無(wú)人機(jī)空中發(fā)射與回收技術(shù)分析

崔巍，張悅，鄭鵬，李思梁，楊麗英，何玉慶

1.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)

2.中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所

3.機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

隨著無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，無(wú)人機(jī)空中發(fā)射與回收技術(shù)成為熱點(diǎn)，本文列舉國(guó)內(nèi)外典型無(wú)人機(jī)空中發(fā)射與回收技術(shù)，闡述其特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前空基發(fā)射與回收關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，并展望未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)在電力巡檢、災(zāi)難救援、反恐防暴等領(lǐng)域應(yīng)用愈加廣泛。在實(shí)際應(yīng)用中，為解決跨地域、長(zhǎng)航時(shí)、大范圍搜索以及作戰(zhàn)生存力等諸多問(wèn)題，可以利用大型載機(jī)為平臺(tái)，搭載若干子機(jī)，發(fā)揮互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，在一定程度上能解決后勤補(bǔ)給和續(xù)航能力不足等問(wèn)題，且不易受地形約束，擴(kuò)大作戰(zhàn)半徑。無(wú)人機(jī)的空中發(fā)射和回收作為應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，對(duì)其機(jī)動(dòng)性、重復(fù)使用性、整體輕量化等指標(biāo)有直接要求。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過(guò)將母機(jī)平臺(tái)與釋放回收技術(shù)相結(jié)合，研究出一系列典型空中發(fā)射回收技術(shù)。

無(wú)人機(jī)空中發(fā)射技術(shù)

繩鉤釋放

早在20世紀(jì)初，美國(guó)海軍就利用飛艇通過(guò)人工掛鉤方式，實(shí)現(xiàn)空中釋放“雀鷹”無(wú)人機(jī)。被回收的子機(jī)“雀鷹”由當(dāng)時(shí)典型偵察機(jī)改裝而成，如圖1所示。通過(guò)在“雀鷹”機(jī)翼上方靠近重心的位置，安裝一套帶鉤的懸掛架，與母艇腹部的繩鉤鐵環(huán)相連，母艇釋放無(wú)人機(jī)之前，鉤環(huán)處于鎖死狀態(tài)，“雀鷹”通過(guò)懸掛架后方的斜桿保持機(jī)體穩(wěn)定。釋放時(shí)，先由懸掛架將“雀鷹”置于母艇之外的風(fēng)場(chǎng)滑流區(qū)，隨后啟動(dòng)母艇發(fā)動(dòng)機(jī)，待“雀鷹”上的掛鉤從懸掛架末端橫杠滑出，母艇內(nèi)飛行員稍加油門(mén)，“雀鷹”即被釋放轉(zhuǎn)入飛行模式。但“雀鷹”的釋放操作繁瑣，大部分依賴于人工。

載機(jī)投放

載機(jī)投放是將子機(jī)搭載于其他飛行器機(jī)腹或機(jī)翼下方，運(yùn)載平臺(tái)先以正常速度飛行，投放時(shí)，打開(kāi)機(jī)艙或松開(kāi)鎖掛裝置，空中投放無(wú)人機(jī)。

美國(guó)動(dòng)力（Dynetics）公司“小精靈”項(xiàng)目第二階段試驗(yàn)采用了固定翼載機(jī)投放方式。此項(xiàng)目以C-130運(yùn)輸機(jī)為載機(jī)，“小精靈”無(wú)人機(jī)被掛載于其機(jī)翼下方，得到投放指令后，C-130松開(kāi)機(jī)翼下方鎖掛裝置，“小精靈”依靠自身重力與母機(jī)分離，整個(gè)過(guò)程類似空中投彈。美國(guó)“捕食者”和“暴風(fēng)雨”均采用此方式完成“西卡德”無(wú)人機(jī)投放。

另一種載機(jī)投放方式用于多旋翼無(wú)人機(jī)，最近由美國(guó)西點(diǎn)軍校ADDAS項(xiàng)目研制。此裝置由直升機(jī)作為載機(jī)，阻力傘、泡沫分配箱和F450四旋翼無(wú)人機(jī)被作為整體投放。如圖2是四旋翼無(wú)人機(jī)空投裝置示意圖，圖3是四旋翼分配器示意圖：被投放的四旋翼無(wú)人機(jī)左右轉(zhuǎn)子之間用兩根鋁桿平行連接，豎直置于自動(dòng)泡沫分配箱中，分配箱中的機(jī)電閂門(mén)將其鎖定，并分配至軌道上固定，整個(gè)箱體上方懸掛阻力傘。投放前由直升機(jī)將箱體連同阻力傘帶往指定高度，收到投放信號(hào)后，阻力傘打開(kāi)，箱門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，閂門(mén)解鎖，四旋翼無(wú)人機(jī)靠重力從滑道中滑出。

