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ZT 美国军用微型无人机史话

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楼主
发表于 2006-12-29 10:46 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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不是新文章了,但值得一看:em26:

看过的复习,没看过的学习:em15:



[size=+1]美国军用微型无人机
  编者按 本文分两部分对有代表性的美军微型无人机加以评述。这是第一部分,包括引言、美国军用微型无人机计划及其面临的挑战。第二部分包括研制的途径、典型微型无人机和结论   1.引言   微型无人机热在军用   20世纪末西方掀起一股微型无人机热。其实微型无人机并非新型航空器,与航模运动的微型无线电遥控模型飞机和直升机相比,在原理甚至性能上没有根本差别,主要差别在于用途。微型无人机携带有效载荷执行军事任务,而模型飞机携带有效载荷进行航模表演。   今天鼓吹、投资研制和应用微型无人机的大都是军界,其中最主要的美国国防部及其下属。他们的着眼点和落脚点显然都在于军事应用。特别是在近来的反恐行动声浪中,对无人机的军事需求日益提高。确切地说,目前出现的是军用微型无人机热,表明对微型无人机的军事需求热。美军意在使微型无人机成为连、排级部队的军用装备,祈望在常规军事装备施展不开的市区军事行动(MOUT)或者说"巷战"能够发挥作用。   微型无人机定义   微型无人机(MAV--Micro Air Vehicle, Micro-UAV )是微型无人航空器的简称。按照美国国防部长下属国防空中侦察处1996财年无人机报告的定义,"微型无人机是一种任何几何尺寸都小于15厘米(6英寸)并装载小型有效载荷、简单航空电子和通信链路足以完成所需战斗飞行任务的无人机"。可见,微型无人机从一开始就作为军用无人机定义的,旨在执行军事飞行任务。微型无人机既有固定翼的,也有旋翼的,甚至扑翼和振翼的。   但是美国国防部这种定义对尺寸的规定有点儿武断,并非公认。2003年,国际无人机系统协会(AUVSI)即前欧洲无人机系统(EURO UVS)协会出版《无人机:未来展望》年鉴第一版,提出对无人机及其参数的全面定义。其中微型无人机规定为航程小于10千米、高度250米、航时1小时、起飞质量小于5千克。对微型无人机的定义,前者强调尺寸,后者突出质量(重量)。例如,"龙眼"(Dragon Eye)无人机的翼展114厘米、机长91厘米、起飞质量2.49千克,被《舍菲尔德无人机手册》列入微型无人机类,而《詹氏无人机和靶机》则把它列为小型无人机(mini-UAV)类。可见微型无人机于小型无人机的界限并无定论。   微型无人机既然是无人机的一种,那么什么是无人机呢?美国国防部定义:"无人机(UAV)是无人航空器(Unmanned Aerial Vehicle)的简称,是一种不载操作人员、用空气动力产生运载工具升力、能够自主或遥控飞行、能够一次使用或回收并且载有杀伤或非杀伤有效载荷的有动力航空器(航空运载工具--大气层飞行器)。弹道或半弹道航空器、巡航导弹和炮弹不被认为是无人机。在很多情况下遥控航空器、靶机、机器人飞机和无人驾驶航空器也被归入无人机。"   无人机通常仅仅指单纯无人机本身,但实际上应包括由3至6架无人机、1个地面控制站以及发射起飞和回收等支援设备组成的完整无人机系统。除了没有飞行员所需座舱设备以外,无人机与有人机大致相同,包括飞行和动力控制系统、动力系统、计算机和程序控制、导航和数据链等航空电子、任务有效载荷以及起飞和着陆设备。图一可见"黑寡妇"微型无人机由操作员手持"地面站"控制飞行,构成一个完整的无人机系统。   与有人机比较,无人机的主要优点是采购费用低和无飞行员伤亡危险。其特点是体积小、重量轻、机动性好、隐蔽性好、续航时间长,特别适于执行危险大的任务,主要用作靶机和侦察无人机。在无人机中,微型无人机费用低、无伤亡、轻、小、灵活、机动更突出,特别适于小部队行动和巷战侦察。



