無人機 (無人駕駛飛機)

無人駕駛飛機簡稱“無人機”,英文縮寫為“UAV”,是利用無線電遙控設備和自備的程式控制裝置操縱的不載人飛機。從技術角度定義可以分為:無人固定翼機、無人垂直起降機、無人飛艇、無人直升機、無人多旋翼飛行器、無人傘翼機等。無人機按應用領域,可分為軍用與民用。軍用方面,無人機分為偵察機和靶機。民用方面,無人機+行業應用,是無人機真正的剛需;目前在航拍、農業、植保、微型自拍、快遞運輸、災難救援、觀察野生動物、監控傳染病、測繪、新聞報道、電力巡檢、救災、影視拍攝、製造浪漫等等領域的應用,大大的拓展了無人機本身的用途,發達國家也在積極擴展行業應用與發展無人機技術。2013年11月,中國民用航空局(CA)下發了《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》,由中國AOPA協會負責民用無人機的相關管理。根據《規定》,中國內地無人機操作按照機型大小、飛行空域可分為11種情況,其中僅有116千克以上的無人機和4600立方米以上的飛艇在融合空域飛行由民航局管理,其餘情況,包括日漸流行的微型航拍飛行器在內的其他飛行,均由行業協會管理、或由操作手自行負責。

中文名
無人機
外文名
Unmanned Aerial Vehicle/Drones
産生年代
20世紀20年代
優    點
應用方便、時效性強
應用領域
軍用/民用

1發展簡史

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研製背景

無人機最早在20世紀20年代出現,1914年第一次世界大戰正進行得如火如荼,英國的卡德爾和皮切爾兩位將軍,向英國軍事航空學會提出了一項建議:研製一種不用人駕駛,而用無線電操縱的小型飛機,使它能夠飛到敵方某一目標區上空,將事先裝在小飛機上的炸彈投下去。這種大膽的設想立即得到當時英國軍事航空學會理事長戴·亨德森爵士賞識。他指定由A.M.洛教授率領一班人馬進行研製。無人機當時是作為訓練用的靶機使用的。是一個許多國家用於描述最新一代無人駕駛飛機的術語。從字面上講,這個術語可以描述從風箏,無線電遙控飛機,到V-1飛彈從發展來的巡航導彈,但是在軍方的術語中僅限于可重復使用的比空氣重的飛行器。

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研發歷程

20世紀40年代,二戰中無人靶機用於訓練防空炮手。

1945年,第二次世界大戰之後將多餘或者是退役的飛機改裝成為特殊研究或者是靶機,成為近代無人機使用趨勢的先河。隨著電子技術的進步,無人機在擔任偵查任務的角色上開始展露他的彈性與重要性。

20世紀55年到74年的越南戰爭,海灣戰爭乃至北約空襲南斯拉伕的過程中,無人機都被頻繁地用於執行軍事任務。

1982年以色列航空工業公司(IAI)首創以無人機擔任其他角色的軍事任務。在加利利和平行動(黎巴嫩戰爭)時期,偵察者無人機無人機系統曾經在以色列陸軍和以色列空軍的服役中擔任重要戰鬥角色。 以色列國防軍主要用無人機進行偵察,情報收集,跟蹤和通訊。

1991年的沙漠風暴作戰當中,美軍曾經發射專門設計欺騙雷達系統的小型無人機作為誘餌,這種誘餌也成為其他國家效彷的對象。

1996年3月,美國國家航空航太局研製出兩架試驗機:X-36試驗型無尾無人戰鬥機。該機長5.7米,重88公斤,其大小相當於普通戰鬥機的28%。該機使用的分列式副翼和轉向推力系統比常規戰鬥機更具有靈活性。水準垂直的機尾既減輕了重量和拉力,也縮小了雷達反射截面。無人駕駛戰鬥機將執行的理想任務是壓制敵防空、遮斷、戰鬥損失評估、戰區導彈防禦以及超高空攻擊,特別適合在政治敏感區執行任務。

20世紀晚期之前, 他們不過是比全尺寸的遙控飛機小一些而已。美國軍方在這類飛行器上的興趣不斷增長,因為他們提供了成本低廉,極富任務彈性的戰鬥機器,這些戰鬥機器可以被使用而不存在機組人員死亡的風險。

20世紀90年代,海灣戰爭後,無人機開始飛速發展和廣泛運用。美國軍隊曾經購買和自製先鋒無人機在對伊拉克的第二次和第三次 海灣戰爭中作為可靠的系統。

20世紀90年代後,西方國家充分認識到無人機在戰爭中的作用,競相把高新技術應用到無人機的研製與發展上:新翼型和輕型材料大大增加了無人機的續航時間;採用先進的信號處理與通信技術提高了無人機的圖像傳遞速度和數字化傳輸速度;先進的自動駕駛儀使無人機不再需要陸基電視螢幕領航,而是按程式飛往盤旋點,改變高度和飛往下一個目標。

2分類

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國內外無人機相關技術飛速發展,無人機系統種類繁多、用途廣特點鮮明,致使其在尺寸、品質、航程、航時、飛行高度、飛行速度,任務等多方面都有較大差異。由於無人機的多樣性,出於不同的考量會有不同的分類方法:

按飛行平臺構型分類,無人機可分為固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼無人機等。

按用途分類,無人機可分為軍用無人機和民用無人機。軍用無人機可分為偵察無人機、誘餌無人機、電子對抗無人機、通信中繼無人機、無人戰鬥機以及靶機等;民用無人機可分為巡查/監視無人機、農用無人機、氣象無人機、勘探無人機以及測繪無人機等。

按尺度分類(民航法規),無人機可分為微型無人機、輕型無人機、小型無人機以及大型無人機。微型無人機是指空機品質小于等於7kg,輕型無人機品質大於7kg,但小于等於116kg的無人機,且全馬力平飛中,校正空速小于100km/h(55nmile/h),升限小于3000m。小型無人機,是指空機品質小于等於5700kg的無人機,微型和輕型無人機除外。大型無人機,是指空機品質大於5700kg的無人機。

