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— 新聞資訊 —

無人機發展現狀及未來行業發展潛力報告

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【摘要】:
一、無人機系統概述  無人機是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務設備并能重復使用的無人駕駛飛行器。無人機具有機動靈活、快速反應、無人飛行、操作要求低、搭載多類傳感器、影像實時傳輸、高危地區探測、綜合效益高等許多優點。是衛星遙感與傳統航空遙感的有力補充。自1913年世界上出現第一個自動駕駛儀以來,無人機受到越來越多國家的重視,發展迅猛?! ∑渚哂腥缦绿攸c:  (1)重量輕  據統計,世界300多種無

  一、 無人機系統概述

  無人機是一種有動力、可控制、能攜帶多種任務設備并能重復使用的無人駕駛飛行器。無人機具有機動靈活、快速反應、無人飛行、操作要求低、搭載多類傳感器、影像實時傳輸、高危地區探測、綜合效益高等許多優點。是衛星遙感與傳統航空遙感的有力補充。自1913年世界上出現第一個自動駕駛儀以來,無人機受到越來越多國家的重視,發展迅猛。

  其具有如下特點:

  (1) 重量輕

  據統計,世界300多種無人機(不包括有人機改成的無人機)中,有66.9%的起飛重量不超過200kg,起飛重量大于2000kg的不超過10%

  (2) 費用低

  中小型無人機價格范圍1萬至100萬美元之間,其中24%的無人機在十萬美元以下,而且有不少小型無人機在1萬美元以下,在駕駛員培訓和燃料消耗方面無人機也比有人機低得多

  (3) 機動性高

  無人機不需要考慮人體的承受能力,過載可以大于4g,有的無人機過載甚至達到12g(g為重力加速度)。而有人機必須考慮人體承受能力,機動型受到限制。

  (4) 適應性強

  無人機發射和回收比較簡單、靈活、多樣,彈射、滑跑、手擲或由母機帶到空中發射,降落時可用攔截網、傘降、滑降等等,這為在復雜地形、不同情況下使用提供了便利

  (5) 安全性高

  人不必冒生命危險是無人機最根本的特點。他能在高危區域執行任務,能在復雜惡劣氣候條件下或在有核、生物、化學作用的危害區工作,能晝夜長時間連續飛行。

  鑒于其獨特優勢,無人機的使用范圍已經拓寬到軍事、科研、民用三大領域。隨著航空領域的迅猛發展,航空器門類繁多,按照動力系統可分為旋翼和固定翼兩大類,其性能特點如下表所示:

            固定翼無人機          旋翼無人機

  續航能力        3                 2

  飛行半徑        3                 2

  巡航速度        3                 2

  飛行穩定性       1                 3

  安全性         3                  2

  任務操控性       1                 3

  任務載重        3                  2

  二、 無人機目前應用狀況

  1、 旋翼無人機

  旋翼無人機因其飛行穩定性高、操控性佳和可懸停等優勢,目前應用于許多商用、民用以及軍用領域。下表是我總結的旋翼無人機在民、商、軍三大領域中的具體用途如下表:

 

  民用領域  商用領域  軍用領域
 

1、地震、火災以及核事故的危險災區搜救。

2、搭載電子設備進行科研試驗

3、民間航模愛者

4、警用偵查

1、商業航空拍攝

2、商業宣傳

1、對高危建筑精確勘測

2、巡查邊境

3、高危地區軍事情報偵察

4、小規模軍事打擊

5、炮火校正

6、通信中繼

 

  2、固定翼無人機

  固定翼無人機續航能力強、飛行半徑大、巡航速度快、載重能力強等優勢,目前應用也較為廣泛,固定翼無人機在,三大領域中具體用途匯總如下表:

 

  民用領域 商用領域 軍用領域
 

1、地圖測繪

2、危險地區地質勘探

3、地震、洪水等大型露天災區勘察、搜救

1、飛行表演

2、電影道具

1、軍事、反恐偵察

2、軍事打擊

3、軍事誘餌

 

  無人機目前的應用領域已經十分廣泛,據詢問相關公司從業人員以及查看網絡文獻,低端航拍無人機的應用遠不止上面所列舉的,此外還有固定翼航拍森林防火、農作物估產、管道巡查、保護野生動物監測、軍事偵察、固定翼航拍環境監測、大氣取樣、增雨、資源勘測等。

  可以說無人機已經滲透到了生活的各個方面,但是仍然有大量可應用的領域尚待開發,后文我將會專門針對這點進行闡述。

  三、 國內無人機發展現狀

  1、技術水平

  總的來說,國內無人機技術水平在世界與先進國家有很大差距。美國的“全球鷹”固定翼無人機,以色列的“蒼鷺”固定翼無人機都已實現全球巡邏偵查,航速可接近音速、續航時間20—40h。美國波音公司研制的蜂鳥A160旋翼大型無人機,巡航速度可達260km/h,續航能力為30到40個小時。這些代表了目前大型無人機領域當前的最高水平。

  

 

  圖3.1.1 以色列蒼鷺固定翼無人機

  

 

  圖3.1.2 美國全球鷹固定翼無人機

  

 

  圖3.1.3 美國蜂鳥A160旋翼無人機

  除大型無人機之外,美國還研制出了翼展僅16cm的微型撲翼間諜無人機,更是一種無人機領域的突破。

  

 

  圖3.1.4 美國蜂鳥微型間諜無人機

  相比之下國內的無人機技術水平要落后得多,民用無人機除電子設備外其性能和玩具航模類似。而軍用無人機由于動力系統、電子設備、空氣動力學設計等極為落后,和外國無人機發展先進水平不可同日而語。

