我是無(wú)人機(jī)小飛手 探秘?zé)o人機(jī)（上）

北京小飛手教育科技有限公司/彭濤

無(wú)人機(jī)深受青少年喜愛(ài)，為此本刊聯(lián)合北京小飛手教育科技有限公司共同推出《我是無(wú)人機(jī)小飛手》專欄，讓孩子們了解無(wú)人機(jī)知識(shí)、學(xué)做無(wú)人機(jī)飛手。為配合專欄內(nèi)容，還開(kāi)設(shè)有無(wú)人機(jī)航空科普線上課程，掃描上方二維碼，添加小助手了解詳情。

北京小飛手教育科技有限公司是中國(guó)科普產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位、北京科普資源聯(lián)盟會(huì)員單位、CAA 認(rèn)定的青少年無(wú)人機(jī)科普基地、北京教育信息化產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位、清華大學(xué)出版社無(wú)人機(jī)教材合作單位、中航傳媒《航空世界》《無(wú)人機(jī)》雜志科普欄目合作單位。公司目前已開(kāi)發(fā)12 門(mén)中小學(xué)無(wú)人機(jī)課程，服務(wù)全國(guó)近萬(wàn)所中小學(xué)校。

彭濤，全國(guó)青少年無(wú)人機(jī)大賽執(zhí)行裁判、首屆少年硅谷全國(guó)青少年人工智能大賽無(wú)人機(jī)飛控創(chuàng)意挑戰(zhàn)賽裁判、北京小飛手教育科技有限公司課程研發(fā)總監(jiān)。自2016 年1 起，已培訓(xùn)上千所公立學(xué)校教師，為北京初中開(kāi)放性科學(xué)實(shí)踐課培訓(xùn)學(xué)生逾30000 人次。

隨著科技的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展，越來(lái)越多新鮮事物正在悄然改變著我們的生活。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的視野中，時(shí)而化身會(huì)飛的相機(jī)，以上帝視角拍攝出美麗震撼的影像作品；時(shí)而化身邊防戰(zhàn)士，默默守衛(wèi)國(guó)家領(lǐng)土；時(shí)而化身智能藥箱，馳騁在農(nóng)田上噴灑農(nóng)藥……

無(wú)人機(jī)種類繁多、功能復(fù)雜，看似簡(jiǎn)單，卻蘊(yùn)藏著許多大家不知道的奧秘：究竟什么樣的飛行器可以稱得上無(wú)人機(jī)？它們有哪些特點(diǎn)，又如何分類？無(wú)人機(jī)在不同行業(yè)的應(yīng)用如何，使用時(shí)需要注意什么？通過(guò)本文，相信能為大家解開(kāi)其中的疑惑。

無(wú)人駕駛空中飛行器（UAV）簡(jiǎn)稱無(wú)人機(jī)，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備（地面站）或機(jī)載飛控程序操縱的非載人飛行器，誕生之初主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。作為高度集成的智能化、信息化武器，無(wú)人機(jī)在高空偵察、監(jiān)視、中繼通信、遠(yuǎn)距離攻擊等方面發(fā)揮了不可忽視的作用。

早在第一次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)陸軍飛機(jī)委員會(huì)要求俄亥俄州的查爾斯·凱特林設(shè)計(jì)一種能無(wú)人駕駛的“飛行炸彈”，要求能打擊64 千米范圍內(nèi)的目標(biāo)。這架攜帶空中魚(yú)雷的無(wú)人機(jī)由凱特林所在的萊特飛機(jī)公司制造，奧維爾·萊特?fù)?dān)任顧問(wèn)，陀螺羅盤(pán)的發(fā)明者埃爾默·安布羅斯負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)。該機(jī)采用木制機(jī)翼和機(jī)身，通過(guò)滑軌方式起飛，裝備了福特公司生產(chǎn)的二行程V40 發(fā)動(dòng)機(jī)，最大飛行速度達(dá)80 千米/小時(shí)。無(wú)人機(jī)發(fā)射升空后，通過(guò)機(jī)載陀螺儀引導(dǎo)至目標(biāo)點(diǎn)。雖然這架被稱為“凱特琳蟲(chóng)子”的無(wú)人機(jī)由于交付時(shí)間過(guò)晚，沒(méi)能真正投入戰(zhàn)場(chǎng)，但它的出現(xiàn)開(kāi)啟了對(duì)無(wú)人駕駛航空器應(yīng)用的嘗試。