按活動半徑分類,無人機可分為超近程無人機、近程無人機、短程無人機、中程無人機和遠端無人機。超近程無人機活動半徑在15km以內,近程無人機活動半徑在15~50km之間,短程無人機活動半徑在50~200km之間,中程無人機活動半徑在200~800km之間,遠端無人機活動半徑大於800km。

按任務高度分類,無人機可以分為超低空無人機、低空無人機、中空無人機、高空無人機和超高空無人機。超低空無人機任務高度一般在0~loom之間,低空無人機任務高度一般在100~1000m之間,中空無人機任務高度一般在1000~7000m之間,高空無人機任務高度一般在7000~18000m之間,超高空無人機任務高度般大於18000m。

3發展前景

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高空長航時化

老式的無人機滯空時間短,飛行高度低,偵察監視面積小,不能連續獲取資訊,甚至會造成情報“盲區”,不適應現代戰爭的需要。為此,美國陸軍研製了“蒂爾”II超高空,長航時無人機。

隱形無人機化

為了對付日益增強的地面防空火力的威脅,許多先進的隱形技術被應用到無人機的研製上。一是採用複合材料、雷達吸波材料和低噪聲發動機。如美軍“蒂爾”II無人機除了主梁外,幾乎全部採用了石墨合成材料,並且對發動機出氣口和衛星通信天線作了特殊設計,飛行高度在300米以上時,人耳聽不見;在900米以上時,肉眼看不見。二是採用限制紅外光反射技術,在機身表面涂上能夠吸收紅外光的特製油漆並在發動機燃料中注入防紅外輻射的化學製劑。三是減小機身表面縫隙,減少雷達反射面。四是採用充電錶面涂層還具有變色的特性:從地面向上看,無人機具有與天空一樣的顏色;從空中往下看,無人機呈現與大地一樣的顏色。

空中預警化

美軍認為,21世紀的空中偵察系統主要由無人機組成。美軍計劃用預警無人機取代E-3和E-8有人駕駛預警機,使喚其成為21世紀航空偵察的主力。

空中格鬥化

攻擊無人機是無人機的一個重要發展方向。由於無人機能預先靠前部署,可以在距離所防衛目標較遠的距離上摧毀來襲的導彈,從而能夠有效地克服“愛國者”或C-300等反導導彈反應時間長、攔截距離近、攔截成功後的殘骸對防衛目標仍有損害的缺點。如德國的“達爾”攻擊型無人機,能夠有效地對付多種地空導彈,為己方攻擊機開闢空中通道。以色列的“哈比”反輻射無人機,具有自動搜索、全天候攻擊和同時攻擊多個目標的能力。

值得注意的是,無人機屬於遙控武器之列,其必須由操作人員選定目標並激活、瞄準和發射相關武器。因此,無人機不屬於自主武器。

軍艦機場化

美國高級計劃研究局近日宣佈新啟動“戰術利用偵察節點項目”,或稱之為“燕歐”項目,設想利用較小型的艦艇作為中空長航時固定翼無人機的機動發射與回收平臺。按照計劃,下一代無人機將能夠在小型水面戰艦上起降,從而拓展美軍無人機的作戰範圍,使之能夠觸及更加遙遠的戰場。

“燕歐”將成為美國海軍無人機的重大飛躍。目前美國海軍能夠從驅逐艦和其他艦艇上起飛10英尺寬的“掃描鷹”無人機,能夠從瀕海戰鬥艦上起飛“火力偵察兵”無人直升機。除研發X-47B原型機以及其航母艦載衍生型無人機之外,美國還在研發陸基非武裝巡邏“廣域海上監視(BAMS)”無人機,該款無人機以美國空軍的“全球鷹”無人機為研發基礎,而“全球鷹”無人機的體積與波音737相近。從理論上講,“廣域海上監視”無人機能夠借助美國多數水面戰艦起飛——美國海軍列裝有122艘水面戰艦——但這種無人機在航程、速度和載荷方面欠佳。因此,美國缺少一種中等重量無人機:一款佔用甲板空間小,並可在多種水面艦艇上起降的速度快、航程遠的武裝無人機。

據美國高級計劃研究局稱,研發可靠發射與回收技術,是“燕歐”無人機項目面臨的一個重要技術障礙。瀕海戰鬥艦和驅逐艦沒有可供無人機從長跑道上起飛所需的甲板空間,因此它們依靠借助飛機彈射器起飛的“掃描鷹”無人機和垂直起飛的無人直升機。上世紀80年代和90年代初,美國海軍4艘二戰時期的戰列艦配備有“先鋒”無人機——體積約為“掃描鷹”無人機的兩倍——這些無人機借助捆綁式助推器發射升空。

“先鋒者”無人機借助一道懸網著艦,“掃描鷹”無人機則借助懸空線著艦,而“火力偵察兵”無人直升機則垂直著艦。與舊式無人機相比,高性能、固定翼無人機需要更強大的推動力,著艦難度更大。

值得注意的是,上世紀90年代,美國直升機製造商貝爾公司設計了一款小型“鷹眼”傾轉旋翼無人機——這款無人機類似同為該公司的V-22“魚鷹”式傾轉旋翼機——可像直升機一樣起飛和降落,但受益於其發動機短艙,這款無人機能夠像飛機一樣巡航飛行。不過,“鷹眼”無人機從未找到買家,最終被廢棄。“燕歐”無人機項目很可能會令“鷹眼”無人機項目復蘇。

如果“燕歐”無人機獲得成功,美國高級計劃研究局將做好擴大美國海軍無人機的規模,很可能會把幾乎所有軍艦轉變成移動無人機基地。

集群智慧蜂群化

蜂群無人機化,1月10日,美國國防部突然公佈了一段官方視頻,展示了去年10月在中國湖進行的一次無人機集群智慧測試。這段視頻上,3架大黃蜂戰鬥機用特種吊艙一次釋放了103架微型無人機。從地面操縱人員的顯示屏上清楚看到那些無人機(綠色點)根據目標/指令(紅色點)自主編隊並實施追蹤的畫面。它們時而根據目標編隊,時而根據指令快速移動,也可以根據環形指令排成一個圈,把一個區域圍得水泄不通。按照國防部的消息,這些“命令”是下達給“蜂群”的,而不是其中任何一個個體。“蜂群”之間彼此會不停地“交談”,在沒有個體指揮官情況下形成“蜂群智慧”。在組成集群過程中,如果個別無人機發生故障或損失,剩餘無人機會根據參與組網的無人機實際數量做出反應,自主調整編隊形式,繼續完成既定任務目標,這是無人機智慧集群技術最為誘人的特徵之一,即具備系統性的高生存力。

這些無人機並不是經預設程式的協調行動的個體,而是像自然界中類似鳥群的動物群體那樣,共用決策的分配大腦,相互協調行動。預示美國正進入機器人戰爭的新時代。

4技術特點

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無人機可實現高解析度影像的採集,在彌補衛星遙感經常因雲層遮擋獲取不到影像缺點的同時,解決了傳統衛星遙感重訪週期過長,應急不及時等問題。

無人機系統由飛機平臺系統、資訊採集系統和地面控制系統組成。最初的一代主要以偵察機為大宗,一些無人機已經裝備了武器(例如RQ-1捕食者裝備AGM-114地獄火空對地導彈)。由無人機擔任更多角色的軍事預想,最初是轟炸和對地攻擊,空對空戰鬥,飛行員最後一塊領域。 裝備有武器的無人機被稱為無人戰鬥機飛機(UCAV)。

新一代的無人機能從多種平臺上發射和回收,例如從地面車輛、艦船、航空器、亞軌道飛行器和衛星進行發射和回收。地面操縱員可以通過電腦檢驗它的程式並根據需要改變無人機的航向。而其他一些更先進的技術裝備、如高級竊聽裝置、穿透樹葉的雷達、提供化學能力的微型分光計設備等,也將被安裝到無人機上。

5工作流程

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(1)開始界面:快捷實現任務的規劃,進入任務監控界面,實現航拍任務的快速自動歸檔,各功能劃分開來,實現軟體運作的專一而穩定。

(2)航前檢查:為保證任務的安全進行,起飛前結合飛行控制軟體進行自動檢測,確保飛機的GPS、羅盤、空速管及其俯仰翻滾等狀態良好,避免在航拍中危險情況的發生。

(3)飛行任務規劃:在區域空照、導航、混合三種模式下進行飛行任務的規劃。

(4)航飛監控:實時掌握飛機的姿態、方位、空速、位置、電池電壓、即時風速風向、任務時間等重要狀態,便於操作人員實時判斷任務的可執行性,進一步保證任務的安全。

(5)影像拼接:航拍任務完成後,導航航拍影像進行研究區域的影像拼接。

6應用

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一般用途
民用

警用、城市管理、農業、地質、氣象、電力、搶險救災、視頻拍攝等行業,無人機的用途廣泛。

應用領域:電力巡檢工作原理:裝配有高清數位錄影機和照相機以及GPS定位系統的無人機,可沿電網進行定位自主巡航,實時傳送拍攝影像,監控人員可在電腦上同步收看與操控。推薦理由:採用傳統的人工電力巡線方式,條件艱苦,效率低下,一線的電力巡查工偶爾會遭遇“被狗攆”“被蛇咬”的危險。無人機實現了電子化、資訊化、智慧化巡檢,提高了電力線路巡檢的工作效率、應急搶險水準和供電可靠率。而在山洪暴發、地震災害等緊急情況下,無人機可對線路的潛在危險,諸如塔基陷落等問題進行勘測與緊急排查,絲毫不受路面狀況影響,既免去攀爬桿塔之苦,又能勘測到人眼的視覺死角,對於迅速恢復供電很有幫助。

應用領域:農業保險工作原理:利用整合了高清數位相機、光譜分析儀、熱紅外感測器等裝置的無人機在農田上飛行,準確測算投保地塊的種植面積,所採集數據可用來評估農作物風險情況、保險費率,並能為受災農田定損,此外,無人機的巡查還實現了對農作物的監測。推薦理由:自然災害頻發,面對顆粒無收的局面,農業保險有時候是農民們的一根救命稻草,卻因理賠難,又讓人多了一肚子苦水。無人機在農業保險領域的應用,一方面既可確保定損的準確性以及理賠的高效率,又能監測農作物的正常生長,幫助農戶開展針對性的措施,以減少風險和損失。

應用領域:環保工作原理:無人機在環保領域的應用,大致可分為三種類型。一:環境監測:觀測空氣、土壤、植被和水質狀況,也可以實時快速跟蹤和監測突發環境污染事件的發展;二,環境執法:環監部門利用搭載了採集與分析設備的無人機在特定區域巡航,監測企業工廠的廢氣與廢水排放,尋找污染源;三,環境治理:利用攜帶了催化劑和氣象探測設的柔翼無人機在空中進行噴撒,與無人機播撒農藥的工作原理一樣,在一定區域內消除霧霾。推薦理由:無人機開展航拍,持久性強,還可採用遠紅外夜拍等模式,實現全天候航監測,無人機執法又不受空間與地形限制。時效性強,機動性好,巡查範圍廣,尤其是在霧霾嚴重的京津冀地區,使得執法人員可及時排查到污染源,一定程度上減緩霧霾的污染程度。

應用領域:影視劇拍攝工作原理:無人機搭載高清錄影機,在無線遙控的情況下,根據節目拍攝需求,在遙控操縱下從空中進行拍攝。推薦理由:無人機實現了高清實時傳輸,其距離可長達5公里,而標清傳輸距離則長達10公里;無人機靈活機動,低至一米,高至四五千米,可實現追車、升起和拉低、左右旋轉,甚至貼著馬肚子拍攝等,極大地降低了拍攝成本。影視圈使用無人機的成功案例比比皆是,無論是新晉導演韓寒的處女秀《後會無期》,還是炙手可熱的節目《爸爸去哪兒》,抑或是經典大片《哈利·波特》系列、《007天幕墜落》《變形金剛4》等,都能從幕後發現無人機的蹤影。此外,俄羅斯索契冬奧會以及央視的錢塘江大潮等重要事件的報道中,無人機也功不可沒。

