无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。它的研制成功和战场运用,揭开了以远距离攻击型智能化武器、信息化武器为主导的“非接触性战争”的新篇章。
与载人飞机相比,它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点,备受世界各国军队的青睐。在几场局部战争中,无人驾驶飞机以其准确、高效和灵便的侦察、干扰、欺骗、搜索、校射及在非正规条件下作战等多种作战能力,发挥着显著的作用,并引发了层出不穷的军事学术、装备技术等相关问题的研究。它将与孕育中的武库舰、无人驾驶坦克、
机器人 士兵、计算机病毒武器、天基武器、激光武器等一道,成为21世纪陆战、海战、空战、天战舞台上的重要角色,对未来的军事斗争造成较为深远的影响。
一些专家预言:“未来的空战,将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。”但是,由于无人驾驶飞机还是军事研究领域的新生事物,实战经验少,各项技术不够完善,使其作战应用还只局限于高空电子及照相侦察等有限技术,并未完全发挥出应有的巨大战场影响力和战斗力。因此,世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。根据实战的检验和未来作战的需要,无人驾驶飞机将在更多方面得到更快的发展。
自动化在飞机驾驶中的应用是在人飞上蓝天后,又一个重大的科技进步。无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机。由于他是高科技技术的集中载体,其主要应用于现代战争。
无人驾驶飞机现代战争已是坦克、大炮、飞机、军舰多兵种之间有机配合,空地海天电一体的立体战争。其技术之先进、杀伤力之强和危险性之大,都是前所未有的。而无人机以其体积小、重量轻、机动性好、飞行时间长和便于隐蔽为特点,尤其是因其无人驾驶,特别适合于执行危险性大的任务,故在现代战争中正发挥着越来越大的作用。如在1982年发生的贝卡谷地之战和1991年爆发的海湾战争中,无人机在侦察监视、干扰敌方雷达通信系统和引导己方进攻武器等方面,都发挥了极其重要的作用。
近几年,受需求拉动和几次局部战争中无人机卓越表现的激励,国内对无人机的研发空前重视,行业爆发出前所未有的发展速度。首先是涌现的产品数量。2010 年珠海航展上,中国展示了超过25 款无人机。而仅仅是几年前的珠海航展上,中国才第一次推出了无人机概念。即便是上届珠海航展上,中国也只是展示了为数不多的几款无人机。其次是涉足的厂商爆增。并且,国产无人机产品已成功走出国门。西安爱生技术集团的ASN 系列无人机、
航天科技 十一院的“彩虹”无人机、中航工业成飞集团的“翼龙”无人机等已先后签订出口订单。
就全球市场来看,据前瞻产业研究院发布的《2014-2018年中国无人机行业市场需求预测及投资战略规划分析报告》数据显示,全球无人机研发与采购的市场规模每年约为50-60亿美元,未来10年这一规模将以年均10%左右的速度稳步发展。
同国外的情况一样,国内对无人机的需求现集中于军事领域。而军方无人机市场需求主要来自于侦察型无人机和靶机,察打一体无人机仅有少数品种定型,仍处于试验阶段。国内典型的民用无人机系统单价从数十万至数百万元不等,而军用无人机系统单价往往在上千万甚至超过亿元,以中航工业成飞的“翼龙”-1无人机为代表。
根据近年来的采购情况,初步估算国内无人机市场的年销售额近5亿元,每年用于研发与采购的总金额不到10亿元,仅占到当年国防经费中装备费的约0.5%。由此衡量,当前我国无人机的应用水平仅相当于美国1990年代中前期的水平。这一较低的起点也意味着对国内无人机市场的未来发展空间可以抱有较大的期待。美军近十年对无人机成功的运用和发展为全球各国提供了一个很好的样板。
前瞻产业研究院分析认为,虽然国内尚未充分具备促成2000年后无人机在美军跨越式发展所需的全部条件,但相信随着我军机械化、信息化建设的深入推进,至多3-5年之后,国内无人机领域就将进入批量采购和应用的阶段,市场规模有望超预期实现年均30%以上的加速增长。
利剑是我国研制的新一代隐身无人作战飞机,它采用了全隐身设计,隐身性能好,具备较强的突防能力。利剑采用无尾飞翼加机背进气道设计,这是无人隐身作战飞机的标志性设计,飞翼式布局能够较好的兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能。除了“利剑”以外,世界传统航空强国都在发展自己的无人作战飞机,美国的X-47B、法国主导的“神经元”、英国的“雷神”都已经完成了首飞并进行了测试。
“利剑”的首飞,使得中国成为世界第四个试飞大型隐身无人攻击机的国家,意味着中国已经实现了从无人机向无人作战飞机的跨越,其重大意义不亚于歼-20等新型第四代战机的试飞。
从外形上来看,利剑采用无尾飞翼加机背进气道设计,这是无人隐身作战飞机的标志性设计,飞翼式布局能够较好的兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能,优点主要包括;隐身性能好,飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾,可以降低飞机的重量,同时机身剖面接近于翼型,没有明显的界限,较好的融合为一体,整个表面光滑顺畅,显著的增强了飞机的隐身性能.
