无人机,也称为无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),是一种配备了数据处理系统、传感器、自动控制系统和通信系统等必要机载设备的飞行器,能够进行一定的稳态控制和飞行,且具备一定的自主飞行能力而无须人工干预。
无人机技术是一门涉及多个技术领域的综合技术,它对通信技术、传感器技术、人工智能技术、图像处理技术、模式识别技术和控制理论都有较高的要求。
在无人机上虽然没有驾驶舱,但是安装有自动驾驶仪、程序控制装置等。无人机驾驶员通过雷达设备,在地面、舰艇或母机遥控站对无人机进行跟踪、定位、遥控、遥测和数据传输。
目前无人机已应用于航拍、空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等工作中。
1910 年,在莱特兄弟所取得的成功的鼓舞下,来自俄亥俄州的年轻军事工程师查尔斯·科特林建议使用没有人驾驶的飞行器:用钟表机械装置控制飞机,使其在预定地点抛掉机翼并像炸弹一样落向敌人。在美国陆军的支持和资助下,他制成并试验了几个模型,取名为“科特林空中鱼雷”“科特林虫子”。
1933 年,英国研制出了第一架可重复使用的无人驾驶飞行器——“蜂王”。使用 3 架经修复的“小仙后”双翼机进行试验,从海船上对其进行无线电遥控,其中 2 架失事,但第三架试飞成功,使英国成为第一个研制并试飞成功无线电遥控靶机的国家。
德国科学家领先时代数十年。实际上直到 20 世纪 80 年代末,世界上每一种研制成功的无人机都是以V-1 巡航导弹(图 1-1)或“福克-沃尔夫”(FW 189)飞机的构造思想为基础的。
图1-1 V-1 巡航导弹
第二次世界大战期间,美国海军首先将无人机作为空面武器使用。1944 年,美国海军为了对德国潜艇基地进行打击,使用了由B-17 轰炸机改装的遥控舰载机。
美国特里达因·瑞安公司生产的“火蜂”系列无人机(图 1-2)是当时设计独一无二、产量最大的无人机。1948—1995 年,该系列无人机产生多种机型:无人靶机(亚音速和超音速)、无人侦察机、无人电子对抗机、无人攻击机、多用途无人机等。美国空军、陆军和海军多年来一直在使用以BQM-34A“火蜂”靶机为原型研制的多型无人机。
图1-2 美国“火蜂”无人机
自 20 世纪 70 年代起,以色列军事专家、科学家和设计师对无人驾驶技术装备的发展作出了突出贡献,并使以色列在世界无人驾驶系统的研制和作战使用领域占有重要地位。
全世界都在造无人机,20 世纪 80—90 年代,除了美国和以色列外,其他国家的许多飞机制造公司也在从事无人机的研制与生产。西方国家中在无人机研制与生产领域占据领先位置的是美国,从高级司令部到营、连各指挥层次均有使用无人侦察机。其中许多无人机可携带制导武器(炸弹、导弹)、目标指示和火力校射装置,最著名的是“捕食者”可复用无人机(图1-3)、世界上最大的无人机“全球鹰”(图 1-4)、“影子-200”低空无人机、“扫描鹰”小型无人机、“火力侦察兵”无人直升机(图 1-5)。
图1-3 美国“捕食者”无人机
图1-4 美国“全球鹰”无人机
图1-5 “火力侦察兵”无人直升机