航天科工三院 任雪皎文 蔡華偉制圖
科技讓生活更美好。隨著科技快速發(fā)展，人們不斷享受著種種便利。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、人工智能等高科技的推動下，加快了趨勢性、前沿性科技成果應(yīng)用的步伐。無人機(jī)、柔性屏、生物識別、免疫療法等前沿科技已初步試水應(yīng)用，正迅速地融入普通人生活。這些前沿科技的具體情況如何？能給你我生活帶來什么樣的變化？科技視野版即日起推出“身邊的前沿科技”系列報道，運(yùn)用文字、圖片、視頻，線上線下全媒體融合呈現(xiàn)，和您一同深切感受科技創(chuàng)新給百姓生活帶來的和即將帶來的巨大變化。
——編 者
近日舉辦的第五十屆國際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會上，無人機(jī)、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)大放異彩。隨著大眾對無人機(jī)的興趣越來越濃，無人機(jī)也頻頻出現(xiàn)在各種場所。在旅游景區(qū)、影視拍攝基地或是重大新聞現(xiàn)場，經(jīng)常能看到無人機(jī)在空中忙碌地穿梭。
無人機(jī)的發(fā)展到了什么水平？能給人們的生活帶來哪些變化？記者日前走進(jìn)幾家有代表性的無人機(jī)企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)，近距離感受無人機(jī)的科技魅力。
是飛機(jī)，但不止是飛機(jī)
完整意義上的無人機(jī)，指的是“無人機(jī)系統(tǒng)”
說起無人機(jī)，似乎人人都明白，但無人機(jī)到底是什么？中國航天科工三院無人機(jī)技術(shù)研究所系統(tǒng)總體主任設(shè)計師殷志宏用“行話”進(jìn)行了概括：“無人機(jī)是無人駕駛飛行器的一種，是人工遙控或程序自主控制的飛機(jī)統(tǒng)稱。”
無人機(jī)首先是飛機(jī)。“其技術(shù)原理與傳統(tǒng)航空工程所研究的飛行器沒有本質(zhì)區(qū)別。”傲勢科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官郭亮認(rèn)為，無人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)最主要的區(qū)別在于，前者對導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)提出了更高要求，以及為指揮無人機(jī)完成既定任務(wù)形成了一套地面指揮控制系統(tǒng)。
無人機(jī)也不一定無人。“一般無人機(jī)是不載人的，例如美國的全球鷹無人機(jī)。但有的無人機(jī)也可以載人，比如以色列的‘空中騾子’無人機(jī)。”殷志宏說。
老百姓熟悉的無人機(jī)，通常指的是機(jī)身，也就是攜帶載荷飛行的無人機(jī)平臺。完整意義上的無人機(jī)，指的是“無人機(jī)系統(tǒng)”，這個系統(tǒng)由無人機(jī)平臺、任務(wù)載荷、起降系統(tǒng)、測控與信息傳輸系統(tǒng)、地面支援與保障系統(tǒng)、飛行員/操作手組成。
殷志宏一一列舉：“無人機(jī)平臺，負(fù)責(zé)安全飛行運(yùn)送載荷到指定位置；任務(wù)載荷，主要用于執(zhí)行任務(wù)；起降系統(tǒng)，負(fù)責(zé)無人機(jī)平臺的起飛和降落；測控與信息傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)控制生成指令與傳輸；地面支援與保障系統(tǒng)，負(fù)責(zé)無人機(jī)維護(hù)維修和使用保障；而飛行員/操作手負(fù)責(zé)無人機(jī)操作和控制，是無人機(jī)的指揮中樞。”
按照起飛質(zhì)量、飛行速度、航時、任務(wù)功能、技術(shù)體制等不同標(biāo)準(zhǔn)，無人機(jī)的分類可謂五花八門。一般說起靶機(jī)、無人偵察機(jī)、無人運(yùn)輸機(jī)、測繪無人機(jī)、植保無人機(jī)等，都是從功能角度進(jìn)行區(qū)分的，但業(yè)界通常從技術(shù)體制上進(jìn)行劃分。
