無人機的發(fā)展與應(yīng)用

1、無人機的發(fā)展與應(yīng)用（轉(zhuǎn)載）無人機的發(fā)展與應(yīng)用（1）國內(nèi)外現(xiàn)狀21世紀(jì)前十年世界各國都在大力發(fā)展各種用途的無人飛行器，目前，世界上32個國家已研制出了50多種無人機，有55個國家裝備了無人機。無人機成為本世紀(jì)武器裝備發(fā)展中的最大亮點。據(jù)報道，1993-2005年間，北約國家無人戰(zhàn)斗兵器總數(shù)增加了1.7倍，2006年，這一數(shù)量達到了11萬架具。美國、北約、以色列、南非等其他國家都非常重視無人偵察機和多用途無人機的研制和生產(chǎn)及應(yīng)用。美國在發(fā)展無人機計劃的同時，也考慮民用和商用的可能性，如環(huán)境監(jiān)控、通訊中繼、毒品偵察、大氣取樣、野生動物跟蹤、測繪等。由于國防預(yù)算的削減，俄羅斯的導(dǎo)彈公司和生產(chǎn)廠家不得不

2、將一些軍用無人機轉(zhuǎn)為民用。如他們用四年時間研制的NART無人機將用于氣象和生態(tài)觀測；Ka37無人駕駛直升機將用于農(nóng)業(yè)和空中拍攝。同時，俄羅斯還研制了用于農(nóng)作物統(tǒng)計、輸氣輸油管道監(jiān)控、化學(xué)和核物質(zhì)監(jiān)護等方面的旋翼無人機。國內(nèi)的情況是，高空、高速、中遠程、長航時、大載荷等類型的無人機主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，主要由航空集團、航天集團以及院校研制與生產(chǎn)，國內(nèi)主要有北航、南航、西工大、航空集團、某些研究所等單位研制。目前北航、南航、西工大這3家主要的無人機研制生產(chǎn)基地，主要是應(yīng)付軍隊的需求，任務(wù)十分飽滿，無瑕顧及民用領(lǐng)域，目前民用無人機的研制生產(chǎn)還沒有明確的骨干單位。目前裝備部隊的有（涉密，僅內(nèi)部可見）等無

3、人駕駛飛機。由于成本較高，操作復(fù)雜，培訓(xùn)維護難，因而主要為軍事需求服務(wù)，缺乏針對民用需求訂制，民用領(lǐng)域尚未真正推廣應(yīng)用。已有企業(yè)忙于軍品，民用領(lǐng)域基本空白，但民間應(yīng)用正在逐步滲透。從民用來看，航空遙感、災(zāi)情監(jiān)報、礦藏勘探、數(shù)字中國建設(shè)等都需要大批量地使用無人機。根據(jù)專家預(yù)計，今后10年內(nèi)民用無人機市場的銷售額可達10億美元。無論是軍用還是民用，無人機都將朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化和系列化的趨勢發(fā)展，其應(yīng)用范圍廣泛，前景喜人。（2）無人機在民用領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用分析到目前只有天空這個大市場還沒有開發(fā)，這是由于對航空產(chǎn)品對安全性的嚴(yán)格要求和航空管制的原因，使人們不敢問津。在今后幾年，將是通用航空事業(yè)和無

4、人機事業(yè)發(fā)展的時代。據(jù)分析未來幾年我國至少要有數(shù)百架民用無人機的市場需求，而且這個數(shù)字將呈幾倍的增長，因此天空這個大市場必須爭奪，必須占領(lǐng)。民用領(lǐng)域?qū)o人機的要求飛行速度通常在100公里每小時以下，飛行高度在3000米以下，某些特殊應(yīng)用在40005000米。由于無人機的經(jīng)濟性、安全性、易操作性，在很多民用領(lǐng)域?qū)o人機都有著旺盛的需求，小型無人機可廣泛應(yīng)用于防災(zāi)減災(zāi)、搜索營救、核輻射探測、交通監(jiān)管、資源勘探、國土資源監(jiān)測、邊防巡邏、森林防火、氣象探測、農(nóng)作物估產(chǎn)、管道巡檢等領(lǐng)域。由于小型無人機的航空特性和大面積巡查的特點，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然災(zāi)害實時監(jiān)測和評估方面特別具備優(yōu)勢。同時

5、民用無人機在航測領(lǐng)域的應(yīng)用還可以作為衛(wèi)星遙感手段的補充。衛(wèi)星影像成為中小比例尺遙感監(jiān)測和制圖的主要數(shù)據(jù)源，甚至成為1：1萬地形圖和專題圖制圖與更新的重要數(shù)據(jù)源。但由于受到衛(wèi)星臨空周期、氣候和供給渠道的制約，用戶訂購高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)在覆蓋度、時效性以及分辨率方面受到較大影響。無人機航空拍攝方面，由于其機動性強、分辨率高等優(yōu)點，可作為衛(wèi)星遙感手段的補充，形成高中低平臺結(jié)合、粗中細分辨率互補的全天候、全天時、全覆蓋立體監(jiān)測體系。目前很多民營企業(yè)在小型無人機航測方面都具備了基本應(yīng)用能力，甚至已經(jīng)被專業(yè)的地圖測繪公司并購。然而至今為止，由于技術(shù)不成熟的原因?qū)е聼o人機在民用領(lǐng)域一直未能大范圍推廣。最具代表

