1. 無人機關鍵技術有哪些
無人機關鍵技術有哪些
無人機在氣動力設計要求、設計理念方面與有人機存在較大差別。有人機氣動設計通常以航程、速度作為優先優化目標,然而無人機通常以航時作為優先優化目標。那麼,下面是由我為大家分享無人機關鍵技術知識,歡迎大家閱讀瀏覽。
1 能源與動力技術
無人機採用的推進系統形式要比有人飛機多,採用的能源與動力類型各異,包括:傳統的小型渦扇發動機、小型渦噴發動機、小型渦槳發動機、活塞發動機、轉子發動機以及電池組、太陽能電池、燃料電池、超燃沖壓發動機、定向能及核同位素等。
不同用途的無人機對動力裝置的要求不同,但都希望動力裝置燃油經濟性好、重量輕、體積小、可靠性高、成本低、使用維修方便。從經濟因素、可靠性等方面考慮,現階段無人機均採用技術成熟的活塞、渦扇、渦噴、渦槳發動機或在這些發動機基礎上進行適應性改進。活塞式發動機適合於低空低速中小型、長航時無人機;渦扇、渦槳發動機適合於高空長航時無人機以及無人作戰機,這類發動機油耗低,發動機尺寸、重量和推力能與無人機達到較好的匹配;渦噴發動機適合於低成本、短壽命、高機動的靶機或自殺攻擊類無人機。
從長遠發展來看,單純對現有發動機進行改型並不能完全滿足無人機對飛行速度、高速、續航性能等指標的要求,開發適合於無人機使用的發動機十分必要,尤其是中小推力的大涵道比、小尺寸核心機的渦扇發動機,這類發動機將是未來無人機動力裝置發展的重點。此外,開展太陽能、燃料電池、液氫燃料系統等新型能源的應用研究,可為無人機提供更高效的動力源。
2 無人機平台技術
(1)高效氣動力技術。
無人機在氣動力設計要求、設計理念方面與有人機存在較大差別。有人機氣動設計通常以航程、速度作為優先優化目標,然而無人機通常以航時作為優先優化目標。無人機尺寸小、速度低,存在低雷諾數條件下的高升力、高升阻比、高續航因子設計要求。高效氣動力技術是提高無人機性能的重要技術途徑。
(2)隱身技術。
提高無人機的生存能力的關鍵就是降低其可探測性。隨著材料、電磁學、熱力學、空氣動力學等學科的不斷發展,越來越多的新技術也將應用於無人機的隱身設計中,具體包括以下幾個方面。
外形隱身技術。採用翼身高度融合的無尾飛翼布局、內埋式進氣道、二維噴管等設計技術可有效降低雷達反射面積和紅外特徵,提高無人機的隱身能力。
等離子體隱身技術。理論和試驗研究表明,等離子體技術是隱身技術發展的新方向之一,飛行器上安裝的等離子發生器所產生的等離子體能對飛行器關鍵部位進行遮擋,並對雷達照射進行吸收,從而實現飛行隱身。目前,這項技術在研究中暴露出了很多問題,仍有待解決。
主動隱身技術。主動隱身技術是根據照射到飛行器上的電磁波頻率、入射方向等,利用機載有源射頻發射裝置主動地發射與散射回波相位相反、幅度一致的電磁波,實現與散射回波的對消。目前,主動隱身技術尚處於理論與試驗研究階段,但隨著隱身技術的發展,特別是飛行器近場散射特性技術、ESM(電子支援措施) 等技術的發展,主動有源對消隱身技術必將成為未來發展的重點。
(3)氣動彈性技術。為追求長航時性能,無人機通常採用大展弦比布局以盡可能提高升阻比(如一些無人機展弦比達到30以),採用輕量化機體結構降低飛行重量。但大展弦比布局、輕量化結構與機體強度和剛度要求會產生突出矛盾。
(4)氣動載荷設計技術。滯空型無人機一般飛行速度較低、翼載小、升力大,對於同樣強度的陣風,無人機陣風載荷比有人機大得多。無人機結構強度一般需要將陣風載荷作為主要的設計工況,而陣風載荷大小決定了無人機結構設計的強度。如果以現有輕型飛機、通用飛機的強度設計標准進行無人機載荷設計,無人機結構將付出很大的代價。以輕量化結構為目標,綜合無人機氣動力特性、無人機飛行控制操縱方式、無人機設計壽命等因素開展無人機氣動載荷設計技術是提高無人機綜合性能的重要技術途徑。
