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無人機光電探測技術范文1
公司及其產品概況
本刊記者（以下簡稱記）：您好，韓部長！隨著無人機用途的廣泛發展，它所搭載的設備也越來越多，尤其是機載紅外熱像儀的發展更是受到人們的重視。相比無人機的研制市場，目前，國內研制無人機載紅外熱像儀的公司并不是很多。先請您大致介紹下貴公司的一些情況？
韓毅部長（以下簡稱韓）：我們北方夜視科技集團有限公司，隸屬于中國兵器工業集團，是兵器工業的直屬單位。我們公司總共有3200多人，注冊資金25個億，總部設在昆明，在北京、南京、西安等地，還設有分部、科研和生產基地。
目前，我們的主要業務范圍包括7個方面：紅外探測器、微光像增強器、光學材料及加工、光電系統、紅外系統集成、微光系統集成、OLED顯示及應用產品等。其中的紅外探測器、微光系統集成及器件、OLED顯示及應用產品，是整個紅外產品的核心技術。這些技術國外對咱們是封鎖的，這些都是通過自己研發，慢慢完善起來的?？梢哉f，我們公司也是國內唯一一家能批量生產全國產化無人機機載設備的企業。
記：目前你們公司都研制成功有哪些型號的紅外熱像儀產品？
韓：主要有X4熱像儀、HJK-M系列熱像儀和SFJ系列手持非制冷熱像儀。其中的X4熱像儀、HJK-M系列熱像儀，是我們專門為無人機設計的小型熱像儀，具有質量輕、體積小、功耗小、環境適應能力強、操作簡單等特點。我們熱像儀系列的熱像組件采用了高性能氧化釩非制冷探測器和圖像處理軟硬件，從而確保了極好的圖象質量；采用高性能單片SOC芯片，實現集視頻采集、壓縮、傳輸于一體的媒體處理器，標準的編碼算法等，確保了更清晰、更流暢的視頻傳輸效果。這兩款熱像儀可實現近、中、遠程白天夜間、野外及惡劣氣候環境條件下的目標探測、監視、監控等功能。
記：這些熱像儀產品都是你們公司自主研發的嗎？
韓：是自主設計研制的。因為我們公司的科研人員占比非常高，再加上我們的技術力量雄厚，所以我們不需要從其他地方引進或。整體來說，我們的產品都是完全國產化的，產品也已經設計定型，已經應用于航天航空和其他多種機載平臺中。
外形小巧
記：從外形來看，X4熱像儀就像一具小型手提便攜攝像機。請問一般情況下，無人機對其所攜帶的機載設備在重量和尺寸方面是否有特殊的要求？
韓：一般的無人機對載荷都有要求，就是需要小型化、輕便化。載荷越小它的續航時間就越長，它們是成反比例關系。要把無人機機載設備做得外形輕巧，還要保證它的成像質量，視場的角度，以及整個光學設計的輕便性等。在設計過程中，需要考慮的問題還是很多的。
記：X4熱像儀的重量是多少？它的外形尺寸是多少？
韓：不大于200克。它的長、寬、高分別是90毫米、40毫米、40毫米。
記：X4熱像儀對目標的移動速度有沒有要求？
韓：對超高速移動目標來說，X4熱像儀目前是達不到圖像處理的能力。但是對于普通速度的目標來說，X4熱像儀的圖像處理功能都能達到要求。
性能先進，具有破霧功能
記：X4熱像儀具有什么樣的性能特點？
韓：它的主要特點有：鏡頭采用光學被動消熱設計，在-40℃～55℃的超寬溫度范圍內工作無需調焦，整機的可靠性大大增強；各類焦距鏡頭可對近、中、遠距離目標進行清晰分辨；高靈敏度可對極小溫差進行探測；方便使用和集成，易于安裝、操作簡便；資源可重復利用性，適用于現有網絡監控系統的有效資源，實現網絡遠程監控；擴展功能多樣化，這樣我們也可根據用戶的需求，訂制擴展功能。
記：X4熱像儀對使用環境的光線，有沒有特殊要求？
韓：對于使用環境的光線基本上是沒有要求的，但對于目標的可見度和探測距離還是要受一些因素的影響。因為從熱成像角度來講，像熱成像元件的分辨率和熱像儀成像的距離、鏡頭的大小、焦距的大小等，都對目標的成像有一定的關系。另外，無人機機載平臺要求輕便，從這個角度講也有一定限制。
記：在微光或暗夜環境下，對于普通目標而言，它的探測距離大概是多少米？
韓：目前，像我們生產的這款X4熱像儀產品，以空中為例來講，它在使用時就可以點對點的識別目標。一般來說，對人探測的視覺距離是300～400米，對車輛就可以達到1千米的視覺距離，艦船的話就會更遠一些。在戰機方面，我們這款熱像儀還沒有做過具體的測試，但從理論上來講，一般在5～6千米是沒有問題的。
