各種類型的無人機性能各異磷雇、功能紛呈驮桐，具體的關(guān)鍵技術(shù)也千差萬別贝崎，這正是無人機作為一種新型裝備蓬勃發(fā)展的重要特色所在。無人機研制周期相對較短贰筹，研制經(jīng)費較省泼剩，使用風(fēng)險較低，各種新技術(shù)犹喜、新材料可大量應(yīng)用于新型無人機的發(fā)展瓜释，各種關(guān)鍵技術(shù)也得到高度重視。在信息化阎敬、網(wǎng)絡(luò)化险锻、體系化背景下，無人機的發(fā)展將更加突飛猛進魄帽。

X-47B 無人機

目前在全世界范圍內(nèi)已掀起了無人機的研制熱潮现喳，全球共有57個國家研制和發(fā)展無人機，種類達1000 多種犬辰，其中已成為無人機產(chǎn)品的有400 多種嗦篱。     

研制無人機的公司主要是諾斯羅普·格魯曼公司、通用原子航空系統(tǒng)公司幌缝、航空環(huán)境公司以及美國飛機軍械有限公司灸促，典型產(chǎn)品包括“掃描鷹”、“影子”涵卵、“捕食者”浴栽、“死神”、“全球鷹”轿偎、“RQ-170”等典鸡。

捕食者無人機

全球鷹無人機

RQ-180 無人機

縱覽國外無人機被廓，其發(fā)展呈現(xiàn)出以下主要特點：

（1）大/ 中/ 小/ 微型、遠/ 中/近程萝玷、高/ 中/ 低空各種類型無人機全譜系全面發(fā)展嫁乘。

（2）無人機型號系列化發(fā)展。為滿足不同客戶需求或為盡快顯著提高戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能立骄，多采用系列化改進改型永努。

（3）采取以任務(wù)為牽引、平臺為核心的發(fā)展模式潘娄。

（4）無人機自主化水平有待提高嚎姨。

國外無人機發(fā)展趨勢

（1）中小型無人機仍將占有重要的位置汇割。

（2）無人作戰(zhàn)飛機發(fā)展迅猛持拐。

（3）用于偵察監(jiān)視的高空長航時無人機需求旺盛。

（4）“飛翼布局”無人機是高端無人機發(fā)展的重要方向恋得。

（5）臨近空間超高速無人機將作為重要突防裝備進行大力發(fā)展啰哪。

（6）近中程多用途無人直升機成為新的熱點，將成為無人機大家族中不可或缺的重要組成部分此妙。

（7）無人機系統(tǒng)技術(shù)全面協(xié)調(diào)發(fā)展侵宝。

無人機關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展預(yù)測

1 能源與動力技術(shù)

無人機采用的推進系統(tǒng)形式要比有人飛機多，采用的能源與動力類型各異继韵，包括：傳統(tǒng)的小型渦扇發(fā)動機省喝、小型渦噴發(fā)動機、小型渦槳發(fā)動機一死、活塞發(fā)動機肛度、轉(zhuǎn)子發(fā)動機以及電池組、太陽能電池投慈、燃料電池承耿、超燃沖壓發(fā)動機、定向能及核同位素等伪煤。

不同用途的無人機對動力裝置的要求不同加袋，但都希望動力裝置燃油經(jīng)濟性好、重量輕抱既、體積小职烧、可靠性高、成本低防泵、使用維修方便阳堕。從經(jīng)濟因素、可靠性等方面考慮择克，現(xiàn)階段無人機均采用技術(shù)成熟的活塞恬总、渦扇前普、渦噴、渦槳發(fā)動機或在這些發(fā)動機基礎(chǔ)上進行適應(yīng)性改進辱雅。

活塞式發(fā)動機適合于低空低速中小型麦荸、長航時無人機；

渦扇怨颜、渦槳發(fā)動機適合于高空長航時無人機以及無人作戰(zhàn)機喷融，這類發(fā)動機油耗低，發(fā)動機尺寸夯架、重量和推力能與無人機達到較好的匹配淹摧；

渦噴發(fā)動機適合于低成本、短壽命批痘、高機動的靶機或自殺攻擊類無人機钾抛。

從長遠發(fā)展來看，單純對現(xiàn)有發(fā)動機進行改型并不能完全滿足無人機對飛行速度舌恬、高速衣夏、續(xù)航性能等指標的要求，開發(fā)適合于無人機使用的發(fā)動機十分必要坠行，尤其是中小推力的大涵道比匙蚣、小尺寸核心機的渦扇發(fā)動機，這類發(fā)動機將是未來無人機動力裝置發(fā)展的重點改艇。此外收班，開展太陽能、燃料電池谒兄、液氫燃料系統(tǒng)等新型能源的應(yīng)用研究摔桦，可為無人機提供更高效的動力源。

太陽能無人機

2 無人機平臺技術(shù)

高效氣動力技術(shù)

