1.2.2 发展历程

1.世界无人机发展历史

从1903年莱特兄弟驾驶世界上第一架飞机试飞到提出无人驾驶飞行器这个概念仅仅过去十几年。此后一百多年间，无人机在飞行平台、控制技术、数据传输、导航通信、载荷设备等各技术领域都取得了显著的进步。随着科学技术的进步，无人机在军事战场上体现了十足的重要性。从军事到民用的转变，使得无人机大放光彩。无人机在民用领域应用广泛，也带动了一大批产业迅速发展。无人机的发展大致可分为三个阶段：萌芽起步期、探索发展期和成熟稳定期。

1）萌芽起步期

最开始，无人机的出现主要是用于军事领域。1917年，美国人斯佩里发明了世界上第一台自动陀螺仪，美国海军采用了此款陀螺仪，并将“柯蒂斯”N-9式教练机改装成世界首架由无线电操控的无人飞行器“空中鱼雷”式。“空中鱼雷”式无人机如图1-2所示，于1918年顺利飞行，但从未参加过战争。

随着三维立体作战模式逐渐形成，以及防空需求的增加，20世纪20年代后，为了满足防空训练的需要，远程控制无人靶机开始出现。1935年，英国的“蜂王”无人机问世，实现了现代无人机发射后能飞回至起飞点。“蜂王”无人机如图1-3所示，其最高飞行高度为17000ft，最高飞行速度为100mi/h，但由于当时的技术相对落后，逐渐被英国皇家空军弃用。

在这一阶段的无人机研发过程中，无人机基本没有携带任何的任务载荷，仅作为靶机使用。地面上的操纵人员利用无线电遥控设备操纵搭载低精度机械陀螺仪的无人机进行飞行。伴随着有人机的快速发展，这一阶段的无人机也突破了原有飞行速度和飞行高度的限制，从不可回收到可回收重复使用，从平稳飞行到大机动动作飞行，发展意义重大，影响深远，大大提高了无人机在战场上的表现。

2）探索发展期

20世纪60年代起，无人机逐渐应用在战场之中。美国在越南战场上使用“火蜂”号无人机进行空中侦察，获取地面情报。以色列使用“侦察兵”“猛犬”等多型号无人机在战场中执行火力侦察、伪装诱饵、电子欺骗等任务。

1994年，美国制造了“捕食者”无人机，其升级版将侦察用途的飞机改造成可携带武器并能攻击目标的无人机，开创“察打一体”的先河。1999年，“捕食者”“先锋”“猎人”等多款无人机在科索沃战争中执行空中侦察、战场监控、电子对抗等任务。

进入21世纪以后，各国无人机发展极其迅速，全球50多个国家和地区共研发出近千种无人机。2004年，美国制造出RO-7B“幻影”无人机，是当时无人机家族中最小的一款。2007年，美国“捕食者B”“死神”无人机正式服役。2009年，由臭鼬工厂（Skunk Works）设计生产的RQ-170“哨兵”无人机在美国空军服役，飞行高度可达50000ft。2010年，美国研制的高空高速长航时无人机侦察机RQ-4A“全球鹰”无人机部署在美国空军基地。

在横跨半个世纪的发展过程中，无人机系统从简单的机械陀螺仪向采用惯性导航加“罗兰”无线电导航的方式，从无任务载荷到加装简单载荷（如相机、红外探测等任务载荷），从操纵方式为遥控器到加装程序控制方式转变。至20世纪末，无人机上的导航定位系统升级为卫星定位与惯性导航组合的系统方式，任务载荷也实现了从最基本的载荷到加装光电吊舱的转变，控制方式也慢慢转变至程序控制与指令控制。至21世纪初，无人机发展已基本成熟，不少无人机至今仍在服役。从近程操控变成高空长航时，任务载荷除光电吊舱外还加装雷达等设备，无人机从侦察、干扰向使用大展弦比的攻击型无人机平台转变，导航系统主要采用差分定位方法加微型惯性导航系统，采用程序控制加交互控制的方式，能自主控制并实时交互。