記：X4熱像儀在外界特殊環境情況下，像雨天，霧天、大雪等惡劣天氣下使用，有沒有影響？
韓：還是會受到影響的。對于帶有紅外熱像儀等機載設備，必須要考慮到防水問題。因為雨水對紅外的吸收特別嚴重，尤其是大雨天，成像效果會大打折扣，而且效果會很差。而在大霧天氣，由于霧屬于顆粒狀，從波段上來講，熱像儀有一定的破霧能力，比如，人肉眼能看50米的距離，熱像儀就能看到200多米的距離，比人肉眼看的遠。雖然天氣對它有影響，但它也具有破霧功能，這也是熱像儀具有優勢的地方。
市場廣泛
記：X4熱像儀的市場應用都包括哪些？先請您談談它在軍用方面的一些使用情況。
韓：在軍用方面，X4紅外熱像儀已經搭載多型無人機平臺。細節問題就不方便談了。
記：X4熱像儀在民用市場方面應用情況怎么樣？
韓：民用方面的應用非常廣泛。比如說電力巡線，森林防火等。舉例來說，現在電力行業用無人機做一些巡線的工作，這樣可以及時發現線路連接部位和線路的溫度、濕度等。它也可以通過2個點來對比某處的溫度是否過熱，然后精確地確定高溫點在哪里，這樣的話就能保證電力的正常供應，不會斷電。如果是工作人員上去做這些檢測的話，就會有危險，很有可能導致事故的發生。
再舉一個森林防火方面的例子。比如在森林巡查的時候，如果發現哪個區域的溫度特別高，那就意味著有火險發生。當火災發生后，濃煙也會很大，由于無人機攜帶的熱像儀有透過濃煙的功能，可以用無人機這個平臺進行觀測火勢的發展，火帶有多長，以便于采取滅火措施。由于紅外儀器對光線的要求不是很苛刻，如果在夜間處于強光情況下，對熱像儀也不會有影響，因此在民用方面的使用要廣泛一些。
除了上述情況外，它還可以應用于安檢部門、口岸等，對人體的檢測、疫病的高發期間等，也能起到檢測的作用。
記：這種熱像儀在抗震救災方面是否也能有所應用？
韓：抗震救災方面，像地震時，我們可以采用高端的熱像儀，配備在直升機、無人機或者無人動力滑翔機上面。這樣，用我們的熱像儀就可以及時的搜索、觀察到在地震時受傷人員的位置情況，地震后的路面狀況和救援官兵的具置等。
與其他同類產品的比較
記：與國內同類產品相比，您覺得您公司的X4熱像儀的不同之處表現在哪些方面？你們的優勢又表現在哪些方面？
韓：目前，國內做紅外熱像儀的廠家比較好的有我們公司、武漢的高德紅外公司、廣州的颯特紅外公司、浙江的大立科技公司等。所有公司的同類產品的性能大同小異，都差不多。我們產品的獨特優勢，在于所有的核心器件，包括元器件都是我們自己研制生產的，從而保證整個產品體系不會受到外部供貨因素的干擾。其他公司，可能會更多的依靠國外供應，會受制于人；而我們則不會，我們產品也會繼續在本國生產。另外，也是最重要的一點是，由于我們所有產品的零部件都是自己來生產，可以保證整個產品能夠及時的進行售后維護和保障。
我們的優勢，就是有著深厚的技術積累。由于我們所有的零部件都是自己生產，而且對于有些零部件的要求，都了解的比較深刻。對于某一個部件可能會產生的問題，我們自己就能很方便及時的找出問題的所在。此外，對于產品的改進升級方面，我們也是有著很多的豐富經驗。因此從技術積累方面，我們具有優勢。
記：最后，請您談談無人機載熱像儀的未來技術發展會向哪方面演變？
無人機光電探測技術范文2
高效、務實的開幕式
本屆無人機大會上，首日開幕式之簡短令記者印象深刻。本刊連續多屆親臨現場報道無人機大會，往屆開幕式大都在室外舉辦，嘉賓各位領導致辭后，以集體剪彩儀式宣布大會正式開幕，至少也需半個小時。而本屆大會開幕式則改為移入展館室內進行，并且省去領導致辭和集體剪彩環節，兩三分鐘便高效結束，這也體現出節儉和務實之風已在當前社會各行業得到深入貫徹和落實。
新技術、新產品更多呈現
