张书铭 15051251 无人飞行器系统概论课程总结与感想.

无人飞行器系统综述

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院系：航空科学与工程学院

班级：150519班

学号：********

2015年12月

一、引言

无人飞行器系统是以无人机为主体，由多个分系统组成的复杂系统，集成了航空技术、信息技术、控制技术、测控技术、传感技术以及新材料、新能源等多学科技术，已成为航空航天的一个新的发展方向。无人机的发展历史可以追溯到上一世纪20 年代，应技术进步和战争需求，无人机已逐渐发展为世界各国尤其是发达国家武器装备中重要组成部分之一，无人化也已日益成为未来战争发展的方向之一，同时无人机也正在向民用化发展。进入20 世纪末，无人机发展进入了一个新时代并先后形成三次发展浪潮。目前，世界各主要国家尽管发展方向和发展程度各异，但无不积极研制开发无人机，在进一步发展军事用途的同时又扩展到民用领域，一个无人机发展高潮正在到来。

二、无人飞行器系统简述

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UA V”，是利用无线电遥控设备和自备的程控装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。而无人机系统，英文缩写为“UAS”，是以无人机为主体，配有相关的分系统，能完成特定任务的一组设备。无人飞行器系统一般由无人机平台、测控与信息传输分系统、飞行控制与导航系统、任务载荷、发射与回收系统和地面运输与保障系统组成。

无人机系统按重量、航程和飞行高度可分为：微型无人机（重量一般不超过1kg）、小型无人机（重量一般不超过20kg，航程不超过30km）、近程无人机（航程能达到100km）、中程无人机（航程能达到500km）、中空长航时无人机（航程超过500km，续航时间20 小时以上，飞行高度5000到10000m）和高空长航时无人机（航程达到10000km，续航时间20 小时以上，飞行高度达到15000m）。

相比有人驾驶飞行器，无人机有着用途广泛，成本低，效费比好，无人员伤亡风险，生存能力强，机动性能好，使用方便等优势，适用于执行“枯燥的、脏的、危险的”所谓“3D”任务，能在核污染、化学污染地区和战争前沿侦察，能在极端恶劣天气下飞行，在现代战争中有着极其重要的作用。无人机执行的任务分为攻击杀伤型和非攻击杀伤型。美国海军给无人机划分了以下任务分区：

地平线之上：探测、分类、导向目标、战斗损失评估

两栖作战支持：海军火力支持、水雷/地雷

指挥控制通信/无线电

情报：天气、电子支持措施、信号情报、核武器和生物武器传感器、监视、侦察混合作业：攻击、欺骗、心理战、搜寻与营救行动

电子战/对抗：电子对抗、电子支持措施、干扰物、空中诱饵

到目前为止，侦察/监视任务是无人机的主要活动，它的传感器和数据链是它今天发展的重点。目标观察次之，电子战是它的第三项任务。在侦察/监视、目标观察及电子战任务取得成功后，其它任务最后也将得到拓展。

现代意义上的无人飞行器系统最早出现在一战期间，美国的Charles Kettering用三年时间为陆军通信兵开发了一种双翼无人机，并命名为凯特林航空鱼雷（Kettering Aerial Torpedo）,该无人机能以每小时55英里的速度飞行近40英里，并能携带180磅的高爆炸药。飞机由预设控制系统导向目标，并有可分离的机翼。机翼在飞机到达目标上空时与机身分开，使机身能像炸弹一样投向地面。

（图为“凯特林航空鱼雷”）

早期的无人机多用作靶机，其中最负盛名的有里安公司研制的“火蜂”（Firebee）系列靶机、诺斯罗普公司的“石鸡”（Chukar）系列靶机等，至今靶机仍在无人机市场中占有很大份额。后由于战争需要，无人机系统多用于侦察、监视、打击等。从20世纪50~60年代开始，美国相继研制成功"火蜂"、"先锋"、"猎人"、"捕食者"和"全球鹰"等战术或战略无人侦察机，以及"捕食者"改进型无人侦察作战飞机，先后在越南战争、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉

克战争等军事行动中得到应用。在无人机邻域取得骄人成绩的另一个国家是以色列，它研制成第一代“侦察兵”（Scout）无人机、第二代“先锋”(Pioneer)无人机、第三代“搜索者”（Searcher）无人机，与美国TRW公司合作研制“猎人”（Hunter）无人机、以及中空长航时多用途“苍鹭”无人机。

20世纪90年代后，西方国家充分认识到无人机在战争中的作用，竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上：新翼型和轻型材料大大增加了无人机的续航时间；采用先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度和数字元化传输速度；先进的自动驾驶仪使无人机不再需要陆基电视屏幕领航，而是按程序飞往盘旋点，改变高度和飞往下一个目标。

三、军用无人机的典型代表——“捕食者”

捕食者无人机是由美国通用原子公司（General Atomics）研制的一型中空长航时多用无人机，主要用于侦察、监视、目标指定、电子战和实弹攻击。该型无人机于1984年开始研制，1999年进入服役。捕食者(Predator)是该无人机的名称，其代号RQ-1为侦察型，MQ-1为多用型。捕食者无人机目前主要有两个型号，即捕食者-A(RQ-1／MQ-1)和捕食者-B。

9.11事件以前，捕食者无人机只有少数军事人员和工业人员有所了解，而之后在战场上大量应用，成为世界上最成功的战术无人机。但在军事应用中仍存在一些问题，在海外使用中，每8架就损耗l架，问题包括不能在下雨、下雪、结冰、有雾或霜冻天起飞；在等待起飞时，高温会损坏机上电子设备；捕食者无人机的飞行速度不超过145km／h，最有效的飞行高度为3000m，这都在高炮拦截范围内；另外即使是有经验的操作人员，在遥控操纵台上操作也很困难。美国防部说，在损耗的无人机中有不少是操纵错误引起的。

捕食者无人机的战术技术数据

机体高 2.21m

尾翼展 4.83m

飞行速度204km/h 370km/h 待机速度111～130km/h 278km/h 续航时间24h 25h

最大续航时间40h

升限7926m 13725m

推进一台78.3kW的Rotax914

型4 冲程发动机一台559kW杭尼韦尔公司的TPE331-10T涡轮螺桨发动机

负荷205kg(电／红外或合成孔径

雷达)；“海尔法”导弹317.5kg(光-电/红外和合成孔径雷达)；空地导弹

起飞品质1023kg 2721kg