中航工業(yè)航宇公司董事長馬永勝日前宣布我國柔翼無人機研發(fā)取得重大進展,即將在機場、港口進行首輪消霧試驗。環(huán)保部副部長翟青也透露:為摸清污染源和企業(yè)日常排放,環(huán)保部首次動用無人機成像為暗訪提供依據(jù),分辨率高達0.04米,高清攝像頭可以看清集中排放區(qū)域的每一家企業(yè)煙囪的排放情況,更是激起了大家對無人機的興趣。
近年來,隨著無人機在民用領(lǐng)域的身影逐漸增多,昭示了無人機“天高任鳥飛”的應(yīng)用前景。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展,這支從戰(zhàn)場上走來的“空中奇兵”,正憑借自己獨特的優(yōu)勢,在氣象探測、海洋監(jiān)測、遙感測繪、作業(yè)飛行等越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域大顯身手。
此處無人勝有人
“無人機搭載氣象傳感器,可以利用無人機長航時、可穿霧等特性,在大范圍內(nèi)進行大氣測量,對霧霾的成分、形成霧霾的機理等進行監(jiān)測,為我國當(dāng)前緊迫的大氣污染防治工作發(fā)揮獨特的作用。”中國航天科工三院無人機總設(shè)計師楊寶奎研究員告訴記者,目前有關(guān)課題正在向國家申報。
不同于有人機,無人機在設(shè)計時可以不必考慮飛行員的生理特征。“利用仿生學(xué)原理制成的小型無人機,長度僅有100毫米,可飛行半小時,用于偵察破案。如同一只小鳥般在樓宇之間飛行,即使撞到墻上也不會受到損傷,調(diào)整方向后可以繼續(xù)飛行。”楊寶奎介紹,無人機的優(yōu)勢在于:減少傷亡、讓飛行員遠離危險;降低成本,無人機沒有駕駛員,一般可使機體體積與重量縮小20%至40%,研制費用較低;更加靈活,機動性更強,對起飛、降落環(huán)境要求相對較低,有的類型無人機起降不需要機場跑道。
在通常人類難以到達的地方,無人機更是大有用武之地。美國是個颶風(fēng)多發(fā)的國家,利用“子母”無人機,甚至可以飛行到12千米的高空,并將“子機”釋放到颶風(fēng)的內(nèi)部,對颶風(fēng)內(nèi)部的場強、場壓、溫度、壓力、含水量等情況進行探測。
“在地震來臨之前,會伴隨巨大能量的釋放,通過無人機對地表、大氣溫度的異常變化進行監(jiān)測,可以對地震進行及時預(yù)警。”楊寶奎說。航天科工三院推出的HW-200Ⅱ型無人機,在汶川地震、舟曲泥石流等重大自然災(zāi)害發(fā)生時發(fā)揮了重大作用。從2005年開始,該型號無人機就一直為神舟飛船的發(fā)射和回收提供氣象服務(wù)。
即使是過去認為只有人造地球衛(wèi)星能做的事情,現(xiàn)在也可以使用無人機來替代價格昂貴的衛(wèi)星系統(tǒng)。比如,利用無人機更加機動靈活的優(yōu)勢,可以對局部的地形地貌進行三維精確繪圖,而衛(wèi)星只能做到二維掃描。近日,美國社交網(wǎng)站“臉譜”更是出手驚人,他們正在洽購無人機制造商泰坦航天公司,并打算通過部署1.1萬架無人機實現(xiàn)向不發(fā)達地區(qū)普及互聯(lián)網(wǎng)的計劃。
泰坦公司正在開發(fā)的太陽能無人機可在夜間利用內(nèi)部電池組的能源進行發(fā)射;在日出后,它們就可以儲存足夠的能量,可在距離地球20千米的近地空間不間斷飛行5年,通過自身攜帶的通信、勘測、大氣傳感器和其他裝備,發(fā)揮相當(dāng)于“大氣衛(wèi)星”的功能,具有廣泛應(yīng)用性。
由此可見,無人機的應(yīng)用前景非??捎^,市場也在不斷增長。海鷹航空通用裝備有限責(zé)任公司總工程師曲蘊杰預(yù)計:“未來10年,民用無人機將占據(jù)6.1%的市場交付價值份額和12%的市場交付數(shù)量份額。”楊寶奎認為:“再過30年左右,無人機和有人機的比例可能各占50%,達到五五開,最終可能實現(xiàn)無人機占據(jù)2/3的比例。”