本屆無人機大會上展出的各種用途無人機整機大約有70架，另有無人地面站、控制系統、發動機、螺旋槳、任務載荷、材料、圖傳設備等眾多無人機配套產品，幾乎涵蓋了該行業領域所有方面。需要強調的是，在這些多樣化的無人機整機以及零部件展品當中，有更多的代表著當前先進水平的高技術產品，這在往屆大會上是不多見的。例如，上海光韻達三維科技有限公司就在現場向大家展示了用3D打印技術制造的無人機零部件展品，既有非金屬復合材料制成的，也有純金屬制成的，而且為了觀看方便均做了橫切剖面處理，觀眾可以清晰看到其內部空腔中的復雜結構，記者現場采訪該公司石亞棟工程師了解到，目前3D打印技術成本比較貴，以這次他們展出的拳頭大小的3D打印器件為例，其加工需要十多個小時，單個成本下來大約2到3萬元，未來3D打印技術要進一步發展，降低成本肯定是一項關鍵環節。再如，展會上展出慣導產品的廠家很多，記者在西安泰迪機電工程有限公司展臺看到，作為展示樣品的慣導器件體積非常小，比一枚一元硬幣大不了多少，據該展臺技術人員李文林工程師向記者介紹，其實慣導器件就像人在高空走鋼絲需要平衡能力一樣，作用在于讓飛機不至于從事先規劃好的航線偏離，一旦發現偏離可以立刻響應從而使飛機重新回到航線，目前慣導器件得益于光纖等新技術的應用，精度已經極大提高，體積和重量也大大減小，只有以往慣導器件的幾十分之一，不過樣子小并不代表便宜，價格都是以萬元計算的。而另外一家同樣展出慣導器件的北斗星通旗下企業北京星箭長空測控技術股份有限公司展臺銷售總監賈春輝則告訴記者，目前國內廠商提供的慣導產品已經可以做到只有幾十克，而相關技術更新很快，也許下一次參加無人機大會就會看到僅有十幾克重量慣導產品問世了。對于無人機來講，慣導這類機載“標配”元器件減重，光電雷達偵查等任務載荷就可以做大，好處不言而喻。
在展會上，深圳格瑞普電池有限公司在其展臺顯著位置擺放了一個透明水箱，將一塊肥皂大小的電池完全浸泡在水中，直觀地向大家演示其正常輸電絲毫不受影響。該展臺工程師楊靈潔向記者介紹說，水中的這塊無人機專用電池是一款鎳氫動力電池，也是一種高端技術產品，把它放在水中演示是為了告訴觀眾它有良好防水設計，而且沒有因為增加防水設計而增加重量，在同樣的規格尺寸和重量條件下，它的蓄電和放電性能仍然占優，也正是這種質量上的優勢讓他們的產品可以遠銷海外市場，他們參加這次展會比較倉促，來不及印制宣傳材料，于是把前不久參加2014年美國無人系統展（AUVSI2014）剩下的資料帶來，記者仔細一看，其資料冊上果然全是英文介紹。記者從楊工口中還了解到，其實鎳電池早已有之，但以往主要是鎳鎘電池，而鎳氫電池的好處是電量儲備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環境無污染。除無人機專用電池外，深圳格瑞普電池有限公司在研制大功率鎳氫動力電池上也已經取得成功，而這種更大容量的鎳氫電池在汽油/電動混合動力汽車上也已經得到應用。
另外，像北京淳一航空科技有限公司帶來的CY-C2型無人船，北京麥克普特無人飛行器控制系統有限公司帶來的磁航探測無人機，以及總參60所帶來的“大機動亞音速靶機”、S-400靶機以及WZ-6艦載無人直升機等，也都是首次公開亮相無人機大會的新產品，其中北京淳一公司CY-C2無人船和總參60所兩款新型靶機，本刊將在本期專題中做專文報道。
軍企、民企業務互相滲透
本屆無人機大會的參展企業中，既有軍工院所，也有民營企業，二者在業務上呈現出互相滲透的格局，各自在無人機產品設計上更加突出了通用化特點。以總參60所為例，這次展會上帶來了軍用S-200、S-300、S-400系列靶機以及WZ系列無人直升機，據該展臺技術人員張楊陽工程師介紹，其參展無人直升機系列中的WZ-3、WZ-5兩型產品在定位上就屬于軍民兩用產品，在戰場偵察校射以及電力巡線等領域均已有長期的使用經驗。
需要特別提一下的還有中國航天科工集團，在本屆展會上其展臺也占據了醒目位置，不僅帶來靶機、靶彈參展，無人機以及發動機產品也各有多款型號。在采訪中該展臺楊宏副總告訴記者，無人機屬于航空產品，但沒有規定說航天部門一定不能參與，現在國家在科研上引入競爭機制，航天科工集團在導彈項目上當然十拿九穩，參與無人機研制以后也已經屢有斬獲，這次航天科工集團以下屬海鷹航空通用裝備有限責任公司名義及旗下產品參展，其中HW-210長航時無人機就是一款“明星”產品，參加過四川、青海等地地震應急測繪、新疆建設兵團等地農作物病蟲害防治、華北地區禁種鏟毒，以及遠離大陸海島礁測繪，包括舟山群島、西沙永興島等，堪稱是“勞動模范”式的無人機。就在HW-210無人機旁邊，航天科工集團還展出了HW-310無人機，目測翼展約在5米左右，應該是展會上尺寸最大的無人機展品了，問過楊宏副總才知這還不是航天科工旗下最大的無人機，個頭最大的是HW-610察打一體無人機，因為場地所限這次沒有帶來，它起飛重量約1噸。
