1.飛控系統是無人機的“司機”——更準確、更清晰。
飛控分系統是無人機起飛、空中飛行、執行任務、返場等整個飛行過程的核心系統。飛行控制對於有人機來說相當於駕駛員的作用,我們認為是無人機的核心技術之壹。飛行控制壹般包括三部分:傳感器、機載計算機和伺服作動設備。實現的功能主要包括無人機姿態穩定與控制、無人機任務設備管理和應急控制。
其中,大量的傳感器(包括角速度、姿態、位置、加速度、高度和空速等。)裝配在機身上,是飛行控制系統的基礎,是保證飛機控制精度的關鍵。在不同的飛行環境和不同的用途下,無人機對傳感器的配置有不同的要求。未來對無人機態勢感知、戰場敵我識別、防區外交戰的需求,要求無人機傳感器具有更高的探測精度和更高的分辨率。因此,國外已經將高光譜成像、合成孔徑雷達、超高頻穿透等大量新技術應用於無人機傳感器。
2.導航系統是無人機的“眼睛”,多技術結合是未來的方向。
導航系統為無人機提供參考坐標系的位置、速度和飛行姿態,引導無人機按照指定的航線飛行,相當於人機系統中的導航儀。無人機導航系統主要分為兩種:非自主式(GPS等。)和自主式(慣性制導),但它們分別容易受到幹擾和誤差積累的增加。未來無人機的發展需要避障、物資或武器投放、自動接近和著陸,要求高精度、高可靠性和高抗幹擾性能。因此,結合各種導航技術的“慣性+多傳感器+GPS+光電導航系統”將是未來的發展方向。
3.動力系統——渦輪有望逐步取代活塞,新能源發動機將提升續航能力。
不同用途的無人機對動力裝置的要求不同,但都希望發動機體積小、成本低、運行可靠:1)目前無人機廣泛使用的動力裝置是活塞式發動機,但活塞式發動機只適用於低速低空的小型無人機;2)對於單用途無人機、自殺式無人機或導彈,要求推重比高但使用壽命可短(1-2h),壹般采用渦噴發動機;3)低空無人直升機壹般使用渦軸發動機,高空長航時大型無人機壹般使用渦扇發動機(美國全球鷹重12t);4)消費級微型無人機(多旋翼)壹般采用電池驅動電機,起飛質量小於100g,續航時間小於1小時。
展望未來,我們認為隨著渦輪發動機推重比、使用壽命的不斷提高和油耗的降低,渦輪將取代活塞成為無人機的主要動力型號,太陽能、氫能等新能源發動機也有望為小型無人機提供更持久的生存能力。
4.數據鏈是從獨立的專用系統到全球信息網格(GIG)的“放風箏線”
數據鏈傳輸系統是無人機的重要技術組成部分,負責無人機的遙控、遙測、跟蹤定位和傳感器傳輸。上行數據鏈實現無人機的遠程控制,下行數據鏈執行遙測和數據傳輸功能。普通無人機多采用定制的視距數據鏈,中高空長航時無人機會采用視距和超視距衛星通信數據鏈。
現代數據鏈技術的發展推動無人機數據鏈向高速、寬帶、保密、抗幹擾方向發展,無人機的實用能力會越來越強。展望未來,隨著機載傳感器、定位的精度和執行任務的復雜程度不斷提高,對數據鏈貸款的需求十分強烈。未來,隨著機載高速處理器的快速發展,預計幾年後現有射頻數據鏈的傳輸速率將翻倍,未來全天候要求不高的地區可能出現激光通信方式。
從美國制定的無人機通信網絡發展戰略來看,數據鏈系統正從最初的IP傳輸和多機互聯網絡向衛星網絡轉變,最終向完整的全球信息網格(GIG)配置過渡,為授權用戶提供無縫的全球信息資源交互能力,同時支持固定用戶和移動用戶。