(5)復合材料結構技術。無人機以復合材料結構為主,不同類型的無人機對復合材料結構有不同的要求,如大型無人機主要對大尺寸、全復材結構有較高要求,而小型無人機對復合材料結構的要求是低成本、快速加工製造、快速修復等。
3 自主控制技術
根據無人機自主控制的定義和內涵,無人機自主控制的關鍵技術應該包括態勢感知技術、規劃與協同技術、自主決策技術以及執行任務技術4個方面。
(1)態勢感知技術。
實現無人機自主控制必須不斷發展態勢感知技術,通過各種信息獲取設備自主地對任務環境進行建模,包括對三維環境特徵的提取、目標的識別、態勢的評估等。
(2)規劃與協同技術。
規劃與協同技術涉及兩個方面的技術:路徑規劃和協同控制。這兩個方面相互依託,互相聯系。
無人機路徑規劃與重規劃能力是無人機自主控制系統必須具有的,即系統可以根據探測到的態勢變化,實時或近實時地規劃、修改系統的任務路徑,自動生成完成任務的可行飛行軌跡。自主飛行無人機典型的規劃問題是如何有效、經濟地避開威脅,防止碰撞,完成任務目標。
未來無人機的'工作模式包括無人機單機行動和多機編隊協同,協同控制技術主要包括:優化編隊的任務航線、軌跡的規劃和跟蹤、編隊中不同無人機間相互的協調,在兼顧環境不確定性及自身故障和損傷的情況下實現重構控制和故障管理等。
(3)自主決策技術。
對於復雜環境下工作的無人機,必然要求具有較強的自主決策能力,以適應未來的需要。自主決策技術需要解決的主要問題包括:任務設定、編隊中不同無人機協調工作、機群的使命分解等。
(4)執行任務技術。
無人機自主控制發展的最終目的是使它對環境和任務的變化具有快速的反應能力。無人機自主控制應該具有開放的平台結構,並面向任務、面向效能包含最大的可拓展性。先進的無人機自主控制應當提供編隊飛行、多機協同執行任務的能力。
4 網路化通信技術
目前的無人機系統作為相對獨立的系統只在局域使用,未來的戰場在同一空域將充斥著各種功能、各種類型的無人機與戰斗機、直升機。無人機之間、無人機與有人機之間、無人機與地面作戰系統必須進行有機協調,使無人機都成為“全球信息柵格”的一個節點,實現無人機與其他無人機或指揮控制系統之間的互聯、互通、互操作。
針對無人機集群作戰、協同作戰以及網路化作戰的應用需求,應突破無線寬頻分布式動態多址接入、實時魯棒的寬頻傳輸、數據鏈網路頑存等關鍵技術,構建無人機集群數據鏈自適應網路體系,為實現實時、寬頻、安全的無人機集群數據鏈提供技術支撐。
針對無人機寬頻網路多跳中繼動態變化、節點容量受限問題,需要將網路編碼技術與路由技術相結合,通過選擇編碼機會最大的路徑進行傳輸、優化基於網路編碼的節點接入策略、多跳網路節點間信息交換傳輸策略,在不增加時延的情況下提高網路吞吐量,實現網路的大容量傳輸。
5 多任務載荷一體化、平台/任務載荷一體化技術
有效載荷是無人機執行偵察、監視、電子對抗、打擊、戰效評估任務的關鍵因素,應用於無人機的有效載荷包括通用感測器(光電、雷達、信號、氣象、生化)、武器、貨物( 傳單、補給品)等。無人機系統作戰效能不僅僅對任務載荷本身性能有較高的要求,而且必須滿足無人機尺寸、重量、功耗、隱身等裝機要素約束以及成本要求。隨著電子、通信、計算機等技術的進步,無人機的感測器技術發展主要表現在以下幾個方面。
多光譜/超光譜探測技術。該技術可探測可見光和紅外區域的幾十個甚至幾百個頻段,它利用檢測低反差目標的雜波抑制和光譜識別可以降低誤判率,極大提高了目標識別和探測的准確性,常用於探測隱蔽或普通偽裝的目標。