至于說到這次展會上數量眾多的民營企業為其無人機產品拓展軍事領域用途，例子就更多了。例如記者在北京天下圖數據技術有限公司展臺采訪時，該公司無人機事業部副總經理李海濤就介紹說，他們這次展出的多款無人機系列產品當中，有一款LT-300型無人機前不久被選中參與了巡航東海以及航拍高分辨率影像的光榮使命，通過這次任務，該型無人機良好的軍事應用潛質得到了驗證。此外，記者在采訪中還注意到，一些民營企業都不約而同將其無人機產品設計得具有明顯的隱身特點，如北京朗天博泰科技有限公司的LT-110型無人機，零度智控（北京）智能科技有限公司的“雨燕”無人機等，就都采用了飛翼式布局，顯然這是出于能夠在軍用領域競爭中加分的考慮。
多軸旋翼機大行其道
在本屆大會上，出現頻率最高的產品非多軸旋翼機莫屬，帶來整機參展的廠家中絕大多數都有各自的多軸旋翼機亮相，盡管外形大同小異，但仔細了解后記者發現它們也是各有特點，例如，體型最大的是深圳市科衛泰實業發展有限公司展出的ALLTECH型6軸旋翼機，直徑接近2米，據該公司市場總監周志強介紹說這可能是目前國內最大的多軸旋翼機了；再如前文提到過的零度智控（北京）智能科技有限公司，除飛翼式“雨燕”無人機外，還展出了Highone四旋翼機，據技術員介紹其首先設計有一套“雙子星多旋翼雙余度飛控”，而其他同類產品飛控系統都還沒有實現雙余度的；其次，創新性地配備了安全傘，緊急情況下可以自動開傘，也可以選擇遙控手動開傘，成為雙余度飛控之外的第二道安全屏障，最大限度實現了產品飛行安全性。
關于多軸旋翼機的飛行特點，記者在展會現場專門采訪了航天科工集團周曉東研究員，據他介紹，多軸旋翼機并非一個新概念，它早在一百多年前就已經出現過，只不過當時的機械控制技術滿足不了多軸旋翼同時工作所需要的穩定性和可靠性，所以很長時間被擱置起來，直到現在更靈敏的電傳飛控技術的出現，多軸旋翼機飛行穩定性和可靠性有了解決的可能，它才重新“復活”了，而這個“復古”的設計重新煥發青春絕不是偶然的，它確實具有很強的實用性，尤其在現代城市環境下，起飛降落乃至飛行過程中有著固定翼飛行器或直升機難以企及的便捷和安全性，外國已經有一些新興餐飲行業引入多軸旋翼機，利用它充當服務員上菜的角色；在我國，一些快遞公司如順豐等，也已經有用多軸旋翼機開展城內快遞業務的探索。
無人機聯盟模式引領行業發展新潮流
在本屆大會上出現的桂林無人機發展聯盟，令人耳目一新。記者通過采訪了解到，該聯盟由桂林航龍科訊電子技術有限公司于2014年初發起成立，另包括有云南翔浩科技有限公司、北京翔儀恒信公司以及廣東珠海歐陸模型有限公司，后三者分別以航空動力、飛控、機體制造為專長，而牽頭的桂林航龍則負責終端集成、銷售以及售后服務，這次參加無人機大會是該聯盟首次以集體名義參展。據桂林航龍科訊電子技術有限公司影視航拍組組長秦煒介紹，類似桂林無人機聯盟這樣的企業合作模式目前在全國并沒有其它例子。確實，無人機航空作為新興產業領域，投資經營會比較大，民營企業很難涉足其中方方面面的生產和制造，通過在全國范圍內組織一些各有專長的企業抱團合作，可以在市場上、財政上有一個互通甚至共享的框架，從而提高整體競爭實力，應該說這是一個很好的模式，極有可能成為促進我國無人機行業蓬勃發展的一個積極因素。
現場技術交流以及無人機大會論壇
在本屆大會展覽現場，除常規靜態展示外，還首次增設了一處交流區，成為眾多參展單位新產品、新技術信息的平臺。交流區內設有40平方米高清大屏幕，分時播放參展單位飛機的飛行視頻和宣傳片，將觀眾視野帶到展館外的天空、森林、實驗室，增強視覺沖擊力，彌補了靜態展示不能飛行的缺憾。
此外，在展覽舉辦期間觀眾朋友還可以選擇聽取多場學術報告會，包括國防大學李大光教授等在內的十余位專家學者圍繞無人機領域問題分別做了獨具見解的主題發言，內容涉及軍民融和發展無人機，人的因素在教練機訓練中的應用經驗對無人機的啟示，外軍無人機作戰使用研究，無人機圖傳技術新突破，無人機測繪應用，自動駕駛儀等。而且，多位專家還與眾多觀眾一起現場互動，針對南海形勢無人機的應用話題展開了生動活潑的探討，回應了大家對熱點問題的關注。
無人機光電探測技術范文3
