无人机初步设计三维模型仿真+文献综述(2)
1．1 研究意义 随着无人机技术的日趋成熟，性能日臻完善，它能够承担的任务范围进一步扩大，任务级别由战术级扩大到战役，战略级；侦察型无人机的任务已由战术侦察范围向战略侦察范围扩展。美军计划在 2001后，用“全球鹰”高空长航时无人机取代 U-2高空有人侦察机。根据欧、美合作协议，“全球鹰”于 2001年4月部署到澳大利亚。在21世纪，无人侦察机将成为卫星侦查，有人机侦察的重要补充与增强手段。 无人机与侦察卫星相比，具有以下特点： （1）成本比卫星低得多，只是卫星的几十分之一，甚至几百分之一； （2）在执行任务时，无人机可按照指挥员的意图在选定的目标区域上空进行持续侦察监视，截获和收集目标区完整的情报，而卫星只能按照预定轨道运行，不能按指挥员随即要求获得某目标区的完整情报； （3）无人机可以渗透到离信息源尽可能近的位置，获得像步话机式移动电话那样的低功率信息情报，而卫星却不能； （4）由于无人飞机的飞行高度低（相对于卫星），所以其观察地面目标的分辨率高，不易受到目标区域上空云层等的影响。 无人机与有人驾驶战略侦察机相比，其最主要的优势是：不必考虑人的安全问题，在危险区域执行侦察任务时，既不必冒生命危险，也不需派遣护航机保护。无人机能昼夜持续进行空中侦察探测，这些都是有人驾驶战略侦察机所不及的。随着无人驾驶侦察机的不断发展，未来的必然趋势便是，有人驾驶飞机将完全被无人驾驶飞机取代，这里不仅包括侦察机，还包括战斗机，轰炸机，以及航空母舰舰载机无人化。不断设计并更新，无人机研究任务才会取得长足的进步[1]。
1．2 国内外无人机研究现状 无人机的发展至今已有 80多年的历史。最早的无人机就被人们用于军事侦察。迄今为止，无人机已经经历了五次局部战争的实战应用考察。在 20世纪 60年代的越南战争，70年代的中东战争，90年代的海湾战争和科索沃战争以及本世纪的阿富汗战争，无人机卓有成效地执行了多种作战任务，如照相侦查、撒传单、信号情报搜集、防空火力诱饵，直升机航路侦查等。无人机以其出色的战绩使各国军事首脑对其刮目相看，对其作为军队战斗力倍增器及其潜在的军事价值取得了共识。据目前的统计，从1990 年到2010年，世界上小型无人机的数目将以每 10年翻一番的速度增加， 1990年为2.5 万架，2000 年为4万架，如今已经在 10万架以上，加上中型和大型无人机，总数可达12万架，将超过有人驾驶飞机数量一倍以上。目前，世界各国军用无人机尤以美国和以色列发展速度最快，西欧和一些发展中国家也有不同程度的进展。目前全球无人机的型号达 200多种型号，军用无人机种类繁多，还掺杂许多改型机，因此分类标注和方法也多种多样。 根据无人机的用途，可将无人机分为如下几类：靶机、无人侦察机、诱饵无人机、电子对抗无人机、无人战斗机，分别针对战场上各种不同的作战任务。当今无人机的气动布局的设计方法，主要是计算机辅助设计选择最佳参数组合，以满足飞机的性能要求。设计过程中，需要对无人机的气动特性，动力特性，质量特性和飞行性能进行估算。由于飞机设计使一项非常复杂的工程设计，很难将目标函数表达为优化参数的某个数学表达式并求导。只能通过计算目标函数值，由函数值提供的信息寻求优化的策略。故只能采用多变量优化的直接方法。
飞机的动力装置技术也提出了更高更新的要求。由于无人机的长时间滞空要求，且承载燃油受限制的情况下，要求必须有低油耗、高可靠性的新型发动机技术来满足要求。微型无人机的研究热点也是动力系统问题，当前无人机的动力系统主要有以下几类：航空活塞发动机、涡轮发动机、转子发动机、太阳能发动机。关于起飞和发射，轻型无人机主要采用车载发射，按弹射动力源可以分为液压弹射，气动弹射和橡筋弹射；大中型无人机普遍采用地面起飞，飞机一般安有起落架，由遥控或飞控计算机控制起飞；还有母机投放的方式，优点是减少飞机由机场到投放区发生故障和坠落的可能，提高可靠性。回收包括：伞降回收、自主回收和一次性。 未来无人机的发展趋势是多功能、模块化，可根据任务不同及时更换机载设备；高空长航时，大幅度增加滞空时间，达数日甚至数月之久，持续为己方军队提供准确及时的战场情报；微型化，微型无人机具有良好的隐蔽性，可执行低空侦查、通信、电子干扰等任务；全隐身，最大可能减少战损率，保证信息的及时性，可靠性；智能化，使无人机的作战效果更具攻击性和灵活性。