国外小型多旋翼无人机发展现状
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- 发布时间:2018-03-19 17:19
多旋翼无人机的特点
多旋翼无人机通过控制发动机转速来控制各个旋翼产生的升力大小,从而控制无人机的运动状态。当各旋翼转速不同时,将产生绕Y轴、X轴或Z轴的力矩,多旋翼无人机将绕对应轴运动,产生俯仰、滚转或偏航等姿态变化。相比固定翼无人机,多旋翼无人机具有以下特点
应用场地限制小 多旋翼无人机不需要弹射器、发射架、跑道和机场即可实现起降; 隐蔽性好,能够适应狭窄的空间环境。
自由度高,机动性强 多旋翼无人机能以各种姿态飞行,如悬停、前飞、侧飞和倒飞等。可通过缓慢动作实现精确的姿态控制,使飞行动作更为精准,操作灵活。
结构紧凑简单 多旋翼无人机便于拆卸维护,成本低,抗颤振性强,安全性好。
小型多旋翼无人机应用领域战场侦察
小型多旋翼无人机携带光电、红外等传感器,可用于近程侦察,多为单兵作战装备,通常体积较小,拆卸方便,可实现对作战环境的侦察和对敌方目标的跟踪,有效弥补了大型侦察无人机任务准备时间长的弊端,缩短了无人机战术空中支援时间。因为小型多旋翼无人机结构控制技术相对简单,因此其成为侦察无人机的一个重要类型。如美军“即时眼”背包式四旋翼无人机,其起飞质量仅为0.45kg,配备红外摄像机,可快速锁定并跟踪地面人员和车辆,使用者1分钟内即可完成将无人机从背包中取出到发射整个过程。
通信
多旋翼无人机携带通信有效载荷,可以有效增加数据传输距离,包括通信中继、距离拓展等,可以满足无线电、数据链和网络等不同类型通信方式的交互。
携带武器进行攻击
多旋翼无人机飞行灵活机动,可快速转移阵地,战场生存能力强,其携带致命武器(炸弹、榴弹、轻武器等)和电子攻击系统等对目标进行打击,目标命中率高,近几年,以小型多旋翼无人机为平台,搭载武器实施攻击的相关研究逐渐增多,并出现了一些验证机型。
2016年初,俄罗斯发布了一款多旋翼反坦克攻击机,该机为八旋翼无人机,机上挂载一具RPG-26反坦克火箭筒,可对目标进行垂直和水平射击。俄罗斯公布的相关数据显示,该无人机的尺寸为1.2m×1.2m×0.7m,遥控距离5 000m,最大飞行速度20kmh,最大载荷30kg。据俄罗斯RT电视台报道,反坦克无人机是俄罗斯“无人机系列”中的一类,该系列中有4款多旋翼无人机,分别具有不同的性能承担不同的任务。除了反坦克无人机外,还有携带光电红外摄像机款型,用于实时战场监视;一种较大型款,可以执行侦察监视和运输任务;此外,还有一种可以携带各种轻武器和单兵防空导弹的款型。
投掷弹药
由于小型无人机的载荷受限,美军已经开发出多种微型制导弹药,非常适合战术无人机使用。比如,雷声公司的小型战术弹药“派洛斯”,炸弹长55cm,质量仅6kg,3种制导方式可供选择,包括GPS制导、惯性制导和激光制导。ATK公司的小型航空制导炸弹“短柄斧”直径60mm,质量只有2.7kg,半主动激光制导。未来一架小型多旋翼无人机即可携带几十甚至上百枚智能弹药进行投掷,为班组提供近似对敌饱和攻击(饱和攻击是指在短时间内大密度、连续攻击的战术,一般用在导弹攻击上)的能力。
而在伊拉克政府军和IS的战斗中就已经通过简易改装,使用民用多旋翼无人机挂载炸弹或手榴弹进行投掷。
反无人机
随着反无人机需求的增长,利用无人机反无人机也成为反无人机的一个解决方案。密歇根理工大学研发出一款能发射“捕捉网”的无人机捕捉器。无人机捕捉器也是一架多旋翼无人机,体积更大,其能够在空中锁定违规飞行的无人机,然后像发射导弹一样发射出一张大网,再把无人机带到地面,发射“捕捉网”的距离大约为12m,这种方式不会完全损坏目标无人机,很适合监管部门直接将飞行器没收。
空中机械操作
在无人机上安装类似排爆机器人的机械臂可以使其在空中进行抓取、剪切等操作。日本无人机制造商PRODRONE发布了一款搭载机械双臂的大型无人机,该无人机以机械双臂抓取物品,其动作与掠取猎物的老鹰颇有几分相似。PRODRONE双臂无人机质量达20kg,搭载两支高机能五轴机器手臂,在搭配夹爪下,不仅能抓取并搬运各种形状的物品,还能在高达5 000m高空、距离较远或较危险的环境中执行任务,如切断电缆、收取危险物品、投掷救生圈等。
