2022年无人机的发展与应用 .pdf

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1、无人机的发展与应用（1）国内外现状21 世纪前十年世界各国都在大力发展各种用途的无人飞行器，目前，世界上 32 个国家已研制出了50 多种无人机，有55 个国家装备了无人机。无人机成为本世纪武器装备发展中的最大亮点。据报道，1993-2005 年间，北约国家无人战斗兵器总数增加了1.7 倍， 2006年，这一数量达到了 11 万架具。美国、北约、以色列、南非等其他国家都非常重视无人侦察机和多用途无人机的研制和生产及应用。美国在发展无人机计划的同时，也考虑民用和商用的可能性，如环境监控、通讯中继、毒品侦察、大气取样、野生动物跟踪、测绘等。由于国防预算的削减， 俄罗斯的导弹公司和生产厂家不得不将一

2、些军用无人机转为民用。如他们用四年时间研制的NART 无人机将用于气象和生态观测； Ka37 无人驾驶直升机将用于农业和空中拍摄。同时，俄罗斯还研制了用于农作物统计、输气输油管道监控、化学和核物质监护等方面的旋翼无人机。国内的情况是，高空、高速、中远程、长航时、大载荷等类型的无人机主要应用于军事领域， 主要由航空集团、 航天集团以及院校研制与生产，国内主要有北航、南航、西工大、航空集团、某些研究所等单位研制。目前北航、南航、西工大这3 家主要的无人机研制生产基地，主要是应付军队的需求，任务十分饱满，无瑕顾及民用领域，目前民用无人机的研制生产还没有明确的骨干单位。名师资料总结 - - -精品资料

3、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 目前装备部队的有（涉密，仅内部可见）等无人驾驶飞机。由于成本较高，操作复杂，培训维护难，因而主要为军事需求服务，缺乏针对民用需求订制，民用领域尚未真正推广应用。 已有企业忙于军品，民用领域基本空白，但民间应用正在逐步渗透。从民用来看，航空遥感、灾情监报、 矿藏勘探、数字中国建设等都需要大批量地使用无人机。根据专家预计， 今后 10 年内民用无人机市场的销售额可达10 亿美元。无论是军用还是民用，无人机都将朝着模块

4、化、标准化、多样化和系列化的趋势发展，其应用范围广泛，前景喜人。（2）无人机在民用领域发展应用分析到目前只有天空这个大市场还没有开发，这是由于对航空产品对安全性的严格要求和航空管制的原因，使人们不敢问津。在今后几年，将是通用航空事业和无人机事业发展的时代。据分析未来几年我国至少要有数百架民用无人机的市场需求，而且这个数字将呈几倍的增长，因此天空这个大市场必须争夺，必须占领。民用领域对无人机的要求飞行速度通常在100公里每小时以下，飞行高度在 3000 米以下，某些特殊应用在40005000米。由于无人机的经济性、安全性、易操作性，在很多民用领域对无人机都有着旺盛的需求，小型无人机可广泛应用于防

5、灾减灾、搜索营救、核辐射探测、交通监管、资源勘探、国土资源监测、边防巡逻、森林防火、气象探测、农作物估产、管道巡检等领域。由于小型无人机的航空特性和大面积巡查的特点，在洪水、旱情、地震、森林大火等自然灾害实时监测和评估方面特别具备优势。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 同时民用无人机在航测领域的应用还可以作为卫星遥感手段的补充。卫星影像成为中小比例尺遥感监测和制图的主要数据源，甚至成为 1：1 万地形图和专题图制图

6、与更新的重要数据源。但由于受到卫星临空周期、 气候和供给渠道的制约， 用户订购高分辨率卫星数据在覆盖度、时效性以及分辨率方面受到较大影响。无人机航空拍摄方面，由于其机动性强、 分辨率高等优点， 可作为卫星遥感手段的补充，形成高中低平台结合、粗中细分辨率互补的全天候、全天时、全覆盖立体监测体系。目前很多民营企业在小型无人机航测方面都具备了基本应用能力，甚至已经被专业的地图测绘公司并购。然而至今为止，由于技术不成熟的原因导致无人机在民用领域一直未能大范围推广。最具代表性的一个例子是，90 年代中期，农业部曾尝试采用小型无人机作农业评估，因飞机系统对操作员要求太高（通常需要十几年飞行经验） ，购置的