6、性的一個例子是，90年代中期，農(nóng)業(yè)部曾嘗試采用小型無人機作農(nóng)業(yè)評估，因飛機系統(tǒng)對操作員要求太高（通常需要十幾年飛行經(jīng)驗），購置的無人機系統(tǒng)陸續(xù)摔壞而流產(chǎn)。無人機擴大民用領(lǐng)域應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵問題之一，是要搞“用得起的裝備”，“開得動的裝備”，用得起，就是低成本，因此機體要降低成本，飛控也要降低成本；開得動，就是操作簡便易用，無需太長周期的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，無人機自主性能要高，把人的因素降到最低。要搞出一個無人飛行器，使之能飛起來進行演示，并不是非常困難，但要真正做到性能優(yōu)良，滿足實用要求則是一件非常困難的事情，不可等閑視之。這一問題不僅與材料、元器件、設(shè)備、微制造技術(shù)有關(guān)，而且與優(yōu)化設(shè)計和綜合集成能力等

7、多方面因素有關(guān)，是需要長期努力加以解決的。無人飛行器研制涉及多個技術(shù)領(lǐng)域，包括：1、飛行器總體設(shè)計2、空氣動力學(xué)；3、材料與結(jié)構(gòu)；4、動力推進；5、導(dǎo)航與控制；6、機載設(shè)備；7、信息處理與傳輸；8、發(fā)射與回收；9、隱身技術(shù)；10、微加工制造；11、系統(tǒng)集成與運行管理；12、地面測試與飛行實驗等。目前在民用無人機行業(yè)探索的民營公司大多技術(shù)不成熟，一般為了滿足飛機的復(fù)雜保障條件和對操作的較高要求，而建立有以航模操作手為主的飛行團隊，專注的是本身企業(yè)對無人機的使用，而非用戶對無人機的使用。并且由于沒有條件看到航空集團的很多現(xiàn)成技術(shù)儲備和先進技術(shù)，導(dǎo)致閉門造車比比皆是。對比的是，航空集團由于體制的原因

8、，對民用的需求只能走調(diào)研、立項、審批的程序，對市場反應(yīng)緩慢，未能在民用領(lǐng)域有較深入的介入。綜上所述，根據(jù)無人機市場的出現(xiàn)、培育和發(fā)展，對行業(yè)發(fā)展過程綜合分析如下：無人機市場從無到有，經(jīng)歷了三個階段。第一階段的需求為軍用所壟斷，由于技術(shù)屬于高尖端，其技術(shù)壁壘決定了民用市場無法接觸，基本沒有任何民用需求；該階段的技術(shù)特點為慣性組件、控制系統(tǒng)等基礎(chǔ)技術(shù)尚不成熟，成本很高，只有在軍用領(lǐng)域才能接觸和應(yīng)用；從事無人機研制與生產(chǎn)的廠家只有以航空一、二集團為總體單位，電子科技集團為配套單位的國有軍工企業(yè)。第二階段從上世紀(jì)90年代起到本世紀(jì)初，由于電子集成電路、飛行器設(shè)計、發(fā)動機等基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，部分民營企業(yè)對

9、無人機行業(yè)進行了探索，出現(xiàn)了第一批吃螃蟹的民企，形成了少量低端民用小型無人機，使市場需求由依然是高端的軍用領(lǐng)域向民用領(lǐng)域擴展。但這階段由于技術(shù)的仍然不成熟，導(dǎo)致探索和創(chuàng)新的企業(yè)多，靠無人機贏利的少。部分民營企業(yè)為院校、研究所提供低端小型的無人機產(chǎn)品的設(shè)計及演示驗證而贏利，其間出現(xiàn)了國家單位對低端無人機的探索性應(yīng)用，包括了農(nóng)業(yè)部用于農(nóng)作物估產(chǎn)的無人機系統(tǒng)，后來都因為技術(shù)的不成熟而流產(chǎn)。第三階段從本世紀(jì)初至今，需求上軍用領(lǐng)域依然飽滿，軍工企業(yè)訂單雪片一般，民用領(lǐng)域也遍地開花，由于技術(shù)的原因，民用需求最先在航拍、測繪、氣象領(lǐng)域被拉動。這一階段的技術(shù)特點是，由于基礎(chǔ)技術(shù)的進一步發(fā)展，軍工企業(yè)的技術(shù)以高

10、端為主，逐漸向低端擴展，組織形式出現(xiàn)了部分軍工企業(yè)的股份制改造；民用上組織形式以手工作坊式的企業(yè)為主，逐漸發(fā)展成長而趨向成熟，但缺乏理論支撐，基本是靠試驗和摔機來推動進步，安全性和可靠性低，缺乏規(guī)模化發(fā)展。這一階段嘗試涉足無人機行業(yè)的民企增多，但尚未找到足夠的贏利模式。綜上所述，目前隨著國有資本、民營資本的投入，無人機行業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，無人機的應(yīng)用領(lǐng)域由單一的軍事領(lǐng)域擴展到民用領(lǐng)域的方方面面，無人機廠商也由國有企業(yè)逐漸向民營企業(yè)轉(zhuǎn)化。不斷成熟的飛控、發(fā)動機技術(shù)使總體技術(shù)逐漸成熟，進而推進了市場需求的成熟，最終將使整個行業(yè)趨向成熟。因此，我們可以預(yù)測即將到來的第四階段，即我們充分準(zhǔn)備投身其中的無人機行業(yè)發(fā)展成熟的黃金階段。市場需求上，軍用依然被國企壟斷，有