圖2 四旋翼空投裝置示意圖。

圖3 四旋翼無(wú)人機(jī)分配器示意圖。

載機(jī)投放原理簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，執(zhí)行速度快，因此可降低從發(fā)射到目標(biāo)區(qū)域被攔截的可能。但受風(fēng)阻及外界環(huán)境疊加因素影響，投放時(shí)可操縱距離短，對(duì)子機(jī)控制要求高。

發(fā)射管發(fā)射

發(fā)射管發(fā)射主要是以現(xiàn)有戰(zhàn)斗機(jī)上的機(jī)載干擾彈彈筒作為空中發(fā)射平臺(tái)，小型無(wú)人機(jī)折疊后置于干擾彈發(fā)射筒中，而后將其彈出的一種發(fā)射方式。

美國(guó)國(guó)防部戰(zhàn)略能力辦公室（SCO）推動(dòng)發(fā)展的“灰山鶉”項(xiàng)目采用了典型固定翼無(wú)人機(jī)管式發(fā)射方式，如圖4所示?！盎疑靳嚒睙o(wú)人機(jī)采用3D打印制造技術(shù)，機(jī)翼均采用碳纖維復(fù)合材料，形狀為風(fēng)洞試驗(yàn)確定的最佳氣動(dòng)布局；選用低阻力凱芙拉纖維作為機(jī)身材質(zhì)。發(fā)射前被折疊置于防損壞保護(hù)殼內(nèi)，殼后側(cè)裝有阻力傘或減阻飄帶，以確保無(wú)人機(jī)下降時(shí)機(jī)頭朝下，金屬保護(hù)殼連同無(wú)人機(jī)被裝載于F-16曳光彈投放器上。發(fā)射時(shí)，金屬殼體被發(fā)射管彈出，降落傘或減阻飄帶展開(kāi)，隨后與“灰山鶉”無(wú)人機(jī)分離，最后“灰山鶉”靠尾部螺旋槳及特制機(jī)翼穩(wěn)定飛行。美國(guó)海軍研究局（ONR）開(kāi)展的“蝗蟲(chóng)”項(xiàng)目和雷神公司發(fā)射的“郊狼”均采用管式發(fā)射方式。

圖4 “灰山鶉”無(wú)人機(jī)”在空中被發(fā)射。

另一種是多旋翼無(wú)人機(jī)管式發(fā)射項(xiàng)目，由美國(guó)國(guó)防預(yù)研局（DARPA）資助。該項(xiàng)目子機(jī)“魷魚(yú)”（SQUID）為可折疊式六旋翼無(wú)人機(jī)，機(jī)臂采用中空碳纖維復(fù)合材料管，碳管通過(guò)被動(dòng)彈簧負(fù)載鉸鏈連接到中心體上，允許旋轉(zhuǎn)90°，為提高被動(dòng)彈道穩(wěn)定性，將鋰聚合物電池置于機(jī)頭，從而使氣動(dòng)中心低于重心。此系統(tǒng)能以中小型直升機(jī)為搭載平臺(tái)。圖5是“魷魚(yú)”彈射發(fā)射過(guò)程，圖6是“魷魚(yú)”結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)射前，重量為3．3kg的“魷魚(yú)”被折疊置于彈道發(fā)射管內(nèi)，“魷魚(yú)”和發(fā)射管底座之間，通過(guò)一個(gè)重量為300g的運(yùn)載組件將壓縮氣體產(chǎn)生的發(fā)射載荷直接傳輸?shù)綑C(jī)架的支撐柱上。其中，發(fā)射系統(tǒng)的動(dòng)力由液體一氧化碳提供，同時(shí)運(yùn)載器底部設(shè)有聚乙烯泡沫盤(pán)形成的低摩擦密封，以保證最大限度將壓縮氣體的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

圖5 “魷魚(yú)”彈射發(fā)射過(guò)程。

圖6 “魷魚(yú)”結(jié)構(gòu)示意圖。

此種發(fā)射方式可一次性連續(xù)發(fā)射多架小型無(wú)人機(jī)，響應(yīng)速度快、隱蔽性高，具備高度安全性；但子機(jī)的設(shè)計(jì)較為繁瑣，另一方面由于子機(jī)尺寸和質(zhì)量較小，易受風(fēng)向突變等外界因素影響。

