治病”。

国外新型无人机一览


  美国“幻影眼”续航可达4天

美国波音公司新一代无人机“幻影眼”(Phantom Eye)完成了首次飞行,这款无人驾驶侦察机能够在空中持续飞行长达4天。

波音公司6月4日表示,6月1日早上6时22分,幻影眼从加州的爱德华空军基地起飞,进行了28分钟的飞行测试。在整个飞行航程中,它爬升到4080英尺(约合1243米)的高度,飞行速度115公里每小时。

幻影眼的机翼长150英尺(约合45.72米)。波音公司称,这架无人机以液化氢驱动,它可以在空中连续飞行4天,而不需要补充燃料。

“蝙蝠”可伸缩机翼节能35%

日前,西班牙和美国一个机器人技术研究团队模仿蝙蝠翅膀的运动机制,利用形状记忆合金研发出无人机“蝙蝠”,其机翼在飞行中可改变形状以减少空气阻力,降低能耗35%。

研发人员朱利安说,蝙蝠的翅膀具有惊人的可操纵性水准,其翅膀的骨骼类似人类的双臂和双手,将这种机制运用到飞行设备上,机翼形状可在飞行中改变,可潜在提高飞行机动性。具体而言,“蝙蝠”复制蝙蝠可改变其翅膀上、下行运动之间的外形方式。蝙蝠通过翅膀向上一击并朝向自己身体折叠时,可减少空气阻力,节约能源达35%。


  以色列“机械蝴蝶”仅重12克

今年4月,以色列航空工业公司微型机器人实验室研制出一款“机械蝴蝶”。它属于接近纳米技术的微电子科技产品。“机械蝴蝶”长20厘米,重12克,内含发动机、传感器、通讯及转向系统,模拟蝴蝶煽动四片翅膀推动其前进。


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