“刀锋”无人驾驶机:巡查监测的多面手

2009-07-23 20:12:17来源: 科技日报

      新闻缘起

  日前,中国航天科工集团三院八三五七所在北京参加了“2009年应急救援装备与安保科技系统展览”,该所最新研制的一款名为“刀锋”的无人机在展览上精彩亮相,颇受观众瞩目。

  “刀锋”无人机最核心的部件是自动驾驶仪“ToPilot”。“ToPilot”,仅重34克,只有香烟盒大小,它虽小却能实现完全自主飞行的控制,包括起飞、爬升、按预定航线飞行和着陆等整个飞行过程。它可以设置1000个可编程航路点或命令,通过航路点的精度可保持在6米之内。

  “刀锋”无人机可用于管线巡查、人员搜救、火情探测、空中拍摄、污染监测等领域

  它的机身只有2.8米长,翼展不到4米,能够搭载15公斤的有效载荷,续航时间达到3小时,最大平飞速度为180千米/小时,并已经完成了长航时自主飞行试验。

  它就是天津首架无人驾驶飞机——“刀锋”,也是全国智能化程度最高的无人机。

  ——现场目击——

  最大飞行高度4000米

  一个10多平方米的空间,放置着几张并排办公桌,地上散落着各种线路及实验器材,记者所看到的,便是我国智能化程度最高的“刀锋”无人机研发实验室。

  “刀锋”无人机由航天科工集团三院八三五七所历时5年研制而成,是一种多用途无人机,使用12千瓦发动机,螺旋桨推进,短舱式机身,双尾梁结构,前三点式起落架,具有较强的稳定性、较好的操控性和抗风性。

  5月11日,“刀锋”在山东东营首次进行自主长距离搭载飞行试验,以滑跑方式起飞,起飞距离小于90米,航行路线经过300余个航路点。此次长距离飞行试验,充分验证了其可靠性与稳定性。

  据介绍,“刀锋”无人机还能实现超视距的远程人工控制。也就是说刀锋在无法自主飞行时,技术人员还可以通过它实时传回的图像、数据等信息辨别它所处的位置和姿态,通过地面远程控制飞机飞行。

  ——应用领域——

  管线巡查提高效率

  “刀锋”无人机目前主要面向民用领域,针对民用客户,可在许多人力无法达到或极其危险的领域大显身手,比如其可用于石油管线巡查、电力线路巡查等领域。

  比如石油管线巡查,有一个油田,买了100辆吉普车,雇了100位司机,司机每天都要开车巡查,人力物力消耗大,效率很慢,但是若使用无人机巡查可在一两个小时内完成任务,从经济角度考虑看,“无人机”巡查是一种节约成本、节约人力物力的好方式。

  危险领域大显身手

  据了解,由于成本低、价格低,“刀锋”无人机还可在茫茫大海中进行失事船只的人员搜救,在广阔森林上空探测火情,在城市上空拍摄图片等。此外,在未知山谷探测、海洋污染监测等方面,“刀锋”也可以代替真实飞行员大展身手,完成这些高污染、高强度、高危险任务。其还可用于气象侦察、环境检测、海岸巡逻等。

  ——国内现状——

  我国的无人机总体比较落后

  八三五七所科技经营处副处长介绍,对比国外无人机的发展,我们国家的无人机发展总体来说比较落后,但是目前八三五七所研发的“刀锋”无人机,依托我们自主研制的自动驾驶仪、数据链路、地面站测控系统,在国内中小型无人机领域是走在前面,比较领先的。

  “自主研发方面,由于自动驾驶仪研发的需要,开发小组的成员翻阅了大量的技术资料,甚至专门翻译了《飞行稳定性和自动控制》一书,并发表了一批论文,在此基础上,借鉴国内外的一些先进设计理念,设计了飞机的自动驾驶仪。同时,《飞行稳定性和自动控制》一书的出版,也标志着我所在无人机自动控制领域的地位得到了进一步的加强,增加了我所在无人机技术领域创新的理论支持,为我所研制下一代智能化程度更高的自动驾驶仪提供了坚强的技术保障。”

  该副处长还表示,面对无人机的发展方向,“刀锋”也在“进化”,它本身是一个靠军民融合发展起来的产品,有一个慢慢走向成熟的过程。

  ——专家对话——

  “刀锋”无人机源于自动驾驶仪

  记者:我们最初为什么想到要研发无人机的呢?

  刘剑锋(“刀锋”无人机工程师):“刀锋”无人机一开始是作为自动驾驶仪ToPilot的试验平台出现的,经过多次试验、改进,才发展成为现在这样一个多用途的无人机。它的许多优异特性来自于自动驾驶仪ToPilot,该驾驶仪是我们从2004年开始,经过5年多的时间,到目前研制成功并可以对外出售的正规的货架产品。

  记者:我们的自动驾驶仪有什么优势呢?

  刘剑锋:我们的自动驾驶仪和国内同一类型控制系统相比有较明显的优势,主要体现在三方面:一是可靠性;二是功能;三是人性化。我们的自动驾驶仪功能非常强大,其一,能够自主起飞降落,这个在国内很少做到。其二,可以通过数据链路将实时图像、数据进行回传,实现超视距人工驾驶,通过数据链路,看着图像或仪表就可以驾驶飞机。第三,飞行中的航路变换比较方便,可以设定上千个航路点,飞行当中能够随时改变路线、速度、高度及姿态。最后,我们这个自动驾驶仪界面非常友好,根据不同用户需求,可以给用户预留一些非常人性化的接口。

  周晓东(“刀锋”无人机工程师):“刀锋”无人机核心的部件自动驾驶仪和地面站控制系统,都是我们自主研发而成。自动驾驶仪通过了高、低温等恶劣环境测试,许多指标可达到军用使用要求,在控制精度和可靠性等方面甚至达到国际同类产品水平。(文·实习生 徐存存)

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  2010年军用无人机将达12万架

  目前,世界各国军队正大力研制装备无人机。国际宇航公司预测,到2010年,全球将拥有12万架军用无人机。

  1933年,世界第一架无人靶机试飞成功,开创了近代无人机使用的先河。在遥控技术和计算机技术广泛用于飞行控制后,无人机的发展可谓日新月异。特别是在2001年的阿富汗战争中,无人机第一次扮演攻击者,逐渐由战争“配角”转变成“主角”。

  随着无线电遥控技术的出现,人们开始改装飞机,开发无人机。尤其是在现代电子技术和航空技术的强力推动下,无人机开始在战争中崭露头角。如在越战期间,美军就大量使用无人机对高价值或者是防御严密的目标进行侦察,以减小人员的伤亡或是被俘虏的风险。2003年,美军遥控“捕食者”无人侦察机,发射两枚“地狱火”导弹,击毙了拉登高级保镖、“科尔”号爆炸案主犯阿布·阿里,更是引发美英军的思考:研制无人战机,改变未来空战模式。

  正如英国著名军事刊物《简氏防务周刊》的资深编辑说:“使用远程无人驾驶飞机来杀死我们的敌人,这是我们所要跨越的一个重要门槛。这是遥控战的开始。”当今,技术的发展可以使无人机像有人驾驶的飞机一样操纵自如,能够以1700千克的有效载荷,在上万米的高空、以接近音速的速度、在3000千米的半径内执行作战任务。美英军甚至尝试开发有人战机指挥无人机作战的控制系统。2007年4月3日,英空军一架改装的“旋风”F2战机飞行员成功遥控4架无人机,实施协同作战,完成搜索和摧毁目标的任务。

关键字:无人机  巡查  监测

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2009/0723/article_1876.html
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