在航程方面,由于飞翼式布局在亚音速条件下阻力较小,巡航升阻比较高,所以航程性能好,同时还可以提高飞机的载荷,保证飞机具备较强的攻击能力。背负式进气道的优点就是可以增加机身容积,结构效率也比较高,这对于体积有限的无人机来说是非常重要的,同时无人作战飞机多采用高空突防战术,机身会对地面雷达形成遮挡,让其无法直接照射进气道,背负进气道再配合S形处理和进气道格栅等技术可以进一步提高飞机的隐身能力。
从相关图片来看,利剑使用的似乎是RD-93发动机,因此它的大小、吨位应该和俄罗斯的电鳐无人机差不多,主要战术技术指标估计也相差无几,后者采用的也是同类型发动机,最大起飞重量大约10吨,航程4000公里,作战半径1200公里,载荷2000公斤。
利剑研制成功,有力的提高我国空军的突防能力,以1000公里作战半径计算,已经可以将第一岛链纳入作战范围,这样它就可以对对方布置在第一岛链内的重要目标、关键节点进行攻击,如日本前不久在宫古布署反舰导弹,企图封锁我国北方海域前出大洋的重要通道,那么战时我国就可以派出利剑对这些反舰导弹阵地进行攻击,这样既增加了对方防御的压力,也避免派出有人作战飞机,而导致作战成本的增加。
对于“利剑”无人机而言,首飞成功后将进行强度更大的试飞,在逐渐完善飞控系统后可研发舰载型号,而在航母上降落是舰载固定翼无人机的最大技术难题,需要更加可靠、先进的精确着舰系统,上舰后的“利剑”无人机可与有人战斗机混编,提高舰载机联队的监视、侦察、情报收集和打击能力。
在航程方面,由于飞翼式布局的浸润面积比较小,大约只相当于常规布局飞机的一半左右,因此亚音速条件下阻力较小,在同样展弦比的情况下,飞翼式布局的升阻比是常规布局的1.4倍,因此航程性能较好,另外没有垂尾和平尾,在同样条件下飞翼式布局的结构重量较轻,同时主要设备舱布置在机翼中心线,这样与机翼的气动载荷分布一致,所以可以进一步降低结构重量,这样有利提高飞机的载油系数,确保飞机的航程指标,同时还可以提高飞机的载荷,保证飞机具备较强的攻击能力。
隐身性能好,飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾,对于常规布局的飞机来说,这是一个主要的雷达电波反射源,同时机身剖面接近于翼型,上下表面在展向上与机翼表面和缓的过渡,没有明显的界限,较好的融合为一体,整个表面光滑顺畅,没有明显的鼓包、缝隙等,进一步提高飞机的隐身性能。
利剑无人机重点需要解决以下几个关键技术:
1、隐身气动一体化技术。随着空中预警机、相控阵雷达、主动雷达制导空空导弹的普及,现代战斗机对空中目标的打击能力越来越强,对于需要在高威胁环境下作战的无人作战飞机来说,隐身能力是前提和关键,另外由于无人作战飞机相对于有人飞机来说,体积和机内空间较小,燃料载荷较低,所以需要气动布局具备较大的升阻比,以提高飞机的航程,
2、高效推进技术。无人作战飞机的大航程要求还对推进系统提出了更高要求,它的发动机要求体积小、重量轻、推力大、油耗低,
3、自动导航系统。由于没有飞行员,这样无人作战飞机从发动机启动开始就需要导航系统能够提供精确的导航,以便获得准确的自身位置和状态和航向,以便飞机能够在突防上千公里以后,仍旧能够准确的到达目标。
4、自动目标搜索和精确打击技术。没有飞行员,意味着无人作战飞机需要具备自动目标探测和搜索能力,特别是要具备自动目标识别技术,包括对探测到目标进行分析、识别敌我、分辨类型,确定攻击目标等。
无人机概念股一览
伊立浦(
002260)
公司决定进入通航直升机领域,研制新一代共轴双旋翼直升机、无人机,拟实施通用航空业务五年战略规划,至2018年在最安全的民用共轴直升机、无人机领域成为全球的制造商。自具有德隆背景的梧桐系高调入主以来,业界一致预期公司业务将获重大拓展。公司在8月中旬更换了董事会,转型信号凸显。
风范股份(601700)
公司拟出资800万元,与合作方组建江苏翔翼公司,从事无人机的研发、制造等。无人机系统是现代飞行器设计技术、数据通信技术和信息感知与处理技术相结合的高技术产物,是航空工业未来发展的重要方向之一。
山东矿机(
002526)
