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微型无人机的现状与发展趋势

1、微型无人机的来由

微型无人机(MAV)是指尺寸只有手掌大小(约15cm)的飞行器。它将作为士

兵可携带的一种战场侦察设备,其潜在的作用包括空中监视、生物战剂探测、目

标识别、通信中继,它甚至能探测到大型建筑物和大型设施的内部情况,因此,为士

兵增添了“空中之眼”。

微型无人机是在1992年提出来的,在美国兰德公司和国防高级研究计划局

(DARPA)举办了一个关于未来军事技术的研讨会,资深科学家奥根斯坦主持了有

关微型无人机的讨论。会后,兰德公司对微型机的原理进行了研究,认为带有微小

传感器的极小的侦察机是可以实现的,可以说,兰德公司是最早提出研制微型无人

机主张的。鉴于微型传感器和微机电系统正在日趋成熟,专家们提出了3年内可

以实现的微型无人机的主要参数,它们是:长6~20cm,质量10~100g,负载1~18g,在

30~60km/h的巡航速度下,续航时间为20~60min,最大航程为1~10km。

20世纪90年代以来,微型无人机引起了各国的关注。它的迅速发展和大量使

用,将对未来信息化战场的军事行动产生重大影响。美国已将无人飞行器列为五

大空中威胁平台中最具破坏力的空中威胁之一,而且无人飞行器将对作战全过程

构成威胁,在未来的信息化战场上发挥更重要的作用。

2微型无人机的现状

2.1微型无人机目前情况

与常规飞行器相比,人们对微型无人机的空气动力学机理知之甚少,0.076m

以下的飞行器的空气动力学特性对人们来说还是个谜。美国是对微型无人机领域

进行研究的最早的国家,并已取得了重大成果,其所研制的MicroStar固定翼微型

无人机已经在阿富汗战争中试用。美国加利福尼亚理工学院微机械加工实验室在

2000年研制了一个基于MEMS的微电机驱动、电池供电、质量仅约10g左右的

扑翼微型无人机,由于微型电池动力有限,最多仅持续飞行了18s。美国最新研制

的扑翼微型无人机已经能够在微型无线电控制器的遥控下飞行约6min,这是目前

公开报道的、有技术细节的、可以持续飞行且飞行时间最长的扑翼微型无人机。

美国通用原子航空系统公司宣布,曾经参加过作战行动的RQ-1“捕食者”无人驾驶

飞机(UAV)最近在飞行中成功地发射了一架微型无人机,这是历史上第1次飞行

中的无人机自携带并发射另一架微型无人机。

我国也对微型无人机展开了系统的研究,航天科技集团公司北京空气动力研

究所研制的微型无人机目前已经进入了自主飞行样机研制试验阶段。它的动力装

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置为卫星活塞式发动机,具有微型电视摄像机、数据传输设备、电子干扰装置及

特种装备等机载设备,由微型陀螺、微处理芯片机、微型GPS、舵机对它进行制

导与控制。它的翼展为220~600mm;最大起飞质量0.12~1.5kg;性能数据:最大平

飞速度100km/h,巡航速度60~72km/h,巡航高度100~300m,最大航程10~36km,

最大续航时间10~30min。

2.2存在的困难

要想研制出如此小的无人机,有许多极其重要的工程问题需要解决,存在许多

困难。发动

机是关键问题,它必须在极小的体积内产生足够的能量,并把它转换为推力。微型

无人机的动力可以有好多种,如火箭、脉冲式喷气发动机、转子发动机及内燃机

等,内燃发动机具有良好的前景。微型内燃发动机的热效率可能只有5%左右,功率

密度一般为1W/g,发动机使用高能燃料。到目前为止,尚未制成真正可用的内燃