科创中国

行业领域

高端装备制造产业,制造业

需求背景

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。 

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

2018年9月份，世界海关组织协调制度委员会（HSC）第62次会议决定，将无人机归类为“会飞的照相机”。

需解决的主要技术难题

1、飞控系统是无人机的“驾驶员”-更精确、更清晰

飞控子系统是无人机完成起飞、空中飞行、执行任务和返场回收等整个飞行过程的核心系统，飞控对于无人机相当于驾驶员对于有人机的作用，我们认为是无人机最核心的技术之一。飞控一般包括传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制三大类。

2、导航系统是无人机的“眼睛”，多技术结合是未来方向

导航系统向无人机提供参考坐标系的位置、速度、飞行姿态，引导无人机按照指定航线飞行，相当于有人机系统中的领航员。无人机载导航系统主要分非自主（GPS等）和自主（惯性制导）两种，但分别有易受干扰和误差积累增大的缺点，而未来无人机的发展要求障碍回避、物资或武器投放、自动进场着陆等功能，需要高精度、高可靠性、高抗干扰性能，因此多种导航技术结合的“惯性+多传感器+GPS+光电导航系统”将是未来发展的方向。

3、动力系统-涡轮有望逐步取代活塞，新能源发动机提升续航能力

不同用途的无人机对动力装置的要求不同，但都希望发动机体积小、成本低、工作可靠：1）无人机目前广泛采用的动力装置为活塞式发动机，但活塞式只适用于低速低空小型无人机；2）对于一次性使用的靶机、自杀式无人机或导弹，要求推重比高但寿命可以短（1-2h），一般使用涡喷式发动机；3）低空无人直升机一般使用涡轴发动机，高空长航时的大型无人机一般使用涡扇发动机（美国全球鹰重达12t）；4）消费级微型无人机（多旋翼）一般使用电池驱动的电动机，起飞质量不到100克、续航时间小于一小时。

期望实现的主要技术目标

农业用无人机主要技术指标

目前按旋翼轴系可分为单轴、多轴及共轴反桨，按动力源分油动和电动，油动一般在80-400cc之间,电动在4-6千瓦之间，载药量在3-25升之间，操控模式分为半自架和全自架，喷雾糸统分为压力式和离心转盘式，主要技术参数为：作业飞行速度在0-7米/秒，飞行高度一般距农作物***之间，喷幅为2-8米，雾滴直经80-250微米，亩用药液(包合配水)量在300-2000毫升

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造产业科技服务团（中国机械工程学会） 解析时间：2022-10-31

袁俊瑞

中国机械工程学会

高工

综合评价

无人飞行载具乃是指向借由遥控或者自动驾驶技术，进行科学观测及侦查等任务的飞行载具。与传统飞机相比较，具有操作成本低、运用弹性大及支援装备少等特性。无人飞行载具大致上可以分为以下数种：近距离无人飞行载具搭载5公斤以下酬载于低高度飞行5公里距离；短距离无人飞行载具则将飞行距离增加至20公里，以上两种常称小型无人飞行载具（small-UAVs）或者迷你无人飞行载具，更小的微型无人飞行载具指翼展0.5米以下，飞行距离至多2km。战术无人飞行载具则至少具有20小时的飞行时间，视乎任务而订，升限至少达到5,486.4米（18,000呎）。

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