也許將來有一天,那些網(wǎng)購達人只要坐在家里動動鼠標,幾十分鐘后,帶著快遞包裹的無人機就會“從天而降”。
國產(chǎn)定位中高端
“要讓無人機變成‘大氣衛(wèi)星’,在空中不間斷地飛行長達數(shù)日、數(shù)月甚至更長時間,對于無人機的動力系統(tǒng)、材料的抗疲勞能力、數(shù)據(jù)存儲能力、通訊抗干擾能力等關(guān)鍵技術(shù),都提出了嚴格的要求。”楊寶奎說。
“我國無人機技術(shù)的研發(fā),一定要向著中高端的方向努力。”楊寶奎說,所謂“中高端”有如下的標志:飛行時間更長,從幾天、幾個月到幾年;飛行高度更高,能夠適用的空域更加廣泛,達到9千米至10千米的高空,才能翻越諸如珠穆朗瑪峰這樣的世界高峰執(zhí)行任務(wù);數(shù)據(jù)存儲容量更大,能夠滿足存儲所獲取的數(shù)據(jù)要求;通訊能力要強,能夠和衛(wèi)星、地面指揮中心進行交流,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通,和各種通訊接口實現(xiàn)即插即用;可靠性要高,能夠抵抗外界干擾,同時便于維護保養(yǎng),組成系統(tǒng)易于保障,成本較為低廉。
在追趕世界一流水平時,我國無人機研發(fā)至少還要在以下5個方面發(fā)力:一是動力方面,要集中力量攻關(guān),盡快破解長期困擾我國的無人機發(fā)動機技術(shù)難題;二是控制方面,以我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航為依托,全面提升我國無人機控制水平;三是結(jié)構(gòu)材料方面,加快研制新型非金屬復(fù)合型材料,降低機身重量,進而提高靈活性并增強其隱身能力;四是有效載荷方面,通過提高其有效載荷,搭載更多紅外成像儀、多光譜攝像儀、彩色電視攝像機、激光測距儀、合成孔徑雷達、活動目標指示器等先進光電搜索設(shè)備,提高數(shù)據(jù)搜集能力;五是數(shù)據(jù)鏈工作方面,作為體系作戰(zhàn)中重要的一員,無人機的相關(guān)數(shù)據(jù)鏈工作未來還需不斷加強,不斷提高其數(shù)據(jù)的加密能力、抗干擾能力等。
航天科工三院是我國飛航導(dǎo)彈的搖籃,飛航導(dǎo)彈有翼且主要在稠密大氣層飛行,與無人機在技術(shù)上一脈相承,這方面航天科工三院具有獨特的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢。航天科工三院的無人機擁有涵蓋總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)、動力、導(dǎo)航等全產(chǎn)業(yè)鏈的配套體系,多項專業(yè)技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。海鷹航空通用裝備有限責(zé)任公司正是其無人機產(chǎn)業(yè)化發(fā)展平臺。
據(jù)了解,目前我國民用無人機共有130余家研制單位和15000架使用量,民用無人機的種類也已逐漸豐富,包括固定翼無人機、旋翼無人機、飛艇無人機等。
“加強軍民融合,加快產(chǎn)業(yè)項目立項,加強新機型的設(shè)計開發(fā)以及和原有機型的通用、整合,加強集團化運作和運營體系建設(shè),尋求戰(zhàn)略合作伙伴,不斷降低成本,將有助于我國無人機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”楊寶奎說。
以無人機為代表的通用航空產(chǎn)業(yè)雖然在國內(nèi)才剛剛起步,但趨勢已相當(dāng)明確,隨著未來低空空域的開放、適航標準的建立、配套體系的完善,無人機的民用市場打開已無懸念。