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无人机,有前途(关注身边的前沿科技①)

2017-03-04 14:02:40

无人机,有前途(关注身边的前沿科技①)

　　日前，陕西渭南迎来1场降雪，部份路段积雪严重，渭南市公安局交警支队临渭大队启用无人机勘察危险路段，将有效警力公道安排在大众最需要的路段。崔正博摄（人民视觉）

无人机,有前途(关注身边的前沿科技①)

航天科工3院任雪皎文

　　蔡华伟制图

　　科技让生活更美好。随着科技快速发展，人们不断享受着种种便利。特别是在互联网、移动通讯、人工智能等高科技的推动下，加快了趋势性、前沿性科技成果利用的步伐。无人机、柔性屏、生物辨认、免疫疗法等前沿科技已初步试水利用，正迅速地融入普通人生活。这些前沿科技的具体情况如何？能给你我生活带来甚么样的变化？科技视野版即日起推出“身旁的前沿科技”系列报导，应用文字、图片、视频，线上线下全媒体融会显现，和您1同深切感受科技创新给百姓生活带来的和行将带来的巨大变化。

　　——编者

　　近日举行的第510届国际消费类电子产品展览会上，无人机、无人驾驶、虚拟现实等技术大放异彩。随着大众对无人机的兴趣愈来愈浓，无人机也频频出现在各种场所。在旅游景区、影视拍摄基地或是重大新闻现场，常常能看到无人机在空中繁忙地穿梭。

　　无人机的发展到了甚么水平？能给人们的生活带来哪些变化？记者日前走进几家有代表性的无人机企业和研发机构，近距离感受无人机的科技魅力。

　　是飞机，但不止是飞机

　　完全意义上的无人机，指的是“无人机系统”

　　说起无人机，仿佛人人都明白，但无人机究竟是甚么？中国航天科工3院无人机技术研究所系统整体主任设计师殷志宏用“行话”进行了概括：“无人机是无人驾驶飞行器的1种，是人工遥控或程序自主控制的飞机统称。”

　　无人机首先是飞机。“其技术原理与传统航空工程所研究的飞行器没有本质区分。”傲势科技联合开创人、首席履行官郭亮认为，无人机与有人驾驶飞机最主要的区分在于，前者对导航、制导与控制技术提出了更高要求，和为指挥无人机完成既定任务构成了1套地面指挥控制系统。

　　无人机也不1定无人。“1般无人机是不载人的，例如美国的全球鹰无人机。但有的无人机也能够载人，比如以色列的‘空中骡子’无人机。”殷志宏说。

　　老百姓熟习的无人机，通常指的是机身，也就是携带载荷飞行的无人机平台。完全意义上的无人机，指的是“无人机系统”，这个系统由无人机平台、任务载荷、起降系统、测控与信息传输系统、地面支援与保障系统、飞行员/操作手组成。

　　殷志宏逐一罗列：“无人机平台，负责安全飞行运送载荷到指定位置；任务载荷，主要用于履行任务；起降系统，负责无人机平台的起飞和降落；测控与信息传输系统，实现无人机控制生成指令与传输；地面支援与保障系统，负责无人机保护维修和使用保障；而飞行员/操作手负责无人机操作和控制，是无人机的指挥中枢。”

　　依照起飞质量、飞行速度、航时、任务功能、技术体制等不同标准，无人机的分类可谓5花8门。1般说起靶机、无人侦察机、无人运输机、测绘无人机、植保无人机等，都是从功能角度进行辨别的，但业界通常从技术体制上进行划分。

　　“常见的无人机有3种类型。第1种是固定翼，顾名思义就是翅膀形状固定，靠流过机翼的风提供升力。比如，我们平时坐的波音和空客的大飞机等都是固定翼飞机。”大疆创新科技有限公司相干负责人介绍，第2种是直升机，特点是靠1个或两个主旋翼提供升力。第3种是多旋翼，就是具有4个或更多旋翼的直升机。“但是通常多旋翼就叫多旋翼，而不叫多旋翼直升机，以此和直升机辨别开来。”

　　不同类型的无人机具有不同的优势。“固定翼无人机飞行速度快、高度高，飞行覆盖面积大，抗风能力较强，比较合适全管段巡航、通讯巡线、航拍等工作。但是它的速度快、转弯半径大，不利于本身安全，特别还需要专门的起降场地。” 北京中航智科技有限公司副总裁王俊说，直升机飞行虽然高度低、速度慢，但是比较合适短距离巡航、高清摄影和对地目标监控与目标跟踪，还可以定点悬停，特别在各种情况下都可起降。

　　民用军用两相宜

　　1些国家已尝试用无人机送快递，用无人机探测雾霾情况

　　无人性能做许多传统飞机做不了的事情。

　　“无人机的诞生源于人们当初需要1种无人驾驶的飞机，去代替有人驾驶的飞机履行‘3D’任务——即‘Dull’（枯燥）、‘Dirty’（脏）、‘Dangerous’（危险）的任务。”郭亮说，比较典型的例子是，让无人机充当靶机，进行长距离巡查或长时间通讯中继等。

　　无人机的功能主要取决于它的性能和任务载荷的特点。“打个比方，汽车既可以作为私家车方便人们出行，也能够作为救护车、救火车、洒水车、货车等。汽车怎样用，取决于人们采取汽车这个平台为什么种行业提供解决方案。无人机的使用也是这个道理。”郭亮说。

　　凭仗本钱低、零伤亡、生存能力强、机动性能好、使用方便等优势，无人机被业界宠爱有加。军事方面，无人机可用于侦察监视、对地攻击、通讯中继、运输、靶标摹拟等，是“得力好火伴”。

　　在民用方面，无人机也是“百变小能手”。消费无人机的兴起，让消费者可以购买得手即飞的无人机，把航拍从少数专业玩家的独门绝技，变成了人人都可以尝试并享受乐趣的活动。

　　除文娱体验，民用无人机主要用于科学研究、大地丈量、管路巡线、农林植保、气象观测等商业用处。

　　——灾区救济。当产生地质灾害或重大海难事故，而事故的地点处于高山、峡谷或阔别海岸的地段，常规手段没法或难和时到达现场时，无人直升机可以使后方与事故现场人员保持联系，使后方施救人员能够有的放矢地准备工具和器材。

　　——农林植保。无人性能够为农田管理和精细操作提供有效手段。小型无人机不但可以视察作物长势，还能够喷洒农药，进行叶面施肥等。

　　——气象观测。无人机上安装的遥感快速监测系统，能够为海洋灾害监测、近海污染监测、海洋工程等提供更加直观、准确的图象和数据信息。

　　——森林防火。据了解，美国的“捕食者”无人机就曾在森林火灾时实时捕获热成像图传输给森林消防中心，使其又快又准锁定了火灾产生地，减少灾害损失。

　　而那些有关无人机“脑洞大开”的假想，留给人们更多的想象空间和期待。比如1些国家已进行了无人机送快递的测试服务，国内公司也开始了无人机配送货物的尝试；雾霾天气里，1些公司开始用无人机探测雾霾情况；无人机还有望助力空中交通。据称美国优步公司曾假想研发1架垂直起降全电动飞行器交通系统，只需大约15分钟就可以够从美国旧金山飞往硅谷，让人们摆脱堵车之苦。随着能源技术、计算机技术、通讯技术的不断发展，无人机将愈来愈多地影响和改变人们的生活方式。

　　郭亮认为，未来无人机还是要朝着全电化、自主化等方向发展。

　　市场前景很广阔

　　据预测，2025年我国无人机市场范围将到达750亿元，其中民用无人机市场约占93%

　　那末，无人机的发展现状如何？

　　殷志宏介绍，目前我国约有150多家无人机生产单位，市场上的无人机产品达上千种，各家机构研制的无人机类型和用处各有不同。“基于预测的国际数据和对我国无人机市场的乐观预判，2025年我国无人机市场范围将到达750亿元，军用无人机市场约占7%，民用无人机市场约占93%，无人机市场前景辽阔。”