“常見的無人機(jī)有三種類型。第一種是固定翼，顧名思義就是翅膀形狀固定，靠流過機(jī)翼的風(fēng)提供升力。比如，我們平時坐的波音和空客的大飛機(jī)等都是固定翼飛機(jī)。”大疆創(chuàng)新科技有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，第二種是直升機(jī)，特點(diǎn)是靠一個或者兩個主旋翼提供升力。第三種是多旋翼，就是具有四個或者更多旋翼的直升機(jī)。“但是通常多旋翼就叫多旋翼，而不叫多旋翼直升機(jī)，以此和直升機(jī)區(qū)分開來。”
不同類型的無人機(jī)具有不同的優(yōu)勢。“固定翼無人機(jī)飛行速度快、高度高，飛行覆蓋面積大，抗風(fēng)能力較強(qiáng)，比較適合全管段巡航、通信巡線、航拍等工作。但是它的速度快、轉(zhuǎn)彎半徑大，不利于自身安全，尤其還需要專門的起降場地。” 北京中航智科技有限公司副總裁王俊說，直升機(jī)飛行雖然高度低、速度慢，但是比較適合短距離巡航、高清攝影和對地目標(biāo)監(jiān)控與目標(biāo)跟蹤，還可以定點(diǎn)懸停，尤其在各種情況下均可起降。
民用軍用兩相宜
一些國家已嘗試用無人機(jī)送快遞，用無人機(jī)探測霧霾情況
無人機(jī)能做許多傳統(tǒng)飛機(jī)做不了的事情。
“無人機(jī)的誕生源于人們當(dāng)初需要一種無人駕駛的飛機(jī)，去代替有人駕駛的飛機(jī)執(zhí)行‘3D’任務(wù)——即‘Dull’（枯燥）、‘Dirty’（臟）、‘Dangerous’（危險）的任務(wù)。”郭亮說，比較典型的例子是，讓無人機(jī)充當(dāng)靶機(jī)，進(jìn)行長距離巡邏或長時間通訊中繼等。
無人機(jī)的功能主要取決于它的性能和任務(wù)載荷的特點(diǎn)。“打個比方，汽車既可以作為私家車方便人們出行，也能夠作為救護(hù)車、救火車、灑水車、貨車等。汽車怎么用，取決于人們采用汽車這個平臺為何種行業(yè)提供解決方案。無人機(jī)的使用也是這個道理。”郭亮說。
憑借成本低、零傷亡、生存能力強(qiáng)、機(jī)動性能好、使用方便等優(yōu)勢，無人機(jī)被業(yè)界寵愛有加。軍事方面，無人機(jī)可用于偵察監(jiān)視、對地攻擊、通訊中繼、運(yùn)輸、靶標(biāo)模擬等，是“得力好伙伴”。
在民用方面，無人機(jī)也是“百變小能手”。消費(fèi)無人機(jī)的興起，讓消費(fèi)者可以購買到手即飛的無人機(jī)，把航拍從少數(shù)專業(yè)玩家的獨(dú)門絕技，變成了人人都可以嘗試并享受樂趣的活動。
除了娛樂體驗(yàn)，民用無人機(jī)主要用于科學(xué)研究、大地測量、管路巡線、農(nóng)林植保、氣象觀測等商業(yè)用途。
——災(zāi)區(qū)救援。當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或重大海難事故，而事故的地點(diǎn)處于高山、峽谷或遠(yuǎn)離海岸的地段，常規(guī)手段無法或難以及時到達(dá)現(xiàn)場時，無人直升機(jī)可使后方與事故現(xiàn)場人員保持聯(lián)系，使后方施救人員能夠有的放矢地準(zhǔn)備工具和器材。
——農(nóng)林植保。無人機(jī)能夠?yàn)檗r(nóng)田管理和精細(xì)操作提供有效手段。小型無人機(jī)不僅可以觀察作物長勢，還能夠噴灑農(nóng)藥，進(jìn)行葉面施肥等。
——氣象觀測。無人機(jī)上安裝的遙感快速監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?yàn)楹Ｑ鬄?zāi)害監(jiān)測、近海污染監(jiān)測、海洋工程等提供更為直觀、準(zhǔn)確的圖像和數(shù)據(jù)信息。
——森林防火。據(jù)了解，美國的“捕食者”無人機(jī)就曾在森林火災(zāi)時實(shí)時捕獲熱成像圖傳輸給森林消防中心，使其又快又準(zhǔn)鎖定了火災(zāi)發(fā)生地，減少災(zāi)害損失。
