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無人機
來源:互聯(lián)網(wǎng)

無人機(Unmanned Aircraft)是由控制站管理(包括遠程操縱或自主飛行)的航空器。無人機從英文上還有Unmanned Aerial Vehicle(UAV)、Drone、Unmanned Aircraft Systems(UAS)、Remotely Piloted Aircraft(RPA)等名稱,UAV是無人駕駛飛行器的英文簡稱,Drone是指需要飛行員遠程遙控飛行的無人機;而UAV是有一定自主飛行能力的無人機;UAS是指無人機以及與其相關(guān)的遙控站(臺)、任務(wù)載荷和控制鏈路等組成的系統(tǒng),RPA則是從無人機飛行員角度,強調(diào)無人機是一種被飛行員控制的“遠程遙控航空器”。

最早的重于空氣的無人飛行器,是美國航空先驅(qū)蘭利制造的雙螺旋槳動力無人實驗飛機,于1896年5月6日實現(xiàn)首飛。1917 年世界上第一架在無線電控制下飛行的動力無人機在英國皇家空軍阿帕文空軍基地被成功發(fā)射。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,美蘇在無人機研發(fā)領(lǐng)域開展了激烈的較量。美國瑞安公司生產(chǎn)的“火蜂” 系列無人機是當時產(chǎn)量最大的無人機。1957 年,蘇聯(lián)圖波列夫設(shè)計局研發(fā)出了一款 “鷂”式超音速無人機。此后,圖波列夫公司又先后研制了“鳶” 式無人強擊機和“雨燕科無人偵察機,都批量裝備了蘇聯(lián)空軍。阿富汗戰(zhàn)爭在無人機空中作戰(zhàn)發(fā)展過程中具有里程碑意義。美國軍隊捕食者”無人機被用于戰(zhàn)略戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)各個層面。21世紀10年代以來,無人機開始大規(guī)模進入消費類電子產(chǎn)品和專業(yè)工具領(lǐng)域,呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和商業(yè)價值。2022年2月爆發(fā)的2022俄烏沖突,已經(jīng)成為人類史上最大規(guī)模的無人機戰(zhàn)爭,雙方投放無人機的數(shù)量超過4000架。但是無人機發(fā)展也面臨軍用作戰(zhàn)存在倫理困境,民用飛行監(jiān)管困難以及侵犯公民隱私等問題和挑戰(zhàn)。2025年9月,無人機技術(shù)發(fā)展的一個世界級卡點得到突破——西湖大學(xué)研發(fā)了名為FlyingToolbox(飛行工具箱)的空中協(xié)同操作系統(tǒng),在國際上首次完成多架旋翼無人機的空中工具交換,實現(xiàn)了“疊式”飛行狀態(tài)下的高精度協(xié)同作業(yè)。

按使用領(lǐng)域分,無人機可分為軍用、 民用和消費三大類;按外觀特征或技術(shù)分,無人機主要分為固定翼無人機、 無人直升機、 多旋翼無人機和撲翼機。按質(zhì)量大小分,無人機可分為微型無人機、輕型無人機、小型無人機以及大型無人機。無人機未來的技術(shù)發(fā)展主要在智能自主控制、隱身性、通信、小型化、新結(jié)構(gòu)、提升動力系統(tǒng)等幾個方向。

歷史沿革

歷史背景

無人機技術(shù)本質(zhì)上是機器人技術(shù)向空中的延伸,而對機器人技術(shù)的渴望卻是一個歷史久遠的人類訴求,隱含于人類對生命奧秘的探求。同時軍事需求在“暗劍— 無人機技術(shù)”的發(fā)展歷程中扮演了重要的角色。現(xiàn)代意義上的無人機,起始于 1917 年英國研制的第一架無人靶機,鑒于當時科技水平限制,未能在軍事上產(chǎn)生突破性影響;但 21 世紀以來,隨著計算機、控制、通信、動力、材料等科技領(lǐng)域的發(fā)展突破加上多次戰(zhàn)爭應(yīng)用,無人機對軍事的重大影響已經(jīng)顯現(xiàn)。無人機系統(tǒng)經(jīng)過了長期的發(fā)展進步,對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的影響正由小變大,并逐步顯現(xiàn)出革命性的作用。同時在21世紀10年代以來,無人機開始成為重要的消費類電子產(chǎn)品和專業(yè)工具,開始和百姓生活、生產(chǎn)制造有了聯(lián)系,在農(nóng)業(yè)、 測繪學(xué)、 能源、 安防、 救援、 物流等領(lǐng)域已經(jīng)初步顯現(xiàn)出了 它的實用價值。無人機發(fā)展 100 多年來, 首次獲得如此巨大的關(guān)注, 也是無人機從軍用轉(zhuǎn)向民用以來, 首次呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和商業(yè)價值。

