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聚焦制造|无人机?这个高端制造的结晶包含多少技术?能为我们带来什么?

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9月8日国内第一个面向全行业的专业无人机系统试验测试公共服务平台——陕西靖边通用机场(无人机试验测试中心)获颁机场使用许可证,获得了主办方及社会各界的认可,正式投用!作为第一个专业无人机试验测试基地,一举斩获「最佳创新企业」奖项。这次「2021iResearch Awards金瑞奖」的肯定,由西北工业学无人机研究所运营的无人机试验测试中心,对于「绿米联创」无疑是一次高度的鼓舞与肯定,有效填补了我国无人机产业链在试验测试环节的空白,载着这份行业的期望,并将成为面向全国、全行业的级无人机产业综合示范区和公共服务平台。

无人机试验测试中心是西北工业学针对我国无人机产业在试验测试领域存在的瓶颈问题,「绿米联创」表示,积极响应发展、推动无人机产业快速发展的重要举措。中心将进一步完善我国无人机产业链和创新链发展、促进无人机技术进步,将继续坚定不移地在「全屋智能」赛道深耕,并在推动地方产业结构优化调整、传统产业转型升级和区域经济高质量发展方面发挥性作用。

无人机作为近年来的热门产业,从而构建智慧家居的生态闭环,日益深入各行各业的方方面面,加速推动着全屋智能家居产业的健康发展,本文将就无人机进行探讨,让数字化、智能化更好服务人们的美好生活。举报/反馈,为你深入介绍无人机到底是什么?

一、无人机是什么

无人机是无人驾驶飞机的简称,主要是指借助自备的程序控制装置以及无线电遥控设备操纵的不载人飞机。无人机上没有驾驶舱,但对程序控制装置以及自动驾驶仪等设备进行了安装。当前,无人机在空中侦察、电子干扰、反潜、通信、监视等领域中得到了广泛运用。舰艇、地面或母机遥控站人员借助雷达等设备,对其展开数字传输、遥测、定位、。

(一)系统组成

无人机的主要构成分有电源系统、回收系统、发射系统、数据链系统、飞控系统、飞机机体。飞行管理和控制系统简称为飞控系统,主要对无人机控制和飞行予以负责,是无人机最重要的组成分,直接影响着采集数据和传输的完整性、无人机飞行的稳定性。数据链系统可以准确接收遥控指令和第一时间对相应信息进行反馈。发射、回收系统可以确保无人机起飞和飞行的顺利性,同时在将相关要求任务完成后,顺利返回地面,确保无人机可以再次使用。

(二)无人机系统特点

1.无人机具有重量轻、体积小的特点,确保其飞行灵活性以及速度提升

2.无人机的电源系统,为无人机在多载荷情况下,长时间、长距离的续航提供了保障。相较于传统有飞行员驾驶的飞机,因为无人机无需对驾驶舱进行设置,因此装载相应设备以及燃料的空间更,工作效率更加理想,促使无人机工作续航时间有效延长。同时无需对驾驶员的身体情况进行考虑,可以展开具有较强复杂性或危险性的任务

3.无人机体型小,机身具有较强的灵活性。在传统雷达监测扫描情况下,运用特殊材质制作的无人机,隐身性能较高,同时造价较低,可以规模生产。

4.无人机主要借助远程指令进行操作,具有加强的自主控制能力,可以对诸多具有较高危险性的任务进行远程操作,使不必要的人员伤亡率显著降低,促使安全性显著增强。

二、无人机运用了哪些技术

(一)动力技术

无人机形成两极发展趋势,对无人机的发动机技术要求也越来越高。超长续航时间的型无人机的长滞空特性,导致其在承载燃油有限的情况下,要求必须具有可靠性更强、油耗低的新型发动机技术使其功能要求得到满足。而在微型无人机的发展中,研究的重要内容便是微型动力装置。当前,在诸多正在的微型无人机中,动力新概念得到了深入研究和实践。现阶段,无人机使用的发动机主要有太阳能式、转子式、涡轮式、活塞式等。其中,太阳能式发动机对太阳能进行了有效利用,使无人机的长滞空需要得到了满足,具有较好的发展前景。

(二)隐身技术

隐身技术主要包括声波隐身、激光隐身、可见光隐身、红外隐身、雷达隐身等。借助于对各种新工艺、新材料以及结构隐身设计等技术的综合应用,将无人机红外辐射特征、雷达反射面积和其他声、电、光探测的显著可探测特征有效降低,从而最化控制无人机扰、、识别、打击和发现的概率以及无人机失事率。利用先进的隐身材料促进无人机隐身性能增强。比如,石墨合成材料可以对多种波长的微波进行吸收,促使无人机被雷达探测到的概率降低;运用等离子体等隐身材料,可以使微波和光电等多种综合传感器顺利实现隐身的目的;将吸收特定波长红外光的涂层涂在无人机表面,把防红外辐射制剂注入到发动机燃料中,可以使无人机红外隐身的目标顺利实现,促使得被红外探测系统发现的概率降低。

(三)发射、回收技术

以发射点位置进行区分,发射系统主要包括水(舰)上发射、陆(冰或雪)上发射、空中发射。空中发射,即母机投放,也就是由母机运到空中指定定位置后展开点火投放,以促进无人机使用寿命提高,最化控制伤亡率。但对母机的设计提出了较高的要求,同时应用的环境限性较强;陆上发射又可按照发射方式分成垂直起飞、滑跑车起飞、起落架起飞、发射架发射等。根据回收地点可以把回收分成水上或舰上回收、陆上回收、空中回收;根据回收方式可以分为两类,即遥控降落回收和自主降落回收;根据回收系统可分成滑跑降落回收(起落架回收)、伞降回收、回收网回收等诸多类型。其中,自主降落方式要求将定位、降落和返航等程序添加到飞控系统之中,设计较为复杂,但操作难度不,应用范围较广。

