無人機發(fā)展歷史、現狀及未來發(fā)展趨勢

段佳俊 ?羅冬瑾 楊金龍

摘 要 無人機誕生于第一次世界大戰(zhàn)時期，距今已經有100多年的歷史了，剛出來時是作為練習的靶機來使用的，但是由于當時的科技并不發(fā)達，任務不能夠被很好地完成，以至于后來被軍方直接放棄。1990年爆發(fā)海灣戰(zhàn)爭后，無人機開始迅猛發(fā)展，無人機在戰(zhàn)斗中的巨大作用再次令世界各國矚目。20世紀末到21世紀初，無人機發(fā)展進入了一個輝煌的時代。

關鍵詞 無人機 發(fā)展歷史 技術進步 時下現狀 時代趨勢

中圖分類號：V279 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）02-0048-04

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是由機載動力驅動，人為遠程或自主程序控制的可以回收的無人駕駛飛行器。無人機之所以如此受重視，是因為其獨特的優(yōu)勢。無人機及其相關科學技術隨著時代的發(fā)展而日趨完善，如防空武器，其性能日益提高，這也增加了有人機空戰(zhàn)的風險，而無人機進入空戰(zhàn)則可以降低這種風險[1]。

1 無人機的發(fā)展歷史

1.1 萌芽期

1917年，peter cooper和elmer A.sperry創(chuàng)造了第一臺自動陀螺穩(wěn)定器，該裝置能使飛機向前飛行的同時還能保持平衡。自此，第一臺無人機成功誕生并被命名為“空中魚雷”。然而在蜂王號發(fā)明之前無人機都不能飛回起點，因此無法使其重復利用。1935年，蜂王號的發(fā)明讓無人飛行器在最后的路程里可以飛回起點，該項發(fā)明終于使得無人機具有了很高的使用價值（見圖1）。[2]

1.2 發(fā)展期

20世紀80年代，最初由以色列設計，美國后來進行調整的先鋒系列無人機不僅滿足了當時需要進行偵查、監(jiān)視以及各種目標獲取的任務，還由于該無人機定位系統(tǒng)夠便宜，符合美國以低代價開展無人機獲取目標的要求（見圖2）。

1.3 蓬勃期

進入21世紀，更加小巧、便攜，性能也更穩(wěn)定的無人機取代了原來體積較大、目標突出且不方便攜帶的無人機。由此推動了民用無人機的發(fā)展，民用無人機繁榮發(fā)展的背后又繞不開2006年成立的大疆無人機公司，其先后推出的phantom系列無人機，在中國乃至世界上均產生了巨大影響。還有加州的Robotics無人機公司在2014年推出的X8+四軸飛行器以及同年誕生的一款用于自拍的無人機Zano都暗示了無人機正如雨后春筍般不斷涌現出來。更何況還有2015年為無人機發(fā)展創(chuàng)造了更為有利條件的各大運營商的成功融資以及2017年出臺的《關于促進和規(guī)范民用無人機制造業(yè)發(fā)展的指導意見》。此間種種均說明無人機發(fā)展進入了蓬勃期（見圖3）。[3]

2 無人機發(fā)展現狀

2.1 軍用無人機發(fā)展現狀

軍用無人機主要是用來偵察并監(jiān)視目標，為指揮中心提供敵方的情報，以便更好地根據戰(zhàn)場的形勢調整戰(zhàn)術并制定出相應的計劃。軍用無人機同時也是人類戰(zhàn)爭史上的精神智慧結晶，是不斷發(fā)展的信息技術成果在戰(zhàn)爭方面的具體表現。自1970年后，越來越多的無人機被運用于軍事斗爭中。美國研制出多種長航時無人機，包括“先驅者”、“獵人”、“蒂爾”等。著名的“捕食者”、“全球鷹”均包含在“蒂爾”型號中?！暗贍枴痹诎⒏缓购鸵晾私涍^實戰(zhàn)檢驗，最終確定其出色的可靠性。美國現代反恐行動中80%的偵察任務是由無人機完成的，無人機在其中發(fā)揮著不可忽視的作用。作為能與美國在無人機方面一較高下的以色列也出產了許多產品，其中“偵察兵”、“競技神”等無人機在以軍中大放異彩。歐洲西部等地的發(fā)達國家以及其他地方的一些并不發(fā)達的國家也都有各自的成果。我國無人機事業(yè)發(fā)展迅猛已逐漸彌補起步較晚的弊端，且已經出現了許多型號的軍用無人機，如“翼龍”與“彩虹”系列，這兩款無人機在受到中國軍方喜愛的同時還受到海外國家的認可，遠銷中東等地區(qū)，我國與世界頂尖水平間的差距正不斷地縮小著（見表1）。[4]

