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无人机的发展:是飞机但不止是飞机

来源:人民日报
2017/2/17 11:17:3734181
  【中国安防展览网 市场分析】 日前,陕西渭南迎来一场降雪,部分路段积雪严重,渭南市公安局交警支队临渭大队启用无人机勘察危险路段,将有效警力合理安排在群众需要的路段。


无人机的发展:是飞机但不止是飞机

 
  近日举办的第五十届消费类电子产品展览会上,无人机、无人驾驶、虚拟现实等技术大放异彩。随着大众对无人机的兴趣越来越浓,无人机也频频出现在各种场所。在旅游景区、影视拍摄基地或是重大新闻现场,经常能看到无人机在空中忙碌地穿梭。无人机的发展到了什么水平?能给人们的生活带来哪些变化?
 

 
  是飞机,但不止是飞机
 
  完整意义上的无人机,指的是“无人机系统”
 
  说起无人机,似乎人人都明白,但无人机到底是什么?中国航天科工三院无人机技术研究所系统总体主任设计师殷志宏用“行话”进行了概括:“无人机是无人驾驶飞行器的一种,是人工遥控或程序自主控制的飞机统称。”
 
  无人机首先是飞机。“其技术原理与传统航空工程所研究的飞行器没有本质区别。”傲势科技联合创始人、执行官郭亮认为,无人机与有人驾驶飞机主要的区别在于,前者对导航、制导与控制技术提出了更高要求,以及为指挥无人机完成既定任务形成了一套地面指挥控制系统。
 
  无人机也不一定无人。“一般无人机是不载人的,例如美国的鹰无人机。但有的无人机也可以载人,比如以色列的‘空中骡子’无人机。”殷志宏说。
 
  老百姓熟悉的无人机,通常指的是机身,也就是携带载荷飞行的无人机平台。完整意义上的无人机,指的是“无人机系统”,这个系统由无人机平台、任务载荷、起降系统、测控与信息传输系统、地面支援与保障系统、飞行员/操作手组成。
 
  殷志宏一一列举:“无人机平台,负责安全飞行运送载荷到*位置;任务载荷,主要用于执行任务;起降系统,负责无人机平台的起飞和降落;测控与信息传输系统,实现无人机控制生成指令与传输;地面支援与保障系统,负责无人机维护维修和使用保障;而飞行员/操作手负责无人机操作和控制,是无人机的指挥中枢。”
 
  按照起飞质量、飞行速度、航时、任务功能、技术体制等不同标准,无人机的分类可谓五花八门。一般说起靶机、无人侦察机、无人运输机、测绘无人机、植保无人机等,都是从功能角度进行区分的,但业界通常从技术体制上进行划分。
 
  “常见的无人机有三种类型。种是固定翼,顾名思义就是翅膀形状固定,靠流过机翼的风提供升力。比如,我们平时坐的波音和空客的大飞机等都是固定翼飞机。”大疆创新科技有限公司相关负责人介绍,第二种是直升机,特点是靠一个或者两个主旋翼提供升力。第三种是多旋翼,就是具有四个或者更多旋翼的直升机。“但是通常多旋翼就叫多旋翼,而不叫多旋翼直升机,以此和直升机区分开来。”
 
  不同类型的无人机具有不同的优势。“固定翼无人机飞行速度快、高度高,飞行覆盖面积大,抗风能力较强,比较适合全管段巡航、通信巡线、航拍等工作。但是它的速度快、转弯半径大,不利于自身安全,尤其还需要专门的起降场地。” 北京中航智科技有限公司副总裁王俊说,直升机飞行虽然高度低、速度慢,但是比较适合短距离巡航、高清摄影和对地目标监控与目标跟踪,还可以定点悬停,尤其在各种情况下均可起降。
 
  民用军用两相宜
 
  一些国家已尝试用无人机送快递,用无人机探测雾霾情况
 
  无人机能做许多传统飞机做不了的事情。
 
  “无人机的诞生源于人们当初需要一种无人驾驶的飞机,去代替有人驾驶的飞机执行‘3D’任务——即‘Dull’(枯燥)、‘Dirty’(脏)、‘Dangerous’(危险)的任务。”郭亮说,比较典型的例子是,让无人机充当靶机,进行长距离巡逻或长时间通讯中继等。
 
  无人机的功能主要取决于它的性能和任务载荷的特点。“打个比方,汽车既可以作为私家车方便人们出行,也能够作为救护车、救火车、洒水车、货车等。汽车怎么用,取决于人们采用汽车这个平台为何种行业提供解决方案。无人机的使用也是这个道理。”郭亮说。
 
  凭借成本低、零伤亡、生存能力强、机动性能好、使用方便等优势,无人机被业界宠爱有加。军事方面,无人机可用于侦察监视、对地攻击、通讯中继、运输、靶标模拟等,是“得力好伙伴”。
 
  在民用方面,无人机也是“百变小能手”。消费无人机的兴起,让消费者可以购买到手即飞的无人机,把航拍从少数专业玩家的独门绝技,变成了人人都可以尝试并享受乐趣的活动。
 
  除了娱乐体验,民用无人机主要用于科学研究、大地测量、管路巡线、农林植保、气象观测等商业用途。
 
  ——灾区救援。当发生地质灾害或重大海难事故,而事故的地点处于高山、峡谷或远离海岸的地段,常规手段无法或难以及时到达现场时,无人直升机可使后方与事故现场人员保持联系,使后方施救人员能够有的放矢地准备工具和器材。
 
