唐轩
32167部队 西藏自治区拉萨市 850000
摘要:传统的军事技术已经不能适应当今军事需要,相关研究表明,微型无人机技术已经成为了今后军事技术的发展潮流之一,研制微型无人机技术提高排班乃至单兵作战能力,是对战程把握的关键。就笔者观察分析,西方国家对微型无人机技术的研制已经取得了一定的成果,我国微型无人机技术虽然已经取得了一定的发展,但是在某些方面尚且存在着很多的不足之处,本文分析了微型无人机的发展以及关键技术,提出了关于在军事应用中的几点建议。
关键词:微型无人机;关键技术;军事应用
前言:自二十世纪九十年代以来,无论是科索沃战争、海湾战争亦或是阿富汗战争,微型无人机在现代战争中都发挥了至关重要的作用。微型无人机在战场侦察、目标定位、火力评估、作战攻击等方面体现着无可比拟的优势。实战表明,微型无人机在现代战争中的应用是未来战争技术的发展潮流。微型无人机技术的研究成为多国研究焦点。相关研究表明,二十一世纪的军事作战是多样化的,非常规作战增加,这就为班排甚至是单兵作战提供了可能,研制微型无人机技术,是未来战争的需要。
一、微型无人机的概念
二十世纪八十年代以来,纳米技术的发展带动了微电机系统、微型制造工业的发展。微型无人机成为了可能。纳米飞行器通常是指1μm-1nm之间的飞行器。为了方便定义,一些专家认为10cm左右的飞行器也可以被认为微型飞行器。美国在对微型飞行器进行了可行性研究之后,通常把长宽高低于15cm,质量位于10g到50g之间,适用范围在40m到60m之间,飞行速度位于10到20m/s,飞行器续航时间2h,续航里程在10km左右的飞行器称为纳米飞行器。
二、微型无人机关键技术分析
微型无人机技术作为一项新兴的军事技术,很多传统的无人机技术在微型无
人机中无法使用。微型无人机技术的研究和发展,需要全新的技术理论支持,很多关键即使仍待实验验证和发展。
1、低雷诺数和全三维空气动力学技术的应用和发展
微型飞行器具有着体积较小、重量较轻且飞行器的飞行速度较低的特点。微
型飞行器在飞行的过程中难以获得足够的空气动力。传统的空气动力学设计出的飞行翼不能满足微型飞行器的飞行需要。比如8到9的飞行升力指数才可以满足100g的微型飞行器的飞行需要。然而,根据计算,现有的微型无人机以40m/s的速度飞行时,产生的飞行升力指数仅有1到1.5左右。微型飞行器的飞行动力难以得到满足。
另外,微型飞行器在飞行的过程中,飞行包线处于20000到10000的低雷诺指数范围内,众所周知,微型飞行器在低速飞行的过程层流起主导作用。这就有可能产生很大的力和扭矩。传统的二位空气动力学技术在微型无人机中并不能使用。研究发展全三维空气动力学技术迫在眉睫。然而,全三维空气动力学技术由于处于发展的初级阶段,研究数据的缺乏,研究理论的不全面仍是目前发展所遇到的问题。
由此可见,深入研究低雷诺数和全三维空气动力学技术是发展微型飞行器的重要前提和首要基础。
2、机载设备微型化技术
微型无人机体积较小,无人机机载设备更需要微型化。如微型光电传感器、
导航系统等重要设备都需要大幅度减小其体积。机载设备的微型化,而且机载设备之间具有联系行、整体性也给微型无人机的研究造成了很大的困难。然而,很多需要选用的探测器孔径需要结合物理定律确定,能量密度由和其电源体积密不可分。
由此可见,微型无人机技术的研究,机载设备的微型化、可操作化研究是微型无人机研究的重要环节之一。
3、微机电、微型推进器技术和一体化技术
微机电技术是一种集成电路,是微电路和微机械根据其功能在芯片上集成,
发挥传感作用、制动作用、电源处理作用、各种信号的分析功能、电路的控制作用等。其体积在1μm到1nm之间,整个微机电系统的体积更是要控制在1mm之内。不仅如此,微机电系统更要兼顾较快的信息处理速度、衡量消耗较低、制作成本较低、可替换等特点。这对微机电系统的探究造成了较大的阻碍。
微动力系统的性能是微型无人机性能的好坏评价指标之一。微动力系统需要统筹分析微型无人机的机体结构和动力装置,传统的硬件一体化技术在微型无人机研究中难以发挥作用。
由此可见,微电机和微型推动器大的研究和一体化的研究技术是微型无人机研究急需解决的关键技术之一。
4、微型无人机的控制技术
前文中分析提到,微型无人机具有体积较小、重量较轻的形态特点。微型无
人机必须在各种各样的气象条件下都可以发挥作用。传统的飞行器技术在气象紊乱的天气条件下是难以完成任务的。那么研究出一种新型微型无人机飞行控制系统实现稳定控制是急需解决的问题。
环量控制技术目前被广大科学家认同。环量飞行控制技术起源于二十世纪七十年代末,在A-6飞行器的飞行测验中曾测试过这项技术。该项技术的原理是通过减小阻力的同时增加环量和升力使飞行器获得较大的飞行升力指数。该项技术在提高飞行器的飞行升力、提高飞行器的操控性发挥着重要作用。在微型无人机中采取环量技术使可行的,但是该项理论尚且不完善,还需要更多的实验数据帮助分析。
三、微型无人机技术在军事中的应用
微型无人机技术将在二十一世纪新型军事战争中发挥举足轻重的作用。
1、微型无人机技术更加适应环境复杂的城市中作战
微型无人机具有重量小、体积小的特点,携带方便。且在环境复杂的城市中,班排、单兵作战将发挥更大的作用。微型无人机的速度慢、灵活、功能全面、造作性强,在高楼林立、环境复杂的地形中更能体现其优势。传统的大型飞行器受到城市环境的制约,很多功能难以发挥作用。
2、低空侦察作用
微型无人机可以携带先进的侦察设备对敌方的关键军事设备进行秘密侦查。
微型无人机可以贴近关键建筑物周围,探测敌方活动,窃听敌方情报。当部队在环境状况复杂,难以确定的时候,通过微型无人机对位置环境进行侦察分析,获得敌方的情报。
同时,微型无人机也可以对生化污染的环境进行侦擦和分析。生化污染的环境会对侦察士兵造成健康威胁,微型无人机的应用则会消除这种威胁,大量减少人员伤亡。
3、电子干扰和对地攻击
微型无人机的干扰系统虽然很小,且干扰范围较小,但是微型无人机可以凭
借其高效的隐藏功能贴近敌方雷达进行准确电子干扰。另外,微型无人机也可以携带高效炸药,对敌方关键设施进行准确爆破。
4、帮助受难飞行员进行跳伞逃生
将微型无人机配备在飞行员的逃生座椅上,飞行员跳伞逃生时,微型无人机
可以帮助飞行员向友方部队发布求救信号。也可以帮助飞行员侦察敌情,有效的避开敌方的攻击范围。
此外,微型无人机还可以应用在灾害救援工作、毒品禁运工作、农业勘探工作等方面。
四、结束语
在战争多样化的二十一世纪,微型无人机想法会无可替代的作用。但是微型
无人机的关键技术的研发工作仍然还有很多仍待解决的问题。我国相关研发部门必须结合西方的研究优势,积极发展新技术,在未来的军事战争中占据优势地位。
参考文献
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