　　在专家看来，国内无人机技术水平发展还不够1致，在微型无人机、轻型无人机、小型无人机、中型低速无人机等方面，技术水平已接近或到达国际先进，但是在中型高速无人机、超长航时无人机、大型无人机方面与国际先进水平依然存在较大差距。

　　发达国家历来重视无人机的发展。据了解，美国的无人机研制企业主要包括诺格公司、通用原子公司和波音公司等。以色列是最早探索无人机作战利用潜力的国家之1，主要研制企业包括以色列航空工业公司和埃尔比特系统公司等，欧洲也是无人机系统的1大潜伏市场，也1直在加快无人机发展的步伐。

　　2015年以后，美国联邦航空管理局开始逐渐放开了包括农业、管道检测、航测等在内的多个领域民用无人机飞行。“2015年前，美国唯一6家公司被允许使用民用无人机，但截至2015年上半年，美国联邦航空管理局已批准了超过500家公司可以展开民用无人机方面的业务。”殷志宏说。

　　美国联邦航空管理局发布的无人机产业年度预测报告称，未来几年内，小型无人机将成为航空领域最强劲的增长点。预计到2020年，美国小型无人机总销量将从2016年的250万架飙升到700万架，其中消费级无人机有430万架，另有270万架用于商业目的。

　　市场的繁华无疑对无人机的稳定、安全和智能提出了更高要求。

　　在殷志宏看来，无人机毕竟是机器，其基础能力如机动性、飞行稳定性、操控性能、智能化水同等主要取决于生产商的科研水平和基础工业能力。其可靠程度还取决于系统复杂程度和外部使用环境，无人机系统中任意装备的故障都将影响履行任务，无人机使用的任意环节出现掣肘都将影响飞行安全，这需要消费者和制造商共同努力。

　　延伸浏览

　　无人机怎样飞才安全？

　　无人机，不能无人管

　　天上盘旋的无人机多了，安全问题也随之出现。

　　2015年，在美国1场公路大火酿成的汽车焚毁事故中，现场5架“黑飞”的小型无人机致使消防飞机降落推延了将近半小时，严重耽误了救济工作。不但如此，无人机要挟民航班机的事件也屡见报端，还有人担心无人机航拍“偷窥”侵犯了隐私权，乃至泄漏了国家机密。

　　无人机怎样飞才安全？专家认为，无人机的安全性，应当分为平台的安全性和使用的安全性。

　　“无人机平台安全性由无人机厂家的技术能力和管理水平决定。”中国航天科工3院无人机技术研究所系统整体主任设计师殷志宏说，技术实力强、管理体系越完善的无人机企业，其无人机平台安全性越容易保障。

　　但无人机使用的安全性，就不只是厂家的问题。据了解，目前，从无人机的界定、管控、质量，到从业人员的准入条件、商业范围，再到使用者的飞行资质、行动准则等，政府主管部门还没有制定相应的法律法规和行业标准，市场宏观环境与管理制度存在政策空白。

　　“安全问题的凸显，也恰恰反应了产业发展监管不够的问题。”傲势科技联合开创人、首席履行官郭亮认为，我国可参考发达国家的经验，避免简单的禁飞令，保障无人机的使用者具有合法使用空域的权利。他认为，“黑飞”行动中，许多当事人对潜伏事故风险和有关法律法规1无所知，在媒体加强宣扬和警示的同时，也需要尽快建立健全对不同级别、不同用处无人机的监管体制和规则。

　　很多业内人士认为，除法律法规，融入技术手段的监管也值得提倡。

　　专家建议可以建立无人机及其配套产品市场准入机制，强迫加装带有标准电子围栏的安全模块，制止无安全模块的产品在市场流通。还可以在安全围栏边界设立电子警察，实时进行空中无人机管理，通过无线电波激活超界无人机安全模块的自毁功能。

　　（刘诗瑶整理）

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