無人直升機(jī)的多功能特性

在無人機(jī)里有一種特殊的無人直升機(jī)，它是指由無線電遙控飛行或自主控制飛行的無人駕駛、不載人的垂直起落旋翼飛行器。它依靠發(fā)動機(jī)驅(qū)動旋翼產(chǎn)生升力和操縱力，能垂直起落、空中懸停，能向任何一個方向靈活飛行。真正意義上的無人直升機(jī)以長航時、多任務(wù)、穩(wěn)定性等為標(biāo)志，與時下一些航模性質(zhì)的無人機(jī)根本不在一個量級上。

無人直升機(jī)無論在現(xiàn)代戰(zhàn)爭還是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、日常生活中都具有獨特作用。以民用為例，無人直升機(jī)具有成本相對較低、無人員傷亡風(fēng)險、生存能力強(qiáng)、機(jī)動性能好、使用方便等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于包括：航空拍攝、航空攝影、地質(zhì)地貌測繪、森林防火、地震調(diào)查、邊境巡邏、應(yīng)急救災(zāi)、禁毒、反恐、警用偵查巡邏、治安監(jiān)控、消防航拍偵查、通信中繼、城市規(guī)劃等多個領(lǐng)域。近年來，無人機(jī)在民用市場的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國民用無人機(jī)將進(jìn)入快速發(fā)展期。

國外無人直升機(jī)的發(fā)展

無人直升機(jī)研制始于上世紀(jì)50年代初，美國、英國、德國等國家率先對無人直升機(jī)進(jìn)行研究。當(dāng)時美國為加強(qiáng)反潛搜索能力以應(yīng)對前蘇聯(lián)龐大的潛艇威脅開始無人直升機(jī)研制，委托“螺旋動力”公司為美海軍研發(fā)了第一架無人直升機(jī)——QH-50，該機(jī)為遙控?zé)o人直升機(jī)，先后交付近800架。上世紀(jì)70年代，美國陸軍使用其改進(jìn)型QH-50D在越南戰(zhàn)場上執(zhí)行戰(zhàn)場偵察和炮兵目標(biāo)觀測任務(wù)，由于該機(jī)為遙控直升機(jī)，使用不甚方便，失事率也非常高，美軍無奈于70年代末期取消了QH-50的訂貨計劃，其任務(wù)使命由無人機(jī)代替，無人直升機(jī)在美國的研制呈蕭條趨勢。

在經(jīng)歷了試用、蕭條、復(fù)蘇之后，上世紀(jì)80至90年代，無人直升機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)出百家齊放的特點，出現(xiàn)了各種氣動外形的無人直升機(jī)。國外無人直升機(jī)逐漸步入加速發(fā)展時期。上世紀(jì)90年代中后期，美國無人直升機(jī)研制呈迅猛發(fā)展趨勢，各大直升機(jī)公司紛紛介入，也帶動了全球無人直升機(jī)的研制熱潮。2005年8月，美軍頒布2005～2030年《無人機(jī)系統(tǒng)路線圖》，該路線圖表明美軍今后將大力開發(fā)無人直升機(jī)，可以預(yù)見美軍無人直升機(jī)的研制將步入正軌并快速發(fā)展，這也正是美國各大直升機(jī)公司紛紛涌入無人直升機(jī)領(lǐng)域的主要原因。無人直升機(jī)作為一種重要武器裝備，其研制任務(wù)已由美國各大直升機(jī)公司全面接管，小公司承擔(dān)無人直升機(jī)研制的時代在美國將一去不復(fù)返。

縱觀歷史，國外無人直升機(jī)發(fā)展趨勢在創(chuàng)新構(gòu)型、提升任務(wù)載荷和續(xù)航能力之外還具有其他特征。一是以信息支援任務(wù)為中心，作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)一步擴(kuò)展，最終形成偵察、攻擊任務(wù)綜合一體化的無人直升機(jī)；二是無人機(jī)系統(tǒng)研制由“以平臺為中心”向“以任務(wù)為中心”轉(zhuǎn)變，充分考慮作戰(zhàn)使用的特殊要求；三是不斷提高智能化水平和自主飛行控制能力，具備故障隔離/排除故障、自動航路規(guī)劃等智能控制能力；四是具備執(zhí)行多任務(wù)的作戰(zhàn)能力；五是采用鈦合金、復(fù)合材料、模塊化設(shè)計等新材料和新技術(shù)。

國產(chǎn)無人直升機(jī)后來居上

早在“七五”和“八五”期間，我國就已開始重視無人直升機(jī)的發(fā)展，多家院校、科研單位開展了無人直升機(jī)的研制。比如南京航空航天大學(xué)研制的“翔鳥”無人直升機(jī)，北京航空航天大學(xué)研制的BZK010無人直升機(jī)，總參60所Z-3 、Z-5型無人直升機(jī)等，取得了一系列可喜成果。

中航工業(yè)直升機(jī)所是我國唯一的直升機(jī)設(shè)計研發(fā)機(jī)構(gòu)，2004年底，直升機(jī)所自籌資金研制200千克級U8無人直升機(jī)，開展無人直升機(jī)飛行控制技術(shù)、測控技術(shù)、試驗/試飛技術(shù)及設(shè)計規(guī)范等關(guān)鍵技術(shù)為核心的技術(shù)攻關(guān)和設(shè)計驗證工作。兩年后，U8無人直升機(jī)實現(xiàn)首飛。

在此基礎(chǔ)上，直升機(jī)所發(fā)展了500千克級AV500無人直升機(jī)，它曾在天津直博會等多個國內(nèi)重要航展上靜態(tài)展示，受到廣泛關(guān)注。AV500無人直升機(jī)最大起飛重量450千克，最大平飛速度達(dá)170千米/時，升限可達(dá)到3500米，最大續(xù)航時間大于6小時，控制半徑200千米。

無人直升機(jī)飛行控制水平達(dá)到了美國劃分的自主飛行控制等級中第2～3級水平，領(lǐng)先國內(nèi)水平，與國外無人直升機(jī)當(dāng)前技術(shù)水平相當(dāng)。首先具有先進(jìn)安全性，AV500無人直升機(jī)飛控系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計，傳感器信息高度融合，具備故障隔離/排除故障飛行能力，安全可靠性高。其次是AV500不僅具有按預(yù)定航路飛行、自動起飛、自動返航和降落的飛行能力，還具有在線航線變更和重規(guī)劃能力，以及鏈路中斷后的自主返航能力，以此保證無人直升機(jī)安全回家，真正實現(xiàn)“自由飛行，隨意翱翔”的飛行能力，用戶操作簡單、使用方便，可大大減輕操作人員的心理負(fù)擔(dān)和精神壓力。

2015年，AV500無人直升機(jī)在內(nèi)蒙古阿拉善地區(qū)開展了高原試飛，驗證了優(yōu)良的高原飛行品質(zhì)。2016年，它在7級陣風(fēng)情況下完成了海上試飛。大量實戰(zhàn)性試飛演練，均證明AV500無人直升機(jī)具有可靠的飛行性能和強(qiáng)大的任務(wù)能力，是我國無人直升機(jī)領(lǐng)域的一顆璀璨明星。

據(jù)悉，直升機(jī)所多旋翼無人直升機(jī)的研制也在加緊推進(jìn)。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無人直升機(jī)必然成為直升機(jī)發(fā)展的重要發(fā)展方向，且必然成為一種重要的武器裝備。