早期發(fā)展

最早的無人機可以追溯到1849年,當時奧地利使用氣球投放攜帶定時引爆的炸彈來攻擊威尼斯。此外在19世紀60年代的南北戰(zhàn)爭期間,至少有兩個攜帶炸彈的無人駕駛氣球?qū)@霈F(xiàn)。其中路德·C·克羅威爾發(fā)明了蒸汽機為動力的無人駕駛氣球,而查爾斯·佩利發(fā)明了自動投放炸彈的熱氣球裝置。

最早的重于空氣的無人飛行器,是美國航空先驅(qū)蘭利制造的雙螺旋槳動力無人實驗飛機,于1896年5月6日實現(xiàn)首飛。

1898 年11月8日,尼古拉·特斯拉獲得了無線電控制船舶的專利。特斯拉在1898年一次電氣展覽會上公開展示了使用無線電控制的船。這艘船配有天線,可以接受特斯拉遙控器發(fā)射無線電波,通過船上的無線電相干器裝置接收,將無線電波指令轉(zhuǎn)化為船上螺旋槳的機械運動。

1914年,在第一次世界大戰(zhàn)期間,英國開始研制一種用無線電操縱的可以自行飛到目標上空投放炸彈的小型飛機。該項目由英國科學(xué)家阿奇博爾德·洛負責,最終于1917 年在英國皇家空軍阿帕文空軍基地被發(fā)射成功,成為世界上第一架在無線電控制下飛行的動力無人機。

1909 年,美國發(fā)明家埃爾默·斯佩里發(fā)明了“陀螺儀”,該裝置通過測量飛機的旋轉(zhuǎn)速度,穩(wěn)定其飛行方向。1917年美國海軍資助的發(fā)明家皮特·休伊特和斯佩里發(fā)明了能使飛機保持平衡狀 態(tài)向前飛行的自動陀螺穩(wěn)定器。隨后他們把自動陀螺穩(wěn)定器和無線電遙控裝置安裝在N-9型教練機上,制造了人類首架具備自動飛行能力的無人機“休伊特-斯佩里自動飛機”,該無人機不具備回收功能,可搭載超過100公斤的炸彈飛行約80公里,顯示出潛在的軍事應(yīng)用價值。隨后,美國發(fā)明家查爾斯·凱特林設(shè)計了一種更先進的無人駕駛飛機,被稱為“凱特琳蟲”。

20世紀20年代,英國阿奇博爾德·蒙哥馬利·洛研制的 “喉”式單翼無人機成功試飛。這款無人機為無線電控制發(fā)射,可在自動駕駛儀的控制下按照預(yù)定路線和高度飛行,能攜帶114千克炸藥,航程超過480公里。“喉”式無人機的問世在當時曾引起極大轟動。

1932年,英國為了用于防空訓(xùn)練需要研制一種逼真的高射炮飛行靶機,這種靶機可以在炮手面前來回飛行,然后在被擊中的情況下還能降落回收并重復(fù)使用,最終英國研制了德哈維蘭 DH-82B 女王蜂型無人靶機。這是世界上第一種全面生產(chǎn)、全尺寸、可重復(fù)使用的無人駕駛飛機。1935年美國海軍航空局任命德爾馬·法爾尼 中校開始研制類似的裝備。法爾尼將這種無人機稱為“Drone”,Drone的本意是“雄蜂”,意指無人機像雄蜂聽從蜂王命令一樣,只能忠實執(zhí)行人類的命令。

二戰(zhàn)期間

第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后, 軍事上對無人靶機的需求激增。 由電影明星雷金納德·丹尼等人創(chuàng)建的無線電飛機公司是當時風頭最勁的無人靶機生產(chǎn)商, 制造了數(shù)以千計的靶機供美軍使用。其中OQ-2A 靶機 984 架、OQ-3 靶機9403 架、OQ-13靶機 3548 架。后兩種靶機均安裝上了大功率的發(fā)動機,飛行速度可達每小時 225 公里,飛行高度達 3000 米。在第二次世界大戰(zhàn)中,美國陸軍航空隊曾大量使用無人靶機,并在太平洋戰(zhàn)場上使用過攜帶重型炸彈的活塞式發(fā)動機無人機對日軍目標進行轟炸。戰(zhàn)爭期間,美國軍隊還打算將報廢的 B-17 和 B-24轟炸機改裝成攜帶炸彈的遙控轟炸機。駕駛員先駕駛這種遙控戰(zhàn)略轟炸機至海邊,然后跳傘脫身,遙控轟炸機則在無線電的遙控下繼續(xù)飛行,直至對目標進行攻擊。可惜由于所需經(jīng)費巨大,操縱技術(shù)過于復(fù)雜而被放棄。