北京航空航天大學參賽隊的后置橫流風扇升推力綜合翼是一種新概念機翼(圖1、圖2)。將橫流風扇融入厚翼型后緣附近的上表面，利用風扇的吸附作用抑制氣流分離并產生推力。橫流風扇具有噪聲低、出氣均勻、對氣流加速能力強等優點，該無人機使用橫流風扇作為動力，通過它控制機翼上表面的流動，以獲得更大的升力。在橫流風扇的作用下，機翼在大迎角飛行時不僅不會失速，反而能產生較高的升力和推力。
與細長的機身相比，該機的機翼非常厚實，其翼型相對厚度很大，達到30％以上。為了在機翼的后緣布置橫流風扇，修改了翼型后緣的形狀(圖3)，比原翼型多了一個隆起區域，以將風扇容納其中。同時，在機翼后緣還設置了可調節的渦舌，通過優化設計風扇周圍的風道，使得風扇可以更加充分地發揮效能。此外，該機尾撐翹起很高，有較大的防擦尾角。從演示飛行中看到，該機起飛離地時迎角較大，體現了該機出色的防失速特性。
由于這種飛行器使用橫流風扇作為動力部件，因此其原理及特性與傳統螺旋槳動力或噴氣動力飛行器有很大的不同。
首先，設置在機翼后緣的橫流風扇能在較低的速度下產生高速翼型的繞流氣動效果，從而對機翼升力起到良好的作用(圖4)。厚翼型在低雷諾數下附面層較容易分離，導致其升力系數低于一般翼型，而在高雷諾數下，由于表面分離區減少，則能夠獲得較大的升力系數。當飛行器低速飛行時，讓橫流風扇高速轉動，利用其內低壓區的吸附作用，可將上翼面分離的附面層重新吸附到翼面上，并抑制附面層的再次分離，使厚翼型機翼在低速飛行時獲得高速條件下的流動效果，從而明顯提高其升力系數，使厚翼型在低速條件下的應用成為可能。
其次，設置于機翼后緣的橫流風扇可以提高動力系統的推進效率。常規的動力系統是將推進裝置設置在機翼外部，通過吸入來流然后加速排出獲得前進的動力。而這種后置橫流風扇動力系統是從機冀后面的分離區吸入氣流然后加速排出。這種工作方式不僅提供了推力，而且降低了整個翼型沿氣流方向的逆壓梯度，從而有效控制了附面層的分離，減小了翼型的阻力。相較于常規動力系統，這種新型動力系統的推進效率能得到較大提高。另外，這種動力模式的橫流風扇出風口可以設計成可偏轉形式，起到副翼或襟翼的作用(圖5)。而這種通過調整動力矢量實現滾轉或增升的方式目前比較少見。
此外，厚翼型較大的相對厚度可提供更大的儲油和載貨空間，相較于常規飛機在機翼及機身內分散放置燃料及貨物，這種新的設計思路可增加裝載空間，從而實現更高的載運效率。
應用后置橫流風扇升推力綜合翼的飛行器，具有起降距離短、氣動效率高、失速特性好、飛行噪音小的優勢，在低速條件下有較大的應用價值。雖然該機在比賽中的試飛不太成功，但它在戰術運輸，無人偵察、通信中繼、森林滅火、低速客運、空中觀光以及私人飛機等領域具有寬廣的應用前景。
基于“科恩達效應”的無人飛行器
在現代戰爭中，無人機越來越多地受到世界各國的關注，而其垂直起降和懸停能力則是其熱點課題。近年來出現了多種新型布局飛行器，基于“科恩達效應”的飛行器就是其中一種(圖6)。
流體的“柯恩達效應”是亨利?柯恩達在1935年偶然發現的，即流體有離開本來的流動方向，改為隨著凸出的物體表面流動的傾向，亦稱附壁作用。“柯恩達效應”在外流空氣動力學發展過程中的一個成功應用是環量控制翼型，即采用環量控制的方法代替原有的鉸鏈操控方式實現對翼面的控制，在安東諾夫的An-72“Coaler”、波音的C-17 Globemaster Ⅲ、麥道的YC-15等飛機上都應用了這種技術。
北京航空航天大學參賽隊的這個項目基于“科恩達效應”，提出了采用共軸反槳動力系統和開口式舵面的新型設計方案(圖7、圖8)。這種方案利用涵道螺旋槳產生高速氣流，并使氣流從飛行器中央向四周沿著殼體上表面流動。根據伯努利定理，殼體上表面的壓強因氣流流動減小，而下表面沒有氣流流動，壓強不變，上下表面由此所產生垂直向上的壓力差，可作為飛行器的升力。
相關研究表明，充分發揮“科恩達效應”的關鍵在于穩定氣流的流場。該機采用了一種比較簡單高效的設計方案(圖9、圖10)――將環形的外部框架與位于中央的塔座結合起來。上方為涵道動力系統，下方是一個半圓形外殼。在殼體表面均勻布置了很多導流片，用以穩定機體表面的氣流流動。該機整體外形簡潔，表面光滑，部件之間的不利氣動干擾較小，能更充分地利用“科恩達效應”。動力系統采用電動共軸反槳式螺旋槳，外部加裝了涵道約束空氣和抑制槳尖渦流，提高了氣動效率，并省去了單槳式復雜的反扭機構。
