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无人驾驶直升机的技术发展及其关键技术

第22卷 第1期 2004年3月

飞 行 力 学

FL IGH T  D YNAM I CS

V o l

.22 N o .1M ar .2004 

收稿日期:2003204201;修订日期:2003211201

作者简介:彭延辉(19772),男,黑龙江哈尔滨人,硕士研究生,主要从事旋翼空气动力学、气动噪声的研究;

徐国华(19632),男,江西临川人,教授,博士生导师,主要从事旋翼空气动力学和气动噪声等方面的研究。文章编号:100220853(2004)0120001205

无人驾驶直升机的技术

发展及其关键技术

彭延辉,徐国华

(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室,江苏南京210016)

  摘 要:介绍了无人驾驶直升机的系统组成和技术特点,重点讨论了当前的研究进展和控制技术的发展,分析了发展无人驾驶直升机的关键技术,并对未来无人驾驶直升机的发展方向提出了展望。  关 键 词:无人飞行器;直升机;关键技术  中图分类号:V 27511   文献标识码:A

引言

  无人驾驶直升机(以下称无人直升机)是指由无线电地面遥控飞行或 和自主控制飞行的可垂直起降(V TOL )不载人飞行器,在构造形式上属于旋翼飞行器,在功能上属于垂直起降飞行器。近十几年来,随着复合材料、动力系统、传感器、尤其是飞行控制等技术的研究进展,无人直升机得到了迅速的发展,正日益成为人们关注的焦点。

无人直升机具有独特的飞行性能及使用价值。与有人直升机相比,无人直升机由于无人员伤亡、体积小、造价低、战场生存力强等特点,在许多方面具有无法比拟的优越性。与固定翼无人机相比,无人直升机可垂直起降、空中悬停,朝任意方向飞行,其起飞着陆场地小,不必配备象固定翼无人机那样复杂、大体积的发射回收系统。在军用方面,无人直升机既能执行各种非杀伤性任务,又能执行各种软硬杀伤性任务,包括侦察、监视、目标截获、诱饵、攻击、通信中继等。在民用方面,无人直升机在大气监测、交通监控、资源勘探、电力线路检测、森林防火等方面具有广泛的应用前景。

世界各国已充分认识到无人直升机在未来战争和民用中的作用,发展无人直升机已成为旋翼飞行器发展的一个重要方向,本文对无人直升机的技术

发展及其关键技术作一概述。

1 无人直升机系统组成和技术特点

111 系统组成

无人直升机系统大体上由直升机本体、控制与导航系统、综合无线电系统和任务载荷设备等组成[1]。

直升机本体包括旋翼、尾桨、机体、操纵系统、动力装置等。控制与导航系统
包括地面控制站、机载姿态传感器、飞控计算机、定位与导航设备、飞行监控及显示系统等。这一部分是无人直升机系统的关键部分,也是较难实现的部分。综合无线电系统包括无线电传输与通讯设备等,由机载数据终端、地面数据终端、天线、天线控制设备等组成。任务载荷设备包括光电、红外和雷达侦察设备以及电子对抗设备、通

直升机本体包括旋翼、尾桨、机体、操纵系统、动力装置等。控制与导航系统包括地面控制站、机载姿态传感器、飞控计算机、定位与导航设备、飞行监控及显示系统等。这一部分是无人直升机系统的关键部分,也是较难实现的部分。综合无线电系统包括无线电传输与通讯设备等,由机载数据终端、地面数据终端、天线、天线控制设备等组成。任务载荷设备包括光电、红外和雷达侦察设备以及电子对抗设备、通

信中继设备等。112 技术特点

(1)由于直升机本身结构的特点,使得无人直升

机的空气动力学、飞行力学问题较复杂。无人直升机操纵通道多、耦合较强,是一种稳定性差、控制难的飞行器,其操纵和飞行控制要比有人驾驶直升机和

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