無(wú)人機(jī)
無(wú)駕駛員或駕駛(控制)員不在機(jī)內(nèi)的飛機(jī)。又稱無(wú)人駕駛飛機(jī)、無(wú)人駕駛飛行器。
簡(jiǎn)史
1917年,美國(guó)E.A.斯佩里發(fā)明無(wú)人機(jī)。早期的無(wú)人機(jī)主要用作靶機(jī)。20世紀(jì)60年代越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期,美國(guó)開(kāi)始用無(wú)人機(jī)執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視與偵察任務(wù)。1982年,以色列空襲貝卡谷地的敘利亞導(dǎo)彈陣地時(shí),無(wú)人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)及其他兵器協(xié)同作戰(zhàn)。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家的參戰(zhàn)部隊(duì)均使用了無(wú)人偵察機(jī),其中使用最多的是以色列研制生產(chǎn)的“先鋒”無(wú)人機(jī)。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后,美國(guó)研制成功“全球鷹”無(wú)人駕駛偵察機(jī)(圖1)和“捕食者”無(wú)人駕駛偵察機(jī),用于阿富汗和伊拉克反恐戰(zhàn)爭(zhēng)。與此同時(shí),美國(guó)還研制了X-45A和X-47B無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)(圖2)的技術(shù)驗(yàn)證機(jī),法國(guó)和幾個(gè)歐洲國(guó)家聯(lián)合研制了“神經(jīng)元”無(wú)人機(jī),英國(guó)研制了“雷神”無(wú)人機(jī)。這些無(wú)人機(jī)都具有良好的隱身特性和較強(qiáng)的自主飛行能力。
分類
根據(jù)尺寸和重量(質(zhì)量),無(wú)人機(jī)可以分為微型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、中型無(wú)人機(jī)和大型無(wú)人機(jī);根據(jù)所承擔(dān)任務(wù),無(wú)人機(jī)可分為軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī),并可進(jìn)一步細(xì)分為偵察、監(jiān)視、通信、靶機(jī)、誘餌、炮兵校正、電子對(duì)抗、運(yùn)輸、加油、對(duì)地攻擊和空戰(zhàn)等軍用無(wú)人機(jī),以及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、物流、科研、攝影、娛樂(lè)等民用無(wú)人機(jī);根據(jù)機(jī)翼類型,無(wú)人機(jī)可分為固定翼無(wú)人機(jī)和旋翼無(wú)人機(jī);根據(jù)獨(dú)立飛行能力,無(wú)人機(jī)可分為遙控?zé)o人機(jī)和自主無(wú)人機(jī)等。
組成
無(wú)人機(jī)的使用需要一整套專用裝置和設(shè)備,稱無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)包括無(wú)人機(jī)、控制站、起飛(發(fā)射)和回收裝置,以及維護(hù)和檢測(cè)系統(tǒng)等。無(wú)人機(jī)本身包括機(jī)體、動(dòng)力裝置、機(jī)載系統(tǒng)、有效載荷和回收裝置等。無(wú)人機(jī)的機(jī)體與飛機(jī)大致相同,主要的區(qū)別是不需要駕駛艙、環(huán)境控制系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng),攜帶的有效載荷(如照相機(jī))重量通常較輕,可以比同類的有人機(jī)小。由于不存在駕駛員的安全問(wèn)題,無(wú)人機(jī)可用更輕、更廉價(jià)的材料建造,并可適當(dāng)降低元器件的可靠性以降低成本。 小型無(wú)人機(jī)通常采用四旋翼設(shè)計(jì),可以使用效率稍低的電池和小型電動(dòng)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)。中型和大型無(wú)人機(jī)主要采用傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)。太陽(yáng)能動(dòng)力無(wú)人機(jī)雖然航時(shí)長(zhǎng),但需攜帶燃料電池或其他輔助動(dòng)力,才能更好地完成任務(wù)。 無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷因用途而異,可裝有各種偵察、探測(cè)設(shè)備,電子對(duì)抗設(shè)備,以及火控和機(jī)載武器等。
起飛方式
無(wú)人機(jī)可由地面或艦上起飛,也可以由母機(jī)帶到空中投放。除了旋翼無(wú)人機(jī)的垂直起飛和微小型無(wú)人機(jī)的手拋起飛之外,無(wú)人機(jī)地面起飛的方式主要有:①在地面或運(yùn)載車的發(fā)射架上用助推火箭或壓縮空氣推動(dòng)的彈射器彈射起飛。這種方式多用于小型低速無(wú)人機(jī)。②在無(wú)線電遙控下,像普通飛機(jī)一樣滑跑加速起飛。③用遙控起飛滑跑車起飛。無(wú)人機(jī)在起飛滑跑車上加速到一定速度時(shí),鎖定機(jī)構(gòu)自動(dòng)打開(kāi),無(wú)人機(jī)依靠機(jī)翼的升力脫離滑跑車升空。
無(wú)人機(jī)回收方式
無(wú)人機(jī)的主要回收方式有:①自動(dòng)著陸。由飛機(jī)改裝的無(wú)人機(jī)主要采用這種方式,自動(dòng)著陸過(guò)程與普通飛機(jī)相同。②降落傘回收。機(jī)上帶有回收傘,著陸時(shí)根據(jù)遙控指令拋出或自動(dòng)拋出,回收傘下懸掛無(wú)人機(jī),緩慢飄落到預(yù)定的水面或地面。③空中回收。無(wú)人機(jī)靠降落傘在空中飄落時(shí),由直升機(jī)捕捉帶回基地。④攔網(wǎng)回收。通過(guò)無(wú)線電遙控,控制無(wú)人機(jī)撞入用彈性尼龍繩編成的回收網(wǎng)內(nèi)。
控制方式
無(wú)人機(jī)的主要控制方式有:①無(wú)線電遙控。無(wú)人機(jī)主要按照飛行員的控制指令進(jìn)行飛行。②自動(dòng)程序控制。無(wú)人機(jī)按照事先預(yù)定的程序飛行。③自主控制。由于無(wú)線電遙控和自動(dòng)程序控制都有很大的局限性,許多無(wú)人機(jī)同時(shí)采用了這兩種控制方式,從而使無(wú)人機(jī)具備自動(dòng)保持飛行高度、速度、航向、規(guī)避障礙和自動(dòng)返航的能力,并可以在對(duì)抗環(huán)境下完成預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù)。與無(wú)線電遙控?zé)o人機(jī)相比,自主控制無(wú)人機(jī)具有較強(qiáng)的環(huán)境和戰(zhàn)場(chǎng)感知能力,可以根據(jù)環(huán)境和作戰(zhàn)對(duì)手的變化,自主生成控制指令,完成飛行和作戰(zhàn)任務(wù)。無(wú)線電遙控?zé)o人機(jī)和自主控制無(wú)人機(jī)的主要區(qū)別是:無(wú)線電遙控?zé)o人機(jī)是在人直接控制下工作的,即人在其回路之中;而自主控制無(wú)人機(jī)是在人的授權(quán)下工作的,人在其工作環(huán)之外。
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