📄 无人驾驶飞机 -梁德旺.txt
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接下来我们看一下无人机系统的组成,首先它是飞行器平台。无人机,它一定有一个飞行器与之相应。第二它有无线电遥控、遥测装置。我们大家从图上可以看到的有两幅画面,一个是一个主控站,竖起来的是一个天线来对飞机进行遥控、遥测。那么右边的这幅画面,就是主控站里面的一些设备。在这个主控站里面,我们可以对无人机的航线进行规划,可以对无人机进行操纵,可以对无人机的整个飞行姿态进行遥控、遥测,随时掌握飞机在空中的姿态和飞行状况,还可以来执行相应的任务。无人机的组成系统中间有一个发射回收系统。那么飞机要上天,也要回来,因为多次使用,所以它有与之相适应的发射系统和回收系统。另外,无人机要执行相应的任务,比方说战场侦察、战场评估、对地攻击等等,那么也就要带相应的,通常称的任务设备。所以在无人机上通常对无人机,我们有几个指标的考核,除了它的飞行参数以外,一个是任务载重,就是说能载多少重的任务设备,能飞多长的时间,就是我们通常讲的续航时间。
下面我们来看一下无人机的分类。简单地说无人机可以分为军用和民用两大类无人机。那么在军用无人机中间又可以分为无人侦察机、无人战斗机、靶机、微型无人机和无人直升机。下面我们将逐一地看一下各类飞机的情况。
这个大家看到的是以色列研制的“苍鹭”无人机,它的翼展16.6米,机长8.5米,升限也就是说它能飞到的高度是7500米到13500米,起飞重量1100公斤,巡航速度110到212公里/每小时,它的任务重量,就是能载任务设备的重量是250公斤,续航时间50个小时,专门用于侦察和监视。这是“搜索者”无人机,也是以色列研制的,它的翼展是7.22米,机长是5.15米,它的最大起飞重量是372公斤,可以飞行14个小时,任务重量是63公斤,这个也是一个战略无人机。大家可以看到的,它是美国的“纳蚊”,翼展12.8米,机长5.75米,升限达到7600米,起飞重量六百多公斤,最大速度259公里/每小时,在空中续航40小时,那么也是用于侦察和监视。美国在这个飞机的基础上,又发展了“捕食者”无人机。大家从画面上可以看到,这个形状很相似,跟纳蚊有很多相似之处,就是捕食者是在这个基础上发展的。那么大家看到“捕食者”的头部形状要比“纳蚊”大。为什么?这是因为,在这个飞机里面装有卫星天线。这个大家可能都很关心,好多同学都知道的,这就是“全球鹰”无人侦察机,这是在无人侦察机方面,我简单的给大家看了一些画面。在我们国家也研制了有相应的无人侦察机,特别是战术无人侦察机,比方说爱生系列的,云笛、云燕等等,也有相应的无人机。
那么无人战斗机方面,现在在研的,有美国的X-45和X-47。那么这个大家看到的是X-45,它的翼展是10.36米,它的起飞重量是6804公斤,最大速度213公里/每小时,有效载荷907公斤。这个是X-47的无人战斗机,大家可以看到画面是X-47的首飞镜头。X-47,它的翼展是7.62米,机长8.53米,起飞重量2495公斤,有效重是252公斤。大家可以看到这个飞机马上要着陆了,而且都是轮式起降。因为这个轮式起降在目前国际上,无人机发展中间是比较热的一种起降技术。靶机是无人机中一个系列之一。那么现在看到的是我国研制的“长空一号”无人靶机的一个打靶情况。那么这个靶机翼展7.5米,机长6.98米,升限18000千米,起飞重量2345公斤,最大时速可以达到920公里。
微型无人机是近几年,或者说上个世纪90年代才产生的一种微小型无人机。这个是美国在进行微型无人机的试飞。那么大家可以看到,微型无人机相对来讲简单多了,它可以手一抛,飞机就出去了,然后来进行它的自主控制和飞行控制。大家要注意,这不是航模,我刚才讲了,它还是自主飞行的。