公司无人机发动机获得证实。11月25日讯针对近日媒体对公司涉足无人机发动机项目,山东矿机今日晚间公告称,公司对无人机发动机相关技术及产品进行了初步的研发和试制,现已经完成了一款小型涡喷发动机实验样机的试产。
山河智能(
002097)
公司参股公司目前已完成了“飞鹰”无人机系统、“飞雁”遥感测绘无人机系统、“飞虎”无人直升机系统的设计、制造、试飞等关键工作,是国内首家通过中国民航轻型飞机适航认证的企业。
同济科技(600846)
同济大学对外宣布,由该校航空航天与力学学院、上海奥科赛飞机公司历时一年多时间共同研制的中国第一架纯燃料电池无人机“飞跃一号”,已在上海奉贤海边首次试飞成功。
中航机电(
002013)
公司主营将扩展到机载飞行控制子系统、机载悬挂与发射控制系统、机载电源分系统、航空机载燃油测量系统、机载液压作动装置、发动机点火系统及装置、无人机发射系统等多个航空机电系统产品领域。公司曾表示,旗下川西机器公司是无人机发射车的专业定点生产厂家,具有较强的自主研发和生产制造能力,其产品成功应用于电子对抗、情报侦听、反辐射、电网攻击、气象、测绘及通信等领域。该公司无人机发射系统的研制生产处于国内领先水平。
贵航股份(600523)
在“十一五”期间,贵航集团将建成中国最大的高级教练机和无人机的科研生产基地,对贵航股份重组的第一步是在一年内选择包括军品中的机载设备、资产等优良产业和优质资产注入贵航股份;第二步则是根据贵航股份发展需要,进一步注入飞机、无人机中的专业化产品及系统。
航天通信(600677)
公司控股江苏捷诚车载电子信息工程有限公司,研制、生产各类无人机地面控制系统等。
中国卫星(
600118)
控股子公司航天
恒星科技 与9名自然人共同投资设立天津航天中为数据系统公司,专业开展基于无人机的系统集成及应用业务。
洪都航空(600316)
“利剑”无人机项目于2009 年启动,经过3 年的试制后于2012 年12 月13 日在江西某飞机制造厂总装下线,随后进行了密集的地面测试。进入地面滑行测试后,“利剑”无人机距离首飞更近了一步。意味着中国已经实现了从无人机向无人作战飞机的跨越,其重大意义不亚于歼-20 等新型第四代战机的试飞。
根据现有资料及照片显示,“利剑”无人机的外形布局采用了飞翼无尾布局,具备良好的隐形能力及战场生存能力。在设计上同时兼顾了长航时的需要。李杰指出,隐形无人机提高了军事行动的隐蔽性,极大减少战时或恶劣情况条件下的人员伤亡。
利剑由洪都航空与沈飞联合研制。“利剑”在滑行试验后,距离试飞已不太遥远。未来无人机将成为未来各国空军角力的重点,需求将超过有人战斗机,无人机将打开洪都航空中期的巨大成长空间。同时,预计洪都生产的L15高教机将是中国海空军在四代机时代的标准教练机配置,最近两三年将进入大批量生产阶段。
北斗星通(
002151)
公司连续三年在无人机展会上亮相。据公司相关负责人介绍,公司主要为无人机提供导航等配套设备,其精度为同类设备中最高。但该人士也坦言,目前无人机导航设备门槛不高,竞争较激烈,该部分收入占公司总营收的比重并不高。要想有所突破,还需国内无人机整体市场蛋糕做大。
高德红外(
002414)
尽管公司目前还不生产销售无人机产品,但公司的多型综合光电系统可以作为机载设备安装在无人机上,包括“高分辨率红外机芯产品”,以及专门针对长航时小型无人机而开发的一款“观察、搜索型吊舱”等,以集成于无人机,实现航测、侦察、搜索、监视等功能。分析人士认为,高德红外已经在为无人机供货,具备一定的技术基础,有能力从生产无人机配套产品向无人机整机转
无人机的核心:动力系统
A股无人机领域的明星:300091 金通灵 鉴于李冰先生、林峰先生长期致力于小型涡喷发动机(属于“流体机械之燃气轮机”设备)及无人机研发工作,掌握一定的小型涡喷发动机及高亚音速无人机设计制造技术,并致力于向更高端先进的无人机领域拓展并使之产业化。公司以流体机械产品为发展目标,小型涡喷发动机属于流体机械领域范围。借助此次投资,公司现有的高端设备、加工工艺、检测设备将得到充分利用。同时,也拓展了流体机械领域的经营服务范围。与上述自然人成立合资公司,来开拓国内外无人机动力系统及无人机市场,符合公司未来的发展战略规划,有利于调整公司产品结构,提升公司的整体实力,符合公司及全体股东的根本利益。