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專題報告

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無人機發展現狀及未來展望(上篇)

由于應用領域和使用目的不同,在制造材料和機體結構等方面,無人機與常規載人機之間有著較大的差異。載人機在設計時候首先要考慮人的承載因素,對機體架構和材料承重安全性等都有相應的標準和要求。而無人機卻不需要考慮人安全性能問題,可以在機體結構設計和制造材料上有更多的嘗試和選擇。而復合材料在剛度、強度、抗震抗疲勞、熱膨脹系數等方面都擁有更出色的表現,因此被作為目前無人機制造材料首選。

一、無人機概念

無人駕駛飛機簡稱 “無人機” ( unmanned aerial vehicle,UAV) ,是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱不載人的飛機,或者由車載計算機完全地或間歇地自主操作,其與有人駕駛飛機最大的區別就是座艙 。世界上第一架無人機出現于1917年。由于無人機相較于有人機具有靈活性高、機動性能好等特點,加之現代戰爭的推動,無人機相關技術得到了飛速發展。無人機種類繁多,根據任務目的不同,其尺寸、外形、重量、航程、速度以及飛行高度等也各不相同。按照用途不同,可將無人機劃分為軍用無人機與民用無人機兩大類,而軍用無人機又可分為無人攻擊機、無人偵察機、無人偵察-攻擊機、無人電子對抗機以及無人靶機等;民用無人機可分為農用無人機、巡查無人機、測繪無人機等。

二、國內無人機發展情況

自1958年,西安愛生技術集團有限公司 (西北工業大學第三六五研究所) 成功研制試飛我國第一架無人機以來,中國無人機已有60多年的發展經歷。先后成功研制長空一號 ( CK-1) 無人靶機系列、長虹高空高速無人偵察機、ASN系列無人機、BZK-002型、“藍箭”、“天眼”等無人偵察機,尤其是在1994年,由西北工業大學研制的ASN206多用途無人機,采用后推式雙尾撐結構形式,是我軍較為先進的一種無人機。近年來,研制出 “翔龍”、“翼龍”、“彩虹”、“利劍”、“WJ600” 等系列察打一體固定翼無人機,“WJ600”無人機被人們稱做中國版的 “全球鷹”,是迄今為止我國國產最先進的無人機,除機身中段采用部分金屬材質外,機身基本全部采用復合材料,具有很高的隱身功能。

其中,“彩虹”系列無人機目前譜系最為齊全,包括彩虹-3中空多用途無人機系統、彩虹- 4中空長航時無人機、彩虹- 5中高空長航時無人機、彩虹-7隱身無人機、彩虹-804D垂直起降固定翼無人機、彩虹-10無人傾轉旋翼機、彩虹-801 /802 /803 /804無人機系統、彩虹-811/815系留無人機系統、彩虹-812 /813 /814旋翼無人機系統、彩虹-806長航時無人機系統、彩虹-821無人直升機系統和彩虹-101無人自轉旋翼機等。WZ-6、T333、 “戰狼”、AV500W、 “金雕”CR500、“沒羽箭”等察打一體無人直升機研制的成功,標志中國自主研發設計軍用無人機水平已經邁入了國際先進水平。

無人機發展現狀及未來展望

WJ600無人機
三、國外無人機發展情況
(一)美國無人機發展情況

美國作為世界上的無人機強國,其無人機技術領先于其他國家。美國無人機研制時間最早可追溯至1939年,先后研制出了“火蜂”系列以及“石雞”系列靶機。之后,美國涌現出了MQ-1C“灰鷹”、MQ-8“火力偵察兵”、MQ-9“死神”、RQ-4“全球鷹”、MQ-4C“特里同”、RQ-7“影子”、RQ-11“烏鴉”、V-20“美洲獅”和RQ-21“黑杰克”等眾多型號無人機。其中,RQ-4全球鷹也是世界上已列裝的無人機中續航時間最長、航程最遠、尺寸和重量最大、實戰應用最多的高空長航時無人機系統型號。自美國航母確立海上武器裝備的霸主地位之后,以 X-47B艦載無人機、MQ- 25黃貂魚艦載無人機、MQ- 8C艦載無人直升機等為代表的艦載無人機,被用做編隊執行海上任務。

