而小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī),則屬于較為高級的無人機(jī)系統(tǒng),具有較大的飛行半徑和續(xù)航能力,被廣泛利用于陸軍、海軍、內(nèi)政等方面。比如CH-1和CH-2無人機(jī),不僅是“彩虹”系列無人機(jī)最早的成員,二者都采用火箭助推起飛、傘降回收的飛行器平臺。
此外,作為大型無人機(jī)并可執(zhí)行復(fù)雜戰(zhàn)術(shù)或廣域監(jiān)視任務(wù)的CH-3,是一種多用途的無人機(jī),通過掛載光電載荷、合成孔徑雷達(dá)、電子戰(zhàn)設(shè)備等,能夠?qū)崿F(xiàn)不同類型的戰(zhàn)術(shù)任務(wù),航時可達(dá)12個小時,利用簡易機(jī)場即可完成起降。
“目前獲得國家出口許可的最高端無人機(jī)系統(tǒng)是CH-4,不僅保持了長航時的特點(diǎn),還能同時掛載4到6枚45千克量級的武器,深受客戶喜愛。”石文透 露,現(xiàn)正在致力于地面效應(yīng)無人飛行器的實(shí)用化、產(chǎn)品化,這是一支神秘的無人機(jī)類型,它根據(jù)空氣動力學(xué)原理,可實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的突防優(yōu)勢,已完成了多次飛行驗(yàn)證。 “地效飛行器在離地一定高度內(nèi)飛行時,其升阻比會高于其他高度,也就是意味著在這個高度以下飛行,阻力更小,可用于軍事用途中的貼地飛行,使得敵方地面預(yù) 警雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn)我方飛行器,借助于這種長時間游弋在海面的地面效應(yīng)飛行器,可以構(gòu)建牢固的攻防網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)測任務(wù)。”
石文相信,在不久的將來,與“彩虹”相關(guān)的故事和經(jīng)歷,將被陸續(xù)披露出來,而且“彩虹”在實(shí)戰(zhàn)中的靚影,也會不斷浮現(xiàn)于云端。
成效顯著 前景廣闊
作為國際化的制造商,研究院在無人機(jī)各類應(yīng)用集成制造方面具有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)及較高的技術(shù)水平,產(chǎn)品體系涵蓋超近程、近程、中程、遠(yuǎn)程等十余型,完 成光電偵察、雷達(dá)偵察、電子偵察、航空物探、環(huán)境監(jiān)測、三維地形測繪、偵察打擊一體化等無人機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的集成制造,在國內(nèi)無人機(jī)行業(yè)已成為實(shí)力雄厚的中堅 力量。
“研究院既是我國無人機(jī)領(lǐng)域知名的研發(fā)設(shè)計機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)集成商,也是我國最早實(shí)現(xiàn)無人機(jī)批量出口且出口量最大的單位。”石文強(qiáng)調(diào),從2012年起,“彩虹”系列無人機(jī)就開始注重民用產(chǎn)業(yè)相關(guān)應(yīng)用的探索,并在諸多領(lǐng)域取得了顯著的成果。
如與地質(zhì)方面用戶聯(lián)合開展的無人機(jī)航空物探綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目,將CH-3無人機(jī)平臺應(yīng)用到航空物探領(lǐng)域,通過突破航磁型無人機(jī)氣動外形一體化設(shè)計、 超低空地形跟隨飛行控制律設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù),不僅實(shí)現(xiàn)了在低山地地區(qū)的長航時、全夜航的作業(yè)模式,還安全高效,且高質(zhì)量地完成了13000余公里的航磁、航 放生產(chǎn)任務(wù),這標(biāo)志著我國自主研制的無人機(jī)航磁、航放綜合系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)工程作業(yè)實(shí)用化,具備了全國大范圍推廣的應(yīng)用前景。
對此,中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所(以下簡稱為“物化探所”)航空物探室副主任李文杰深有感觸,在使用“彩虹”無人機(jī)航空物探系統(tǒng) 前,航空物探工作都是基于有人駕駛飛機(jī)來完成。根據(jù)物探勘查目標(biāo)不同一般將飛行高度設(shè)定在80—200米之間。在如此低的飛行高度,并以每小時180公里 —230公里的速度飛行開展作業(yè),這對飛行員的駕駛經(jīng)驗(yàn)和技能有特定的要求。
李文杰分析道,正常來講,一個飛行架次有人駕駛飛機(jī)要飛5個小時左右,這樣長時間超低空飛行作業(yè)的勞動強(qiáng)度很大,飛行員很難高精度保持航跡、航向和 飛行高度。同時,因不同飛行員的飛行技能、經(jīng)驗(yàn)不同,在開展作業(yè)時其飛行質(zhì)量也不一致,這就造成航空物探數(shù)據(jù)的一致性等數(shù)據(jù)質(zhì)量較差。
“而無人機(jī)航空物探系統(tǒng)的研發(fā)和實(shí)用化應(yīng)用,則在一定程度上有效緩解了以上問題。”李文杰稱,它在航空物探作業(yè)時由飛控電腦控制自動實(shí)施飛行測量, 不會因疲勞或駕駛經(jīng)驗(yàn)不足造成飛行質(zhì)量下降。同時,也不存在人員安全風(fēng)險,因而在測量質(zhì)量、安全性等方面具有顯著優(yōu)勢。此外,無人機(jī)易于部署,能夠在夜間 開展作業(yè),可明顯提高野外作業(yè)效率,降低成本。