與傳統垂直起降飛行器需要三軸增穩不同，該飛行器的航向控制比較容易，主要是對縱向和橫向兩軸進行增穩。該機采用直紋曲面八瓣形外殼和開口式舵面設計，通過四面滑流舵控制飛行。其控制原理和矢量噴管有相似
之處。
這類無人機可實現垂直起降，使用簡單方便、安全性好、可擴展性強，通過加裝不同的任務模塊能夠滿足不同領域任務的要求，盡管這架無人機在比賽中試飛時不太成功，但假以時日，可能在農業、安保、防務及城市環境等領域有較為廣闊的應用前景。
基于智能機翼的驗證飛行器
智能機翼系統是一種飛行時能根據馬赫數、迎角、大氣擾動等飛行條件的改變，自動通過機翼內部裝置改變機翼形狀，從而使飛機實時保持最佳飛行狀態的系統。飛機在亞聲速飛行時需要有彎度的機翼中弧面以提高升阻比，而在超聲速飛行時，則需要無彎度的中弧面以降低激波阻力。傳統機翼的設計方法是在某一特定的飛行狀態下首先優化出機翼的形狀，然后再設計可以實現目標氣動外形的結構。這種兩步設計方法只能確保幾個重要設計點的性能，無法滿足不同飛行條件對機翼的矛盾要求，而智能機翼則可解決這一問題。
在這架驗證機(圖11)上應用的智能機翼系統包含兩種功能模塊，一種是可以在空中進行伸縮變換的外翼(圖12、圖13)，另一種是能夠改變彎度的機翼(圖14、圖15)。當飛機飛行時，機翼外段可根據任務的要求自動展開或收起，從而明顯改變機翼展弦和面積。同時，根據飛機的飛行速度，機翼彎度也能實時改變。通過這兩種功能模塊的聯合作用，可有效改變飛機的氣動特性以適應不同要求。
可伸縮機翼功能模塊由導軌、滑塊及其驅動裝置來實現作動。這種作動系統結構簡單、重量輕、占用空間小，并且易于實現長行程的平行運動。該系統通過前后兩個滑塊在內翼段固定導軌上的軸向運動實現對機翼外段伸縮的穩定控制。為了保證左右兩段外翼運動的一致性，在飛機內部設置了對稱控制點，并安裝了光電開關。光電開關是一種采用主動式光電探測系統的電子器件，具有體積小、精度高、響應速度快以及抗光、電、磁干擾能力強等突出優點。這種開關一般都具有良好的回差特性，即使被測物體在小范圍內晃動也不會影響驅動器的輸出狀態。而且其自診斷系統還可顯示受光狀態和穩定工作區，利于隨時監視工作情況。
自適應機翼功能模塊采用單自由度多節機構，部件設計及運動仿真運用了Inventor等專業軟件，保證了運動的可靠性和連續性。在機身兩側的前緣和后緣共安裝了4處自適應翼肋，通過碳桿將各片翼肋連接，可實現其結構的穩定和運動的一致性。這種可變彎度機翼的蒙皮必須具有一定的張緊力，以適應氣動外形的改變，不出現氣動鼓包。為此，該機使用了彈性材料蒙皮，以保證其改變彎度時機翼表面的連續性。為確定機翼彎度和空速的對應關系，進行了多次飛行實驗，測得了準確數據。根據實驗結果，將機翼彎度和空速范圍平均分成幾段，每段的空速范圍和彎度一一對應，從而構成自適應機翼的控制規則，并據此編制單片機控制程序，以實現飛機根據空速自動改變機翼彎度的功能。
無人機光電探測技術范文4
酷似機甲戰士的防空尖兵
“鎧甲”－S1彈炮結合防空系統由俄羅斯圖拉儀表設計局研發，主要用于保護重要的移動目標、軍事要害、工業目標以及地面部隊，其作為整個防空體系中最末端的一環，具有較強的抗擊低空和超低空的中近程目標的能力。“鎧甲”－S1安裝在“烏拉爾”越野卡車底盤之上，炮塔較大，配有兩部6聯裝防空導彈發射架、兩門雙管30毫米高射炮，導彈發射架位于炮塔兩側，兩門炮分別位于兩部導彈發射架的內側。炮塔頂部是預警雷達，其天線在行軍時可折疊。目標跟蹤與導彈制導雷達、微光／被動紅外光電探測裝置位于預警雷達的下部，外形酷似能任意變形的機甲戰士。一套完整的“鎧甲”－S1系統主要包括：作戰車輛(通常6輛以上作戰車輛編成1個連)、12枚導彈、兩門雙管30毫米高炮、運輸車(通常1部戰斗車輛配屬兩輛運輸車)、維護設備。“鎧甲”-S1具有用途廣泛、攻擊范圍大、反應速度快、效費比高以及摧毀能力強等眾多優點。對飛行速度1000米／秒以內，迎角在0°～10°，60°～70°的目標非常有效，其中包括速度低于500米／秒的飛機、直升機、無人機，甚至對地面輕型裝甲車輛以及步兵也同樣具有較強的殺傷能力。對于200米高的目標，最遠攻擊距離可達18-20千米；對于5米高的目標，攻擊距離可達15千米?！版z甲”-S1的火力控制系統采用了雷達和光學組合的探測和跟蹤目標方式，利用超高頻，極高頻和紅外波段，使得整個系統在復雜的作戰環境下有很強的抗干擾能力和生存能力。