無人機發(fā)射和回收方法一覽

孫燁成堅 趙盼

【摘 要】同有人駕駛飛機的起飛和降落階段一樣，在無人機的運用中，發(fā)射與回收階段往往被認為是最困難、最關(guān)鍵的階段，同樣也是多種多樣的。本文以支持發(fā)射與回收的載體機構(gòu)作為分類依據(jù)，列舉了目前常見的無人機發(fā)射和回收方法。

【關(guān)鍵詞】無人機；發(fā)射和回收方法

無人機是“無人駕駛空中飛行器”（UAV）或“遙控駕駛飛行器”（RPV）的簡稱，無人機的“無人”這一特點，使其在運用的時候默默無聞，不能像有人駕駛飛機那樣，被外界大書特書。在一般人眼里，無人機可能就是一架遙控飛機，或是電視新聞里無人機一些偵察的場面，除此之外，也許就是一些展覽中的圖片和數(shù)據(jù)的堆砌。但是，近年來，無人機的飛速發(fā)展引起世界各國的普遍關(guān)注，無論在國防領(lǐng)域還是在民用方面都有廣泛的應(yīng)用。

同有人飛機的起飛和降落階段一樣，在無人機的運用中，發(fā)射與回收階段往往被認為是最困難、最關(guān)鍵的階段，同樣也是多種多樣的，世界無人機有多少種發(fā)射方式和回收方式，這很難說出精確數(shù)字，但可以肯定地說，比有人飛機的起飛著陸方式要多得多。

一、無人機的發(fā)射方法

無人機的發(fā)射方法有很多，在概念上有些十分簡單，有些又十分復(fù)雜。許多發(fā)射概念源于各種大型飛行器的發(fā)射經(jīng)驗，另一些為小型無人飛行器所特有。

目前常見的發(fā)射方式有起落架滑跑（Wheeled Take-off Launcher）、起飛跑車滑跑（Running Launcher）、母機空中發(fā)射（Air Drop Launcher）、發(fā)射架上發(fā)射或彈射（Catapult Launcher）、容器（箱式）內(nèi)發(fā)射或彈射（Tube Launcher）、火箭助推（Booster Rocket Launcher）、垂直起落（Vertical Take-off Launcher）、纜繩系留、手拋（Hand Launcher）和自動發(fā)射（Auto Launcher）等方法。

或許簡單的發(fā)射方式源于航模的“手拋發(fā)射”。這種方式很實用，但僅適用于重量相對較輕的飛行器，這類飛行器載重量低，動力適當。（例如美國的“指針”無人機）

手拋式發(fā)射（Hand Launcher）起落架滑跑（Wheeled Take-off Launcher）

普通的輪式發(fā)射同樣簡便，但需要一塊平整好的場地并要小心翼翼地控制飛行的航向。這種方式一般需要人工操縱。（例如美國的“禿鷹”、巴西的BQM-1BR無人機）

許多無人機，尤其是靶機是裝載在固定翼飛機上從空中發(fā)射的，這些無人機通常都具有較高的失速，由渦輪噴氣發(fā)動機提供動力。（例如意大利的“米拉奇”）

母機空中發(fā)射（Air Drop Launcher）火箭助推（Booster rocket Launcher）

有些無人機通常也在地面上利用火箭助推發(fā)射。火箭助推發(fā)射方式為使飛行器達到起飛速度通常需要有效作用距離上施加一個發(fā)射力，但一般要求在一段很長距離內(nèi)把發(fā)射力施加在飛機上，以使其達到飛行速度。在應(yīng)用火箭助推發(fā)射前，必須仔細地對推力線進行校準，以確定飛行器沒有施加任何力矩，從而避免控制問題的出現(xiàn)。

車載發(fā)射是一種費用低廉而且實用的方法。除了需要一塊干河床或者一條跑道外，剩下的就是將飛機及其配件裝載在發(fā)射車頂上，鼓足勁兒駕車飛馳。（例如英國的 “天眼”無人機）

助跑式發(fā)射（Running launcher） 軌道發(fā)射（Catapult Launcher）

有些無人機通過導(dǎo)軌或軌道加速到發(fā)射速度的裝置稱為軌道發(fā)射器（例如英國的 “不死鳥”無人機）。

另外，垂直起降無人機的獨特設(shè)計，所需的發(fā)射裝置很少，所以特別適于地面作戰(zhàn)行動，然而，出于對軍事行動中機動性的考慮，垂直起降無人機通常需要一輛載車，載車上的裝置可以確保無人機在運輸過程中的安全，有時還包括檢測、啟動和服務(wù)性設(shè)備。（例如加拿大的 “哨兵”、美國的QH-50無人機）。

垂直起落（Vertical take-off Launcher）

旋轉(zhuǎn)發(fā)射系統(tǒng)是無人機的一種新穎別致的發(fā)射方式，在二戰(zhàn)時期用于小靶機的發(fā)射，為炮兵提供靶標。這個系統(tǒng)有一個環(huán)形的軌道或跑道，中央的標桿上固定有一個托車，無人機就放置在托車上。發(fā)動機啟動時，托車松脫并開始沿著軌道旋轉(zhuǎn)加速，當旋轉(zhuǎn)速度達到發(fā)射速度時，無人機脫離托車，沿環(huán)行軌道的正切方向起飛。盡管這個系統(tǒng)要求在發(fā)射的瞬間對飛機實施有效控制，但它工作良好并且操作相對簡單。當然，使用這個系統(tǒng)需要有固定的發(fā)射場地。

二、無人機的回收方法

和發(fā)射一樣，無人機的回收也有多種可行的選擇。下面將介紹一些時下已經(jīng)應(yīng)用的回收方法。常見的回收方法有垂直起落回收（Vertical Landing Recovery）、捕鉤回收（Arresting Hook Recovery）、起落架著陸（Wheeled Landing Recovery）、翼傘回收（Parafoil Recovery）、傘降回收（Parachute Recovery）、撞網(wǎng)回收（Net Recovery）、氣袋或氣墊回收（Airbag Recovery）、滑撬回收（Skid Recovery）、靠機身腹部或背部的結(jié)構(gòu)擦地回收（Body landing Recovery）、迫降回收、飛機回收、火箭反向制動回收等。

固定翼無人機最常用的回收方法是滑道回收，例如跑道降落。要實施這種回收方法，無人機必須裝有著陸用的輪胎，同時它的控制系統(tǒng)必須能夠完成典型定翼飛機的拉平操縱。實踐證明在飛機著陸滑行期間，控制方向極其重要，這就要求無人機具備剎車系統(tǒng)。

一種經(jīng)常使用的適于跑道降落的技術(shù)是給無人機裝備一個尾鉤，并在跑道上安裝減速齒輪（例如以色列的 “先鋒”“猛犬”“偵察兵”無人機）。使用這種方法，只需在飛機著陸滑行期間進行方向控制，基本不需要機上剎車。

目前使用減速齒輪吸收能量的主要有兩種：一種是摩擦剎車，它有一個繞著纜繩或帶子的卷筒，連接到“地掛”上（與無人機尾鉤咬合的線或纜繩）；另一種是液動絞盤，一個帶有轉(zhuǎn)子的簡易水管與一個卷筒銜接，卷筒上繞著尼龍帶。當使用磨擦剎車時，帶子被纏繞進地掛。

捕鉤回收（Arresting hook Recovery） 撞網(wǎng)回收（Net Recovery）

在靶機和一些無人機上使用傘降回收系統(tǒng)已有較長的歷史。當然，降落傘的使用要求無人機具有足夠的載重和容積為傘包提供艙位。為了減少傘和地面、水面沖撞所造成的損害，人們設(shè)計作用了許多不同形狀的降落傘，都具有相對低的下降速率。有些無人機使用氣囊或耐壓結(jié)構(gòu)以減小觸地的負荷。

傘降回收（Parachute Recovery）垂直起落回收（Vertical landing Recovery）

依據(jù)一些特殊用戶的需求，大量垂直起降無人機和無人直升機被列入研發(fā)生產(chǎn)計劃，研究生產(chǎn)范圍從純直升機到?jīng)_擊導(dǎo)引裝置和傾斜翼無人機，所有垂直起降無人機都有能夠在機體與艦艇甲板之間保持相對低速的明顯優(yōu)勢。

中空打撈式回收為無人機的回收提供了新的途徑，從艦船起飛的直升機飛向無人機，把無人機像貨物一樣卸在甲板上（例如美國的 “火蜂”Ⅱ無人機）。

在中空回收方面美國空軍具有豐富的經(jīng)驗，他們已對靶機、巡航導(dǎo)彈等進行了成功回收。例如，在越南戰(zhàn)爭中，對探測目標的回收成功率超過96%。中空回收不需要末段跟蹤導(dǎo)航，但需要機組人員嫻熟的技能和敬業(yè)精神，以及特殊結(jié)構(gòu)的飛行器。

參考文獻：

[1]《國外無人機大全》，航空工業(yè)出版社，2001.

[2]《航空航天概論》，北京航空航天大學(xué)出版社，1997.

[3]《形形色色的飛機》，國防工業(yè)出版社，2003.