應用領域:確權問題工作原理:大到兩國的領土之爭,小到農村土地的確權,無人機都可上陣進行航拍。推薦理由:以釣魚島之爭為例,無人機靈活機動,無需出動一兵一卒,就可記錄下日本在我國釣魚島周圍實施的圖謀不軌的小動作。實際上,有些國家內部的邊界確權問題,還牽扯到不同的種族,調派無人機前去採集邊界數據,有效地避免了潛在的社會衝突。

應用領域:街景工作原理:利用攜帶拍攝裝置的無人機,開展大規模航拍,實現空中俯瞰的效果。推薦理由:谷歌和騰訊街景都“Out”了,那一輛輛的街景車一遍一遍地壓馬路,説不定哪天就把你我的正臉給拍進去了,但無人機就大不一樣了,其拍攝的街景圖片不僅有一種鳥瞰世界的視角,還帶有些許藝術氣息。別忘了,在常年雲遮霧罩的地區,遙感衛星不夠靈光的時候,無人機可要衝鋒陷陣。

應用領域:快遞工作原理:無人機可實現鞋盒包裝以下大小貨物的配送,只需將收件人的GPS地址錄入系統,無人機即可起飛前往。推薦理由:這早已不是天方夜譚,美國的亞馬遜,中國的順豐都在興衝衝地忙著測試這項業務,而美國達美樂披薩店,已在英國成功地空運了首個披薩外賣。據悉,亞馬遜宣稱無人機會在30分鐘內將貨物送達1.6公里範圍內的客戶手中。據説順豐研發無人機送貨的目的,是為了解決偏遠地區送貨難的問題(小編暗自思忖,不怕它有去無回嗎…)。無人機送快遞,如果能不落到用戶腦袋上的話,還算是個新穎的好點子,至少,在婚禮上用無人機來送戒指的話,還有點小驚喜。

應用領域:災後救援工作原理:利用搭載了高清拍攝裝置的無人機對受災地區進行航拍,提供一手的最新影像。推薦理由:無人機動作迅速,起飛至降落僅7分鐘,就已完成了100,000平方千米的航拍,對於爭分奪秒的災後救援工作而言,意義非凡。此外,無人機保障了救援工作的安全,通過航拍的形式,避免了那些可能存在塌方的危險地帶,將為合理分配救援力量、確定救災重點區域、選擇安全救援路線以及災後重建選址等提供很有價值的參考。此外,無人機可實時全方位地實時監測受災地區的情況,以防引發次生災害。 其實,無人機又豈止有八大熱門應用領域,十大二十大已然不止,還有諸如勁鷹無人機測繪方面的巨大優勢。

應用領域:遙感測繪工作原理:首先説遙感,就是遙遠的感知,廣義來説,就是你沒有到目標區域去,利用遙控技術,進行當地情況的查詢。狹義上講,就是衛星圖片及航飛圖片。測繪遙感,就是利用遙感技術,在電腦上面進行計算並且能夠達到測繪目的行為。

軍用

無人機用途廣泛,成本低,效費比好;無人員傷亡風險;生存能力強,機動性能好,使用方便,在現代戰爭中有極其重要的作用,在民用領域更有廣闊的前景。

偵察機用於完成戰場偵察和監視、定位校射、毀傷評估、電子戰等;也可民用,如邊境巡邏、核輻射探測、航空攝影、航空探礦、災情監視、交通巡邏、治安監控等。靶機可作為火炮、導彈的靶標。

實際用途

201712月,日本職場過勞死問題引起全球關注,當地一家公司最近計劃出動能唱歌的無人機,在下班後巡視辦公室,催促打算加夜班的員工回家休息。不過,有關專家對此不以為然,有人甚至稱用唱歌無人機催促加班員工回家是愚蠢想法。

報道稱,這架無人機會在員工下班後,按照預先設定的路線巡視辦公室。如果偵測到有人加班,無人機便會在加班員工身邊徘徊,並播放在日本通常用來表示商店將關門的音樂《螢之光》(日本版《友誼地久天長》)

報道稱,這款無人機將由日本物業管理公司大成與電訊公司NTTEast和無人機開發商藍色創新公司共同開發。大成公司董事加藤登弘表示,當人們聽到無人機自身的嗡嗡聲和音樂聲時,肯定無法繼續專心工作,只好下班回家。

大成公司預計,這款無人機計劃于2018年4月開始在公司內部提供服務,並在明年底向其他公司提供服務。

日本職場盛行加班文化。多年來,日本公司希望扭轉員工過度加班的情況,因為經常加班會造成健康問題,員工也可能因為加班而過度勞累,造成猝死。

不過,有關專家對此不以為然,有人甚至稱用唱歌無人機催促加班員工回家是愚蠢想法。專家認為,加班問題已深深紮根于日本的工作文化,應該從更根本的基礎上加以解決。大阪大學社會學教授諾斯也説,即使員工因為無人機的騷擾而離開辦公室,但如果他們沒有完成工作,還是會帶回家繼續做。

7國內發展

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新無人機新無人機

2015年02月10日,貴飛某兩型無人機在西北某基地進行試驗任務成功,此次的試驗任務完成關係到貴飛無人機基地戰略定位的推進和實施,更是貴飛轉型發展的基點。

2015年7月3日9時7分,新疆和田皮山縣發生6.5級地震。空軍指揮所及空軍駐疆部隊加強與地方政府聯繫,及時了解掌握救災需求,于11時10分派出1架無人機赴震區偵察災情。

空軍執行災情偵察任務的無人機,在震區上空飛行100分鐘,實時勘察、回傳地面受災情況,為及時掌握、準確研判災情提供科學依據。

這是空軍無人機首次執行抗震救災偵察任務。

8月6日下午,深圳20多名無人機駕駛員,通過AOPA(中國航空器擁有者及駕駛員協會)的認證考試拿到無人機“駕駛證”,成為深圳首批拿到資格證的無人機駕駛員。

2015年,MOLA模拉TOURIST1問世。TOURIST1是一款具有記憶功能的無人機,除了跟隨、對點、繞點、多點飛行等智慧飛行模式外,還能夠記憶多條規劃的路徑,系統智慧存儲,當再次選擇儲存的飛行路徑時,自動按照規劃路線飛行,拍攝視角隨心控制。同時,TOURIST1擁有一整套完整的空中預警系統,特別是智慧避障功能,能夠自動探測前方的障礙物,規避碰撞風險。

解放軍金牌無人機操控手巨孝成,1972年3月出生,1991年12月入伍,中共黨員,一級軍士長,現任陸軍軍官學院教練勤務團無人機隊技師,享受政府特殊津貼。3月13日,習主席親切接見8位來自基層部隊和教學科研一線的軍 隊人大代表時,深情勉勵他:“無人機是現代戰場的重要作戰力量。你們要履行好職責,培養好人才。”巨孝成熱血沸騰,大聲回答:“請主席放心,我們一定會做 好傳幫帶工作,絕不辜負您的期望!”

8國外發展

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國外發展史

現代戰爭是推動無人機發展的基本動力。世界第一架無人機誕生於1917年,而無人機真正投入作戰始於越南戰爭,主要用於戰場偵察。隨後,在中東戰爭、海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭(第二次海灣戰爭)等局部戰爭中,無人機頻頻亮相、屢立戰功。尤其在阿富汗戰場上,無人機更是成為當之無愧的主角,多次成功實施“斬首”行動。

美國無人機領跑世界。美國最早于1939年開始研製無人靶機,先後研製出"火蜂(Firebee)"系列和" Chukar "系列靶機。從20世紀50~60年代開始,美國相繼研製成功"火蜂"、"先鋒"、"獵人 "、"捕食者"和"全球鷹"等戰術或戰略無人偵察機,以及"捕食者"改進型無人偵察作戰飛機,先後在越南戰爭、海灣戰爭、科索沃戰爭和這次對阿富汗的軍事行動中。

武器輸出

2015年2月26日,美國《赫芬頓郵報》以《‘玩具反鬥城’開張啦!》的“喜慶”標題配上一架“捕食者”攻擊無人機照片作為頭條,這則新聞的內容是美國向其盟國開放出售武裝無人機。據悉,美國國務院昨天宣佈了向其盟國出售武裝無人機的新規,內容包括出售無人機的具體審批手續、時間和途徑,這是美國首次對出口攻擊型無人機大開“綠燈”,預計首批出售的美國攻擊無人機是MQ-9“收割者”型,該機將首先被出售給英國。

日本已經向美國購買RQ-4“全球鷹”偵察無人機,未來該國可能也會向美國求購攻擊無人機。觀察者網軍事分析員認為,中國無人機正在迅速佔領亞非拉國家的市場。

美國方面打開“潘多拉的盒子”之後,自然也會有很多意料之外的買家出現,比如中國台灣、日本國、菲律賓乃至印度、越南都可能出現在求購美國攻擊無人機的行列中,這麼巨大的生意市場,恐怕美國工業界是守不住“底線”的。美國出售的攻擊無人機出現在中國周邊,恐怕不會太遠。

9影響

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今天,城市與鄉村,都在因無人機的出現而發生改變,如若生活在農村地區,你會驚嘆于無人機在提升偏遠地區的運輸能力以及提高農業生産效率上的傑出表現;如果作為城市中的一員,你也會驚喜的看到無人機在解決龜速物流以及城市規劃建設管理中非同凡響的作用。在這個技術吞噬世界的時代,無人機正在像空氣無孔不入地滲入到人們的日常生活中,在人潮擁擠的大城市,以及另一端的鄉村。

在鄉村地區,從無人機飛入農田的那一刻起,便意味著農業生産方式將再次發生變革。因為無人機正在為農業提供一種現代化的高效率、低成本的植保方式,幫助農民漸進的改進農業作業方式。在傳統農業生産中,農民施肥、噴灑農藥、以及對病蟲害災情的預防全憑經驗,在作業過程中,對每片土地和莊稼事必躬親。這種粗放的作業方式,強度大、效率又低,而無人機將會是由繁重的體力勞動、高成本、低效益向解放生産力、低成本、高效益轉變的重要手段,無人機技術的深入和使用,將使現有的農田耕作變得更高效、更節約資源和環境友好。

在許多偏遠山區,糟糕的道路使農民們在一年中的某些時候與外界完全隔絕,我們沒有辦法以可靠的途徑給他們提供藥材,他們沒辦法收取關鍵物資的供應,也不能把自己的産品貨物運到市場上去,來創造可持續性的收入。

想像一下這樣的場景,你在非洲的一個救助區,病人需要緊急輸血,你會怎麼做?通過手機進行求助,相信很快會有人對你的求助做出回應,不過,血液可能要好多天之後才能到達,因為道路太差。所以,在偏遠及交通欠發達的鄉村地區,無人機的另一重要應用便是為我們提供一個快速穿越糟糕道路、運輸輕小型物資的途徑。

在社會群體的這一端,偏遠及交通欠發達地區,無人機給我們提供了一個穿越糟糕道路的捷徑。而在都市中,無人機可以作為一種新的交通工具,讓我們的城市生活更便利。現今世界,地球上有一半人生活在城市裏,5億人生活在超大城市裏,在大城市和超大城市中,交通堵塞是一個巨大的問題。用來運輸輕小、緊急的東西,給交通堵塞造成的物流龜速問題提供一個完全現代化的解決方案。

在不斷經歷著迅速變化的城市中,除了提供物流解決方案,無人機還可以為城市規劃、建設和管理提供多方面的基礎地理資訊以及執法取證,諸如城市道路橋梁建設、交通巡邏、治安監控、城市執法等等。一個典型的應用案例:當我們在進行城市規劃的時候,往往需要更為詳細的城市土地利用資訊,如果人工勘查,工作量非常龐大,而這些有關城市居住用地、道路交通、公共建築等方面的資訊從無人機航攝影像上就可以清晰地判讀提取。

從助力現代鄉村到給力智慧城市,凡是需要空中解決方案的地方,都將有無人機的一席之地。無人機將應用在更廣闊的領域。

10航模大賽

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賽事狀況:

1.世界大學生航空設計大賽創辦于1986年,目前是水準最高的世界大學生無人機航模賽事,堪稱科研類無人機航模賽事的“世界盃”。

2.飛網—”高安杯“全國無人機航空模型業餘選手大獎賽,于2003年開始第一屆,目前國內連續成功舉辦了六屆,國內具有一定的影響力。

3.“中航工業杯”國際無人飛行器創新大賽,于2011年開始舉辦第一屆,目前已舉辦三屆。

4.“科研類全國航空航太模型錦標賽”于2004年開始舉辦,至2015年已舉辦11屆。從最初四所學校發展到七十多所學校。科研類錦標賽旨在提高學生身體素質的同時,結合相關科研任務,進一步挖掘、拓展高校學生及科研院所相關人員的科技創新能力,為培養航空工業和國防後備力量搭建一個發掘創新人才、檢驗創新作品的平臺。

11政策法規

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《民用無人機空中交通管理辦法》

為了加強對民用無人機飛行活動的管理,規範其空中交通管理的辦法,保證民用航空活動的安全,現將有關民用無人機空中交通管理的有關問題規定如下:

一、民用無人機應當依法從事工業、農業、林業、漁業、礦業、建築業的作業飛行和醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋檢測、科學實驗、遙感測繪、教育訓練、文化體育、旅遊觀光等方面的飛行活動。

二、民用無人機活動及其空中交通管理應當遵守相關法規和規定,其中包括《中華人民共和國民用航空法》、《中華人民共和國飛行基本規則》、《通用航空飛行管制條例》及民航局規章等。

三、組織實施民用無人機活動的單位和個人應當按照《通用航空飛行管制條例》等規定申請劃設和使用空域,接受飛行活動管理和空中交通服務,保證飛行安全。

四、為了避免對運輸航空飛行安全的影響,未經地區管理局批准,禁止在民用運輸機場飛行空域內從事無人機飛行活動。申請劃設民航無人機臨時飛行空域時,應當避免與其他載人民用航空器在同一空域內飛行。

五、由於無人機飛行過程中無執行任務機長,為了保證飛行安全,由無人機操控人員承擔規定的機長權利和責任,並應當在飛行計劃申請時明確無人機操控人員。

六、組織實施民用無人機活動的單位或者個人應當具備監控或者掌握其無人機飛行動態的手段,同時在飛行活動過程中與相關管制單位建立可靠的通信聯繫,及時通報情況,接受空中交通管制。發生無人機飛行活動不正常情況,並且可能影響飛行安全和公共安全時,組織實施民用無人機活動的單位或者個人應當立刻向相關管制單位報告。

七、在臨時飛行空域內進行民用無人機飛行活動,由從事民用無人機飛行活動的單位、個人負責組織實施,並對其安全負責。

八、民航空管單位應當按照有關法規和本規定的要求對民用無人機飛行活動進行空中交通管理。不得在一個劃定為無人機活動的空域內同時為民用無人機和載人航空器提供空中交通服務。

九、民用航空器機組人員發現無人機飛行活動應當及時向相關空中交通管制部門報告。空中交通管制單位發現區域內有無人機活動或者收到相關報告,應當向所管制的航空器通報無人機活動情報,必要時提出避讓建議,並按要求向相關管制單位、空管運作管理單位和所在地的民航監管局通報。

十、民用無人機活動中使用無線電頻率、無線電設備應當遵守國家無線電管理法規和規定,且不得對航空無線電頻率造成有害干擾。民用無人機遙控系統不得使用航空無線電頻率。在民用無人機上設置無線電設備,使用航空無線電頻率的,應當向民用航空局無線電管理委員會辦公室提出申請。

十一、未經批准,不得在民用無人機上發射語音廣播通信信號。

十二、使用民用無人機應當遵守國家有關部門發佈的無線電管制命令。

12實名登記

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實名制管理

201761日起,最大起飛重量為250克(含250克)的民用無人機須實名登記註冊。中國民航局航空器適航審定司516日發佈《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規定》,明確無人機須在2017831日之前在指定網站完成實名登記。

同時,民航部門正在積極建立無人機實名登記數據共用和查詢制度,實現與無人機運作雲平臺的實時交聯。

近年來,國內無人機違法違規運作(俗稱黑飛)威脅民航安全的事件頻發,近來成都機場、重慶機場接連發生的疑似無人機擾航事件也受到輿論廣泛關注。

為保證機場及周邊飛行安全,加強對無人機的管理,民航局還將發佈民用機場保護範圍數據。張瑞慶説,民航局按照國際民航組織標準,收集、整理了全國運輸機場障礙物限制面保護範圍(機場禁飛區域)數據,以更有效地利用電子圍欄等技術保障安全。民航局將於518日發佈首批155個機場保護範圍數據,後續還將不斷補充完善。

根據國家空管委的要求,民航局已經專題佈置無人機專項整治任務,將發揮部門聯動機制的優勢,配合地方政府、公安等部門建立無人機違法違規飛行的聯防聯控機制,確保民航飛行安全。

據了解,無人機實名制管理在國際上也較為常見,截止到20173月,美國無人機實名註冊用戶已達77萬人,批准頒布了37000個遠端飛行員證書。

登記系統

2017516日,民航局空管辦副主任張瑞慶在民航局新聞發佈會上表示,已初步完成民用無人機登記註冊系統的開發,將於2017518日上線運作,201761日起正式對最大起飛重量在250克以上的無人機實施登記註冊。

無人機無人機

2017516,《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規定》發佈,根據規定,已購買無人機的個人,須在831日之前完成登記註冊。逾期未註冊,其行為將被視為違反法規的非法行為,無人機使用也將受到影響。

2017517下午,根據《規定》提供的實名註冊網址,打開實名制登記系統,雖然61日才開始註冊,但該系統頁面已可以正常顯示。主頁面顯示“民航飛行標準監督管理系統”,註冊項目需要填寫用戶名、密碼和驗證碼。

中國航空運輸協會通航分會副總幹事孫衛國介紹,無人機實名制登記是國際通行措施,美國于2015年底開始無人機實名制登記,沒有實名制登記將受到嚴重處罰,包括罰款甚至判刑。我國無人機實名制登記管理辦法實施以後,也會對不登記行為進行處罰。