除了可以抗擊普通飛行器外，其還具備對抗各種空地制導武器(如AGM-88“哈姆”反輻射導彈)的能力?！版z甲”－S1配裝57E6型地空導彈，導彈采用二級推力的固體火箭，戰斗部采用破片／桿式混合戰斗部，對目標具有極高的摧毀能力。此外，“鎧甲”-S1不管是單系統部署，還是多個作戰車輛共同部署，均可實現全自動化作戰，可在途中通過短暫停車發射導彈，極大地提高了系統應對突發狀況的能力。“鎧甲”－S1系統設計采用了模塊化結構，可根據作戰需求隨意組合，一套基本型可以很容易發展成不同類型的作戰系統?！版z甲”-S1配裝的兩門雙管30毫米自動高炮主要用于攻擊高度在3000米以下，距離4千米以內的空中目標，對于地面的輕型裝甲車輛、普通車輛、人員亦有很強殺傷力。該高炮結構簡單，便于改裝拆卸，作戰時可以適配于各種車輛船只，甚至能以各種固定的方式架設在地面防護目標周圍，作為近距高效防空武器使用。
“鎧甲”-S1 PK“道爾”M-1
“道爾”M－1(“薩姆”-15)地空導彈武器是一種機動型全天候近程防空武器，用于野戰部隊或軍事目標近距離對空掩護，在同類導彈系統中堪稱一流水平。尤其裝備三坐標詠沖多普勒雷達在此類武器中實屬罕見，其搜索雷達最大作用距離為25千米，可同時跟蹤10個目標，導彈采用垂直發射，可同時攻擊兩個目標，射程1.5～12千米，射高10～8000米。
“道爾”M－1與“鎧甲”-S1同屬俄羅斯的低空近程防御武器，它們各有優缺點。“道爾”M-1雖然精度高、單發殺傷概率大，但是它不能在雷達和導彈的盲區擊低空飛行的目標，由于導彈的反應時間長，不能射擊突然來襲目標，加之機動性較差，不能較好掩護野戰機動部隊。而且，用先進昂貴的防空導彈對付廉價的敵方目標極不劃算。因此，一種將低空近程防空導彈和小口徑高炮混合配置，指控系統和火控系統共用的彈炮結合防空武器系統應運而生?！版z甲”－S1彈炮結合系統可將地空導彈的射程遠、精度高、威力大等優點同小口徑高炮的射速高、備彈量大、持續射擊能力強、轉動靈活的優勢有效整合，更好地適應了現代空襲的作戰特點。
彈炮結合武器的大家族
目前，美、俄、英、法、意等國均開展彈炮結合防空武器系統的研究，技術逐漸成熟和完善，種類也越來越多。據初步統計，世界上在研與裝備使用的彈炮結合防空武器已達20多種，大體上可分為兩類。第一類是“軟結合”，即地空導彈、高炮、火控設備分開配置，實行統一的作戰指揮、火力分配，力求武器系統整體作戰的最佳效能。此類彈炮結合系統主要用于要地防空。如瑞士的“空中衛士”，配備有2部35毫米自行高炮、2部地空導彈發射裝置和1套火控系統，是一種雙層防空系統；4千米以內由高炮負責，4～12千米范圍內的遠距離目標由“麻雀”導彈負責。這種防空系統可以有效地對付大密度、多批次目標的低空威脅，并具有很強的機動能力。第二類是“硬結合”，即地空導彈、高炮、火控設備三位一體的系統，這類系統的顯著特點是機動性好，反應時間短。由于彈、炮、火控設備集于一體，所以對其重量有嚴格限制，通常是用小高炮和便攜式地空導彈進行結合，保衛的空域較小，主要用于野戰防空，常部署在戰斗地域前沿。如最典型的俄羅斯所裝備的“通古斯卡”四位一體防空武器系統，由炮塔、高炮、地空導彈和雷達組成。炮塔可進行360°全方位旋轉，各種設備都安裝在炮塔上；高炮為兩門雙管30毫米，射程4000米，射高3000米；地空導彈為薩姆-19，分別裝在炮塔兩側，每側4枚，射程8000米，射高3500米；雷達系統由搜索雷達、跟蹤，火控雷達和敵我識別器組成。搜索雷達位于炮塔后部，探測距離18千米，跟蹤／火控雷達裝在炮塔前部，跟蹤距離13千米。俄羅斯的“通古斯卡”是世界上第一種正式裝備的彈炮一體化防空武器系統。還有法國與美國聯合研制的“運動衫”彈炮結合武器，裝有數字式火控系統、激光鍘距儀、前視紅外／電視穩定瞄準具及數字雷達，武器系統由25毫米“加特林”炮和4～8枚任選的便攜式導彈(如“西北風”、“毒刺”等)組成。此外，較為先進的彈炮結臺武器還包括美國的“中后衛”和“復仇者”、俄羅斯的“卡什雷德利，輕劍”、埃及的“羅尼”和“西奈"-23、意大利的“奧爾巴托斯”(艦用)和“西達姆”-25、瑞士的“阿達茨”以及波蘭的“索帕爾”等。
無人機光電探測技術范文5
【關鍵詞】伊拉克戰爭；后勤保障；武器裝備