無(wú)人機(jī)空中回收技術(shù)

傘降回收

傘降回收是傘降技術(shù)與直升機(jī)平臺(tái)的有機(jī)結(jié)合，具有無(wú)損、精確等特點(diǎn)。其發(fā)展大致分為三個(gè)階段。

第一階段是采用不具備滑翔能力的圓形傘降系統(tǒng)作為減阻裝置，曾應(yīng)用于美國(guó) CH－3“海王”直升機(jī)；

第二階段取而代之的是高滑翔比沖壓翼傘；

第三階段是在原有基礎(chǔ)上應(yīng)用智能掛鉤系統(tǒng)。

現(xiàn)階段空中傘降回收過(guò)程如圖7所示。母機(jī)平臺(tái)配有空中回收裝置，子機(jī)裝有主降傘、阻力傘、鉤掛傘、吊索和可旋轉(zhuǎn)脫落機(jī)構(gòu)。其回收過(guò)程是，地面站發(fā)出指令，阻力傘首先開(kāi)啟，發(fā)動(dòng)機(jī)隨之停車(chē)，當(dāng)子機(jī)下降到一定高度和速度時(shí)，回收系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，打開(kāi)主降傘和鉤掛傘。主降傘首先處于充氣飽和狀態(tài)，然后完全放氣，此時(shí)主降傘低于鉤掛傘，鉤掛傘下的鉤爪感知到組合繩，完成鉤掛后自動(dòng)閉合，隨后由母機(jī)懸掛帶走。英國(guó)“不死鳥(niǎo)”、加拿大CL-89無(wú)人機(jī)均采用傘降回收。

圖7 空中傘降回收示意圖。

傘降回收適用于各種地形，對(duì)操作人員要求不高。但僅限直升機(jī)作為母機(jī)，當(dāng)回收中小型無(wú)人機(jī)時(shí)，直升機(jī)機(jī)身周?chē)鷶_流區(qū)會(huì)對(duì)回收過(guò)程產(chǎn)生不利影響；再者傘降系統(tǒng)占用一定空間和載荷重量，成本較高，回收率較低。

阻攔網(wǎng)回收

傳統(tǒng)網(wǎng)式回收始于20世紀(jì)70年代末，阻攔網(wǎng)架于地面，被回收無(wú)人機(jī)通過(guò)視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)撞向回收網(wǎng)，撞擊產(chǎn)生的能量一部分由彈性網(wǎng)緩沖，另一部分由網(wǎng)兩側(cè)的吸收器吸收。

地面回收技術(shù)相對(duì)成熟，網(wǎng)式回收逐漸向空中回收轉(zhuǎn)移。最近有單位提出一種微型無(wú)人機(jī)網(wǎng)式回收裝置，該裝置以無(wú)人載機(jī)為捕獲平臺(tái)，根據(jù)接受信號(hào)向空中發(fā)射捕捉網(wǎng)，可以捕獲3m以外的微型無(wú)人機(jī)，如圖8所示，其組成包括捕獲部分、射擊部分、閉鎖部分和觸發(fā)部分。為了保證折疊后的網(wǎng)能夠移動(dòng)到所需位置并展開(kāi)，捕獲部分設(shè)計(jì)成邊長(zhǎng)為1000mm的正方形尼龍網(wǎng)，四顆彈丸分別位于方形網(wǎng)的四個(gè)角；射擊部分為斜彈道中的壓縮彈簧；閉鎖部分由曲柄滑塊或凸輪機(jī)構(gòu)組成，用于彈簧能量?jī)?chǔ)蓄；觸發(fā)部分為一個(gè)堅(jiān)固楔形銷(xiāo)，用作彈簧沿彈道的軸向固定。其工作過(guò)程可分為三個(gè)階段即壓縮、釋放和重置。閉鎖機(jī)構(gòu)同時(shí)壓縮四個(gè)斜彈道中的彈簧；然后觸發(fā)機(jī)構(gòu)立即快速釋放彈簧，接著子彈由彈簧推動(dòng)，很快從彈道中彈射出去，同時(shí)網(wǎng)被展開(kāi)并捕獲運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；之后彈簧向后移動(dòng)，重新鎖定。

