无人直升机的历史、现状和发展前景。
央视国际2003年2月24日14: 31
演讲者简介:
梁教授现任南京航空航天大学副校长。1987毕业于南京航空航天大学航空发动机专业,长期从事总体空气动力学和航天推进系统研究。曾数十次获得中国航天科技基金一等奖。1991被国务院授予“有突出贡献的博士学位获得者”称号。
内容介绍:
回顾百年航空史,我们再来看看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。过去是活塞发动机驱动的亚音速飞行时代,现在是喷气发动机驱动的超音速时代,所以未来将是无人战斗机时代。那么什么是无人机呢?无人机是一种动力驱动、自主、可重复使用的无人驾驶飞行器。无人机与巡航导弹有一些相似之处,但也有很大的不同。巡航导弹是携带弹头一次性攻击敌人的武器,而无人机可以携带不同的设备,执行不同的任务,可以多次回收。无人机兼具有人战斗机和导弹的优点。它和导弹一样,没有人员伤亡和被俘的危险,而且由于没有人的生理限制,可以持续很长时间,高空飞行。并且由于其目标小的特点,具有很强的突防能力和生存能力。同时和有人机一样,可以多次使用,活动空间大,可以执行多种任务。与有人机相比,无人机的成本要低得多。
下面给大家介绍一下无人机的应用。无人机的应用大致可以分为四个方面;一种我们称之为软杀伤的无人机也用于电子对抗战当中。硬杀就是无人攻击,无论是地面还是空中,都是硬杀。然后反辐射无人机在攻击雷达,简直是自杀。在侦察方面,无人机更多的是用在当前的战争中或者战场侦察中。它们可以用于光学侦察,配有航空相机、CCD相机和红外线扫描仪。此外,它在民用方面的用途更广,如森林防火、边防缉私、航空摄影、地面勘探等。,无人机都可以。
第三个方面,无人机的主要关键技术是无人机的起降技术。众所周知,有人机都是用轮式起降,都有起降。无人机就不一样了。因为上面没有人,所以可以采用很多方式。比如有起飞车,跑步起飞,火箭助推。落地技术包括撞网回收和拦网回收。
最后一个方面是给大家介绍无人机的发展趋势。未来无人机的发展将向高空、高速、隐身、长航时无人机方向发展。因为美国人现在已经提出了无人作战飞机的概念,他们也研制了X-45和X-47无人作战飞机,各个国家也在陆续研制无人作战飞机,而且很快。此外,未来战争将向太空和高水平发展。所以是高超音速无人机技术,也会有很大的发展。
无人机(全文)
老师们,同学们,你们好。今天我要介绍的是“无人机”。1903 12 17日,美国莱特兄弟四次成功试飞“航行者1”。在最后一次飞行中间,他们飞行了59秒,距离260米,这标志着人类飞向天空的梦想实现了。
回顾百年航空史,我们再来看看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。应该说,过去是活塞发动机提供动力的亚音速飞行时代。目前是以喷气发动机为动力的超音速时代。那么未来将会是无人战斗机,或者说无人机的时代。所以今天我们就在这里介绍一下无人机的发展。什么是无人机?大家可能会问这个问题。我们说的所谓无人机,它是动力驱动的,可以自主飞行,可以重复使用,而且一定是无人驾驶的,一定是航空飞行器或者飞机。
首先,我们来看看无人机和有人机的区别。所谓无人机,就像我刚才说的,首先是无人驾驶,有人驾驶的飞机当然是有人驾驶的;然后无人机就可以按照我们事先规划好的路线飞行,有人机由驾驶员驾驶;与有人机相比,无人机的性能相对简单,而有人机由于其人员保障系统和生命保障系统要复杂得多。这里可以看到的一张图是驾驶舱里的各种仪表,而无人机没有那么多仪表;另外,无人机比较小,比较轻。小型无人机只有10克,所以当然有11吨的无人机,载人飞机已经不存在10克或者100公斤的了。