中圖分類號：E23文獻標識碼：A文章編號：1006-0278(2012)01-005-01
2003年3月20日， 以美國和英國為主的聯合部隊發動了伊拉克戰爭，美英聯軍動用了大概16. 7萬人和種類繁多的高技術武器裝備。這次戰爭發動突然， 美英聯軍武器裝備使用強度大， 保障戰線長、困難大， 但美英聯軍裝備保障高效、有序， 為奪取戰爭主動權創造了有利的物質條件， 體現了美英聯軍武器裝備強大的綜合保障能力。以下是對信息化戰爭中武器裝備的保障特點和規律進行的初步探索。
一、戰爭發動突然， 裝備保障快捷、高效
伊拉克戰爭， 美英聯軍先發制人， 突然發動了代號為斬首行動、震懾行動等大規?？找u和地面攻勢， 對伊拉克首都巴格達等城市的重要目標進行了迅速、準確、猛烈的打擊， 向巴格達、巴士拉、納杰夫、蘇摩爾、基爾庫克、烏姆蓋斯爾等城市投擲了各類精確制導彈藥2000多枚， 僅僅用了20多天的時間， 就占領了巴格達， 達到了戰爭的預期目的。
這場突然發起的伊拉克戰爭， 作戰節奏快， 美英聯軍臨戰裝備準備和戰時裝備保障時間短暫， 反應敏捷快速; 在作戰命令下達的同時， 一切作戰需要的裝備物資器材保障同步展開， 有的裝備甚至已經先行展開?？梢姡?美英聯軍的武器裝備管理工作平時就有一套行之有效的裝備物資管理制度和辦法， 戰前對裝備物資進行了儲備， 并裝備了新一代的裝甲運輸車、彈藥運輸車、補給船、大型運輸機等機動性能好、可靠性高、運輸能力強的保障運輸裝備， 對戰時快速應急保障開展了深入研究和演練。只有這樣， 美軍才能夠在戰爭命令下達時， 以最快的速度和最短的時間將所需的武器裝備運輸到指定的地點， 搶占戰爭的先機。
二、裝備種類多、彈藥消耗量大， 保障準確、完整
伊拉克戰爭顯示了美英聯軍的精確打擊、機動突擊和綜合對抗能力， 其實更體現了英美聯軍的武器裝備綜合保障能力。這場戰爭美英聯軍參戰軍種類型多， 作戰裝備和物資器材、彈藥， 型號、品種多、新老并存， 而且新裝備技術含量高， 隨著戰爭的進程和戰爭強度的提高， 物資和彈藥的消耗量也越來越大、裝備損壞越來越多， 需要保障的武器裝備、物資器材、彈藥品種多樣， 數量巨大。這時的裝備保障不僅僅是武器裝備、物資器材、彈藥的收發、輸送， 更重要的是使須保障的裝備、物資、彈藥數量準確、品種齊全、配套完整、質量完好、及時迅速， 以滿足戰場的需要， 有一項工作做不好，就會貽誤戰機， 這就對裝備保障的科學性和準確性提出了高要求。
從戰爭的結果可以看出， 美軍出色地完成了戰時的裝備保障， 成功實施了對伊拉克連續不斷的高強度打擊。可見， 美軍在戰前就對此次戰爭的樣式、規模、持續時間、裝備使用強度、打擊手段、攻擊方式、裝備的損壞程度和裝備物資消耗及保障規律進行了研究， 準確地預測了保障需求；戰爭中，美英聯軍對裝備保障各個環節實施了全程跟蹤控制，準確實施了戰場裝備物資保障， 實現了裝備適時、適地、適量的精確保障， 并將保障的對象延伸到最小的作戰單元――士兵。高技術條件下的戰爭， 戰場保障力量多元， 既有軍隊自身的保障力量， 又有地方的保障力量; 既有武器裝備、彈藥、物資器材輸送供應保障， 又有裝備搶修、監控檢測的保障力量。只有利用現代信息技術， 實施裝備保障的組織指揮， 才能實現裝備管理信息的自動化處理并實時指揮控制裝備保障；只有對裝備保障力量合理進行編組、部署， 緊密銜接保障時間、互通信息、機動靈活， 動態跟蹤、智能作業， 才能達到高效益的綜合保障。
三、戰場環境復雜， 裝備保障安全性要求高
伊拉克戰爭是一場典型的非對稱性信息化戰爭， 美軍憑借著技術和軍事的優勢， 掌握著信息、情報和制空權的優勢， 從陸、海、空、天、電方面開辟多維空間戰場， 對伊拉克進行多重打擊; 利用先進的偵察、通訊衛星和預警機、無人機等收集的數字圖像、截獲的雷達和無線電波， 及時鎖定伊拉克方面的軍事目標、防空工事等確切位置， 利用數字網絡技術不斷向指揮部發送戰場勢態圖像和重要情報， 構成了持續單項透明的信息化戰場空間， 使高技術的精確制導彈藥發揮了巨大的威力。由于美軍太空探測、空中偵察、紅外成像等高技術偵察手段和遠程打擊的運用， 此次戰爭呈現了非對稱性的信息對抗。伊軍所有的作戰信息幾乎無密可保， 用于干擾美軍衛星精確制導武器的電子干擾設備， 在戰爭的第六天就被美軍全部摧毀。
四、裝備技術先進復雜， 裝備保障技術依賴性強
