|
未來(lái)戰爭中的奇兵
一架手掌大小的無(wú)人機，能像鳥(niǎo)一樣地飛行，具有昆蟲(chóng)的智商，可提供10公里遠目標的實(shí)時(shí)圖像，這在10年前是不可想象的，而現在卻即將變?yōu)楝F實(shí)，這就是正在加緊研制中的微型無(wú)人機（MAV）。這種無(wú)人機是90年代中期才出現的，采用了當今頂尖的高新技術(shù)，15厘米翼展的無(wú)人機很快將具有10年前3米翼展無(wú)人機所具有的性能。微型無(wú)人機對于未來(lái)的城市作戰具有重大的軍事價(jià)值，在民用領(lǐng)域也有著(zhù)廣泛的用途。
 |
|
“微星無(wú)人機” |
所謂的微型無(wú)人機，是指翼展和長(cháng)度小于15厘米的無(wú)人機，也就是說(shuō)，最大的大約只有飛行中的燕子那么大，小的就只有昆蟲(chóng)大小。微型飛行器從原理、設計到制造不同于傳統概念上的飛機，它是MEMS（微機電系統）技術(shù)集成的產(chǎn)物。要想研制出如此小的無(wú)人機面臨著(zhù)許多技術(shù)及工程問(wèn)題。
最大的困難是動(dòng)力問(wèn)題。在微型無(wú)人機的開(kāi)發(fā)中，近期最大的困難是發(fā)動(dòng)機系統及其相關(guān)的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，而發(fā)動(dòng)機又是關(guān)鍵，它必須在極小的體積內產(chǎn)生足夠的能量，并把它轉變?yōu)橥屏Γ植辉黾舆^(guò)多的重量。
不同的空氣動(dòng)力學(xué)原理。由于尺寸小速度低，微型無(wú)人機的工作環(huán)境更像是小鳥(niǎo)及較大昆蟲(chóng)的生活環(huán)境，而人們對于這種環(huán)境中的空氣動(dòng)力學(xué)還知之甚少，其中的許多問(wèn)題，都難以用普通空氣動(dòng)力學(xué)理論加以解釋。
由于微型無(wú)人機只能低速飛行，層流占主導地位，它引起較大的力及力矩，這可能要求用三維方法解釋它的空氣動(dòng)力學(xué)。微型無(wú)人機的機翼載荷很小，幾乎不存在慣性，很容易受到不穩定氣流、如城市樓群中的陣風(fēng)以及風(fēng)雨的影響。
飛行控制。怎樣控制微型無(wú)人機的飛行是另一個(gè)難點(diǎn)。首先要有一個(gè)飛行控制系統來(lái)穩定微型無(wú)人機，至少增加其自然的穩定性。這樣在面臨湍流或突發(fā)的陣風(fēng)時(shí)可以保持其航線(xiàn)，并可執行操作人員的機動(dòng)命令。若微型機需要對目標成像的話(huà)，還需要穩定瞄準線(xiàn)。
為使微型無(wú)人機自主飛行，要采用重量輕、功率低的GPS接收機，低漂移量的微型陀螺儀和加速度計，也可以利用地理信息系統提供地形圖導航。GPS可以大大提高微型機的能力，但目前它在功率、天線(xiàn)尺寸、重量及處理能力等方面均存在不少問(wèn)題，需要加以解決。而且，系統還要不受電磁波及無(wú)線(xiàn)電頻率的干擾，要求通信電子元件的質(zhì)量/功率效率極高。
通信。一旦飛到空中，微型無(wú)人機需要保持它與操作人員之間的通信聯(lián)系。由于體積重量的限制，目前只能采用微波通信方式。盡管微波可以傳播大量的數據，足夠進(jìn)行電視實(shí)況轉播，但它卻無(wú)法穿透墻壁，因而只能在視距內使用它，微型無(wú)人機的尺寸小限制了無(wú)線(xiàn)電的頻率及通信距離。當微型機飛出視距或視線(xiàn)被擋住時(shí)，就需要一個(gè)空中的通信中繼站，中繼站可以是另一架飛機或者衛星。
偵察傳感器。要想在戰場(chǎng)上實(shí)際應用，微型無(wú)人機還需要攜帶各種偵察傳感器，如電視攝像機、紅外、音響及生化探測器等。這些都必須是超輕重量的微型傳感器，因而部件小型化是傳感器技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
美國正大力開(kāi)發(fā)微型無(wú)人機技術(shù)，并研制各種微型無(wú)人機平臺，有固定翼、旋翼及撲翼式三種。
［上一頁(yè)］ ［下一頁(yè)］ |