2.2 民用無人機發(fā)展現狀

民用無人機可以分為工業(yè)級和消費級，但無論是工業(yè)級還是消費級無人機在近幾年來都得到了高速的發(fā)展，中國雖然與西方發(fā)達國家相比無人機技術不夠成熟，但不可否認中國依然是世界上無人機生產的最主要基地。無人機在航拍、勘探、植保、測繪等方面發(fā)揮著巨大作用，近幾年來又隨著互聯網技術、人工智能及大數據等新型科學技術的不斷發(fā)展，無人機市場又迸發(fā)出了更大的活力。再加上人民日益生活的高科技化同舊智能時代的沖突也必然導致像無人機等新型產品的高智能化與生活化。以大疆為代表的中國無人機研發(fā)生產公司不斷致力于使無人機具有更多的功能、更小的體積和更大的載重等。以后無人機快遞將不再局限于某個地區(qū)，而是擁有更大的覆蓋率，遍及中國的的大部分地域。從19年工業(yè)級無人機市場規(guī)模價值達150多億到20年的270多億可以看出民用無人機的發(fā)展并不比軍用無人機發(fā)展遜色。[5]

3 無人機未來發(fā)展趨勢

3.1 軍用無人機發(fā)展趨勢

3.1.1 隱身功能

雷達是利用無線電發(fā)現并測定其位置的電子設備。而軍用無人機的隱身能力可以通過避免或減小被雷達偵測到的頻率來實現。而想要減少被雷達偵測到的頻率又可以通過使用高新材料來實現。如采用雷達吸波材料（在無人機表面涂納米材料，耐高溫陶瓷等）。這些材料的導電性不強，因此難以產生感應電流，沒有感應電流產生就無法形成電磁場，進而也就減少了被雷達發(fā)現的概率。還有一種是合理利用無人機的結構布局，避免使用大而平的垂直面以及利用無人機的一部分來遮蔽發(fā)動機的進氣道或尾噴管。最近新興的等離子隱身技術不僅能在不改變戰(zhàn)斗機氣動布局的外形下吸收微波和紅外輻射，還提高了吸收微波的頻帶及吸收率。雖然這項技術暫時還未被運用在無人機上，但相信在以后不久無人機的隱身能力必然會與等離子體隱身技術掛鉤。

3.1.2 偵察和打擊相結合

偵察和打擊一體化無人機在2020年3月份左右的土耳其針對敘利亞的行動中大放異彩，進一步突顯了偵察和打擊一體化的無人機在現代戰(zhàn)爭中的作用。當然，作為裝備最早、性能最好的察打一體化無人機“捕食者”不僅戰(zhàn)果豐富——2001年在阿富汗擊斃本拉登副手，2003年在伊拉克戰(zhàn)爭中引導其他飛機發(fā)射導彈打擊目標，還完全貫徹了“發(fā)現即摧毀”的作戰(zhàn)理念。這種將偵查和打擊結為一體的作戰(zhàn)方式不僅提高了打勝仗的概率，還促進了現代軍用無人機的發(fā)展，使其與現代軍事需求相輔相成。未來軍用無人機的發(fā)展必有察打一體化無人機的一席之地。[6]

3.1.3 “蜂群”作戰(zhàn)