系統漏洞

中國民用航空局下發的《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規定》已于2017年6月1日起正式實施,規定要求最大起飛重量為250克以上(含250克)的民用無人機擁有者須進行實名登記。但北京青年報記者卻發現無人機實名登記系統存在“漏洞”,登記系統需要填寫姓名和身份證等資訊,但即便胡亂填寫,也能通過系統認證。該系統的技術支援方表示整套系統還有待完善。

新規要求無人機實名登記

民航局下發的《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規定》正式實施。規定仲介紹,自2017年6月1日起,民用無人機的擁有者必須按照要求進行實名登記。

2017年8月31日後,民用無人機擁有者,如果未按照該管理規定實施實名登記和粘貼登記標誌的,其行為將被視為違反法規的非法行為,其無人機的使用將受影響,監管主管部門將按照相關規定進行處罰。規定中明確,民用無人機不包括航空模型、無人駕駛自由氣球和係留氣球。

規定仲介紹,民用無人機擁有者在系統登記産品資訊後,需將系統給定的登記標誌粘貼在無人機上,而登記標誌包括登記號和登記二維碼。

此外,民用無人機發生出售、轉讓、損毀、報廢、丟失或者被盜等情況,民用無人機擁有者應及時通過“無人機實名登記系統”登出該無人機的資訊。無人機的所有權發生轉移後,變更後的所有人必須按照要求實名登記該民用無人機的資訊。

姓名、身份證亂填都能過?

無人機實名登記系統“用戶註冊”一項中包括個人、企業單位、事業單位和機關法人等事項,個人用戶需要填寫手機號、郵箱、真實姓名、性別、證件類型及號碼、地址等事項。

記者測試發現,該實名登記系統存在“漏洞”,系統不會對填寫的內容進行真實性認證,即便姓名、身份證號碼等亂填都能通過。

胡亂填寫的姓名以及身份證號碼,不會被拒絕提交,可以順利進行資訊保存。而在“無人機管理”項目中,新增無人機序號也可以亂填,同樣可以正常提交,同時亂填的序號也能生成可供查詢的有效二維碼。

對於這些“漏洞”,記者給網站技術支援郵箱發郵件詢問,民航局適航司無人機系統技術支援方郵件回復表示,目前,無人機登記系統只做身份資訊的記錄,只對字符的類型和位數進行校驗,沒有與公安部網路對接進行有效性驗證。對於無人機序號驗證問題,適航司稱各個廠家無人機序號的設置原則是各不相同的,沒有統一的規則,因此無法對無人機序號的有效性進行校驗。

適航司方面表示,民航局在與公安部門溝通,爭取能通過公安系統對登記人身份進行驗證。

新規後“迷你”無人機熱銷

此次民航局出臺的實名登記規定主要針對的是最大起飛重量在250克以上的無人機,這直接導致了250克以下的“迷你”無人機受到追捧。

一家國內知名無人機售賣商客服人員表示,他們網店內經營的無人機最低重量都在300克以上,按照新規,這種無人機是需要進行實名制登記的,近期購買無人機的客戶很關心這方面的規定,很多都會特意諮詢實名制登記相關事項。

這直接導致不足250克的“迷你”無人機開始在網購平臺上走俏,這種無人機價格則在幾十元至幾百元不等。

一家網店客服介紹,他們店內主營的就是“迷你”無人機,“這種無人機更接近於玩具,遙控距離和飛行高度只有100米左右。”

另一家網店客服則表示,“迷你”無人機主要適合在家裏和公司玩,“它雖然不用進行實名制登記,但一般也就飛30米高,距離也就60多米,也就是玩玩,不能承擔什麼工作,作為練習還是可以的。”

專家:無人機管理目的是“有序”

中國航空器擁有者及駕駛員協會(AOPA)執行秘書長柯玉寶認為,目前實施的實名制登記系統很大一個功能還在於資訊統計,“現在要求重量在250克以上的統計,也基本上涵蓋了各型號的無人機,這個數據掌握後是相對比較準確的,至少數量上不會多。”

柯玉寶表示,目前無人機管理主要集中在三個問題,其一是要加強宣傳,“需要宣傳航空文化,普及航空法規。比如説二三十年前闖紅燈的比比皆是,但經過宣傳法規後,現在大部分老百姓是會等紅燈的。所以不是説故意不遵守法規,而是很多百姓不知道,所以需要宣傳,我相信一定是遵紀守法的多。”

其二,柯玉寶認為應從技術手段上來規範無人機飛行行為,“像現在實行的實名登記是一種方式,還有‘電子圍欄’技術,也可以防止無人機誤闖誤進。此外,無人機裏面也有身份,類似于車架號,也都是技術手段。”

第三,柯玉寶認為無人機管理也要靠“他律”,“不僅僅是自己懂了,同時也可以告知別人,當看到有違規行為的時候,他人也會制止,這就是他律。”

柯玉寶認為對無人機的管理目的是“有序”,“像無人機實名登記是一定要做的,但是系統有一個陸續完善的過程,管理部門也是適應形勢發展,逐步出臺管理規章,都是為了能夠有序發展。”

湖北實施“無人機”實名登記

201711月,湖北近期出臺《湖北省無人駕駛航空器專項整治聯防聯控工作實施方案》,201711底之前,將全面普查全省無人機,並展開集中整治。

根據方案,湖北省將成立無人駕駛航空器專項整治聯防聯控工作領導小組。將加強重點區域管控,研究提出全省民用運輸機場劃設凈空保護區範圍和軍用機場凈空保護要求,並向社會公佈,明確禁止無人駕駛航空器進入機場凈空保護區。
全省將加強空域統籌管理,明確無人駕駛航空器禁飛區域;落實重大活動、關鍵時節低慢小航空器防控措施;除重要目標、政府機關等重要區域以及機場、車站、港口等人員密集區域外,在一定高度內劃定無人駕駛航空器可飛空域,引導航空愛好者在可飛空域合法飛行。明確無人駕駛航空器飛行計劃申報辦法,簡化審批手續,及時批復管制空域申請。接受公眾監督,軍民航空管部門向社會公佈服務電話和監督電話,提高空域使用透明度。
此外,還將制定民用無人駕駛航空器運作管理要求,將民用無人駕駛航空器列入實名制登記註冊範圍,指導企業和個人通過網際網路進行免費註冊。加強人員基礎培訓,將飛行安全知識列為重要培訓內容,增加培訓機構數量,增強無人駕駛航空器操控人員守法意識。

13動態新聞

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2012年12月,由同濟大學航空航太與力學學院、上海奧科賽共同研製的中國第一架純燃料電池無人機“飛躍一號”,在上海奉賢海邊首次試飛成功。該無人機可升至2千米以內高空,時速為30公里,可連續飛行2小時,非常適合用於環境監測、戰場偵察等領域。

“飛躍一號”翼展5米,起飛重量20公斤,有效載荷1公斤,巡航速度為30公里每小時,飛行高度小于2千米,續航時間2小時。它使用一個1千瓦的質子交換膜燃料電池作為動力。

中國新型遙感無人機“極鷹2號”2016年1月18日在南極長城站成功首飛。至此,中國極地遙感無人機已實現包括北極斯瓦爾巴群島和東南極中山站在內的三種不同極區環境中的成功飛行。

據介紹,此次執飛的“極鷹2號”是北京師範大學最新研發的無人機,它以鋰電池為動力,單次作業時間約一小時,噪音小、污染少、作業效率高,飛行高度最高可達1500米,能快速完成大面積遙感拍攝工作。

據該款無人機研發團隊的負責人、北京師範大學極地研究中心主任程曉介紹,此次拍攝無人機經過一小時飛行獲取350余幅遙感圖片後著陸,圖片品質十分清晰。 由於長城站位於南極法爾茲半島,周邊為海洋,該區域天氣變化無常,多數時間陰雲密布,遙感衛星已多年未拍攝到長城站的清晰影像。此次拍攝展示了清晰的長城站,包括綜合樓、油罐、碼頭、集裝箱、車輛等。

中國中科院遙感與數字地球研究所遙感科學國家重點實驗室副研究員黃華兵表示,目前有能力使用小型固定翼無人機在極地開展遙感作業的只有美國、日本、挪威和中國,其他國家用的都是微型無人機或操作簡易的旋翼型無人機。

據介紹,中國極地遙感無人機機型完整,且已完成了多種不同極區環境的成功飛行,具備了應付極區複雜環境完成任務的實力。

此次“極鷹2號”還完成了對企鵝島的航拍任務。位於長城站以東的企鵝島,由於面積較大,高解析度航拍需要多個航線往返作業才能完整覆蓋。而此次使用無人機進行拍攝,一小時的航次內就實現了覆蓋。

此次拍攝不僅精確地提取出區域內企鵝、賊鷗、雪燕等動物數量以及植被情況,還首次精確評估企鵝島地區的溫室氣體排放總量,為研究全球變暖對極地的影響提供了支撐。

2016年1月6日,中國發佈了全球第一款能搭載一名乘客且全天候飛行的大型無人機。其外觀與直升機類似,但完全自動駕駛,無需飛行員。這款無人機將來能成為人類中短途日常交通運輸工具。

這款無人機被命名為億航184,寓意是搭載1位乘客,有8支螺旋槳與4支機臂。簡而言之,它相當於在空中飛行的無人駕駛汽車。飛行時,只需乘客在平板電腦上指定目的地,一鍵下達“起飛”指令,即可完成自動駕駛。它採用多套獨立飛行控制系統來實現自動導航,飛行途中會實時採集分析來自各種感測器的數據,重新規劃路徑,從而保證將乘客以最快速、安全的路徑送達目的地。

據介紹,億航184高1.5米,凈重200千克,額定載重100千克;飛行高度一般在距地面300米至500米之間,平均飛行速度每小時100公里;採用純電力驅動,電池兩小時即可充滿,在海平面高度續航23分鐘。該無人機還做了防雷雨處理,可以真正做到全天候飛行。飛行過程中,它會接受一個指揮調度中心實時指揮,遇到極端天氣時,指揮中心會自動禁止它起飛。

它採用垂直起降方式,無需機場跑道等傳統基礎設施,外加其可折疊式設計,消除了阻礙飛機及其他空中交通工具應用於日常生活的瓶頸。在安全方面,該無人機採用純電力驅動作為動力,不會存在因發動機熄火造成的危險;它對所有飛行部件進行了全備份,其中任何一個部件出現問題,仍能保證正常飛行;即使飛機碰撞了鳥類等物體,造成了一定損害,內置系統也會自動評估損傷程度,決定繼續行駛或就近降落;遇到緊急情況還可進行一鍵懸停等。

2017年3月份兩會期間,民航局局長馮正霖在接受採訪時表示,民用無人機進入一個高速發展階段,使用不當帶來的危害開始顯現,比如干擾飛機飛行等。民航局會研究推行無人機實名制管理方式。

14標準化

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2017年7月,工業和資訊化部聯合國家標準化管理委員會、科技部、公安部、農業部、國家體育總局、國家能源局、中國民用航空局等部門發佈了《無人駕駛航空器系統標準體系建設指南(2017—2018年版)》(以下簡稱《指南》)。

《指南》明確了無人駕駛航空器系統標準體系建設的總體要求、建設內容和組織實施方式,根據無人駕駛航空器系統分類分級複雜、體積重量及技術構型差異大、應用領域眾多等特點,從管理和技術兩個角度,提出了無人駕駛航空器系統標準體系框架,包括“分類分級”、“身份識別”等基礎類標準,“註冊管理”、“製造管理”、“運作管理”等管理類標準,“系統級”、“部件級”等技術類標準以及在不同行業的應用類標準,其中,基礎類標準以國家標準為主,管理類標準、技術類標準和行業應用類標準以行業標準為主。

下一步,國家標準委將會同工業和資訊化部、公安部、民航局等部門,以跨領域、跨行業為著力點,重點解決無人駕駛航空器系統産業發展和行業監管過程中遇到的身份識別、分類分級等瓶頸問題,加快無人駕駛航空器系統分類及分級、身份識別要求等國家標準制定,以實現基礎類、管理類、技術類標準全覆蓋和行業應用類標準滿足行業應用需求為目標,有序推進無人駕駛航空器系統標準體系建設,促進無人駕駛航空器系統産業持續健康發展。


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  • 更新時間:2017-12-10
  • 創建者:zhangxuewei
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