7、无人机系统陆续摔坏而流产。无人机扩大民用领域应用所面临的关键问题之一，是要搞“用得起的装备”， “开得动的装备”，用得起，就是低成本，因此机体要降低成本，飞控也要降低成本；开得动，就是操作简便易用，无需太长周期的学习培训，无人机自主性能要高，把人的因素降到最低。要搞出一个无人飞行器， 使之能飞起来进行演示， 并不是非常困难， 但要真正做到性能优良， 满足实用要求则是一件非常困难的事情，不可等闲视之。这一问题不仅与材料、元器件、设备、微制造技术有关，而且与优化设计和综合集成能力等多方面因素有关，是需要长期努力加以解决的。无人飞行器研制涉及多个技术领域，包括：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

8、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 1、飞行器总体设计； 2 、空气动力学； 3 、材料与结构； 4 、动力推进； 5、导航与控制； 6、机载设备； 7、信息处理与传输； 8、发射与回收； 9、隐身技术； 10、微加工制造； 11、系统集成与运行管理； 12、地面测试与飞行实验等。目前在民用无人机行业探索的民营公司大多技术不成熟，一般为了满足飞机的复杂保障条件和对操作的较高要求，而建立有以航模操作手为主的飞行团队， 专注的是本身企业对无人机的使用，而非用

9、户对无人机的使用。 并且由于没有条件看到航空集团的很多现成技术储备和先进技术，导致闭门造车比比皆是。对比的是，航空集团由于体制的原因，对民用的需求只能走调研、立项、审批的程序，对市场反应缓慢，未能在民用领域有较深入的介入。综上所述，根据无人机市场的出现、培育和发展，对行业发展过程综合分析如下：无人机市场从无到有，经历了三个阶段。第一阶段的需求为军用所垄断，由于技术属于高尖端， 其技术壁垒决定了民用市场无法接触， 基本没有任何民用需求； 该阶段的技术特点为惯性组件、控制系统等基础技术尚不成熟，成本很高，只有在军用领域才能接触和应用； 从事无人机研制与生产的厂家只有以航空一、二集团为总体单位，电子

10、科技集团为配套单位的国有军工企业。第二阶段从上世纪90 年代起到本世纪初，由于电子集成电路、飞行器设计、 发动机等基础技术的发展， 部分民营企业对无人机行业进行了探索， 出现了第一批吃螃蟹的民企，形成了少量低端民用小型无人机，使市场需求由依然是高端的军用领域向民用领域扩展。但这名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 阶段由于技术的仍然不成熟， 导致探索和创新的企业多， 靠无人机赢利的少。部分民营企业为院校、 研究所提供低

11、端小型的无人机产品的设计及演示验证而赢利， 其间出现了国家单位对低端无人机的探索性应用，包括了农业部用于农作物估产的无人机系统，后来都因为技术的不成熟而流产。第三阶段从本世纪初至今， 需求上军用领域依然饱满， 军工企业订单雪片一般，民用领域也遍地开花，由于技术的原因，民用需求最先在航拍、测绘、气象领域被拉动。这一阶段的技术特点是，由于基础技术的进一步发展， 军工企业的技术以高端为主， 逐渐向低端扩展，组织形式出现了部分军工企业的股份制改造；民用上组织形式以手工作坊式的企业为主，逐渐发展成长而趋向成熟，但缺乏理论支撑，基本是靠试验和摔机来推动进步， 安全性和可靠性低，缺乏规模化发展。这一阶段尝试

12、涉足无人机行业的民企增多，但尚未找到足够的赢利模式。综上所述，目前随着国有资本、民营资本的投入，无人机行业的基础技术已经逐渐成熟， 无人机的应用领域由单一的军事领域扩展到民用领域的方方面面，无人机厂商也由国有企业逐渐向民营企业转化。不断成熟的飞控、发动机技术使总体技术逐渐成熟，进而推进了市场需求的成熟，最终将使整个行业趋向成熟。因此，我们可以预测即将到来的第四阶段， 即我们充分准备投身其中的无人机行业发展成熟的黄金阶段。市场需求上，军用依然被国企垄断，有少部分民营企业开始从事低端军用需求。 基础技术的全面成熟使无人机系统向模块名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

13、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 化、智能化、系列化、实用化发展，民用需求完全被拉开。部分经过股份制改造的军工企业开始涉足民用领域，成本大幅度降低， 并用军工企业多年的技术积累优势而占据部分市场，民营企业将经过技术竞争、市场竞争、 资质竞争而洗牌后发展成为具有一定规模的几家骨干企业。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -