无人驾驶直升机

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无人驾驶直升机无人驾驶直升机，是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降(VTOL)不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。近十几年来，随着複合材料、动力系统、感测器、尤其是飞行控制等技术的研究进展，无人直升机得到了迅速的发展，正日益成为人们关注的焦点。
【无人驾驶直升机】无人直升机具有独特的飞行性能及使用价值。与有人直升机相比，无人直升机由于无人员伤亡、体积小、造价低、战场生存力强等特点，在许多方面具有无法比拟的优越性。与固定翼无人机相比，无人直升机可垂直起降、空中悬停，朝任意方向飞行，其起飞着陆场地小，不必配备象固定翼无人机那样複杂、大体积的发射回收系统。在军用方面，无人直升机既能执行各种非杀伤性任务，又能执行各种软硬杀伤性任务，包括侦察、监视、目标截获、诱饵、攻击、通信中继等。在民用方面，无人直升机在大气监测、交通监控、资源勘探、电力线路检测、森林防火等方面具有广泛的套用前景。
基本介绍中文名：无人驾驶直升机
外文名：Unmanned helicopter
系统组成：直升机本体、控制与导航系统等
特点：体积小、造价低、战场生存力强
装备国家：美国、加拿大、英国、德国等
军用功能：侦察、监视、攻击、通信中继等
民用功能：大气监测、交通监控、资源勘探
无人机简介无人驾驶直升机是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降(VTOL)不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。近十几年来，随着複合材料、动力系统、感测器、尤其是飞行控制等技术的研究进展，无人直升机得到了迅速的发展，正日益成为人们关注的焦点。

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美国首架可无人驾驶“黑鹰”直升机无人直升机具有独特的飞行性能及使用价值。与有人直升机相比，无人直升机由于无人员伤亡、体积小、造价低、战场生存力强等特点，在许多方面具有无法比拟的优越性。与固定翼无人机相比，无人直升机可垂直起降、空中悬停，朝任意方向飞行，其起飞着陆场地小，不必配备象固定翼无人机那样複杂、大体积的发射回收系统。在军用方面，无人直升机既能执行各种非杀伤性任务，又能执行各种软硬杀伤性任务，包括侦察、监视、目标截获、诱饵、攻击、通信中继等。在民用方面，无人直升机在大气监测、交通监控、资源勘探、电力线路检测、森林防火等方面具有广泛的套用前景。系统组成无人直升机系统大体上由直升机本体、控制与导航系统、综合无线电系统和任务载荷设备等组成。直升机本体包括旋翼、尾桨、机体、操纵系统、动力装置等。控制与导航系统包括地面控制站、机载姿态感测器、飞控计算机、定位与导航设备、飞行监控及显示系统等。这一部分是无人直升机系统的关键部分，也是较难实现的部分。综合无线电系统包括无线电传输与通讯设备等，由机载数据终端、地面数据终端、天线、天线控制设备等组成。任务载荷设备包括光电、红外和雷达侦察设备以及电子对抗设备、通信中继设备等。早期产生原因不管你的直升机多幺先进，其风险和损失问题总会在一定程度上存在，因此，作为直升机飞行员，要想冲锋陷阵而不想在安全问题上作出一点牺牲，世界上恐怕没有这幺便宜的事情，这也正是老百姓经常说的一句俗话：“好将难逃阵头亡。“因此，最安全、最可靠的办法，就是机器人上天，那样即使打了败仗，人员却不受损失。于是，在旋翼式无人机方面，便产生了无人驾驶的直升机。操纵系统一种无人驾驶直升机操纵系统，根据直升机上飞控计算机的指令进行操纵，包括旋翼操纵机构、航向操纵机构和油门操纵机构，其特徵在于：所述的旋翼操纵机构包括自动倾斜器、三套变距舵机和拉桿组件；自动倾斜器安装在直升机主轴的下方，三套变距舵机分别和自动倾斜器相连安装在自动倾斜器的周边下方，拉桿组件的一端与自动倾斜器相连，另一端和直升机的旋翼相连，旋翼操纵机构通过三套变距舵机的协调动作驱动自动倾斜器升降或倾斜，带动拉桿组件控制旋翼的飞行姿态；所述的航向操纵机构包括航向舵机、推拉钢索和摇臂，航向舵机安装在直升机的设备舱内，航向操纵机构通过航向舵机驱动推拉钢索，推拉钢索带动摇臂，驱动尾桨变距机构改变尾桨距角，实现对航向的控制；所述的油门操纵机构包括油门舵机和油门钢索，油门操纵机构通过油门舵机驱动油门钢索控制发动机油门的开启度，实现对发动机的控制。相关报导到90年代，出于高技术战场侦察的需要，已开发国家又在重新考虑并加紧研製新一代无人驾驶直升机。据英国《简氏防务周刊》1993年2月6日报导，俄国当时已设计出一种新型Ka遥控直升机。该机起飞质量为250公斤，其红外侦察设备重达30余公斤（加上相关的数据传输系统达50余公斤）。控制设备装在机身的头部，发动机装在机身的中部。这种遥控直升机的军用改装型能加装电视、核生化检测器、雷射目标指示器等。特点无人驾驶直升机不需要跑道，机场适应性较强，在飞行中机动灵活，生存力较强。无人驾驶直升机独特的飞行能力是其它一些飞行器不具备的，它可以执行许多有人驾驶直升机无法完成的任务。因此，国外近些年来加快了无人驾驶直升机的发展速度。共轴式直升机与单旋翼带尾桨的直升机相比，具有尺寸小，结构紧凑，悬停和中速飞行效率高。由于没有尾桨，降低了来自尾桨的故障率，对无人驾驶情况下的安全着陆更为有利，尤其适合于起降场地受到较大限制时。因之，共轴式无人驾驶直升机是当前世界各已开发国家无人机发展的一个趋势。美国、加拿大、英国、德国等少数国家已经装备这类直升机，俄罗斯、以色列等国家尚在研製。它广泛套用于军用和民用的各个领域。超小型无人机在美国对伊拉克等国家的空中打击，以及前不久对阿富汗的军事行动中，无人飞行器发挥了巨大的作用。它能向军事指挥员和决策者提供实时情报，并利用这些解析度高、清晰的图像进行战果评估。在民用领域，无人飞行器也有巨大的作用，它可以用于森林田野及城市的防火巡视、空中摄影等工作。无人飞行器的种类繁多，根据机体的特徵尺寸，可以分为大、中、小、微等4 种。按照机翼类型可以分为固定翼飞行器与旋翼/直升机两类。超小型无人直升机是指特徵尺寸介于小型和微型直升机之间的无人飞行器。其旋翼直径1m到2m左右，具有体积较小、隐蔽性好、灵活性好、起飞着陆场地小，可方便地在中小舰艇、车顶以及屋顶上起降，并可在空中有限範围内作悬停飞行等特点，因此具有相当广泛的用途。英国製造商当然，英国人自己也没有落后。英国的“斯普赖特”多用途直升机已经开始在其陆军部队服役。这种由英国的一个不太出名的飞机公司――穆拉德公司製造的直升机。它具有一般战场需要的各种作战功能，能侦察、监视、空中巡视，还能给其他作战武器指示目标，还可以参加未来战场上的一种无处不在的对抗活动――电子战。技术特点这种直升机上装有比较稳定的电视自动摄像机、红外照相机、微光电视探测器、雷射目标照射器、化学感测器、电子情报和电子对抗设备等。不过，你可别认为装有这幺多设备的直升机一定很重，恰恰相反，由于这个飞机公司特别注重广泛运用现代化的微电子材料，使得这种直升机的空机重量仅仅只有28公斤，即使最大的起飞重量也只有40公斤左右。当然，该直升机其他技术指标也是比较有特点的。它採用两副上下同轴不同向的双叶桨对转式旋翼，非常成功地解决了飞行中的直升机无人驾驶的难以平衡问题；叶桨和全机身都是採用现代的複合材料，又结实又轻便，特别适合飞行的需要；更令人感到高明的地方，是设计上的隐身技术的巧妙的运用，即外型像美国的F-117A那种稜角分明，取得了令设计者比较满意的隐藏自身形状的能力。直升机动力为两台4.4千瓦（6马力）的MLH2/88二冲程活塞发动机，油箱容量8升，内部储藏有汽油和润滑油混合液。该直升机用无线电指令制导，由机载的全自动飞行控制系统去实现这种飞行的各种动作。如果，在飞行中这种飞行控制链失效时，它也有非常保险安全的处理装置，它可以按照事先预定好的直升机返回程式，自主地安全返回飞行的起飞基地。由于这种无人直升机是垂直地起飞和降落，自然也就不需要专门的地面站和专门的无人机发射系统了。外形特徵儘管“斯普赖特”多用途无人直升机旋翼直径仅为1.6米，有效起飞载重也只有6公斤，但飞行速度最大却可以达到130公里/小时，飞行总时间可达2小时以上。作战时，其最大升限可达2440米，当然正常的飞行高度只是在250～500米之间。其作战半径可达32公里以上。加拿大外形特徵还有一种无人直升机也颇负名声，这就是由加拿大航空公司製造的CL-227“哨兵”无人直升机。CL-227 “哨兵”无人直升机的外形像一个大花生，上下各有一个大圆肚子，中间的腰部对接在一起，而最大的直径也只有0.64米。直升机发动机装有消声安全设备，因此飞行起来噪音十分低。这种无人直升机设计得十分科学，发动机的喷口向上排气，加上其球形的外部结构，这样它就具有一定的隐形能力，使战场上的敌人难以发现。该机的飞行操作和控制也十分方便。你只须把飞行程式预先设计好，它就会十分灵活地听从你的指挥了。奇特性能“哨兵”无人直升机是一种具备高生存力、可进行实时监视和目标探测的飞行器。它可垂直起落又可平飞和悬停。更为奇特的是，它可以用一根长绳索把它系住了，像风筝那样拴在你想要拴的地方，让它在200米的空中给你站岗放哨，此时的探测距离可以达到48公里；如果你用500米的绳索拴住它，让它在高高的500米的上空为你站岗，此时的探测距离可以达到80公里以上。要把它收下来，也十分容易，只要给它一个指令，它便乖乖地垂直落下来了。如果你觉得随便垂直降落可能不太安全，这时你还有更加安全的办法，这就是在地面上或秆在军舰上张开一张大网，让它舒舒服服地投向你为它準务的怀抱。产地原型研製“哨兵”无人直升机的加拿大航空公司，位于加拿大蒙特娄市。在1952～1976年期间，该公司一直是美国通用动力公司的子公司。直到1976年之后，加拿大的政府才将其收为国有公司，并交给邦巴迪尔公司进行管理。由于邦巴迪尔公司具有雄厚的航空工业製造技术基础，结果在几年内便把这个新收回的公司发展成为一个加拿大最大的航空企业。早在1978年，就完成了第一架“哨兵”原型机。但在当时，这种原型机只能系留升空，执行对空中目标的警戒，并且主要用于军舰的防空作战。研製工作进入第二阶段后，主要是进行各种套用性实验，并分别在1981年12月完成了不系留飞行工作实验，1982年完成了战术环境下的战斗飞行实验，1983年又分别向美国和北约进行了正式的推销性的表演飞行活动，取得了美国和北约的信任。之后，研製工作进入了第三阶段。从美国陆军1987年正式参与这种无人直升机的军事套用评定工作开始，“哨兵”无人直升机步入了定型和生产阶段。先后共生产了10架原型直升机，两大套地面站和6套作战任务飞行的载荷设备。这10架无人直升机是用比较高级的複合材料製造的，共分三节组成-――上边的一节是一个圆滑的球体，专门用于装置飞行发动机和飞行的燃料；下边这一节也是一个圆形的球体，主要用于装置自动操作控制设备和探测感测系统；中间这一节是上下两个球体之间的一块小小的连线部分，但它又是至关重要的，因为它里面装置的是无人直升机的灵魂――电子系统，而外边则是赋予其飞行能力的旋翼桨。这种旋翼分为上下两层，每层有3片叶桨。这种三节虫式的结构，具有非常明显的优点。在需要维修时，你只要看準问题出在哪一节，30分钟之内便可以把它更换修好。但是，它的起落架却不能操纵，因为它设计成了像个雪橇一样，只能把它固定在无人直升机的下部了。别看CL-227“哨兵”直升机的个头不是很大，但是它的设备却十分先进，作用也非同小可。直升机上的装备几乎应有俱有，装有电视摄像机、雷射照射器、辐射探测器、假目标欺骗设备等。其中任务设备最大重量为45公斤，燃料的最大的重量为54公斤，但两项相加不能超过88公斤。它的旋翼直径2.8米，机高1.6米，最大的起飞重量是190公斤，最大的平飞速度是130公里/小时，最大的实际战斗飞行高度是3000米，作战半径是50公里。但是，它的续航能力是相当好的，在500米的高度上可长达4小时。目前，CL－227“哨兵”直升机无人直升机已经在加拿大的旅一级作战部队使用，一个“哨兵”小队，编制有4架这样的无人直升机，有3辆高机动的多用途汽车，专门用作发射、回收、提供动力和地面操作控制之用，由6个人具体操作控制，1个连目前只有3个小队。其他纽西兰机纽西兰的TGR直升机公司于日前推出了一款全新的隐形无人驾驶直升机。