这个是无人直升机,这个是“翔鸟”无人直升机的一个飞行镜头。那么这个地方,我们大家看到,它的机长是7.07米,所谓的机长是指旋翼的长度,升限达到3000千米,巡航速度每小时150公里,有效载重是50公斤,续航时间四个小时,这是关于无人机的一个简单的介绍。
下面我想给大家说一下无人机的发展过程。第一架无人机是什么时候、在什么情况下产生的。当初是在1935年,德国在希特勒的领导下,希特勒为了发动第二次世界大战,就命令他的空军开展火箭的研究。一个方面就是外形像飞机一样的火箭研究。第二种是弹道式的飞行轨迹是抛物形的火箭研究,而且在波罗的海的乌采顿岛上修建了佩内明德试验场进行试飞。那么1942年6月,再一次把这个工程提出来了,在1942年的12月24日实现了首飞。这个地方大家看到的是由冯×布劳恩主持研制的叫V-1无人轰炸机。那么冯×布劳恩是什么人呢?二次大战之后,他到了美国,后来主持了美国的阿波罗空间计划。那么再后来进一步的发展,就形成了V-2无人机,应该说V-2无人机的产生,在无人机技术方面是一个里程碑。同时无人机的发展使得航空器中间的另一个就是导弹诞生了,因为第一个无人轰炸机,当年二次大战期间,德国人为了打击英国,向英国伦敦投放了五千架V-1无人机。因为大家知道,当初的无人机技术水平和现在的无人机技术水平是不可比拟的,所以无论是打击精度还是怎么样都不可能和现在比,如果现在投入五千架的轰炸机将会是个什么样的,我想现在的伦敦可能就不是这个样子了。
有了第一个无人机以后,我们下面就来看看无人机的发展,分了三个阶段:第一个阶段就是在上世纪五、六十年代,形成了一个无人靶机的研制时期,所以我们把它简称靶机时代。那么在上世纪五、六十年代,世界处在一个冷战时期,一些超级大国在加紧进行军备竞赛,研制出了一批高性能的飞机和导弹。如何对这些飞机和导弹的性能进行检验和鉴定,也是我们通常在航空装备进行设计定型的时候,它必须要进行打靶试验。那么打什么?于是就提出了要研制无人靶机来适应航空装备,武器装备鉴定需要,靶机就在这个时候诞生和形成发展起来的。
第一架靶机是美国的“火峰1型”靶机,它是涡轮喷气发动机推进,高亚音速,全金属机体结构。机长大概有七米,翼展3.93米,起飞重量1134公斤,最大的平飞速度是1112公里/每小时。这里我给大家展示的是中国的第一架靶机,这个就是我们学校研制的长空靶机,这个靶机的机长是8.4米,起飞重量2060公斤,最大的平飞速度是每小时920公里,高度范围是在相对地面50米到18000米。
第二个阶段是无人侦察机的诞生。在越南战争期间,有人军用侦察机应该说得到了广泛地应用,特别是像美国的U-2侦察机,SR-71等等有人侦察机,但是在这个期间,U-2侦察机在越南、前苏联和我国的上空接连被击落下来,应该说损失是很惨重的,而且美国人在外交上也很被动。于是美国人就提出来了,要研制无人侦察机。那么这样的话,就可以减少人员的伤亡。于是美国人首先把火蜂靶机改装成无人驾驶侦察机,把它称为Ryan147,那么这个就是Ryan147无人侦察机。它的机长是8.8米,翼展3.93米,起飞重量1430公斤,最大的平飞速度612米/秒,高度达到18000米。那么中国的第一架无人侦察机是什么样子的,大家可以看到这是长虹无人机。它的机长8.97米,翼展9.76米,起飞重量1085公斤。这个无人侦察机是通过母机挂在这个机翼下面,在空中进行发射的,所以应该说无人机空中发射的还不是太多。