我们来看看无人机和航模的主要区别。大家都说航模也是无人驾驶的。没人坐飞机是真的,但他们完全不一样。首先,无人机是自动驾驶,自动飞行,而航模机上没有人,但是遥控器可以在视线之外,对无人机进行程序控制,而航模在视线之内,也就是在我们的可视范围内,由我们的人员控制。另外,在系统方面,无人机系统复杂,而飞机模型相对简单很多。另外,对于无人机来说,有高速、中速和低速飞行的无人机,我们眼睛的速度和反映的速度都不可能快,所以模型不可能是高速的,只能是低速的。另外,无人机和巡航导弹有什么区别?无人机和巡航导弹都是无人驾驶,自主飞行。但是无人机可以携带不同的设备,执行不同的任务。带弹头的巡航导弹攻击敌人,是一次性的。无人机可以重复使用。
接下来,我们来看看无人机系统的组成。首先,它是一个飞机平台。无人机,它必须有一个飞行器与之对应。第二,它有无线电遥控和遥测装置。我们所有人都能从这幅画中看到两幅画。一个是主控制站,另一个是天线,用于飞机的远程控制和遥测。然后右图是主控站里的一些设备。在这个主控站中,我们可以规划无人机的航线,操纵无人机,远程控制和测量无人机的整个飞行姿态,随时掌握飞机在空中的姿态和飞行状态,还可以执行相应的任务。无人机的组成系统中间有一个发射回收系统。然后飞机会上天再回来。因为使用过多次,所以有相应的发射系统和回收系统。另外,如果无人机要执行相应的任务,比如战场侦察、战场评估、对地攻击等。,那么就需要带相应的,通常称为任务装备。所以在无人机上,我们通常用几个指标来评价无人机。除了它的飞行参数,一个是任务载荷,也就是任务装备能装多少,能飞多长时间,也就是我们平时说的。耐力。
我们来看看无人机的分类。简单来说,无人机可以分为两类:军用和民用无人机。那么军用无人机中,又可以分为无人侦察机、无人战斗机、无人机、微型无人机、无人直升机。接下来,我们将逐一了解各种飞机。
你在这里看到的是以色列研制的“苍鹭”无人机。它的翼展是16.6米,长8.5米,升限意味着它的飞行高度是7500米到13500米,起飞重量是1100公斤,巡航速度是165438+。这是“搜索者”无人机,也是以色列研制的。其翼展7.22米,机长5.15米,最大起飞重量372公斤,可飞行14小时,任务重量63公斤。这也是一种战略无人机。大家可以看到,它是美国的“纳米蚊子”,翼展12.8米,机长5.75米,升限7600米,起飞重量600多公斤,最大时速259公里,空中续航时间40小时,所以也用于侦察监视。在这种飞机的基础上,美国研制了“捕食者”无人机。从图中可以看到,这种形状非常相似,和纳米蚊子有很多相似之处,也就是在此基础上发展起来的捕食者。然后你可以看到捕食者的头型比纳米蚊子的要大。为什么?这是因为这架飞机里有卫星天线。这个大家可能都很关心,很多同学都知道。这是“全球鹰”无人侦察机。这是关于无人侦察机的。我只是给你看了一些照片。在我国,也有相应的无人侦察机,尤其是战术无人侦察机,如爱生系列、李云迪、云烟等。,而且也有相应的无人机。
至于无人作战飞机,美国有X-45和X-47。所以你看到的这个是X-45,翼展10.36米,起飞重量6804公斤,最大时速213公里,有效载荷907公斤。这是X-47的无人战斗机。可以看到图片是X-47的首飞镜头。X-47,翼展7.62米,机长8.53米,起飞重量2495公斤,有效重量252公斤。如你所见,这架飞机即将着陆,它是全轮式的。因为这种轮式起降是目前无人机发展中期比较热门的起降技术。无人机是无人机系列中的一种。所以我们现在看到的是中国研制的“长空一号”无人无人机的一个拍摄情况。那么这款无人机翼展7.5米,机长6.98米,升限18000公里,起飞重量2345公斤,最大时速920公里。
微型无人机是近几年出现的一种微型无人机,或者说是上世纪90年代。这是美国一架微型无人机的试飞。那么你可以看到微型无人机相对简单。它可以把手一甩飞机就会出去,然后进行它的自主控制和飞行控制。大家要注意,这不是航模。我刚才说了,它还是自主飞行的。
这是无人直升机,这是“翔鸟”无人直升机的飞行镜头。所以这个地方,我们都看到了,有一个7.07米的队长。所谓机长是指旋翼长度,升限3000公里,巡航速度150公里/小时,有效载荷50公斤,续航时间四小时。这是一个关于无人机的简单介绍。
