现代无人机系统的设计讲义.doc

PAGE PAGE 8 现代无人机系统设计技术 讲 义 祝小平 周 洲 编写 二O一二年七月 一、课程主要内容 无人机系统发展及趋势 无人机系统组成与功能； 无人机系统的地位与作用 无人机的分类； 国外无人机发展现状及趋势 无人机飞行控制、导航与制导技术 无人机控制与管理系统的地位与作用 无人机控制与管理系统的特点 无人机控制与管理系统的组成和功能 无人机控制模式 机载传感器 引导设备 伺服机构 导航系统 制导系统 无人机数据链技术 功能、分类、组成、指标体系 技术特点 以色列无人机数据链 美国的无人机数据链 未来数据链发展方向 先进无人机平台总体设计技术 先进无人机发展方向 先进无人机平台共性技术 高空长航时无人机设计技术 无人作战飞机设计技术 太阳能无人机设计技术 二、无人机系统发展及趋势 1 无人机系统组成与功能 无人机的定义：无人机是一种由动力驱动、机上无人驾驶的航空器。 无人机系统由无人机平台、任务载荷、数据链、指挥控制、发射与回收、保障与维修等分系统组成，各分系统组成和功能如下： (1) 无人机平台分系统：包括机体、动力装置、飞行控制与导航子系统等； 无人机平台分系统是执行任务的载体，它携带任务载荷，飞行至目标区域完成要求的任务。 (2) 任务载荷分系统：信息支援、信息对抗、火力打击等； 任务载荷分系统完成要求的信息支援、信息对抗、火力打击等任务。 (3) 数据链分系统：无线电遥控/遥测设备、信息传输设备、中继转发设备等； 数据链分系统通过上行信道，实现对无人机的遥控；通过下行信道，完成对无人机飞行状态参数的遥测，并传回任务信息。 (4) 指挥控制分系统：飞行操纵设备、综合显示设备、飞行航迹与态势显示设备、任务规划设备、记录与回放设备、情报处理与通信设备、与其它任务载荷信息接口等； 指挥控制分系统完成指挥，作战计划制定，任务数据加载，无人机地面和空中工作状态监视和操纵控制，以及飞行参数、态势和任务数据记录等任务。 (5) 发射与回收分系统：与发射(起飞)和回收(着陆)有关的设备或装置，如发射车、发射箱、弹射装置、助推器、起落架、回收伞、拦阻网等； 发射与回收分系统完成无人机的发射(起飞)和回收(着陆)任务。 (6) 保障与维修分系统：基层级保障维修设备，基地级保障维修设备等。 保障与维修分系统主要完成无人机系统的日常维护，以及无人机的状态测试和维修等任务。 2 无人机的作用和地位 无人机系统以其机动灵活、持久飞行和“零伤亡”等特点几乎渗透到战场空间的各个领域。近期几次局部战争中无人机的突出表现，更加引起了各国军方，尤其是军事强国的高度重视，已成为信息武器装备体系的关键节点和重要组成部分，在信息支援、信息对抗和火力打击等领域发挥着不可替代的作用。与有人驾驶飞机相比，无人机的优势主要体现在以下五个方面：一是可长时间执行空中任务；二是可替代有人驾驶飞机进入核/生/化等污染环境执行任务；三是不存在飞行员伤亡，政治和军事风险较小；四是由于不考虑人的因素，可承受更大的载荷，飞机的隐身和机动性上可实现质的飞跃；五是全寿命费用低、作战效费比高。与卫星相比，无人机系统具有时效性、针对性和灵活性强等优势。由于无人机系统的突出特点，决定它的地位和作用。 无人机是夺取信息权的有利工具。无人机能够提供长期持久的战场信息支持服务，可实时获取和战场信息，具有多维一体、全域覆盖、持续实时、准确精细的信息感知能力；不同类型不同高度的无人机系统组成了覆盖战场低空至临近空间区域范围的通讯、导航和定位等信息支持网络，形成灵活、机动、多层次、立体化的空基和近天基综合信息支持能力，提高了指挥的效率，增强了作战的联合性和灵活性。 无人机是未来战场信息对抗的重要支柱。信息对抗，是指对敌方信息系统实施电子干扰、电子欺骗、电子诱饵、网络攻击、和反辐射摧毁。不同类别的无人机系统能够满足战略、战役、战术多层次的信息对抗能力的需要，能够提供“软”“硬”不同类型的信息对抗手段，提供从战术信息对抗支援到战略战役信息对抗打击的作战能力，实现对敌方信息系统全频段、全时域、全天候的信息攻击，形成多层次的信息作战力量体系框架。 无人机将成为空中作战的主导力量。无人机将具备时敏目标察打能力、对敌纵深重要目标精确打击能力、临近空间作战能力和跨大气层作战能力，成为21世纪空中作战的主导力量。在联合作战中，无人作战飞机可执行防空压制任务，协调各种力量对敌领土纵深实施打击；无人机与地面和海上力量配合，可为地面和海上兵器指示目标和实施火力校射，提高打击精度；无人机还可以执行战斗求援、战场管理、战区导弹防御、反雷、心理战等。 无人机是执行最危险任务的最佳选择。高技术信息化战争使用精确制导武器的比重越来越大