圖8 阻攔網(wǎng)回收小型四旋翼無(wú)人機(jī)示意圖。

目前網(wǎng)式回收技術(shù)主要依靠精確的末端引導(dǎo)技術(shù)，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外主要有雷達(dá)引導(dǎo)、電視跟蹤引導(dǎo)、GPS組合引導(dǎo)和激光引導(dǎo)等先進(jìn)引導(dǎo)技術(shù)?？罩芯W(wǎng)式回收的優(yōu)點(diǎn)是不受地形和空間約束，但由于回收網(wǎng)面積有限，遇到惡劣風(fēng)沙天氣易引起捕獲偏離。

機(jī)械臂回收

機(jī)械臂回收是利用母機(jī)平臺(tái)上搭載的機(jī)械臂回收裝置，將無(wú)人機(jī)拖入機(jī)艙內(nèi)的一種回收方式，圖9是某型固定翼無(wú)人機(jī)機(jī)械臂回收裝置。回收時(shí)控制器發(fā)出信號(hào)，母機(jī)機(jī)身下的升降臺(tái)升起，將作動(dòng)桿拉起，從而使機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)，與子機(jī)機(jī)身上的鉸接裝置進(jìn)行對(duì)接。待光學(xué)測(cè)量設(shè)備檢測(cè)無(wú)誤后，控制器發(fā)出指令，升降臺(tái)下降，機(jī)械臂攜帶子機(jī)進(jìn)入機(jī)艙，艙門(mén)閉合，回收結(jié)束。由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局發(fā)起的“小精靈”項(xiàng)目第三階段試驗(yàn)，曾采用此種回收方案。

圖9 某型無(wú)人機(jī)空基機(jī)械臂回收裝置結(jié)構(gòu)圖。

機(jī)械臂回收較其他回收方式操作原理簡(jiǎn)單，不易受氣流變化影響；但其末端抓取效率低，且用于回收的機(jī)械臂占用部分載重，更適合采用大型母機(jī)平臺(tái)。

錐管捕獲式回收

錐管捕獲式回收方式源于空中加油對(duì)接，即升壓級(jí)翼形助推器與母機(jī)在空中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)耦合對(duì)接，從而將其拖拽至目的地?；厥障到y(tǒng)由浮標(biāo)引導(dǎo)裝置和“錐形探針”組成。回收時(shí)，在翼形助推器和母機(jī)保持協(xié)同飛行的前提下，由空氣動(dòng)力控制面保持尾翼穩(wěn)定，浮標(biāo)引導(dǎo)裝置用于引導(dǎo)無(wú)人機(jī)機(jī)頭的翼形助推器，GPS對(duì)此過(guò)程定位，與大型捕獲機(jī)攜帶的錐套浮標(biāo)引導(dǎo)裝置對(duì)準(zhǔn)配合，實(shí)現(xiàn)空中捕捉并鎖死，隨后由大型捕獲機(jī)牽引至回收區(qū)域降落。圖10是椎管捕獲對(duì)接示意圖，圖11是某種錐套浮標(biāo)引導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10 錐管捕獲對(duì)接示意圖。

圖11 某種浮標(biāo)引導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

美國(guó)國(guó)防預(yù)研局“小精靈”項(xiàng)目采用了錐管捕獲式回收，“抵消戰(zhàn)略”、“空中集群發(fā)射與回收”、“分布式協(xié)同作戰(zhàn)”是“小精靈”項(xiàng)目的關(guān)鍵任務(wù)，如今已完成第三階段測(cè)試，其錐管捕獲式回收主要分為三個(gè)階段。

第一階段：利用錐管捕獲系統(tǒng)在母機(jī)外強(qiáng)烈紊流區(qū)實(shí)施軟式捕捉；

第二階段：將“小精靈”無(wú)人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，以保護(hù)母機(jī)為前提，利用六自由度機(jī)器人在紊流區(qū)對(duì)其硬抓?。?/p>

第三階段：將“小精靈”無(wú)人機(jī)帶到貨艙內(nèi)儲(chǔ)存架上。

據(jù)美國(guó)官方媒體報(bào)道，在“小精靈”項(xiàng)目第三階段測(cè)試中，由于錐管捕獲系統(tǒng)與“小精靈”無(wú)人機(jī)僅相差“幾英寸”距離，未能成功對(duì)接，美方預(yù)計(jì)最早于2023年開(kāi)展第四階段測(cè)試，即“功能分解式作戰(zhàn)”。

