中国科学院国家科学图书馆
科学研究动态监测快报2007年11月15日第11期（总第11期）
空间光电科技专辑
（军用无人机技术发展专题）
中国科学院高技术研究与发展局
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空间光电科技专辑 2007年第11期（总11期）
出版日期：2007年11月15日
专题
新型燃气炉编者按：无人机实质上是一种空中机器人。迄今为止，在几次局部战争中（包括越南战争、中东战争、海湾战争和科索沃战争、以及阿富汗战争和美伊战争），无人机卓有成效地执行了多种军事任务，如照相侦察、撒传单、信号情报搜集、布撒雷达干扰箔条、防空火力诱饵、防空阵地位置标识、直升机航路侦察，为武器系统提供目标定位、目标指示、目标动态监视和目标毁伤评估的实时情报。无人机的突出战绩使各国高层军事首脑对它刮目相看，对其作为军队战斗力倍增器的作用与地位及其潜在的军事价值取得了共识，从而为无人机的迅速发展提供了强大动力。据统计，从1990年到2010年，世界上小型无人机的数量将以每10年翻一番的速度发展。1990年为2.5万架，2000年已超过4万架。预计到2010年将达10万架以上，加上中型和大型无人机，数量将达到12万架，将超过全部有人驾驶飞机1倍以上。21世纪前十年世界各国都在大力发展各种用途的无人飞行器，目前，世界各国军用无人机尤以美国和以列发展最快，西欧和一些发展中国家也有不同程度的进展。目前全球已有32个国家共研制出了250多种无人机，有55个国家装备了无人机，主要用于军事。科技的进步扩大了无人机空中飞行的使用范围，远远超越它作为情报收集的任务，在一定时间内，甚至具有取代飞机和卫星的职能。 军用无人机技术发展概况
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1 无人机的概念和特点
无人机（Unmanned Air Vehicles，UA V），通常是指机舱内无人操作、能够在空中飞行并执行任务的飞行器。无人驾驶是无人机的第一个基本特点。有两类无人机，一类有地面驾驶员协助操纵，进行起飞和着陆；另一类是完全自主的，这种自主性可以延伸到飞行决策的下达，对任务过程中出现的偶发事件做出反应。这是无人机的第二个基本特点。无人机的第三个特点是可回收性和多次使用性，这点区别于导弹，尤其是。 无人机系统（UAS）的结构主要由两部分组成：空中部分和地面部分。空中部分包括无人机、有效载荷和传输系统；地面部分包括地面器材和地勤人员。
无人机的原理可以拿航空模型作比较，其各部分的比例是对称相等的，缩小了的模型用遥控进行操作。无人机的外形设计除没有驾驶舱外，其他基本与飞机相似。无人机机身安置有效载荷、发动机、机载系统和燃油。无人机的升力一般由固定机翼或旋翼来保证。旋翼式直升机主要用于执行某种特殊任务，要求能够悬停，以定点方式采集数据（大型工程的监察和摄影测量等）；有高度的操作灵活性（围绕目标飞行）；能在船的甲板上降落（海上监视、搜索和救生等任务）。也有模仿鸟类或昆虫翅膀的扑翼无人机方案以及变换式无人机，即旋翼能够从垂直方向过渡成水
平方向，将水平飞行和垂直飞行结合起来。无人机的动力配置视任务的需要而定，取决于它的重量、
飞行高度和续航时间。无人机的动力装置类型包括活塞式发动机、压缩式或非压缩式发动机、涡轮螺旋桨式或涡轮喷气式等。有的微型无人机和旋翼式无人机使用的是电动发动机。电动发动机本身质量轻，但其电池重量大，存储电力有限，续航时间受约制。因此需要研发耐久性蓄电池和燃料电池，长时间给这些电池组供电。某些无人机可安装太阳能光电池板来提供电源。电动力装置没有燃油的运输问题，而且从热感应的角度看它不容易被发现。