無人機在氣動力設(shè)計要求舵变、設(shè)計理念方面與有人機存在較大差別酣溃。有人機氣動設(shè)計通常以航程、速度作為優(yōu)先優(yōu)化目標纪隙，然而無人機通常以航時作為優(yōu)先優(yōu)化目標赊豌。無人機尺寸小、速度低绵咱，存在低雷諾數(shù)條件下的高升力碘饼、高升阻比、高續(xù)航因子設(shè)計要求悲伶。高效氣動力技術(shù)是提高無人機性能的重要技術(shù)途徑艾恼。

隱身技術(shù)

提高無人機的生存能力的關(guān)鍵就是降低其可探測性。隨著材料、電磁學(xué)执摆、熱力學(xué)柒拌、空氣動力學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展，越來越多的新技術(shù)也將應(yīng)用于無人機的隱身設(shè)計中缅叔，具體包括以下幾個方面脉裕。

外形隱身技術(shù)。采用翼身高度融合的無尾飛翼布局趟蛋、內(nèi)埋式進氣道邪船、二維噴管等設(shè)計技術(shù)可有效降低雷達反射面積和紅外特征，提高無人機的隱身能力同嚷。

等離子體隱身技術(shù)羔峭。理論和試驗研究表明，等離子體技術(shù)是隱身技術(shù)發(fā)展的新方向之一甫知，飛行器上安裝的等離子發(fā)生器所產(chǎn)生的等離子體能對飛行器關(guān)鍵部位進行遮擋缅钠，并對雷達照射進行吸收，從而實現(xiàn)飛行器隱身绑雄。目前展辞，這項技術(shù)在研究中暴露出了很多問題奥邮，仍有待解決万牺。

主動隱身技術(shù)。主動隱身技術(shù)是根據(jù)照射到飛行器上的電磁波頻率洽腺、入射方向等脚粟，利用機載有源射頻發(fā)射裝置主動地發(fā)射與散射回波相位相反、幅度一致的電磁波蘸朋，實現(xiàn)與散射回波的對消核无。目前，主動隱身技術(shù)尚處于理論與試驗研究階段藕坯，但隨著隱身技術(shù)的發(fā)展团南，特別是飛行器近場散射特性技術(shù)、ESM( 電子支援措施) 等技術(shù)的發(fā)展炼彪，主動有源對消隱身技術(shù)必將成為未來發(fā)展的重點吐根。

氣動彈性技術(shù)

為追求長航時性能，無人機通常采用大展弦比布局以盡可能提高升阻比（如一些無人機展弦比達到30以上）辐马，采用輕量化機體結(jié)構(gòu)降低飛行重量拷橘。但大展弦比布局、輕量化結(jié)構(gòu)與機體強度和剛度要求會產(chǎn)生突出矛盾蔚芥。

氣動載荷設(shè)計技術(shù)

滯空型無人機一般飛行速度較低拨臂、翼載小、升力大，對于同樣強度的陣風(fēng)基际，無人機陣風(fēng)載荷比有人機大得多痛慷。無人機結(jié)構(gòu)強度一般需要將陣風(fēng)載荷作為主要的設(shè)計工況，而陣風(fēng)載荷大小決定了無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度袍砚。如果以現(xiàn)有輕型飛機除阐、通用飛機的強度設(shè)計標準進行無人機載荷設(shè)計，無人機結(jié)構(gòu)將付出很大的代價鸳辛。以輕量化結(jié)構(gòu)為目標消贼，綜合無人機氣動力特性、無人機飛行控制操縱方式舒疚、無人機設(shè)計壽命等因素開展無人機氣動載荷設(shè)計技術(shù)是提高無人機綜合性能的重要技術(shù)途徑异凹。

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)技術(shù)

無人機以復(fù)合材料結(jié)構(gòu)為主，不同類型的無人機對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有不同的要求兜畸，如大型無人機主要對大尺寸努释、全復(fù)材結(jié)構(gòu)有較高要求，而小型無人機對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的要求是低成本咬摇、快速加工制造伐蒂、快速修復(fù)等。

3 自主控制技術(shù)

態(tài)勢感知技術(shù)

實現(xiàn)無人機自主控制必須不斷發(fā)展態(tài)勢感知技術(shù)肛鹏，通過各種信息獲取設(shè)備自主地對任務(wù)環(huán)境進行建模逸邦，包括對三維環(huán)境特征的提取、目標的識別在扰、態(tài)勢的評估等缕减。

規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)

規(guī)劃與協(xié)同技術(shù)涉及兩個方面的技術(shù)：路徑規(guī)劃和協(xié)同控制。這兩個方面相互依托芒珠，互相聯(lián)系桥狡。無人機路徑規(guī)劃與重規(guī)劃能力是無人機自主控制系統(tǒng)必須具有的，即系統(tǒng)可以根據(jù)探測到的態(tài)勢變化皱卓，實時或近實時地規(guī)劃裹芝、修改系統(tǒng)的任務(wù)路徑，自動生成完成任務(wù)的可行飛行軌跡娜汁。自主飛行無人機典型的規(guī)劃問題是如何有效臀匹、經(jīng)濟地避開威脅，防止碰撞蒸撕，完成任務(wù)目標莽入。

自主決策技術(shù)

