无人机关键技术及发展预测

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1、无人机关键技术及发展预测1能源与动力技术无人机采川的推进系统形式要比奋人飞机多，采川的能源与动力类型各异，包拈：传统的小型涡扇发动机、小型涡喷发动机、小型涡浆发动机、活塞发动机、转子发动机以及电池组、太阳能电池、燃料电池、超燃冲压发动机、定句能及核M位素等。不同用途的无人机对动力装置的耍求不M,但都希望动力装置燃汕经济性好、重量轻、体积小、4靠性高、成本低、使川维修方便。从经济因素、可靠性等方面考虑，现阶段无人机均采川技术成熟的活塞、涡扇、涡喷、涡奖发动机成在这些发动机基础上进行适成性改进。活塞式发动机适合于低空低速中小型、长航吋无人机；涡扇、涡桨发动机适合于高空长航时无人机以及无人作战机，这

2、类发动机汕耗低，发动机尺寸、重朵和推力能与无人机达到较好的匹配；涡喷发动机适合于低成本、短寿命、高机动的靶机或自杀攻击类无人机。从长远发展来看，单纯对现有发动机进行改型弁不能完全满足无人机对飞行速度、M速、续航性能等指标的要求，开发适合于无人机使川的发动机十分必要，尤其是屮小推力的人涵道比、小尺、r核心机的涡扇发动机，这类发动机将是未来无人机动力装置发展的重点。此外，开展太能、燃料电池、液氢燃料系统等新型能源的应用研究，4为无人机提供更高效的动力源。新能源无人机如阁3所示。图3太阳能无人机1无人机平台技术（1）高效气动力技术。无人机在气动力设计要求、设计理念方面与奋人机存在较大差别。奋人机气动

3、设计通常以航程、速度作为优先优化目称，然而无人机通常以航时作为优先优化目称。无人机尺寸小、速度低，存在低雷诺数条件下的高升力、高升阻比、高续航因子没计要求。高效气动力技术是提商无人机性能的重要技术途径。（2）隐身技术。提商无人机的生存能力的关键就是降低其可探测性。随着材料、电磁宁、热力学、空气动力学等学科的不断发展，越来越多的新技术也将应用于无人机的隐身设计中，具体包括以下几个方而。外形隐身技术。采用翼身高度融合的无尾飞翼布局、内埋式进气道、二维喷管等设计技术可柯效降低雷达反射而积和红外特征，提高无人机的隐身能力等离子体隐身技术。理论和试验研究表明，等离子体技术足隐身技术发展的新方M之一,飞行

4、器上安装的等离子发生器所产生的等离子体能对飞行器尖键部位进行遮挡，并对雷达照射进行吸收，从而实现飞行器隐身。g前，这项技术在研究中暴露出了很多问题，仍奋待解决。主动隐身技术。主动隐身技术是根据照射到飞行器上的电磁波频率、入射方A等，利用机载有源射频发射装置主动地发射与散射w波相位相反、幅度一致的电磁波，实现与散射id波的对消。n前，主动隐身技术尚处于理论与试验研究阶段，似随着隐身技术的发展，特别是飞行器近场散射特性技术、ESM(电子文援措施)等技术的发展，主动有源对消隐XI技术必将成为未來发展的重点。(3)气动弹性技术。为氾求长航吋性能，无人机通常采川人展弦比布局以尽4能提高升阻比(如一些无人

5、机展弦比达到3()以上)，采用轻量化机体结构降低飞行重撒。但人展弦比布局、轻撒化结构与机体强度和刚度要求会产牛.突出矛盾。(4)气动载荷设计技术。滞空型无人机一般飞行速度较低、翼载小、升力大，对于M样强度的阵风，无人机阵风载荷比有人机大将多。无人机结构强度一般需耍将阵风载荷作为主耍的设计丄况，时阵风载荷大小决定了无人机结构设计的强度。如果以现有轻型飞机、通用飞机的强度设计标准进行无人机载荷设计，无人机结构将付山很大的代价。以轻量化结构为n标，综合无人机气动力特性、无人机飞行控制操纵方式、无人机没计舒命等因素开展无人机气动载萜没计技术足提菇无人机综介性能的重要技术途径。(5)复合材料结构技术。无

6、人机以复合材料结构为主，不同类型的无人机对复合材料结构奋不同的要求，如人型无人机主耍对大尺寸、全复材结构有较高耍求，而小型无人机对a合材料结构的耍求是低成本、快速加工制造、快速修复等。1A主控制技术根据无人机自主控制的定义和内涵，无人机A主控制的太键技术应该包括态势感知技术、规划与协同技术、A主决策技术以及执行任务技术4个方面。(1)态势感知技术。实现无人机自主控制必须不断发展态势感知技术，通过各种信息获取设备自主地对任务环境进行建模，包拈对三维环境特征的提取、目标的识别、态势的评估等。(2)规划与协同技术。规划与协同技术涉及两个方面的技术：路径规划和协同控制。这两个方面相互依托，S相联系。无

7、人机路径规划与重规划能力是无人机£1主控制系统必须具奋的，即系统可以根据探测到的态势变化，实时或近实时地规划、修改系统的任务路径，A动生成完成任务的町行飞行轨迹。A主飞行无人机典型的规划问题是如何有效、经济地避开威胁，防止碰摘，完成任务R标。未来无人机的工作模式包括无人机单机行动和多机编队协M,协同控制技术主耍包括.•优化编队的任务航线、轨迹的规划和跟踪、编队中不M无人机间相互的协调，在兼顾环境不