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军用无人机行业研究报告(一)

发布时间:2024-03-15

1. 行业概述

1.1 无人机概述

无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)是不携载操作人员、由动力驱动、可重复使用、利用空气动力承载飞行、可携带有效载荷、在远程控制或自主规划的情况下完成指定任务的航空器。相比于有人驾驶,无人机系统因消除了驾驶员生存、安全等的限制,成为长时间停留、进入有害环境或高危作战任务的更优选择,因减少人员训练成本与相应装置配备,具备降低全寿命周期成本的潜能。

1.2 无人机组成 

无人机系统(Unmanned Aircraft System,UAS)主要由无人机以及地面控制站等部分组成,是指挥控制站、一架或多架无人机、机载任务载荷、数据链以及相关保障设施共同组成的功能系统。通常由飞行平台系统、任务载荷系统、地面测控系统与综合保障系统构成。


图1 无人机系统组成

飞控系统是无人机飞行过程中的核心系统,可类比为有人机中的飞行员。飞控系统主要具备飞行控制和飞行管理两大功能,前者保障飞机运行的平稳性,兼顾无人机姿态和航迹的稳定及按指令或预设转变;后者指代数据设备管理和特定情景响应,包括采集飞行状态参数、处理故障及应急场景、计算导航路径等。

数据链路为无人机与地面系统双向数据传输的通道。无人机数据链路的功能主要为实现地面控制站对无人机的遥控、遥测以及信息传输。依据空地间传输方向的差异,数据链路可以分为上行链路和下行链路。上行链路主 要负责地面站发送遥控指令、无人机对其进行接收的过程;下行链路主要负责无人机发送遥测数据、红外或电视图像,地面站对其进行接收的过程。借助定位信息在上下链路的传输,测距也得以实现。


图2 无人机数据链路的基本组成

地面控制站是无人机系统的指挥中心。主要由飞行操纵席位、任务载荷控制席位、数据链路控制席位和通信指挥席位组成,其与无人机之间的关系可以是“一对一”“一对多”“多对一”。对应到具体功能,起降控制通过操纵杆和按键介入控制通道;飞行控制通常采取舵面遥控、姿态遥控、指令控制三种遥控方式;任务设备控制通过任务控制单元完成指令发送和工作状态显示,供地面人员所用。

1.3 无人机的分类

根据用途划分,无人机可以分为军用与民用两类。其中军用无人机按功能划分,可分为杀伤性无人机及非杀伤性无人机,代表类型有无人侦察机/监视机、无人战斗机、通信中继无人机、电子干扰无人机和靶机,两者主要是不同载荷塑造杀伤性差异。


 图3 军用无人机:按功能分类

根据气动布局分类,无人机主要分为固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、垂直起降固定翼无人机。其中,垂直起降固定翼无人机兼具固定翼和多旋翼的特点,对起降场地要求低、可空中悬停,适用于大面积、长航时作业,可携带载荷作远距离探测,具有应用优势。


图4 无人机:按气动布局分类


(未完待续)