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二、飛控系統技術。飛控系統是無人機的大腦,屬于無人機航電系統的分支。飛控系統 是無人機完成起飛、空中飛行、執行任務、返場著陸全過程的核心系統,可以控制無人機的 飛行姿態、航向、速度、高度等參數,對無人機的功能和性能起決定性作用,是無人機實現 智能化控制的基礎。
三、動力系統。動力系統由發動機和輔助系統構成。動力系統的核心是發動機,被譽為 飛機的心臟。軍用無人機常具有高空、長航時等任務特點。為應對無人機的作戰場景不斷拓 展,無人機發動機也在逐步升級。無人機目前使用的有活塞發動機、渦輪發動機等。
四、通訊與探測技術。提高無人機通信能力,需要解決天線尺寸與功率等方面存在問題。偵察是無人機最基本的作戰功能之一,多數無人機需要攜帶偵察裝備,如生化探測器、攝像 機與紅外探測器等;通訊中繼、應急保障是無人機重要的作戰應用,涉及到的高精度加密通 訊與傳感器微型化等技術是通訊和探測技術重要研發方向。
五,電磁干擾與防護等安全技術。電磁干擾也是電子戰的主要方式,獨立完成電磁干擾 任務,或配合其他裝備協同完成復雜作戰任務,這是美軍等西方國家重要的無人機應用方向 之一,利用無人機干擾敵人電子設備已在“斬首”軍事行動中得以應用。同時,電磁干擾是 無人機失事主要原因之一,加強電磁干擾屏蔽技術,保障控制基站與無人機的通訊不受干擾,將有效保證無人機執行任務安全性。無人機的電磁防護系統包括輕質機載防護機箱、接口和 脈沖防護模塊、FSS 天線罩、射頻前端防護器、機體防護等。
六,復合材料技術。無人機因其低成本、輕結構、高機動、大過載、長航程、高隱身的 鮮明技術特點,有著減輕機體結構重量的迫切需求。為了盡可能減重,無人機大量應用了復 材,且用量普遍高于有人戰斗機,一般在 60%~80%之間。復合材料在無人機機體上的應用 發展經歷了從整流罩,到承載小的部件,到主承力結構,進而到翼面盒段、翼身融合等整體 一體化成型的發展歷程。
2.1.2 無人機作戰功能逐漸完善,向智能化、無人化和集群化轉變
無人作戰是未來戰爭首選形式之一。隨著軍事戰場的不斷演繹迭代,武器裝備正朝著信 息化、智能化、無人化和集群化方向發展。高新技術支撐下的新型作戰模式也逐步登上歷史 舞臺,采用相對較低成本、裝配綜合類載荷、功能異構的無人飛行器進行集群分布式作戰將 是未來戰爭與非戰爭對抗的主要形式。
軍用無人機發展主要沿著“靶機—ISR—察打一體化—無人作戰飛機—空天一體化”的軌 跡發展,已形成了如下四個發展軌跡:1)從低空偵察向高空長航時發展;2)從單一偵察向 察打一體、無人作戰飛機發展;3)戰飛機從對地攻擊向制空型無人戰斗機發展;4)從低空 低速向高空高速、臨近空間高超聲速發展。
具體來看,軍用無人機發展趨勢主要體現在作戰功能和作戰方式兩大方面。未來戰爭網 絡作戰、體系化作戰程度越來越高,圍繞信息支援和火力打擊兩大功能,無人機在抵近偵察、 電子對抗、火力突防等方面將扮演越來越活躍的角色,作戰功能逐漸完善。從作戰方式來看, 超視距攻擊、長航時偵察、有人/無人機協同作戰、蜂群作戰等方式出現,豐富了無人機的作 戰理念,也對無人機微型化、智能化等功能提出了更高的要求。
2.2 無人機產業鏈:產業鏈完整性強,我國已打通無人機產業鏈
無人機產業鏈環節從原材料到總裝集成,產業鏈完整性強。產業鏈上游主要由原材料、 元器件、零部件供應商構成;中游為無人機分系統集成供應商,包括動力系統、航電系統、 任務載荷、地面系統和綜合保障系統等;下游主要為整機集成,央企院所、高等院校和民企 共同參與。
2.2.1 復合材料:對結構輕質化、小型化和高性能化起關鍵作用
復合材料是由兩種或兩種以上不同性能、形態的材料,通過復合工藝組合而成的新型材 料。復合材料在繼承原有材料的主要特征的基礎上,也能夠通過復合效應克服單一材料缺陷, 提升整體性能。目前無人機上使用以碳纖維為主的復合材料,約占結構總質量的 60%~80%,對無人機 結構輕質化、小型化和高性能化起到了至關重要的作用。無人機主要應用的復合材料包括碳 纖維復合材料、玻璃纖維復合材料和樹脂復合材料。采用碳纖維復合材料開發的吸波涂層, 以及對采用碳纖維復合材料的機身外形進行減少電磁波反射的優化設計。
國內從事復合材料研制生產的上市公司主要包括中航高科、光威復材、中簡科技、中復 神鷹等,其復合材料產品增強材料均以碳纖維為主。
2.2.2 動力系統:無人機的心臟,軍工央企和民營企業共發展
動力系統指的是發動機和輔助裝置,此處對發動機展開論述。無人機發動機可分為渦扇 發動機、渦噴發動機、活塞發動機、渦軸發動機及電動機幾大類。目前,我國無人機推進裝 置主要以活塞和燃氣渦輪發動機為主,低油耗大推力的渦扇發動機可適應長航時高過載的需 求,是未來無人機發動機的主要發展趨勢。
國內無人機推進裝置的供應商包括航發動力、宗申動力、北京動力機械研究所等。航發動力是我國軍用發動機領軍上市公司,下屬公司生產的 AEF50E 渦扇發動機用于國 產雙發云影無人機和彩虹-6 無人機,AEF50E 渦扇發動機、AEP50E 渦槳發動機、AEF20E 渦 噴發動機可應用于三款出口型無人機。宗申動力是國內專業熱動力機械龍頭企業,子公司宗申航發為旋翼、固定翼的通航飛機 和無人機提供動力裝備,產品 C115 發動機、C145 發動機、航空變距螺旋槳等產品已在翼龍 -1、翼龍-1D、彩虹 3 等 15 款無人機和多款自旋翼有人機上試飛使用,填補了國產航空活塞 發動機空白。北京動力機械研究所是我國最大的沖壓發動機及彈用渦輪發動機研制生產單位,研制的 多款渦扇和渦噴發動機,應用于小型飛航導彈及無人機。