無人機
無駕駛員或駕駛(控制)員不在機內的飛機。又稱無人駕駛飛機、無人駕駛飛行器。
簡史
1917年,美國E.A.斯佩里發明無人機。早期的無人機主要用作靶機。20世紀60年代越南戰爭時期,美國開始用無人機執行情報、監視與偵察任務。1982年,以色列空襲貝卡谷地的敘利亞導彈陣地時,無人機與有人駕駛飛機及其他兵器協同作戰。1991年海灣戰爭中,美國、英國、法國等國家的參戰部隊均使用了無人偵察機,其中使用最多的是以色列研制生產的“先鋒”無人機。海灣戰爭后,美國研制成功“全球鷹”無人駕駛偵察機(圖1)和“捕食者”無人駕駛偵察機,用于阿富汗和伊拉克反恐戰爭。與此同時,美國還研制了X-45A和X-47B無人作戰飛機(圖2)的技術驗證機,法國和幾個歐洲國家聯合研制了“神經元”無人機,英國研制了“雷神”無人機。這些無人機都具有良好的隱身特性和較強的自主飛行能力。
分類
根據尺寸和重量(質量),無人機可以分為微型無人機、小型無人機、中型無人機和大型無人機;根據所承擔任務,無人機可分為軍用無人機和民用無人機,并可進一步細分為偵察、監視、通信、靶機、誘餌、炮兵校正、電子對抗、運輸、加油、對地攻擊和空戰等軍用無人機,以及工業、農業、物流、科研、攝影、娛樂等民用無人機;根據機翼類型,無人機可分為固定翼無人機和旋翼無人機;根據獨立飛行能力,無人機可分為遙控無人機和自主無人機等。
組成
無人機的使用需要一整套專用裝置和設備,稱無人機系統。無人機系統包括無人機、控制站、起飛(發射)和回收裝置,以及維護和檢測系統等。無人機本身包括機體、動力裝置、機載系統、有效載荷和回收裝置等。無人機的機體與飛機大致相同,主要的區別是不需要駕駛艙、環境控制系統和生命保障系統,攜帶的有效載荷(如照相機)重量通常較輕,可以比同類的有人機小。由于不存在駕駛員的安全問題,無人機可用更輕、更廉價的材料建造,并可適當降低元器件的可靠性以降低成本。 小型無人機通常采用四旋翼設計,可以使用效率稍低的電池和小型電動機推進系統。中型和大型無人機主要采用傳統的燃油發動機。太陽能動力無人機雖然航時長,但需攜帶燃料電池或其他輔助動力,才能更好地完成任務。 無人機的任務載荷因用途而異,可裝有各種偵察、探測設備,電子對抗設備,以及火控和機載武器等。
起飛方式
無人機可由地面或艦上起飛,也可以由母機帶到空中投放。除了旋翼無人機的垂直起飛和微小型無人機的手拋起飛之外,無人機地面起飛的方式主要有:①在地面或運載車的發射架上用助推火箭或壓縮空氣推動的彈射器彈射起飛。這種方式多用于小型低速無人機。②在無線電遙控下,像普通飛機一樣滑跑加速起飛。③用遙控起飛滑跑車起飛。無人機在起飛滑跑車上加速到一定速度時,鎖定機構自動打開,無人機依靠機翼的升力脫離滑跑車升空。
無人機回收方式
無人機的主要回收方式有:①自動著陸。由飛機改裝的無人機主要采用這種方式,自動著陸過程與普通飛機相同。②降落傘回收。機上帶有回收傘,著陸時根據遙控指令拋出或自動拋出,回收傘下懸掛無人機,緩慢飄落到預定的水面或地面。③空中回收。無人機靠降落傘在空中飄落時,由直升機捕捉帶回基地。④攔網回收。通過無線電遙控,控制無人機撞入用彈性尼龍繩編成的回收網內。
控制方式
無人機的主要控制方式有:①無線電遙控。無人機主要按照飛行員的控制指令進行飛行。②自動程序控制。無人機按照事先預定的程序飛行。③自主控制。由于無線電遙控和自動程序控制都有很大的局限性,許多無人機同時采用了這兩種控制方式,從而使無人機具備自動保持飛行高度、速度、航向、規避障礙和自動返航的能力,并可以在對抗環境下完成預定的作戰任務。與無線電遙控無人機相比,自主控制無人機具有較強的環境和戰場感知能力,可以根據環境和作戰對手的變化,自主生成控制指令,完成飛行和作戰任務。無線電遙控無人機和自主控制無人機的主要區別是:無線電遙控無人機是在人直接控制下工作的,即人在其回路之中;而自主控制無人機是在人的授權下工作的,人在其工作環之外。