TGR公司介绍称，这种被称为“蛇鲨”的无人直升机在飞行过程中很难被发现：其机身由凯芙拉材料製成，而且外形上也採用了“隐形”设计，具有很低的雷达波反射率。此外，设计人员还使用了一系列方法来降低“蛇鲨”的红外特徵和噪音水平。例如，为了降低废气温度，直升机上专门安装了一套循环处理系统。而为了降低飞行过程中产生的噪声，桨叶也经过了特殊设计。测试结果显示：只要超过225米的距离，地面人员将根本听不到“蛇鲨”在飞行中产生的噪音。基本型“蛇鲨”无人直升机的最大飞行速度为280千米/小时，最大有效载荷680千克。该机另外一大特点在于其装备有一台柴油发动机。据TGR公司介绍，“蛇鲨”是全球唯一一种使用柴油发动机的无人机。“蛇鲨”的发动机具有很高的工作效率，耗油量非常低：其一款改型可持续滞空24.5小时--这可能也创造了直升机领域的一项世界记录。而TGR直升机公司发言人表示，他们目前还在对“蛇鲨”进行改进，以便使其有能力在携带900千克载荷的情况下持续飞行(无空中加油)30个小时。“蛇鲨”直升机上装备有红外和光学侦察设备，根据任务的不同，也可携带若干空对地飞弹。它除了可根据地面发出的指令执行任务外，还可按照事先设定的程式实施自动起降、选择飞往目标区的路线和返回基地等複杂过程。美无人机美国麻省理工学院的一个小组已研製出一种无人驾驶直升机，它的长项是“玩特技” 。这种代号为“X－Cell 60”的无人驾驶直升机，在实验中已经成功地“学会”了第一个高难度动作———副翼横滚，也就是说，在保持较高飞行速度的情况下，围绕机头和机尾组成的纵轴线像陀螺一样做360度滚动。此前无论是有人驾驶还是无人驾驶的直升机，都需要技巧高超的飞行员参与，才能进行特技飞行。而该校信息和决策系统实验室研製出的“X－Cell 60”，完全是在无人的状态下自动完成了副翼横滚，这在世界上还没有先例。能进行特技飞行的无人驾驶直升机，有望用于军事侦察、灾区勘测、高空航拍等领域。国内情况我国对无人驾驶直升机的研究起步较晚，大部分型号的无人驾驶直升机均处于研製阶段。目前，国内无人驾驶直升机研製最成功是由上海雏鹰公司、中国直升机设计研究所和南京航空航天大学合作研製的LE110A，此无人驾驶直升机在2004年底已成功完成超视距自主飞行试验。研究投入正当世界上一些已开发国家积极投入无人驾驶直升机研製时，中国的航空工业者也在埋头苦干，研製着自己的无人直升机。1993年9月29日，中国第一架共轴式双旋翼无人驾驶直升机“海鸥”号首飞成功，标誌着我国已经攻破了相应的一系列技术难关。据报导，“海鸥”总重量300公斤，发动机功率58.8千瓦。机上有飞控导航系统和遥测系统，可以自主飞行或遥控飞行。这种直升机也可用于军事，在战场侦察、探测等方面发挥特殊作用。2017年11月23日，在军民深度融合、创新驱动发展的形势下，位于景德镇的航空工业直升机所自主研製的三型无人直升机于10月下旬至11月中旬在青藏高原进行试验试飞，验证了它们在高原使用的卓越性能。升空造价2004年11月4日，国内第一款超轻型单座直升机和无人驾驶型直升机首次面世珠海航展2号展馆。中国直升机设计研究所所长、中国航空工业第602所研究员吴跃今天在珠海航展2号展馆向本报采访人员表示，经过35年的努力，我国已经具备了第三代直升机的设计能力，这次展出的1架超轻型单座直升机和3架75公斤级无人驾驶型直升机是由江西苍岚轻型直升机有限公司研製开发的，它在直升机的总体最佳化、系统集成和旋翼技术等方面取得了重大突破，标誌着我国直升机研发水平已经跻身世界先进行列。据介绍，他们的超轻型单座直升机和无人驾驶型直升机系列产品可广泛套用于空中摄影摄像、重大活动和节庆的空中指挥以及农药喷洒等领域，每架直升机的销售价在20万至40万元人民币之间，具有十分广阔的市场前景，2003年被批准为国家高科技产业化示範工程。国内主要无人直升机概览：V750Z-5Z-3U8飞虎起飞重量 /公斤757450100230249任务载荷 /公斤801002040-测控半径/公里15010030100-最大速度 /公里每小时161180108150209巡航速度/公里每小时145126-120177最大升限/米300035001000300续航时间/小时46143.5