近年來,美國空軍通過加強頂層規劃,大力發展各種無人機系統,不僅針對未來的軍事需求不斷擴大無人機系統相關技術的開發和應用,而且通過技術更新迭代不斷強化高空偵察和中空偵察打擊一體式無人機系統的作戰使用。

無人機發展現狀及未來展望

RQ-4 全球鷹無人機
(二)俄羅斯無人機發展情況

俄羅斯的無人機研制工作最早始于20世紀30年代,其無人機技術水平曾領先于世界。自蘇聯解體之后,由于經濟、科技發展緩慢等原因,俄羅斯的無人機技術在很長一段 時間內處于停滯狀態,直至2011年敘利亞內戰后,俄羅斯開始大力發展無人機技術。截至目前,俄羅斯的軍用無人機總量僅次于美國,處于世界第二位。俄羅斯在陸軍、海軍和空天軍中都部署了無人機,主要型號有“海雕-10”、“前哨”和 “獵戶座”等,這些無人機主要進行偵察、目標識別、為火炮和航空打擊進行校準以及毀傷評估。無人機的廣泛使用在一定程度上改變了陸海空三域的作戰戰術,是未來戰場必不可少的武器之一。

“海雕-10”是俄軍目前服役無人機中裝備數量最多的型號,使用半徑最大120 km,裝配了晝夜攝像機和無線電作戰設備,可在線傳輸視頻,空中持續工作時間上限為14 h,升限為5000 m。“前哨”無人機被認為是以色列 “搜索者”無人機的俄羅斯國產版,該機是俄軍裝備的首款全自動無人攻擊機,使用半徑為200 km,滯空時間達17 h,升限約為5000 m。

無人機發展現狀及未來展望

“海雕-10”無人機
(三)以色列無人機發展情況

以色列是航空裝備研發大國,其無人機技術的研發和應用僅次于美國。以色列的無人機最早始于上世紀70年代, 其無人機技術體系比較完善,是無人機強國之一。目前,以色列裝備的無人機主要型號有“云雀”、“競技神”和“蒼鷺” 等,這些無人機經受了兩次中東戰爭的檢驗,受到多個國家的青睞。

以色列艾爾比特公司研制出了“赫爾墨斯Hermes900”、“云雀 Skylark”、“麻雀 Sparrow”、“藍色地平線 BlueHorizon2”等無人機。“云雀 Skylark”無人機是采用電力作為動力的偏斜式、靜音無人機,是以色列國防軍目前裝備最小的無人機,重量僅為4. 54 kg,航時1.5 h。馬扎拉特公司研制出了“先鋒 Pioneer”、“馴犬MastiffMk3”無人機。航空防御公司研制的“斗牛士 Picador”、“盤旋者 Oribiter”等多個型號無人機都是國際航展上的亮眼產品,裝備以色列國防軍后又在中東復雜戰場環境下積累了豐富的作戰經驗,形成了技術研發與實戰檢驗相互促進的良好局面。

無人機發展現狀及未來展望

“云雀”無人機

參考文獻:

[1] 劉怡彪,薛珂,王春科.國外無人機發展趨勢研究[J].工程與試驗,2020,60(03):41-42+64.
[2] 趙珊.無人機中的復合材料結構與制造工藝分析[J].集成電路應用,2023,40(08):346-347.DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2023.08.161.
[3]段國晨,趙景麗,趙偉超.先進復合材料在無人機結構的應用[J].纖維復合材料,2022,39(02):105-114.


此文由中國復合材料工業協會搜集整理編譯,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。





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