接下来我想给大家讲一下无人机的发展历程。第一架无人机是在什么时候、什么情况下产生的?当初,1935年,德国在希特勒的领导下,为了发动二战,命令他的空军进行火箭研究。一个方面是研究看起来像飞机的火箭。第二个是弹道飞行轨迹为抛物线的火箭研究,在波罗的海的乌策尔顿岛建造了佩内门德试验场进行试飞。然后在1942的6月,项目再次提出,1942的2月24日实现首飞。你在这个地方看到的是一架名为V-1的无人轰炸机,由冯·布劳恩公司研制。那么谁是冯·布劳恩?二战后,他去了美国,后来主持了美国阿波罗太空计划。然后经过进一步发展,形成了V-2无人机。应该说,V-2无人机的出现是无人机技术的一个里程碑。与此同时,无人机的发展催生了导弹,因为第一架无人轰炸机,二战期间,德军向英国伦敦发射了5000架V-1无人机。众所周知,原来的无人机技术水平和现在的无人机技术水平是没法比的,所以无论是打击精度还是什么都没法和它比。如果现在投入5000架轰炸机会是什么样?我觉得伦敦现在可能不是这样的。
有了第一架无人机,我们再来看看无人机的发展,分为三个阶段:第一个阶段是五六十年代的无人驾驶飞机发展期,所以我们简称为无人机时代。然后到了五六十年代,世界处于冷战状态,一些超级大国正在加紧军备竞赛,研发了一批高性能的飞机和导弹。如何测试和鉴定这些飞机和导弹的性能,也是我们平时设计和定型航空装备时,必须通过射击来测试的。有什么好争的?因此,为了满足航空装备和武器装备鉴定的需要,提出了发展无人驾驶无人机,无人机就是在这个时候诞生并发展起来的。
第一种无人机是美国的“霍峰1”无人机,是涡轮喷气发动机推进,高亚音速,全金属机身结构。机长七米左右,翼展3.93米,起飞重量1134 kg,最大水平飞行速度1112 km/h,这里给大家展示的是中国第一架无人机。这是我们学校研发的远程无人机。这款无人机机长8.4米,起飞重量2060公斤,最大水平飞行速度920公里/小时,相对地面高度范围50米至18000米。
第二阶段是无人侦察机的诞生。越南战争期间,有人驾驶军用侦察机得到了广泛应用,尤其是美国的U-2侦察机、SR-71等有人驾驶侦察机。但在此期间,U-2侦察机在越南、前苏联和中国上空相继被击落。应该说损失很惨重,美国人在外交上也很被动。于是美国人提出研制无人侦察机。那么在这种情况下,我们可以减少伤亡。于是美国人首先将Firebee无人机改装成无人侦察机,并称之为Ryan147。那么这就是Ryan147无人侦察机。其机长8.8m,翼展3.93m,起飞重量1430kg,最大水平飞行速度612m/s,高度达到18000m。那么中国第一架无人侦察机是什么样的呢?你可以看到这是长虹无人机。它的机长8.97米,翼展9.76米,起飞重量1085公斤。这个无人侦察机是通过母机挂在这个机翼下面,在空中发射的,所以应该说发射的无人机不算太多。
第三阶段是无人机快速发展阶段。也就是90后,这个时期有什么特点?首先是无人机在现代战争中期被广泛使用。可以说无人机从辅助和支援这样的战斗变成了主战,也就是说主要是作战的武器装备,这是一个很大的变化,是一个飞跃性的变化。第二种小型无人机出现,尤其是在中东战争中。应该说起到了很好的示范作用。贝卡谷地战役中期,以色列用小型无人飞机诱导防空和堤防雷达启动,就是典型的战争例子。第三种无人机的发展是系列化的,有三个发展热点。一种是长航时无人机,无人作战飞机,微型无人机。这时,美国的“全球鹰”也研制出来了。另一个特点是,各国相继成立了无人机的专门部队。然后之前不是特种部队用,而是空军或者哪个部队用,所以后来就形成了特种无人机部队。这是关于无人机的三个发展阶段。
我来介绍一下推动无人机快速发展的背景和原因。我想向大家介绍的第一个原因是政治原因。越战中期,众所周知,美国在越战中期输得很惨。所以先不说地面部队。先说说美国越战时期的空军是什么样的。2600多架飞机被击落,5000多名飞行员被俘或在战争中死亡。应该说这一点损失非常大,可以说损失惨重。人们厌战反战。所以造成了政治危机,这是它必须政治解决的问题。如何减少人员伤亡必须无人驾驶,这就提出了发展无人机的想法。第二个经济考虑。我给你看的是一架载人飞机的成本,是各种载人飞机的单价。如你所见,这是一个双增长。F22达到了1亿美元的价格,单机价格。然后是轰炸机,价格更是惊人。像B2隐形轰炸机,它的成本是4.5亿美元。然后我们做了一个简单的对比。南京长江二桥的建设耗资33.5亿元人民币。这两个价格,即B2隐形轰炸机的价格,几乎与建造长江大桥的成本相同。
另外,无人机的使用成本比较低,因为无人机体积比较小,重量比较轻,所以建造成本很低,有的降低了三分之一,有的可以说是一个数量级。另外,无人机,尤其是无人作战飞机,可以在仓库里存放很长时间,十年甚至更久。在这种情况下,使用和维护成本大大降低。据军方估计,可以减少80%。另外,在飞行方面,你可能说过不需要,怎么训练?无人机的训练和有人机的训练不一样。有人驾驶的飞机,飞行员必须在空中飞行,飞一次要4万美元,一个小时要4万美元,包括人员维护等等。无人机可以在虚拟机舱中进行训练。因为我不在飞机上,我在操纵键盘。那样的话,我可以使用虚拟训练系统,这样成本就大大降低了。同时,无人机,一个人可以同时操控几架甚至几十架无人机,驾驶员不可能一个人在空中驾驶两架飞机。所以培训飞行员的成本也可以大大降低,所以无人机的使用成本很低。
另外,无人机的发展,我个人认为战争的需求是无人机快速发展的一个动力。冷战时期,无人机形成。越战期间,无人侦察机又诞生了。中东战争中出现了小型无人机,海湾战争中大量使用。科索沃战争中期,出现了长航时无人机。在阿富汗和伊拉克战争中期,这种力量甚至更加强大。阿富汗战争中期,“捕食者”第一次发射导弹,也是无人机第一次发射导弹攻击地面。所以未来你可以看到高空、高速、隐身、长航时的无人机是一大需求。此外,无人战斗机、高超音速无人机和微型无人机的需求也很大。所以战争的需求是无人机发展的一个动力。另外,无人机具有长航时的特点,尤其是小型无人机,机动快,隐蔽性好。你可以看这张图。我们可以看到,士兵可以用无人机看到战场最前沿敌方阵地上的情况,甚至可以看到对方哪个士兵在用什么装备,向哪个方向开火。它将是清晰和实时的。所以这张图我们都能看到的是微型无人机在巷战中间的应用示意图。然后士兵就可以在这个地方把无人机扔出去。当它去另一条街看敌人的步兵是什么样子的时候,应该说无人机非常机动的性能使得它发展很快。
第四个给你介绍一下无人机的应用。我这里有个表,大家可以看到,无人机的应用大致可以分为四个方面;一种我们称之为软杀伤的无人机也用于电子对抗战当中。然后在软杀伤中间,我们看到可以进行雷达信号干扰。比如我装的铝箔到了之后,在空中散开了,那么对方的雷达会看到当时屏幕上可能没有亮点,只是一个干扰敌方雷达的杂乱信号。那你也可以带些干扰器。我什么都不放。我发射的电磁信号和你们雷达的频率和频段是一样的,让你们接收不到,发现不了我们的飞机。在这种情况下,你可以在掩护下进攻。另外还有光电干扰,比如闪光灯,激光等等,这就是软杀伤。目的是甚麽?是为了给自己争取更多的时间。可以说,哪怕是战斗中途的几秒钟,都是非常关键的。
那么hard kill将拥有无人战斗机。众所周知,无论是地面还是空中,都很难杀死任何人。然后反辐射无人机在攻击雷达,简直是自杀。在侦察方面,应该说无人机更多的是用在战争或者战场上。他们可以用航空相机、CCD相机和红外线扫描仪进行光学侦察。所谓红外线线扫描仪,可以通过其红外特性进行侦察,无论是白天还是晚上,无论你是否隐蔽,了解敌情,尤其是使用较多的战场评估。什么是战场评估?当我们把导弹打到我们想打的目标时,我们阻止它了吗?撞了之后,损伤如何?这时候我们会派出无人机进行侦察,了解撞上后的情况是怎样的,再决定是否再次打击。这叫战场评估。所以无人机的应用,我在这里只是引用军事目的。那在民用上就更广了。可以用无人机进行森林防火、边境走私、航拍、地面勘探等等。刚才已经简单介绍了无人机的应用。
太长了,这里放不下。我发到你邮箱吧!