3）成熟稳定期

从2011年至今是无人机发展的成熟稳定期。2012年12月，欧洲“神经元”隐身无人机（图1-4）在法国伊斯特利斯飞行试验中心首飞成功。2013年8月，英国“雷神”隐身无人机（图1-5）在澳大利亚武麦拉试验场完成首飞。2019年8月，俄罗斯“猎人B”隐身无人机（图1-6）秘密试飞。这一阶段，无人机发展趋于稳定。在军事上，无人机逐渐向隐身化发展，通过改变结构布局以及使用隐身材料实现飞行平台隐身，避免雷达侦察。无人机也从单一作战逐渐向集群化、智能化战斗发展。任务载荷由侦察监视设备与精确制导武器等组成。随着人工智能技术的快速发展，无人机系统越来越智能、自主，性能也随着材料等技术的发展逐渐提高，战斗技术更加多样。

2.我国军用无人机发展历史

我国自20世纪50年代开始使用无人机，直至1966年12月，我国第一架无人机“长空一号”首飞成功，这也代表着我国的无人机进入自主研发生产阶段。“长空一号”无人机定义为靶机。1978年5月，北京航空学院研制的“长虹一号”无人机试飞成功，成为我国首架高空无人侦察机，又名“无侦-5”，如图1-7所示。1994年12月，由西北工业大学西安爱生技术集团研制完成ASN-206多用途无人机，它可以实时进行视频传输，为我军前线侦察提供了强有力的支持。

自1999年开始，中国航天科技集团有限公司开始研制无人机。2004年，该无人机项目团队在没有任何经验和外界帮助的情况下，自主研制出具备自主飞行能力的“彩虹-1”无人机。2007年，“彩虹-3”无人机首飞成功，在国内率先实现了“察打一体化”的无人机系统。“彩虹-3”无人机翼展8m，机长5.5m，机高2m，起飞重量650kg，有效载荷60~180kg，最大升限7000m，最大速度256km/h，巡航高度3000~5000m，最大航程2400km，巡航时间12~15h，动力系统采用活塞发动机，如图1-8所示。

2011年，“翔龙”无人机面世，它是由中国航空工业成都飞机工业集团有限公司自主研发设计的一款大型高速高空长航时无人侦察机。“翔龙”无人侦察机如图1-9所示，机翼采用比较新颖的菱形联翼结构，在稳定性方面表现良好，升阻比比较高。“翔龙”无人机全身机长达14.33m，机翼翼展24.86m，飞机机身高5.413m，正常起飞重量6800kg，任务载荷600kg，巡航高度为18000m~20000m，巡航速度大于700km/h；作战半径2000~2500km，续航时间最大10h，起飞滑跑距离350m，着陆滑跑距离500m。

2012年11月，“翼龙”系列无人机亮相珠海航展，它是由中国航空工业集团成都飞机设计研究所研制的一种中低空、军民两用、长航时多用途无人机。2021年7月下旬，河南省大范围突发极端强降雨（7·20郑州特大暴雨），导致部分地域引发了洪涝灾害，巩义市米河镇多个村庄通信中断。7月21日，经研究，相关部门紧急调派“翼龙2H”无人机（图1-10）在空中充当应急通信平台，在跨区域长途飞行4.5h后抵达巩义市，21日18时21分进入米河镇通信中断区域，利用其上搭载的移动公网基站，实现了大约50km ² 范围的长时稳定的连续移动信号覆盖。截至晚20时，空中移动基站共计连接用户2572个，产生流量1089.89MB，单次最大接入用户648个，为广大灾区居民及时恢复了移动公网信号，打通了保障生命的应急通信线。

2021年珠海航展上，“攻击-11”无人机、“彩虹-4”无人机、“彩虹-6”无人机、“无侦-7”无人机、“无侦-8”无人机、WJ-700“猎鹰”无人机、“飞鸿-97”无人机、“彩虹-10”无人机纷纷亮相，也宣告我国逐渐走向自主生产研发无人机的大国时代。

3.民用无人机发展

民用无人机相较于军用无人机起步较晚。20世纪80年代，日本雅马哈公司率先开发了一款用于农业飞防的无人直升机，并在1989年首次试飞成功。21世纪初，随着电子技术的快速发展，民用无人机迎来各国关注。2006年，汪滔创立深圳市大疆创新科技有限公司（本书简称大疆公司）。该公司先后推出了“精灵”（Phantom）系列、“悟”（Inspire）系列、“御”（Mavic）系列等消费级无人机，在民用无人机中影响巨大。2015年，无人机行业爆发，各无人机厂家飞速发展，为民用无人机行业的发展创造了非常有利的条件。目前，大疆公司的无人机在市场上依然有较高的占有率，在全球民用无人机领域也有不可撼动的地位。大疆“悟2”无人机如图1-11所示。