  在大型無人機方面,中國的“翔龍”無人機屬于最先進的軍用固定翼無人機之一,其作戰半徑2500km,續航時間10小時,和世界先進無人機的全球偵查,續航能力30至40小時的性能相差甚遠。

  

 

  圖3.1.5 中國翔龍無人機模型(聯翼布局)

  大型旋翼無人機的性能相較世界先進水平幾乎可以忽略不計。(注:V750無人直升機為中國目前最大旋翼無人機,起飛重量為757公斤,任務載荷大于80公斤,最大平飛速度為每小時161公里,最大航程為500公里,續航時間大于4小時。該機可人工遙控,也可以程控自主飛行,兩種模式在飛行過程中可以切換。V750無人直升機的控制半徑超過150公里,使用升限為3000米。)

  而國內的中小型無人機,固定翼巡航速度普遍在100—150km/h(個別動力三角翼可達400km/h),續航能力2至4小時,有效載重5至20kg。而動力系統基本都采用一個十分落后的雙缸甲醇活塞發動機驅動的木質雙葉片螺旋槳。造成整體性能并不高。機身材料也以玻璃鋼為主要材料。與國際先進水平有很大差距。

  

 

  圖3.1.6 國內目前較為先進“飛鷹”動力三角翼中型無人機

  2、 行業狀況

  國內從事無人機行業的企事業單位有120多家,民營無人機企業,其中很大一部分為航模生產企業轉型而成,技術實力較為薄弱。國內工業部門(包括院所,和航空、航天集團公司)技術高于民營企業,但無人機在我國首要用于軍事用途,所以高空、高速、長航時、大載荷的無人機都被用于軍事領域,幾乎全部是由航空、航天集團和院校所生產。為應付軍事需求,任務十分飽滿而無暇顧及民用領域。

  但隨著國家信息化建設,地球信息技術產業發展,民用無人機市場會逐漸得到重視。除了國內工業部門以外,更需要民營企業生產性價比更高,滿足市場需求的無人機。從而把成本拉下來,應用推上去,這是目前行業發展的趨勢。

  目前無人機行業(尤其民用無人機)缺點:市場不夠規范,需要技術投入。無人機民用領域行業尚未形成,沒有明確的骨干單位。雖然有幾家國有集團公司開始向低端的民用領域進軍和擴展,但是其技術仍然相對不夠先進,不足以以絕對優勢壟斷市場。故,無人機行業的前景還是相當廣闊的。據稱“預計今后十年內,民用無人機市場的銷售額可達10億美元。無論軍用民用,無人機都朝著模塊化、標準化多樣化和系列化的趨勢發展,其應用范圍廣泛,前景喜人。”

  當然,就現狀而言,無人機的民用技術還相當不成熟,以至于造成市場需求不大。首先,由于體制問題,國有公司集團生產無人機成本過高,一架中型普通無人機價格相當于一輛中高檔轎車,從而抑制了市場需求;其次,目前無人機操控系統優化技術落后,對操控手依賴太強,需要幾年飛行經驗,并且一個閃失就容易摔機,銷售市場做不起。目前正因缺乏對相關方面的技術研究和資金投入,所以造成民用市場難以打開的局面。解決技術問題不僅與材料、元器件、設備、微制造技術相關,而且與優化設計,綜合集成能力等多方面能力有關。

  四、 無人機產業未來方向與前景

  在未來很長的一段時間,發展速度和資金流動最快的應該是低端民用無人機領域,而且上面也已經簡單提到,未來民用無人機市場門檻并不高,發展研究方向主要是兩大點。第一是降低成本,第二是降低對專業控制人員的依賴,也就是業界普遍說的:要搞“用得起的裝備”“開得動的裝備”。用得起就是低成本,一臺民用無人機就幾十萬元,推廣必然受到限制。開得動,就是操作簡便,做到全自動彈射、全自動傘降等,否則客戶必須依賴廠家,為實用性打了折扣。

  而在飛機設計上,系列化,具有針對性是大勢所趨?,F在由于行業規范雜亂不成系統,客戶需求也沒有合理的規律,所以市面上目前的無人機缺乏針對性。未來研究方向可以進行專業性、針對性較強的無人機研制。比如森林防火要求長航時,科研試驗要求載重大,地震調查需要機動性強、運輸方便、不挑起降場地等。

  當然,這個產業也存在一定風險,上百家無人機企業太過再亂,需要領頭羊制定標準,進行資源整合。所以技術實力較弱的企業可能最終會由于政策標準或者市場標準而敗下陣來。

  五、 ※總結與建議

  1、 無人機系統發展現狀和發展趨勢總結

  綜合以上分析,無人機系統整體上屬于前景廣闊,市場應用價值極高的產品。軍用無人機因其專業背景強、技術要求高、投入資金大等門檻,被國有集團公司所壟斷。而前景更為廣闊,應用面更為廣泛的民用無人機領域由于不受技術實力強的企業重視,目前技術落后,在解決價格過高和操控復雜的問題上缺乏技術研究和投入,可以說行業整體尚處于起步或者說空白階段,稍加研究和投入便能出喜人成果,充滿機遇。

  從學校的角度而言,目前步入民用無人機領域正是一個很好的時機。在民用無人機領域整體技術都比較落后,并且不受技術實力雄厚的研究所、院校、國有集團單位重視的時候,在無人機控制優化和集成方面,以及降低制造成本方面很容易就能出學術成果,并且由于產業需求逐步擴大,市場前景大,學術成能迅速轉化為生產力,對創造社會財富,推動行業發展都有很大幫助。況且作為學校,除了尋找合作企業外不存在投資風險問題,這一點也是一個很大的優勢所在。

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