  ——农林植保。无人机能够为农田管理和精细操作提供有效手段。小型无人机不仅可以观察作物长势,还能够喷洒农药,进行叶面施肥等。
 
  ——气象观测。无人机上安装的遥感快速监测系统,能够为海洋灾害监测、近海污染监测、海洋工程等提供更为直观、准确的图像和数据信息。
 
  ——森林防火。据了解,美国的“捕食者”无人机就曾在森林火灾时实时捕获热成像图传输给森林消防中心,使其又快又准锁定了火灾发生地,减少灾害损失。
 
  而那些有关无人机“脑洞大开”的设想,留给人们更多的想象空间和期待。比如一些国家已进行了无人机送快递的测试服务,国内公司也开始了无人机配送货物的尝试;雾霾天气里,一些公司开始用无人机探测雾霾情况;无人机还有望助力空中交通。据称美国优步公司曾设想研发一架垂直起降全电动飞行器交通系统,只需大约15分钟就能够从美国旧金山飞往硅谷,让人们摆脱堵车之苦。随着能源技术、计算机技术、通信技术的不断发展,无人机将越来越多地影响和改变人们的生活方式。
 
  郭亮认为,未来无人机还是要朝着全电化、自主化等方向发展。
 
  市场前景很广阔
 
  据预测,2025年我国无人机市场规模将达到750亿元,其中民用无人机市场约占93%
 
  那么,无人机的发展现状如何?
 
  殷志宏介绍,目前我国约有150多家无人机生产单位,市场上的无人机产品达上千种,各家机构研制的无人机类型和用途各有不同。“基于预测的数据以及对我国无人机市场的乐观预判,2025年我国无人机市场规模将达到750亿元,军用无人机市场约占7%,民用无人机市场约占93%,无人机市场前景辽阔。”
 
  在专家看来,国内无人机技术水平发展还不够一致,在微型无人机、轻型无人机、小型无人机、中型低速无人机等方面,技术水平已经接近或达到先进,但是在中型高速无人机、超长航时无人机、大型无人机方面与先进水平仍然存在较大差距。
 
  发达国家历来重视无人机的发展。据了解,美国的无人机研制企业主要包括诺格公司、通用原子公司和波音公司等。以色列是早探索无人机作战应用潜力的国家之一,主要研制企业包括以色列航空工业公司和埃尔比特系统公司等,欧洲也是无人机系统的一大潜在市场,也一直在加快无人机发展的步伐。
 
  2015年以后,美国联邦航空管理局开始逐步放开了包括农业、管道检测、航测等在内的多个领域民用无人机飞行。“2015年前,美国仅有6家公司被允许使用民用无人机,但截至2015年上半年,美国联邦航空管理局已经批准了超过500家公司可以开展民用无人机方面的业务。”殷志宏说。
 
  美国联邦航空管理局发布的无人机产业年度预测报告称,未来几年内,小型无人机将成为航空领域强劲的增长点。预计到2020年,美国小型无人机总销量将从2016年的250万架飙升到700万架,其中消费级无人机有430万架,另有270万架用于商业目的。
 
  市场的繁荣无疑对无人机的稳定、安全和智能提出了更高要求。
 
  在殷志宏看来,无人机毕竟是机器,其基础能力如机动性、飞行稳定性、操控性能、智能化水平等主要取决于生产商的科研水平和基础工业能力。其可靠程度还取决于系统复杂程度和外部使用环境,无人机系统中任意设备的故障都将影响执行任务,无人机使用的任意环节出现掣肘都将影响飞行安全,这需要消费者和制造商共同努力。
 
  延伸阅读
 
  无人机怎么飞才安全?
 
  无人机,不能无人管
 
  天上盘旋的无人机多了,安全问题也随之出现。
 
  2015年,在美国一场公路大火造成的汽车焚毁事故中,现场5架“黑飞”的小型无人机导致消防飞机降落推迟了将近半小时,严重耽误了救援工作。不仅如此,无人机威胁民航班机的事件也屡见报端,还有人担心无人机航拍“偷窥”侵犯了隐私权,甚至泄露了国家机密。
 
  无人机怎么飞才安全?专家认为,无人机的安全性,应该分为平台的安全性和使用的安全性。
 
  “无人机平台安全性由无人机厂家的技术能力和管理水平决定。”中国航天科工三院无人机技术研究所系统总体主任设计师殷志宏说,技术实力强、管理体系越完善的无人机企业,其无人机平台安全性越容易保障。
 
  但无人机使用的安全性,就不只是厂家的问题。据了解,目前,从无人机的界定、管控、质量,到从业人员的准入条件、商业范围,再到使用者的飞行资质、行为准则等,政府主管部门尚未制定相应的法律法规和行业标准,市场宏观环境与管理制度存在政策空白。
 
  “安全问题的凸显,也恰恰反映了产业发展监管不够的问题。”傲势科技联合创始人、执行官郭亮认为,我国可参考发达国家的经验,避免简单的禁飞令,保障无人机的使用者具有合法使用空域的权利。他认为,“黑飞”行为中,许多当事人对潜在事故风险和有关法律法规一无所知,在媒体加强宣传和警示的同时,也需要尽快建立健全对于不同级别、不同用途无人机的监管体制和规则。
 
  不少业内人士认为,除了法律法规,融入技术手段的监管也值得提倡。
 
  专家建议可以建立无人机及其配套产品市场准入机制,强制加装带有标准电子围栏的安全模块,禁止无安全模块的产品在市场流通。还可以在安全围栏边界设立电子警察,实时进行空中无人机管理,通过无线电波激活超界无人机安全模块的自毁功能。

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