机载系统是无人机的基本设备，可自动工作，也可由地面操作员根据任务需要发出的命令去工作。飞机操作系统控制几种设备的运行，如传感器（测量飞行参数），发出驾驶和航行指令的计算机，存储器（装有飞行程序、预先记录的决策标准）和传动装置（作用于飞行操纵）。有效载荷是无人机最重要的部分之一，它同无人机密切协调，通常安装在机身结构的下方，实施三方面的功能：（1）通过传感器获取数据，传感器可以是光电式（可见光照相机或红外照相机），或是磁电式（雷达），能够对图像进行恢复处理；也可以是其他专用传感器（如生物传感器，能够探测污染和放射性的一种生化传感器）；（2）通过计算机进行机上直接快速处理数据（在空中变为专用格式，在地面由操作员作图像恢复和判读）以及数据统合和压缩；（3）筛选有用数据，即将筛选好的数据传输到地面进行预分析（通过程序器，与输入到存储器的标准作比较），全部数据记录在案，然后发送或回到地面再破译。
“无飞行员”是无人机的主要品质。这一基本特性使机组人员的危险概念不复存在，尤其是军事任务的
危险性不复存在了。同时，无人机将可以承担一些需要付出艰苦体力的任务（如长时间的超高空飞行）。无人机的第二个重要的优势和特点是其使用的灵活性（起飞、回收和重复使用）和有效性。例如，它能进入可飞越的场地，观察质量高（无人机在5000米上空的观察效果比卫星在800千米的观察效果好）；飞越空域的停留时间长，数据可以采用实时或延时传输。这样可方便地在最短的时间内对信息进行处理。无人机的第三个品质是同型别使用同样基本设备（空中观察和监视），尤其是地面分系统的无人机，可作为几个不同任务的公用机。对于那些机组人员上天并不能带来效益，或者上天飞行存在很大风险的任务来说，无人机是最好的选择。它的特殊性、持久性、耐航性、隐蔽性，反应快、用途广泛等诸多优点，使现代飞行器的能力大为提高。
2 无人机的应用范围
无人机的主要使命是空中观察和监视。直到今天，无人机主要用于军事目的。军用无人机占世界无人机市场90 ％的份额。形形的无人机，无论是自主的或非自主的，都要求地面保证有一名操作员，负责实时地收集任务的结果，负责接收、分析和记录从无人机传输过来的信息。今天，无人机的装备和性能有很大的提高，
因此在民用方面也表现出极大的应用潜力。
2.1 无人机的军事用途
根据2005年美国空军发布的“无人机路线图”，在21世纪前25年发展计划中的49个目标中，开发无人战斗机（UCAV）被列为首位。在路线图中公布的参联会对UAS需求的投票结果中，对于小型、战术型、战区型、作战型四种通用型UAS，按18种任务进行优先级排序（见表1）。目前无人机已由执行侦察任务逐渐发展到进行空中力量压制、武装监视/侦察、电子战及纵深拦截能力的无人作战系统（如美国空军的J-UCAS项目）。无人机可肩负以下三类军事任务：
表1. 无人机系统的任务/使命需求
类别
优先级
小型战术型战区型作战型
1 侦察侦察侦察侦察
p2p网络电视录像专家
2 目标定位于指示目标定位与指示信号情报收集目标定位与指示
搅拌头
3 化学/生物侦察信号情报收集目标定位与指示装载武器/攻击
4 战斗管理装载武器/攻击作战管理电子战
5 通信/数据中继反伪装/反欺骗通信/数据中继信号情报收集
6 作战搜索与救援通信/数据中继化学/生物侦察信息战
1．监视和情报收集
无人机具有非凡的空中观察和侦听能力，因此为政府或军队收集军事情报是无人机的一项重要使命。在新的对抗中，作战指挥对于反应时间、敌我识别以及陆、空、海三军之间乃至多国之间的协同作战的要求是十分苛刻的。无人机利用不同的传感器可以采集各种类型的信息，把原本是陆地、海上、高低空的实时光电或磁电信息还原成图像。传感器也可以作侦听使用，可对某些传输（电信或雷达波）进行分析和定位。
无人机还可以在敌人地空导弹射程威胁以外的空域飞行，操控员可在地面采取中继台站连接，远程透过云层进行观察活动。续航时间的长短取决于材料的可靠性和机载电源量（发动机和有效载荷用电）。
无人机发出的信息有利于进行作战伤势的评估，某一区域的监视，近距远距目标的探测、识别和处理，空中打击后或远程炮轰后损失程度的评估，甚至对弹道导弹的发射警告的评估等等。在观察敌人导弹的弹道阶段，无人机比同步地球卫星更有利，同时还能预测导弹的触发点。无人机能够通过在区域上空的长驻留性来满足情报获取连续性的要求。故障诊断方法
2．作战支持
苯丙酮合成机载设备的多用途性和系统技术的突飞猛进，使无人机在作战支持方面的作用