錐管捕獲式回收中，牽引機(jī)與待回收無(wú)人機(jī)穩(wěn)定飛行時(shí)，相互作用可忽略不計(jì)。但其纜繩末端對(duì)接處氣動(dòng)作用形式復(fù)雜，穩(wěn)定性差、難以控制，效率較低。

空中發(fā)射與回收關(guān)鍵技術(shù)

空中精準(zhǔn)對(duì)接與安全分離技術(shù)

空中精準(zhǔn)對(duì)接技術(shù)主要包括無(wú)人機(jī)高可靠性飛行控制技術(shù)、高精準(zhǔn)導(dǎo)航和定位技術(shù)、視覺(jué)引導(dǎo)技術(shù)和子母機(jī)信息交互技術(shù)等。無(wú)人機(jī)末端引導(dǎo)精度的高低關(guān)系著發(fā)射回收系統(tǒng)的復(fù)雜程度、規(guī)模大小及使用的便利性。與此同時(shí)，在對(duì)接過(guò)程中，激烈變化的外界環(huán)境嚴(yán)重影響精準(zhǔn)對(duì)接和回收安全性?！靶【`”項(xiàng)目第三階段的失敗即是精準(zhǔn)對(duì)接技術(shù)未達(dá)到要求的典型體現(xiàn)。現(xiàn)有末端引導(dǎo)技術(shù)包括雷達(dá)引導(dǎo)、光電引導(dǎo)、視覺(jué)跟蹤引導(dǎo)和GPS組合引導(dǎo)等技術(shù)。光電引導(dǎo)又包括激光引導(dǎo)、紅外引導(dǎo)、電視引導(dǎo)和紫外引導(dǎo)等?，F(xiàn)階段單一傳感器精度難以滿足精準(zhǔn)對(duì)接需求，多傳感器與信息融合技術(shù)成為發(fā)展趨勢(shì)。

分離時(shí)，機(jī)體任務(wù)載荷和重心分配不均將產(chǎn)生不穩(wěn)定影響，另外分離時(shí)機(jī)身周?chē)鸀榉嵌ǔＡ?，擾流強(qiáng)烈，對(duì)回收時(shí)的運(yùn)動(dòng)和操控產(chǎn)生較大影響。對(duì)于高空高速無(wú)人機(jī)分離，亦伴有熱、光、輻射等問(wèn)題。針對(duì)類似問(wèn)題，目前常用CFD數(shù)值仿真分析方法，模擬分離氣動(dòng)力矩來(lái)評(píng)估其穩(wěn)定性。

智能集群技術(shù)

無(wú)人機(jī)集群作戰(zhàn)模式已成趨勢(shì)，相較單架大型無(wú)人機(jī)，其最大優(yōu)勢(shì)在于，能以較小成本獲得同等價(jià)值功能，實(shí)現(xiàn)多方位、多元化信息獲取。

一方面，由于集群無(wú)人機(jī)之間的交互和復(fù)雜性，在發(fā)射或回收過(guò)程中，無(wú)人機(jī)集群需協(xié)同通信、組網(wǎng)、避障、感知、路徑規(guī)劃等，因此應(yīng)發(fā)展可靠的集群協(xié)同通信技術(shù)，高機(jī)動(dòng)性、高魯棒性分布式協(xié)同算法；采用集群控制器，使集群完成規(guī)?；?、有序化飛行；再者要求子機(jī)在遇到突發(fā)狀況時(shí)，可完成故障診斷、自我修復(fù)和環(huán)境自適應(yīng)，利用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)高度集成化。

變體無(wú)人機(jī)技術(shù)

變體無(wú)人機(jī)通過(guò)改變結(jié)構(gòu)、材料、氣動(dòng)布局、控制等，從而改變?nèi)珯C(jī)構(gòu)型，以適應(yīng)不同任務(wù)需求。將變體無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的發(fā)射回收，有利于空中存儲(chǔ)、發(fā)射、回收和適應(yīng)各種突發(fā)環(huán)境和場(chǎng)景。

與普通無(wú)人機(jī)相比，變體無(wú)人機(jī)技術(shù)更加復(fù)雜，任務(wù)載荷要求更加嚴(yán)格；折疊翼無(wú)人機(jī)的折疊方式、制造工藝、材料選取等都要符合使用要求。對(duì)大型固定翼載機(jī)，主要通過(guò)改變機(jī)身相關(guān)技術(shù)參數(shù)，機(jī)翼后掠角、展弦比等增加升阻比，或通過(guò)機(jī)翼和尾翼的組合變形，以適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境。中、小型旋翼機(jī)、仿生撲翼機(jī)等能實(shí)現(xiàn)高效精密任務(wù)。