據(jù)了解,無人機(jī)航空物探的作業(yè)成本現(xiàn)在約為載人機(jī)航空物探的80%左右。通過實(shí)施一站多機(jī)、衛(wèi)通遙測等先進(jìn)技術(shù),無人機(jī)航空物探的作業(yè)成本仍有較大縮減空間。
李文杰舉例講,今年在新疆克拉瑪依地區(qū)完成的13000測量千米示范應(yīng)用項(xiàng)目中,最大續(xù)航達(dá)10小時的CH-3無人機(jī),理論測量航程為1800測線 千米。而我國航空物探最常使用的有人飛機(jī),僅能飛行4至5小時,理論測量航程只有約1035測線千米。顯而易見,無人機(jī)航空物探的效率更高,單位時間段內(nèi) 的測量效率約比載人機(jī)提高了20%—50%。
有此同感的核工業(yè)航測遙感中心總工程師李懷淵也稱,使用無人機(jī)進(jìn)行航空物探測量作業(yè),除了實(shí)現(xiàn)晝夜全天候、長航時作業(yè)之外,還大大提高了測量效率,降低風(fēng)險,且不受能見度和飛行人員疲勞度等因素的影響。
隨材料、控制、計算機(jī)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,近年來,無人機(jī)技術(shù)與無人機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破,克服了衛(wèi)星平臺的觀測周期限制和地面觀測平臺的觀 測區(qū)域限制,真正具備與形成了高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的對地觀測、對地探測、靈活中繼能力,使其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中應(yīng)用價值逐步顯現(xiàn)。
同時,在實(shí)際應(yīng)用中,無人機(jī)在機(jī)體、發(fā)動機(jī)、燃料消耗、操縱訓(xùn)練、后勤和維修等費(fèi)用方面要比有人駕駛飛機(jī)低得多,并以其尺寸小、機(jī)動性大而獲得較強(qiáng)的適應(yīng)性,尤其是在執(zhí)行對地被動觀測、對地主動探測、通信中繼等民用任務(wù)方面顯得特別有利。
共同合作 促進(jìn)發(fā)展
雖說無人機(jī)在很多行業(yè)已蓬勃發(fā)展,取得成效。但是也應(yīng)看到,其民用存在大量的炒作與泡沫,且沒有形成有效的行業(yè)規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范。當(dāng)前,在使用中暴露出的主要問題是抗惡劣氣象、通信能力和抗干擾,以及指揮與控制。
李文杰認(rèn)為,除了無人機(jī)操作、維護(hù)人員相對較多,不利于成本控制之外,無人機(jī)航空物探作業(yè)期間的準(zhǔn)備等程序也較為繁瑣,在地形條件復(fù)雜的地區(qū)和氣象條件下,適應(yīng)能力仍受限制。
“還有無人機(jī)超低空控制及避障問題,有待于解決和改進(jìn)。”李懷淵補(bǔ)充道。
針對此,石文表示,如果以人的年齡來比喻無人機(jī)民用行業(yè)的發(fā)展,那么,它的應(yīng)用技術(shù)僅是相當(dāng)于一個十六七歲的小伙子,尚在成長。“行業(yè)的成熟更需要參與者的耐心潛修,方能將無人機(jī)民用產(chǎn)業(yè)培育成為一個健康產(chǎn)業(yè),朝陽產(chǎn)業(yè)。”
石文稱,會借鑒載人飛機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),強(qiáng)化無人機(jī)系統(tǒng)在風(fēng)雨、冰雪、煙霧、強(qiáng)沙塵等復(fù)雜氣象條件下的起降和飛行能力。并將研發(fā)先進(jìn)大容量、高速率、抗干擾數(shù)據(jù)鏈,來改進(jìn)和完善指揮控制技術(shù)。
當(dāng)談到無人機(jī)的今后發(fā)展時,李文杰說,無人機(jī)航空物探技術(shù)已能在一定條件下部分取代有人機(jī)開展航空物探作業(yè),這取決于無人機(jī)的人員安全風(fēng)險小、成本 低、運(yùn)行效率高、飛行測量精度高等優(yōu)勢,尤其是一站多機(jī)、夜航能力等特殊優(yōu)勢,使其改變了過去有人機(jī)航空物探時僅能由一架飛機(jī)在白天開展工作的方法,開創(chuàng) 了新的作業(yè)模式。“總之,無人機(jī)航空物探技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。”
李懷淵也稱,航空物探測量將進(jìn)入一個新的階段,實(shí)現(xiàn)全國范圍基礎(chǔ)航空物探測量的全覆蓋,也可走出國門服務(wù)于其他國家。“今后計劃在航空磁法測量、放射性測量、電磁法測量等單方法或組合方法方面,采用無人機(jī)作為空中平臺進(jìn)行合作。”
如今,無人機(jī)民用應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化才剛剛開始起步,低空通航領(lǐng)域的開放及無人機(jī)使用的相關(guān)政策制定更進(jìn)一步促使此行業(yè)的發(fā)展。
石文指出,明年的重點(diǎn)工作是:首先,與用戶緊密合作,在新組建無人機(jī)工程中心的基礎(chǔ)上,形成以總體設(shè)計部、神舟飛行器公司、工程中心為核心的無人機(jī)完整產(chǎn)業(yè)鏈,涵蓋設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造、保障維護(hù)、飛行服務(wù)等。
其次,研發(fā)新型高性能無人機(jī),并積極開拓、擴(kuò)展國內(nèi)外軍用和民用兩大市場。
最后,繼續(xù)深入開展無人機(jī)新技術(shù)預(yù)先研究,為未來無人機(jī)發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。(石一文)