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微型无人机――未来战争中的奇兵

发布时间:2018-05-09 11:31:00 文章来源:未来智讯    
    所谓的微型无人机,是指翼展和长度小于15厘米的无人机,也就是说,最大的大约只有飞行中的燕子那么大,小的就只有昆虫大小。微型飞行器从原理、设计到制造不同于传统概念上的飞机,要想研制出如此小的无人机面临着许多技术及工程问题。
    
    最大的困难
    
    在微型无人机的开发中,近期最大的困难是发动机系统及其相关的空气动力学问题,而发动机又是关键,它必须在极小的体积内产生足够的能量,并把它转变为推力,而又不增加过多的重量。
    
    复杂的原理
    
    由于尺寸小速度低,微型无人机的工作环境更像是小鸟及较大昆虫的生活环境,而人们对于这种环境中的空气动力学还知之甚少,其中的许多问题,都难以用普通空气动力学理论加以解释。由于微型无人机只能低速飞行,层流占主导地位,它引起较大的力及力矩,这可能要求用三维方法解释它的空气动力学。微型无人机的机翼载荷很小,几乎不存在惯性,很容易受到不稳定气流的影响。
    
    飞行控制
    
    怎样控制微型无人机的飞行是另一个难点。首先要有一个飞行控制系统来稳定微型无人机,至少增加其自然的稳定性。这样在面临湍流或突发的阵风时可以保持其航线,并可执行操作人员的机动命令。若微型机需要对目标成像的话,还需要稳定瞄准线。
    为使微型无人机自主飞行,要采用重量轻、功率低的GPS接收机,低漂移量的微型陀螺仪和加速度计,也可以利用地理信息系统提供地形图导航。GPS 可以大大提高微型机的能力,但目前它在功率、天线尺寸、重量及处理能力等方面均存在不少问题,需要加以解决。
    
    通讯方式
    
    一旦飞到空中,微型无人机需要保持它与操作人员之间的通讯联系。由于体积重量的限制,目前只能采用微波通信方式。尽管微波可以传播大量的数据,足够进行电视实况转播,但它却无法穿透墙壁,因而只能在视距内使用它,微型无人机的尺寸小,限制了无线电的频率及通信距离。当微型机飞出视距或视线被挡住时,就需要一个空中的通信中继站,中继站可以是另一架飞机或者卫星。
    
    侦察传感器
    
    要想在战场上实际应用,微型无人机还需要携带各种侦察传感器,如电视摄像机、红外、音响及生化探测器等。这些都必须是超轻重量的微型传感器,因而部件小型化是传感器技术发展的关键。
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