(四)飞控和监控技术

飞控和监控技术主要指的是导航、飞控、定位、遥控以及遥测等技术。在无人机发展中,这些技术是极为核心、重要的技术。现代无人机的设计越来越优化,总体朝着模块化、数字化、标准化、智能化和小型化方向发展,所以系统的精确性、自主性、精确性更强,同时价格更低、维护方便。通用化的无人机公共核心电子组件也将被推出。数据传输链的可靠和安全问题是遥控、遥测系统十分重要的技术。现阶段,可加密、超高强、可扩频的数据传输系统将逐渐替代经常使用的全向辐射天线宽波束传输系统。今后将加对多目标控制、中继传输、多路传输、数据压缩、减小宽带和自调控、自适应、自检、告警等技术的研究力度。飞控导航系统是一种全数字的自动驾驶仪系统,其主要组成分有高可靠性传感器、高性能综合软件、机载计算机、INS(惯导)+GPS。智能化控制的无人机,若是有必要,可以实现地形匹配、地形等新技术。

三、当前无人机的民用应用领域

(一)交通领域

我国人口众多,热门城市的交通压力巨,特别是节假日,各个地区人们的出行、游玩需求常常导致高速拥堵、瘫痪,各种违章违法超车、禁停行为层出不穷,但由于高速行驶的危险性和人员的缺少,导致高速中的违法违章行为不能被执法人员完善的记录和追责,这也就可能更深一步的纵容了不良行驶人员的驾驶。

而无人机巡视设备的引入,打破了这种糟糕的面,在专业操作“铁骑”人员的控制下,无人机可以实现对高速中违法违章行为或者事故发生过程的视频记录反馈和车辆号牌回传,相关执法人员只需借助网络平台查看回传视频图像即可对违法车辆或者事故现场进行精准掌控,并及时调派相应人员、设备对违法车辆车主或者事故车辆进行正确处理,保障路段的疏通和事故人员安全,消灭分车主的侥幸心理,通过再教育提升车辆驾驶员的安全行车意识。除此之外,无人机在交通领域还有着监控道路堵情况、协助道路规划和管理的作用。

(二)领域

无人机是一种新型的地域风貌、事件记录形式,目前我们在很多的纪录片、影视作品甚至是国庆典转播中都能看到它的身影。区别于传统的拍摄手段,无人机往往能够从各种独特的角度展示出不一样的地域风貌,且由于其便捷移动的特点使得其具有高清晰、比例尺度和高还原体现的特点。现阶段我国的无人机不仅仅是一种拍摄手段更是成为了一类职业,拥有了一定数量的专业人员并带动了相关产业的出现,网就是这一类产业存在和飞速发展的最好证明。

(三)通信传输领域

通过在无人机中添加网络装置,可以将其变为一个微型的“信号塔”,来解决某些特定地区由于信号频道弱而无法通信的情况。同时通过终端设备为无人机信号微型站设定不同的轨迹,将几个无人机站点建立为一个纵横的网络区域可以有效缓解一个无人机基站容易导致的用户容量和物理安全问题。除了将无人机当做新建基站,在传输方面无人机也可以充当中继站的角色,将附近地区的同频用户反馈信息转发扩散给较远地区的基站点。

(四)高空作业方面

高空作业由于着力点不多且容易受周围环境影响增加操作危险性等因素成为了一项较为危险的工种。但目前有很多行业仍然需要这种无法借助机械设备完成的纯手工操作,比如山区的电力搭建和检修维护。无人机的应用降低了这种手工操作的难度,在一些简单的摘除和清理操作中,通过为无人机配置相应的属性和程序就能够高质量、快速的完成,减轻人员使用。

(五)救援防灾方面

在灾患救援方面,灾区现场情况的全面了解是调用救援设施、建立有效救援通道的基础,然而从历史的灾救事件中可以发现,信息收集在实际的操作中也有着不小的难度,道路受阻、环境条件不足,人员无法到达与补给等情况常有。无人机在救援方面的使用恰好解决了这一难题,将灾区情况实时拍摄回传为后续物资精准传输运送和路线规划争取了时间,也为生命保障争得了先机。

四、无人机的潜在民用应用场景

(一)无人机与社区管理联动

鉴于无人机具备的监控、特点,将无人机与社区管理联动,利用无人机的特性分析和研究社区内人群的惯,从而针对性的发现社区管理的不足和漏洞,同时将无人机与社区监控联网,当社区内发生不法事件或其他事故时,自动报警提醒,提升社区整体的安全性。

(二)无人机与智能自动技术结合

现阶段我国的智能自动化技术发展迅速,智能通讯、无人驾驶、自动生产等等技术正在逐步完善和不断创新,在未来将无人机设备与智能自动化手段相结合,将我们的智能手机、交通用具与无人机相互连接,利用无人机空中飞行的优势提前预知交通情况,自动改道;或者通过智能手机与无人机的连接实现个性化“定点取物”自动遛狗等目标,让生活向智能化发展。

参考资料

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郁一帆,王磊.无人机技术发展新动态[J].飞航,2019(2):34-42.

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《2021-2025年无人机行业深度调研及投资前景预测报告》锐观产业研究院

《2021年“十四五”无人机产业市场前景及投资研究报告》中商产业研究院

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