所謂“蜂群”戰(zhàn)術，是指無人機搭載人工智能并基于數據網絡通信技術對敵方實行不同方向、不同層次并向同一目標派出多架無人機進行打擊的戰(zhàn)術。2020年9月底的納卡沖突與2020年5月的巴以沖突均可以看見“蜂群”戰(zhàn)術的影子，同樣，“蜂群”戰(zhàn)術也沒有辜負人們的期待，以其低耗高效且大大減少人員傷亡的特性成為現代戰(zhàn)爭中的“新星”。我國在“蜂群”戰(zhàn)術上已走在世界前沿——同時實現了上千架無人機作戰(zhàn)?？梢?，“蜂群”作戰(zhàn)是未來軍用無人機發(fā)展的熱門趨勢。

3.2 民用無人機發(fā)展趨勢

3.2.1 智能化

在民用無人機發(fā)展過程中，面臨著技術難度高、投入資源大和審查更加嚴格困境。提高智能化水平是進一步發(fā)展民用無人機的重要解決辦法之一。在智能化趨勢的推動下，消費者與復雜的環(huán)境參數也對無人機提出了更高的要求，無人機應與大數據、物聯網、虛擬現實等技術結合，近年來人工智能技術的快速發(fā)展也為無人機智能化奠定了基礎。提高民用無人機的智能化，可以更好地滿足市場需求、提高無人機的銷量，從而增加企業(yè)利潤。[7]

3.2.2 個性化

首先，我們應充分認識產品個性化?！邦櫩椭辽稀笨梢宰罱K解釋這一含義，而個性化產品是以滿足顧客需求為出發(fā)點，建立并維持好這一良好關系為結果，達到共性、高品質型、高信賴性的目的，最終提高企業(yè)收益。消費級無人機在拍照、攝像等領域得到了空前發(fā)展，讓廣大消費者在得到身臨其境的航拍體驗的同時也享受到了無人機飛行的樂趣。消費型無人機公司應緊跟市場需求，通過改良無人機實現產品的精確定位并賦予無人機更多的娛樂屬性，讓用戶得到更多更好的體驗，從而推動個性化的發(fā)展。

3.2.3 精準化

不管是無人機的管理還是運營都需要精準化，現代民用無人機不僅需要技術革新，還要迎合市場與用戶需求，來推行某種商業(yè)模式以做到管理與運營精準化，當然，這離不開大數據的支持。無人機在航拍、植保、測繪、勘測等方面均有巨大成果，那么便可以在這些相關層面實施精準的服務，通過詢問、反饋、改進、更新等手段來達到無人機精準化管理與運營的目的。無人機作為空中數據端口，可以針對不同行業(yè)做出不同調整，利用這一優(yōu)勢為用戶提供更精確、更強大的服務。

4 結語

從軍用無人機在戰(zhàn)爭中不斷得到應用，到各種技術不斷取得突破和民用無人機在勘測、氣象、植保等領域的大力發(fā)展，可以預測出未來無人機的發(fā)展將是一片坦途。只要合理使用無人機，那么必將會進一步造福人類。

參考文獻：

[1] 孫仕祺，馬杰.歷史與現實：無人機發(fā)展歷程、現狀及其所面臨的挑戰(zhàn)[J].飛航導彈，2005（01）：14-19，39.

[2] （英）理查德·布洛克利（Richard Blockley），（美）史維（Wei Shyy）主編.航空航天科技出版工程7飛行器設計[M].北京：北京理工大學出版社，2016，06.

[3] 呂紅軍，張慧娟，魏采用著.寧夏無人機遙感監(jiān)測理論與實踐[M].寧夏：寧夏人民教育出版社，2018，11.

[4] 吳鐵峰著.無人機測量系統(tǒng)及其數據處理技術研究[M].吉林：吉林大學出版社，2018，08.

[5] 張建華，趙晨皓，呂誠中.察打一體無人機發(fā)展現狀及趨勢[J].無人機，2018（02）：19-24，56.

[6] 吳思亮，寧波，陳宇.以色列軍用無人機發(fā)展概覽[J].航空世界，2016（04）： 54-57.

[7] 陳麗蓉.2021年中國民用無人機行業(yè)市場現狀及發(fā)展前景分析未來市場規(guī)模仍將保持快速增長[Z].前瞻網，2020.