第三个阶段是无人机飞速的发展阶段。也就是上世纪九十年代以后,在这个时期有些什么特点?第一个是现代战争中间无人机在广泛地应用。可以说无人机从辅助、支援这么一个作战转为了一个主战,就是说主要来进行打仗用的一个武器装备,这是一个很大的变化,飞跃的变化。第二个小型无人机崭露头角,尤其是在中东战争,应该说它起到一个非常好的战例。在贝卡谷地战役中间以色列利用了小型的无人飞机,来诱导(叙利亚)的防空、堤防雷达的开机,很典型的一个战例。第三个无人机的发展系列化,出现了三大发展热点,一个是长航时无人机、无人战斗机和微型无人机。在这个时候美国的“全球鹰”也研制出来了。另外一个特点,就是各个国家相继成立了无人机专业化部队。那么以前它不是一个专门的部队在用,而是由空军或者哪个部队在用,那么后面就形成了专门的无人机部队。这是讲到了无人机的三个发展阶段。
下面跟大家介绍一下推动无人机快速发展的背景和原因,第一个原因我想跟大家介绍的就是政治上的原因。在越南战争中间,大家都知道,美国在越战中间是输得很惨的。那么我们先不说地面部队,我们先来说一下美国在越南战争期间,空军是怎么样个状况,它有2600多架飞机被击落,其中有五千多名的飞行员被俘,或者是死于战争,应该说就这一点损失是非常大的,所以可以说丧亡惨重。人们厌战、反战情绪高涨。所以引起了政治危机,这就是政治上它必须解决这个问题。如何减少人员伤亡,必须无人化,这就提出来了,要研制无人机。第二个经济上的考虑。给大家看到的是一个有人驾驶飞机的成本,就是各种有人驾驶飞机的单价,大家看到了这是成倍的增长。F22达到了一亿美元的价格,单机价格。那么轰炸机,价格更是惊人了。像B2隐身轰炸机,它的造价是4.5亿美元。那么我们做了一个简单的对比,我们南京长江二桥的建设,花了33.5亿人民币,这两个价格,就是一架B2隐身机轰炸机的价格跟我们建设一座长江大桥的经费是差不多的。
另外无人机的使用费用比较低,因为无人机体积比较小,重量也比较轻,那么造价成本都很低,有的是降低三分之一,有的可以说是一个数量级。另外无人机特别无人战斗机可以长期保存在仓库里面,十年或者更长的时间。这样的话,使用维护费用大大减少。据军方估计可以减少80%,另外在飞行方面,大家可能讲了,你不用,你怎么训练,无人机的训练它跟有人机不太一样,有人机,飞行员必须到空中去飞,飞一次要四万美元,一个小时,就要四万美元的价格,包括人员保养等等。而无人机可以在虚拟的坐舱里面进行训练。因为我人不在飞机上,我是在操纵键盘。那这样的话,我就可以用虚拟的训练系统,所以费用大大减少。同时无人机,一个人可以同时控制几架甚至数十架的无人机,而驾驶员不可能在空中一个人开两架飞机。所以我们对飞行员的培养,这个费用也可以大大减少,所以说无人机的使用费用是很低的。
另外无人机的发展,我个人认为战争的需求是无人机快速发展的一个推动力。在冷战期间,形成了靶机。而越南战争期间无人侦察机又诞生了。中东战争小型的无人机崭露头角,在海湾战争中大量地使用了小型无人机。而在科索沃战争中间,中空长航时无人机初露锋芒。在阿富汗和伊拉克战争中间更是发挥了威力,在阿富汗战争中间,捕食者首次发射导弹,也是无人机首次进行导弹发射,对地面攻击。那么未来呢,大家可以看到高空、高速、隐身、长航时无人机是一个大的需要。另外无人作战飞机高超声速无人机,以及微型无人机都是一个很大的需求。所以战争的需求是无人机得以发展的一个推动力。另外无人机它有超长的使用特性,特别是小型无人机,它快速机动、隐蔽性好。大家可以看到这个画面,我们可以看到,战士在战场前沿就可以利用无人机看到敌方阵地上的情况,甚至可以看到对方的哪个士兵在使用什么装备,正对着哪个方向进行开火,都会看得很清楚,而且都是实时的。那么这张图上我们大家可以看到是一个在巷战中间,微小型无人机应用的一个示意图。那么战士们在这个地方可以把无人机抛出去,它到了对面看另外一条街上,敌方的步兵情况是怎么样子,所以来进行巷战,应该说无人机这种非常机动的使用性能使得它也得以快速发展。
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