先進的合成孔徑雷達技術。相對於光電/紅外探測系統,合成孔徑雷達能在夜間以及能見度低的惡劣天氣條件下工作,以高解析度進行大范圍成像偵察,但其設備重量和功耗均較大,只適合於大型無人機裝載使用。隨著輕型天線和緊湊信號處理裝置等技術的進步,合成孔徑雷達有向小型化發展的趨勢,並可裝備於中小型的戰術無人機。
激光雷達技術。激光雷達具有解析度高、隱蔽性好、低空探測性能好、體積小、重量輕等顯著優勢,不但可以探測“樹下目標”,還可以對目標進行分類,為指揮人員提供精確的目標信息。將激光雷達技術與無人機相結合,必將發揮更大的作用。然而當遇到大雨、濃霧、濃煙等惡劣天氣時,激光衰減急劇加大,而且大氣環流還會導致激光光束發生畸變、抖動,直接影響激光雷達的測量精度。
;2. 無人機由哪幾個系統組成 求詳細答案
1、無人飛行器分系統:機體、動力裝置、飛行控制與管理設備等;
2、任務設備分系統:戰場偵察校射設備、電子對抗設備、通信中繼設備、攻擊任務設備、電子技術偵察設備、核生化探測設備、戰場測量設備、靶標設備等;
3、測控與信息傳輸分系統:無線電遙控/遙測設備、信息傳輸設備、中繼轉發設備等;
4、指揮控制分系統:飛行操縱與管理設備、綜合顯示設備、地圖與飛行航跡顯示設備、任務規劃設備、記錄與回放設備、情報處理與通信設備、其他情報和通信信息介面等;
5、發射與回收分系統:與發射(起飛)和回收(著陸)有關的設備或裝置,如發射車、發射箱、助推器、起落架、回收傘、攔阻網等;
6、保障與維修分系統:基層級保障維修設備,基地級保障維修設備等。
(2)無人機動力裝置的作用擴展閱讀
研製背景
20世紀40年代,二戰中無人靶機用於訓練防空炮手。
1945年,第二次世界大戰之後將多餘或者是退役的飛機改裝成為特殊研究或者是靶機,成為近代無人機使用趨勢的先河。隨著電子技術的進步,無人機在擔任偵查任務的角色上開始展露他的彈性與重要性。
20世紀55年到74年的越南戰爭,海灣戰爭乃至北約空襲南斯拉夫的過程中,無人機都被頻繁地用於執行軍事任務。
1982年以色列航空工業公司(IAI)首創以無人機擔任其他角色的軍事任務。在加利利和平行動(黎巴嫩戰爭)時期,偵察者無人機無人機系統曾經在以色列陸軍和以色列空軍的服役中擔任重要戰斗角色。 以色列國防軍主要用無人機進行偵察,情報收集,跟蹤和通訊。
1991年的沙漠風暴作戰當中,美軍曾經發射專門設計欺騙雷達系統的小型無人機作為誘餌,這種誘餌也成為其他國家效彷的對象。
1996年3月,美國國家航空航天局研製出兩架試驗機:X-36試驗型無尾無人戰斗機。該型長5.7米,重88公斤,其大小相當於普通戰斗機的28%。該型使用的分列副翼和轉向推力系統比常規戰斗機更具有靈活性。水平垂直的尾翼既減輕了重量和拉力,也縮小了雷達反射截面。
無人駕駛戰斗機將執行的理想任務是壓制敵防空、遮斷、戰斗損失評估、戰區導彈防禦以及超高空攻擊,特別適合在政治敏感區執行任務。
20世紀晚期之前, 他們不過是比全尺寸的遙控飛機小一些而已。美國軍方在這類飛行器上的興趣不斷增長,因為他們提供了成本低廉,極富任務彈性的戰斗機器,這些戰斗機器可以被使用而不存在飛行員死亡的風險。
20世紀90年代,海灣戰爭後,無人機開始飛速發展和廣泛運用。美國軍隊曾經購買和自製先鋒無人機在對伊拉克的第二次和第三次 海灣戰爭中作為可靠的系統。
20世紀90年代後,西方國家充分認識到無人機在戰爭中的作用,競相把高新技術應用到無人機的研製與發展上:新翼型和輕型材料大大增加了無人機的續航時間;
採用先進的信號處理與通信技術提高了無人機的圖像傳遞速度和數字化傳輸速度;先進的自動駕駛儀使無人機不再需要陸基電視屏幕領航,而是按程序飛往盤旋點,改變高度和飛往下一個目標。