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沙发
 楼主| 发表于 2006-12-29 10:47 | 只看该作者
2.美国军用微型无人机计划   技术上已具有可行性   20世纪90年代初的研究指出,微型无人机在技术上已具有可行性。现在很多微型无人机设计师都断言,微型无人机的必要技术正在迅速变为切实可行。   国防预先研究计划局4年计划   美国的微型无人机研制工作主要由国防部下属的国防预先研究计划局负责。1997年该局启动微型无人机4年计划。该计划包括无人机机体及其主要分系统(动力装置、飞行控制/制导和传感器)的一批相关研究项目。该局还倡议研究高性能计算、微机电系统和先进电子封装等技术。   基本要求   美国国防预研计划局认为选择15厘米作为微型无人机的最大几何尺寸既完全符合预定的任务要求,又能够推动相关技术的发展。国防科学局关于"21世纪战争的战术和技术"的研究报告强调,要向下至排级部队提供空前水平的态势信息。而这种"直接沟通"要付出的很大代价是使用者不得不携带所有相关装备。如果微型无人机太重,士兵将丢弃它而带上必需品例如水、食品、弹药以及越来越多的现代电子设备所需的电池。该系统还必须后勤简单:它或者是一次性使用,或者是战场易于维修。   美国国防预先研究计划局预想,排、连或旅级部队单兵能够使用这种微型无人机进行侦察和监视、战果评估、瞄准、安置传感器、通信中继或者探测核、生、化物质。微型无人机要能够实时成像,执行航时长达20分~2小时的任务,飞行距离达到10千米,速度达到48千米/小时。 该局微型无人机计划主管官员解释说:"这些微型无人机系统至少小于目前正在飞的无人机系统的十分之一。它们将特别适于挑战小部队作战和市区地形作战。它们将首次给单兵和海军陆战队员拥有和控制并能够提供实时态势和侦察信息的装备。"   成本价位   微型无人机最初的设计大概应在类似"掌上驾驶员"个人备忘记事本式的手持"地面站"(控制盒)控制下飞行。微型无人机本身将有高度智能而最终能够完全自主飞行。原型机一般造价每架2~5万美元,但美国国防预先研究计划局强调经济上可承受性,预期生产型降到5000美元,希望低到1000美元。   潜在优点   体积小、重量轻的微型无人机演义出很多潜在优点。除了成本低和天生隐身飞行(噪声以及雷达和视觉特征方面)以外,微型无人机优点还有完成超常规任务的能力,其中很多与市区军事行动有关。例如,微型无人机可以停在窗台上观察房间内或下面街道上发生的事情。   两类任务   微型无人机的任务主要分为两大类。第一类是远距(防区外)探测,一般要求固定翼设计来达到所需的飞行距离。第二类是近距行动,无人机具有高机动性能够在树冠下、市内楼房间或建筑物内飞行。后者可能最好由旋翼机完成。   预期应用   微型无人机第一种应用大概是作为排级监视/侦察装备,装载着能够昼夜使用的成像传感器。此外,微型无人机可以重新部署到适当有利地点并且像固定无人照管的地面传感器那样使用。其他可能的任务包括生化剂探测和辨认、通信中继、悬挂射频或其他信标、布设小型地雷之类轻型武器。携带干扰机的微型无人机能够足够近地飞近其目标雷达,尽管有效载荷很小也能起作用。它们也可以装进弹射座椅,从中弹出给跳伞驾驶员提供侦查信息或发射信号给搜索和援救部队。   有些技术不仅能够使微型无人机飞行,往往还能够使它们爬行、慢飞、倾转、跳跃和游泳,变成多栖机器人,从而执行近距行动任务。这些能力在建筑物之类狭窄空间内特别有利。这种组合将使多工作状态机器人越过走廊,在门下溜进,或在通风系统飞过。它们可以配置传感器,并且偷偷摸摸放置致命或非致命的有效载荷。

3
 楼主| 发表于 2006-12-29 10:53 | 只看该作者
6.结论   在当前传感器技术水平下,微型无人机的体能限制了有效载荷因而也就限制了执行任务的能力。近期,微型无人机只能装载电视摄像机执行近距、低空、短时成像侦查任务。小型无人机(Mini-UAV,Small UAV)虽然比微型无人机大,但是与大多数现用无人机相比仍然很小。小型无人机的特点是:用现有技术水平已能制造,适于单兵携带、发射,操作容易,成本低廉,经济实惠。美国陆军、海军、国防预研计划局以及航空工业界正是看到微型无人机尺寸太小,限制了有效载荷和性能,因而开始搞能够供单兵用的便携式小型监视无人机。例如,美国海军倡导应用MITE微型无人机引出了美国海军陆战队的"龙眼"(DragonEye)计划。这恐怕是一种具有代表性的现实研制思想。   综上所述,微型无人机目前仍处于研制阶段,而近期应用有一定局限。由于体能的限制,微型无人机在军事上也难以有较大作为。反观小型无人机的技术难度相对较小,也在一定程度上克服了"微型"带来的缺点,因而更现实、更适用。  


  (作者:中国航空工业发展研究中心技术所 孙滨生)

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[ 本帖最后由 理想年代 于 2006-12-29 10:55 编辑 ]
4
 楼主| 发表于 2006-12-29 10:54 | 只看该作者
图片引自zippo 的

无人机图片积累贴!

http://bbs.5imx.com/bbs/viewthre ... &extra=page%3D1

:em00:
5
发表于 2006-12-29 12:52 | 只看该作者
不必客气,感谢楼主提供的好文章!:em00:
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发表于 2006-12-29 15:21 | 只看该作者
总算有人告诉大家什么是无人机了,我先还以为这个里面没人懂呢:em00:

希望大家以后不要以为遥控器+导航仪+自动驾驶仪+陀螺仪+摄像设备就是无人机了~:em17:
7
发表于 2007-1-9 16:32 | 只看该作者
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发表于 2009-8-16 23:22 | 只看该作者
:em26:
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