我國(guó)相關(guān)研究處于起步階段，主要從幾大關(guān)鍵技術(shù)入手氣動(dòng)結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)、抗風(fēng)阻過(guò)載技術(shù)、先進(jìn)材料制造技術(shù)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和控制技術(shù)。

緩沖吸能技術(shù)

無(wú)人機(jī)空中網(wǎng)式回收依賴于緩沖吸能技術(shù)，網(wǎng)式捕捉一方面要保障子機(jī)機(jī)體和其他部件不受損壞；另一方面要求回收網(wǎng)在滿足快速捕捉的前提下不破損，防止造成無(wú)人機(jī)二次損壞。

典型的緩沖吸能裝置如渦輪阻尼裝置，其工作原理可以將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液體內(nèi)能貯存起來(lái)，達(dá)到緩沖效果。現(xiàn)階段有單位已成功采用兩組渦輪阻尼緩沖系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地面回收固定翼無(wú)人機(jī)，動(dòng)能吸收率高達(dá)95%。

除此之外，使用聚乙烯發(fā)泡材料、聚氨酯材料、蜂窩復(fù)合材料等優(yōu)質(zhì)緩沖吸能材料，探索先進(jìn)緩沖吸能方式。

低成本制造技術(shù)

現(xiàn)有運(yùn)輸機(jī)或偵察機(jī)在空中發(fā)射或回收智能無(wú)人機(jī)，實(shí)現(xiàn)半自主到完全脫離人工的過(guò)渡，節(jié)約成本且更加易于維護(hù)。采用材料改進(jìn)、系統(tǒng)替換、目標(biāo)優(yōu)化等措施，滿足任務(wù)需求的同時(shí)，提升平臺(tái)整體性能。如CICADA無(wú)人機(jī)使用3D打印技術(shù)制造關(guān)鍵或損壞的零部件，大大降低成本，并獲得輕量化空基一體化發(fā)射回收平臺(tái)。

技術(shù)展望

無(wú)人機(jī)空中分布式作戰(zhàn)已成趨勢(shì)，而空基發(fā)射回收技術(shù)仍不夠成熟，應(yīng)借鑒國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)及科研成果，重點(diǎn)發(fā)展以下關(guān)鍵技術(shù)。

重點(diǎn)發(fā)展末端引導(dǎo)技術(shù)

現(xiàn)階段單一末端引導(dǎo)技術(shù)已不能滿足使用需求，應(yīng)融合光電、雷達(dá)、衛(wèi)星等技術(shù)，以適應(yīng)新的發(fā)展策略。與此同時(shí)，無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、載體動(dòng)態(tài)特征等都與末端引導(dǎo)技術(shù)息息相關(guān)，因此從不同角度發(fā)展末端引導(dǎo)技術(shù)，有利于提高無(wú)人機(jī)空中對(duì)接和捕獲效率。

集群高機(jī)動(dòng)性空基發(fā)射回收機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)

集群作戰(zhàn)規(guī)模和抵消戰(zhàn)略不容小覷，空基集群發(fā)射和回收技術(shù)是集群作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。因此有必要開(kāi)展一體化空中發(fā)射回收相關(guān)研究，一方面為集群無(wú)人機(jī)之間提供信息交互、自我修復(fù)和后勤支配；另一方面提供高機(jī)動(dòng)性發(fā)射回收平臺(tái)，提高發(fā)射回收效率，使作戰(zhàn)模式多元化；并行發(fā)展集群與反集群技術(shù)研究，早日實(shí)現(xiàn)快速、高機(jī)動(dòng)性智能集群作戰(zhàn)體系。

追求輕量化、高效載機(jī)平臺(tái)

現(xiàn)階段受無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)限制，續(xù)航能力明顯不足。尋求新能源的同時(shí)，應(yīng)從飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料出發(fā)，在保障承載能力的前提下，機(jī)身及部件可采用先進(jìn)復(fù)合材料和高強(qiáng)度工程塑料，實(shí)現(xiàn)輕量化平臺(tái)。另一方面采用高效、優(yōu)化方法，對(duì)無(wú)人機(jī)外形和尺寸加以優(yōu)化，合理設(shè)計(jì)氣動(dòng)布局、搭載平臺(tái)和各分系統(tǒng)的兼容性，發(fā)揮其最大效能?！?/p>