3. 無人機的伺服作動設備的作用是什麼
無人機執行機構都是伺服作動設備,是導航飛控系統的重要組成部分。其主要功能是根據飛控計算機的指令,按規定的靜態和動態要求,通過對無人機各控制舵面和發動機節風門的控制,實現對無人機的飛行控制。
4. 無人機動力系統主要由哪些部件組成
無人機主要包括飛機機體、飛控系統、數據鏈系統、發射回收系統、電源系統等。飛控系統又稱 為飛行管理與控制系統,相當於無人機系統的「心臟」部分,對無人機的穩定性、數據傳輸的可靠性、精確度、實時性等都有重要影響,對其飛行性能起決定性的作用;數據鏈系統可以保證對遙控指令的准確傳輸,以及無人機接收、發送信息的實時性和可靠性,以保證信息反饋的及時有效性和順利、准確的完成任務。發射回收系統保證無人機順利升空以達到安全的高度和速度飛行,並在執行完任務後從天空安全回落到地面。 打字不易,請選擇採納答案!
5. 簡述民用無人機的分類和動力裝置分別有哪些
目前主流的民用無人機所採用的動力系統通常為活塞式發動機和電動機兩種。
無人機可按平台構型、用途、尺寸、活動半徑、任務高度等來分類。
按照平台構型分類:無人機可分為固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼無人機等。
按活動半徑分類:
無人機可分為超近程無人機、近程無人機、短程無人機、中程無人機和遠程無人機。
超近程無人機:活動半徑為 0—15km;
近程無人機:活動半徑為 15—50km;
短程無人機:活動半徑 50—200km;
中程無人機:活動半徑 200—800km;
遠程無人機:活動半徑大於 800km;
按任務高度分類:
無人機可分為超低空、低空、中空、高空、超高空無人機。
超低空無人機:任務飛行高度為 0—100m;
低空無人機:任務飛行高度為 100—1000m;
中空無人機:任務飛行高度為 1000—7000m;
高空無人機:任務飛行高度為 7000—18000m;
超高空無人機:任務飛行高度大於 18000m;
6. 闡述無人機的某動力系統,重點介紹其原理,特點以及應用
無人機動力系統主要部件是電機、電調、電池。電機負責帶動螺旋槳。電調負責控制電機轉速。電池負責給動力系統和整機供電。考無人機執照,來哈爾濱呼蘭區學院路尾航空之家
7. 請敘述一下多旋翼無人機的組成部分,各有什麼作用
首先是信號接收機,接收遙控器傳來的信號,並處理,第二個是電調控制電機的轉速,第三個是電機產生動力,第四個是講說產生升力,還有一個是電池,希望採納
8. 什麼是無人機具體是什麼功能無人機又分為幾種最長航程是多少最高飛行高度是多少
無人駕駛飛機
(英文縮寫:Unmanned
Aerial Vehicle)是一種以無線電遙控或由自身程序控制為主的不載人飛機。作為靶機這是無人機的最初用途,可用於地面防空和空中格鬥武器的試驗與訓練。如美國諾斯羅普公司研製的
MD2R5靶機,最大飛行高度8250米,可裝紅外曳光管和雷達信號。無人駕駛飛機增強器,還可帶拖靶作為火炮和導彈的靶標。美國瑞安公司的BQM-34靶機飛行速度為1.5馬赫,飛行高度達1.83萬米,可用於模擬敵方戰斗機。面對日益嚴重的反艦導彈的威脅,美國海軍還開發了BQM-74C型掠海飛行無人機,用於評估艦載反導系統。偵察監視,騙敵誘餌,實施干擾,對地攻擊,校射作用,運輸能力,救災應用,監察安全狀況. 種類:「密碼」無人機,多功能無人機,人工智慧無人機,長時留空無人機,反導彈無人機,預警無人機,隱身無人機,微型無人機,空戰無人機,測繪無人機,航拍無人機。 航程和飛行高度就要視各國不同的機型另說了