1935 年，由無(wú)線電遙控的德哈維蘭DH.82B“女王蜂”飛機(jī)作為靶機(jī)出現(xiàn)在了實(shí)戰(zhàn)防空的訓(xùn)練場(chǎng)上。該機(jī)采用同德哈維蘭DH.82“虎蛾”相似的外觀設(shè)計(jì)，使用同款發(fā)動(dòng)機(jī)。二者的區(qū)別是，為了盡可能降低成本，“女王蜂”采用了木制框架機(jī)身。

準(zhǔn)備試飛的“凱特琳蟲(chóng)子”無(wú)人機(jī)

英國(guó)首相丘吉爾參觀“女王蜂”試飛

高空偵察無(wú)人機(jī)“全球鷹”

可單兵攜帶的便攜式無(wú)人機(jī)

①痊愈：病殘程度為0級(jí)，神經(jīng)功能缺損評(píng)分（NIHSS）減少＞90%。②顯效：病殘程度為1～3級(jí)，NIHSS減少46%～90%。③有效：NIHSS減少18%～45%。④無(wú)效：NIHSS減少＜18%，或增加＞18%。

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用已十分廣泛，包括近距離偵察和捕獲目標(biāo)的“指針”手提式無(wú)人機(jī)；用于區(qū)域目標(biāo)偵察、搜索和救援任務(wù)的“先鋒”無(wú)人機(jī)；執(zhí)行大范圍晝夜監(jiān)視、炮火目標(biāo)校正、戰(zhàn)場(chǎng)毀傷評(píng)估等任務(wù)的“獵犬”長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)等，此外，大名鼎鼎的“全球鷹”高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)和“捕食者”中空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)也為戰(zhàn)場(chǎng)提供了強(qiáng)力支援。

21 世紀(jì)開(kāi)始，無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)變得不可忽視：與載人飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境要求低、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力較強(qiáng)。由于無(wú)人機(jī)不用考慮飛行員，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具有非常大的靈活性，在滿足空氣動(dòng)力學(xué)要求的同時(shí)結(jié)構(gòu)布局更多樣。同時(shí)，其體積相對(duì)較小，在飛行上也更加靈活。相對(duì)于有人機(jī)來(lái)講，無(wú)人機(jī)更適合執(zhí)行危險(xiǎn)性高的任務(wù)，能進(jìn)行更激烈的機(jī)動(dòng)飛行，能在惡劣的飛行環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，留空時(shí)間也不會(huì)受駕駛員的生理限制。

因此，為了提高無(wú)人機(jī)的性能，各國(guó)紛紛將高新技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)的研制與發(fā)展上：新翼型和輕型材料的研發(fā)大大增加了無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間；采用先進(jìn)的信號(hào)處理與通信技術(shù)提高了無(wú)人機(jī)的圖像傳輸速度和數(shù)字化信息傳輸速率；自動(dòng)駕駛儀的普及使無(wú)人機(jī)不再需要人為操縱，即可按程序設(shè)定路徑飛行。

除了軍事用途外，近年來(lái)無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越多。隨著各國(guó)空域管理政策的調(diào)整，無(wú)人機(jī)已被廣泛應(yīng)用于公共安全、應(yīng)急搜救、植保、環(huán)保、交通、通信、氣象、影視航拍、青少年科普教育等領(lǐng)域。毫無(wú)疑問(wèn)，隨著技術(shù)的更新和發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用前景將越發(fā)廣闊。

通過(guò)無(wú)人機(jī)運(yùn)輸貨物

利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行植保作業(yè)

無(wú)人機(jī)可通過(guò)設(shè)定程序完成自主飛行

航模比賽現(xiàn)場(chǎng)