對于復(fù)雜環(huán)境下工作的無人機，必然要求具有較強的自主決策能力跑放，以適應(yīng)未來的需要押棋。自主決策技術(shù)需要解決的主要問題包括：任務(wù)設(shè)定、編隊中不同無人機協(xié)調(diào)工作、機群的使命分解等范益。

執(zhí)行任務(wù)技術(shù)

無人機自主控制發(fā)展的最終目的是使它對環(huán)境和任務(wù)的變化具有快速的反應(yīng)能力天枣。無人機自主控制應(yīng)該具有開放的平臺結(jié)構(gòu)，并面向任務(wù)虫犀、面向效能包含最大的可拓展性袖指。先進的無人機自主控制應(yīng)當提供編隊飛行、多機協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的能力证莺。

4 網(wǎng)絡(luò)化通信技術(shù)

目前的無人機系統(tǒng)作為相對獨立的系統(tǒng)只在局域使用熟什，未來的戰(zhàn)場在同一空域?qū)⒊涑庵鞣N功能、各種類型的無人機與戰(zhàn)斗機猜旬、直升機脆栋。無人機之間、無人機與有人機之間洒擦、無人機與地面作戰(zhàn)系統(tǒng)必須進行有機協(xié)調(diào)椿争，使無人機都成為“全球信息柵格”的一個節(jié)點，實現(xiàn)無人機與其他無人機或指揮控制系統(tǒng)之間的互聯(lián)熟嫩、互通秦踪、互操作。

針對無人機集群作戰(zhàn)掸茅、協(xié)同作戰(zhàn)以及網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)的應(yīng)用需求椅邓，應(yīng)突破無線寬帶分布式動態(tài)多址接入、實時魯棒的寬帶傳輸倦蚪、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)頑存等關(guān)鍵技術(shù)希坚，構(gòu)建無人機集群數(shù)據(jù)鏈自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)體系边苹，為實現(xiàn)實時陵且、寬帶、安全的無人機集群數(shù)據(jù)鏈提供技術(shù)支撐短琴。

5 多任務(wù)載荷一體化垃准、平臺/ 任務(wù)載荷一體化技術(shù)

有效載荷是無人機執(zhí)行偵察、監(jiān)視膏般、電子對抗儿趋、打擊、戰(zhàn)效評估任務(wù)的關(guān)鍵因素娜珍，應(yīng)用于無人機的有效載荷包括通用傳感器( 光電蛔乖、雷達、信號踏拓、氣象赃剂、生化)、武器、貨物( 傳單淑停、補給品) 等孝摘。

隨著電子、通信锰抡、計算機等技術(shù)的進步妻往，無人機的傳感器技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個方面：多光譜/ 超光譜探測技術(shù)、先進的合成孔徑雷達技術(shù)试和、激光雷達技術(shù)讯泣。

我國無人機發(fā)展現(xiàn)狀

我國無人機研究起步于20 世紀50 年代，在90 年代取得實質(zhì)性進展阅悍。經(jīng)過不懈努力判帮，無人機技術(shù)取得長足進步，性能不斷提高溉箕，已形成較為完善的無人機體系晦墙，各種類型、各種功能無人機已投入使用肴茄。但從整體水平來看晌畅，我國無人機技術(shù)與美國和以色列等無人機強國相比差距明顯，存在以下幾個突出問題寡痰。

行業(yè)規(guī)劃與規(guī)范問題

雖然我國在無人機技術(shù)發(fā)展方面取得長足發(fā)展抗楔，產(chǎn)品種類繁多，但存在重復(fù)投資拦坠、低水平重復(fù)连躏、高端無人機發(fā)展依然較落后的突出問題。

發(fā)動機瓶頸問題

我國無人機的發(fā)展很大程度上受制于發(fā)動機佳跃，一方面我國發(fā)動機研制基礎(chǔ)本身較為薄弱怠义；另一方面在無人機特定的高空低雷諾、大過載等飛行條件下啦别，對發(fā)動機也提出了特殊的要求陷母。目前，我國無人機動力主要以活塞和燃氣渦輪發(fā)動機為主怯录，活塞發(fā)動機技術(shù)成熟尿欲、應(yīng)用廣泛。但作為未來主流牡呀，無人機動力所采用的渦扇發(fā)動機與國外差距明顯溜舷，不能完全滿足無人機對飛行速度、航時等指標的要求轧黑。

網(wǎng)絡(luò)化通信問題

我國在無人機數(shù)據(jù)鏈技術(shù)方面取得了長足進步开摄，但需要進一步提高不同類別無人機之間审炬，無人機與有人機之間，不同使用單位之間大范圍跨跨、大規(guī)模使用無人機的互操作能力潮峦；規(guī)范完善數(shù)據(jù)鏈與任務(wù)載荷、數(shù)據(jù)鏈與航電系統(tǒng)之間的接口標準體系勇婴；提高網(wǎng)絡(luò)化水平忱嘹；進一步提高測控與信息傳輸速率，以滿足高分辨率耕渴、多光譜/ 超光譜拘悦、多載荷的傳輸速率需求。

（陶于金 航空制造網(wǎng)）

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