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无人机和航空模型的异同

发布时间:2018-12-01 01:06:01 文章来源:未来智讯    
    无人机和航空模型的异同作者:未知   2016年4月15日,国家体育总局航管中心航模部原主任刘文章先生在微信伙伴圈里写道:“如今,无人机赛成风,上上下下,五花八门,是好事;但常有人将无人机与航模观念混淆,缺乏权威性的规范与宣传”。的确如此,随着近年来无人机的蓬勃发展,无人机和航空模型的异同成为一个热门话题。现梳理我的认识,写成此文,希望起到抛砖引玉之作用,引发各位的讨论,以变成共识。
  关于它们的相同点,主要有两方面。
  最初,两者均“机上无人”,但需人的掌控,无论是预设的或实时的,还是视距内或视距外。航空模型由操纵者在机外操作,而无人机定义为“不需要驾驶员登机驾驶的各式自控或遥控飞行器”。
  其次,作为科学验证用的航空模型和无人机是相通的。最早出现的航空模型是静态的,以致在现今的飞行器研制程序中,还有两类重要的静态模型仍在继续发挥作用(“样机模型”和“吹风模型”)。而随着航空科技发展的需要,作为验证机的有动力航空模型越来越重要。
  可见,航空模型和无人机之间原本就有的天然亲密关联,被重新认识,并正大大加强。我曾就此说过一句话,叫做“同源殊途,殊途同归”。
  两者的不同也来自两个方面,功能和本能。
  最初是功能不同。除早期的试验验证作用外,航空模型已逐渐转向主要供运动用的不载人小型航空器,即特定的、狭义的航空模型。1905年国际航空运动结合会(FAI)成立后,航空模型逐步成为一项有组织、全球性、群众性的竞技运动,以致人们淡忘了航空模型本身的技能内涵和丰富的探索史迹。FAI管辖的航空活动包括特技飞行、航空模型、航天记录、通用航空、滑翔机、悬挂式滑翔和飞行伞等。就航空模型而言,有各种分类,如模型直升机、自由飞模型、线操纵模型等,并在继续变化和丰富中。但其基本功能,主要是完成各种竞技性或演出性任务,并通过这种活动,去实现社会价值、倡导科学精神。
  而无人机的功能则有明确的个性化要求,由机上任务载荷(又称有效载荷)来体现完成使命任务的能力。无人机的英文名是UAV(Unmanned Aerial Vehicle),即“无人飞行载具”,或理解为搭载载荷的平台与载荷的组合体。如侦察型无人机便是在具有一定飞行能力的平台上安装侦察设备和传输设备完成任务的;抨击型无人机则通过武器或战斗执行部件完成抨击任务。即使是科学验证用无人机,为了获取飞行数据,也要安装必要的感知、测量和数据传输设备,以实现特定功能。
  因此也能够说,无人机是通过机上有效载荷来体现不同功能的系统。无人机区别于航模,就在于自身的任务载荷。一般来说,除保障飞行的抑制系统外,惟有机上载有相应的任务载荷,才能够称为现代意义上的无人机。
  有人曾和我讨论,靶机能够没有载荷,为何也称为无人机。我认为,即使不装载附加载荷,靶机也可视为有载荷。这是因为,靶机主要供鉴定武器的本能时使用,诱导被试对象跟踪、接近或毁伤自身。作为一种靶标,需要尽可能真实地模拟敌方飞机本能,所模拟的特性(不管是可见光、红外、雷达或其它)就能够看作载荷。而且,除自身设计按模拟对象的特征相匹配以外,还通常需要携带附加载荷,以增强特征。例如,为了模拟大型飞机对地面雷达或导弹引信的有效反射面积,机上往往装有角反射器、龙伯透镜或有源回波增强器。为了模拟喷气发动机尾焰的红外辐射,机上常安装曳光弹等红外辐射器。偶尔还选取各种电子、声学、光学干扰设备,甚至释放假指标,用以模拟指标飞机的干扰特性。在非直接击毁的反复使用靶机里,还往往携带各种指示与测量设备。凡此种种,不一而足,其任务属性和载荷特性实际上是相当强的。
  说到指标特性(或称指标特征),通俗的解释便是任何物体都有证明其存在的特征,不管人的感官能否察觉,如几何形状、红外辐射(高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可产生)、雷达回波等。于是,发现或提取指标特征就有了各种手段;而减缩指标特征,俗称“隐身”,则派生出可见光隐身、红外隐身和雷达隐身等不同的观念与技能。
  其次是本能不同,主要在抑制方式和抑制系统方面。
  无人机通过机上飞控系统抑制自身的姿态和机动,一般能够做到远距抑制。无人机的另一英文名RPA(Remotely Piloted Aircraft)便是这一含义。能够事先设定程序,也能够通过数据链将地面抑制参数与无人机进行交互,以实现自动运行。随着感知和决策的实时化和智能化,还能实现有条件的完全自主抑制,即完全不需人的干预。偶尔机上飞控系统也被认为是一类载荷,但它有别于任务载荷,是用于解决无人机自身的操控问题,而非完成特定的任务。有些无人机也把飞控与局部任务载荷综合在一同。
  而航空模型的抑制是通过人的直接抑制或无线电远距遥控(多数在视距内)实现机动和姿态调整的,机上一般没有自动飞行抑制系统。高端航空模型通过选取FPV(第一视角)技能已可实现视距外操纵,但距离多在几千米范围内。
  形象地说,无人机是带着“大脑”飞行,这副头脑能够极为聪明,也能够不那么聪明;而航模的“大脑”始终在地面,是在操纵人员的脖子上的。
  随着航模操纵本能的持续提升和抑制部件的低成本化,单就操纵性而言,高端航模与中低档无人机在这方面的区别在缩小,偶尔甚至会反之。
  航空模型对航空发展的
  重要作用
  1.航空模型的历史回眸
  想理解航空模型对航空发展的作用,最初要对航空模型的历史发展有所明白。
  所有现代航空器都是从航空模型进化来的。在人类飞上蓝天的探索实践中,毫无例外都是先静态模型,后动力模型;先模型/样机,后实物真机。没有模型,就没有航空创造;没有模型,就没有航空发展。
  中国是发明和应用航空模型最早的国家。据司马迁《史记》记载,公元前507-444年期间,鲁班制成能飞的“木鹊”,并用于观察敌方阵地;南北朝时范晔(公元420-479年)所著 《后汉书・张衡传》记载:张衡(公元78-139年)曾作木鸟,有翅,腹内有机关,可飞数里。这些都是了不得的航空模型,它们御风而飞的图景想来是何等美妙。惋惜惟有文学性描述,而无技能意义上的记录。
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