而那些有關(guān)無人機(jī)“腦洞大開”的設(shè)想，留給人們更多的想象空間和期待。比如一些國家已進(jìn)行了無人機(jī)送快遞的測試服務(wù)，國內(nèi)公司也開始了無人機(jī)配送貨物的嘗試；霧霾天氣里，一些公司開始用無人機(jī)探測霧霾情況；無人機(jī)還有望助力空中交通。據(jù)稱美國優(yōu)步公司曾設(shè)想研發(fā)一架垂直起降全電動飛行器交通系統(tǒng)，只需大約15分鐘就能夠從美國舊金山飛往硅谷，讓人們擺脫堵車之苦。隨著能源技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)將越來越多地影響和改變?nèi)藗兊纳罘绞健?br />
郭亮認(rèn)為，未來無人機(jī)還是要朝著全電化、自主化等方向發(fā)展。
市場前景很廣闊
據(jù)預(yù)測，2025年我國無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到750億元，其中民用無人機(jī)市場約占93%
那么，無人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀如何？
殷志宏介紹，目前我國約有150多家無人機(jī)生產(chǎn)單位，市場上的無人機(jī)產(chǎn)品達(dá)上千種，各家機(jī)構(gòu)研制的無人機(jī)類型和用途各有不同。“基于預(yù)測的國際數(shù)據(jù)以及對我國無人機(jī)市場的樂觀預(yù)判，2025年我國無人機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到750億元，軍用無人機(jī)市場約占7%，民用無人機(jī)市場約占93%，無人機(jī)市場前景遼闊。”
在專家看來，國內(nèi)無人機(jī)技術(shù)水平發(fā)展還不夠一致，在微型無人機(jī)、輕型無人機(jī)、小型無人機(jī)、中型低速無人機(jī)等方面，技術(shù)水平已經(jīng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)，但是在中型高速無人機(jī)、超長航時無人機(jī)、大型無人機(jī)方面與國際先進(jìn)水平仍然存在較大差距。
發(fā)達(dá)國家歷來重視無人機(jī)的發(fā)展。據(jù)了解，美國的無人機(jī)研制企業(yè)主要包括諾格公司、通用原子公司和波音公司等。以色列是最早探索無人機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用潛力的國家之一，主要研制企業(yè)包括以色列航空工業(yè)公司和埃爾比特系統(tǒng)公司等，歐洲也是無人機(jī)系統(tǒng)的一大潛在市場，也一直在加快無人機(jī)發(fā)展的步伐。
2015年以后，美國聯(lián)邦航空管理局開始逐步放開了包括農(nóng)業(yè)、管道檢測、航測等在內(nèi)的多個領(lǐng)域民用無人機(jī)飛行。“2015年前，美國僅有6家公司被允許使用民用無人機(jī)，但截至2015年上半年，美國聯(lián)邦航空管理局已經(jīng)批準(zhǔn)了超過500家公司可以開展民用無人機(jī)方面的業(yè)務(wù)。”殷志宏說。
美國聯(lián)邦航空管理局發(fā)布的無人機(jī)產(chǎn)業(yè)年度預(yù)測報告稱，未來幾年內(nèi)，小型無人機(jī)將成為航空領(lǐng)域最強(qiáng)勁的增長點(diǎn)。預(yù)計到2020年，美國小型無人機(jī)總銷量將從2016年的250萬架飆升到700萬架，其中消費(fèi)級無人機(jī)有430萬架，另有270萬架用于商業(yè)目的。
市場的繁榮無疑對無人機(jī)的穩(wěn)定、安全和智能提出了更高要求。
在殷志宏看來，無人機(jī)畢竟是機(jī)器，其基礎(chǔ)能力如機(jī)動性、飛行穩(wěn)定性、操控性能、智能化水平等主要取決于生產(chǎn)商的科研水平和基礎(chǔ)工業(yè)能力。其可靠程度還取決于系統(tǒng)復(fù)雜程度和外部使用環(huán)境，無人機(jī)系統(tǒng)中任意設(shè)備的故障都將影響執(zhí)行任務(wù)，無人機(jī)使用的任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)掣肘都將影響飛行安全，這需要消費(fèi)者和制造商共同努力。（本報記者 劉詩瑤）
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