冷戰(zhàn)時期

第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,美蘇在無人機研發(fā)領(lǐng)域開展了激烈的較量。美國瑞安公司生產(chǎn)的“火蜂” 系列無人機是當時產(chǎn)量最大的無人機,在數(shù)十年中派生出各種改型,包括無人靶機、無人偵察機、無人電子對抗機、無人攻擊機、多用途無人機等。“火蜂”無人機既可以從地面起飛,也可以從空中載機上發(fā)射,甚至可從航空母艦上起飛。在朝鮮戰(zhàn)爭越南戰(zhàn)爭中,美 國軍方曾頻繁出動“火蜂”無人機, 對敵方目標進行空中偵察。越南戰(zhàn)爭中美國出動的無人機多達 3500 余架次,用于空中偵察、信 號轉(zhuǎn)發(fā)、無線電電子戰(zhàn)、施放假目 標等,戰(zhàn)損率僅為 4%。1957 年,蘇聯(lián)圖波列夫設(shè)計局研發(fā)出了一款 “鷂”式超音速無人機。此后,圖波列夫公司又先后研制了“鳶” 式無人強擊機和“雨燕科無人偵察機,都批量裝備了蘇聯(lián)空軍

美蘇冷戰(zhàn)期間以色列也是無人機快速發(fā)展的國家。1973 年第四次中東戰(zhàn)爭后,以軍開始了無人機技術(shù)的發(fā)展,技術(shù)不斷進步。在1982 年 6 月的貝卡谷地戰(zhàn)役中, 以色列軍隊各型無人機參與了戰(zhàn)斗,包含吸引火力的電子誘餌無人機,截獲無線電信號的電子偵察無人機以及戰(zhàn)場評估偵察的照相。

冷戰(zhàn)后

隨著電子技術(shù)、材料技術(shù)及空氣動力學(xué)等技術(shù)的發(fā)展,從20世紀90年代起,無人機逐漸向小型化、信息化和輕量化發(fā)展,用途也越來越廣泛。

海灣戰(zhàn)爭中,美國軍隊的先鋒無人機被美陸軍、海軍 、海軍陸戰(zhàn)隊廣泛運用。美軍共6個“先鋒”無人機中隊,累計執(zhí)行522架次飛行任務(wù),總飛行時長1683小時,為美軍奪取戰(zhàn)場信息優(yōu)勢發(fā)揮了重要作用。科索沃戰(zhàn)爭中無人機被廣泛用于執(zhí)行空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視、電子對抗、戰(zhàn)果評估、目標定位、營救行動和心理戰(zhàn)等多種任務(wù)。美軍捕食者無人機利用其多頻譜目標指示系統(tǒng),為AGM-114反坦克導(dǎo)彈和其它激光制導(dǎo)彈藥提供包括目標捕獲、跟蹤、測距和指示等,為無人機察打一體、多無人機協(xié)同積累了初步經(jīng)驗。

阿富汗戰(zhàn)爭更在無人機空中作戰(zhàn)發(fā)展過程中具有里程碑意義。美國軍隊“捕食者”無人機被用于戰(zhàn)略戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)各個層面,執(zhí)行預(yù)警、偵察、打擊、通信、評估等多種任務(wù),由其實施的“定點清除”更成為“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的典型樣式。

2015年左右,由于無人機各種傳感器成本大幅度降低,民用消費級無人機開始大規(guī)模進入市場,網(wǎng)絡(luò)上甚至可以買到兩百元還帶攝像頭的“玩具級”無人機,充電兩小時只能飛五分鐘。同時相比消費級無人機,針對行業(yè)應(yīng)用的民用工業(yè)級無人機也開始穩(wěn)定增長。民用工業(yè)級無人機在續(xù)航時間、對抗惡劣氣候環(huán)境、工作穩(wěn)定性、載荷的專業(yè)性上都要強于消費級無人機。

隨著反無人機技術(shù)的不斷發(fā)展,無人機在戰(zhàn)場應(yīng)用中面臨更多威脅和風險,相對于昂貴的中大型察打一體無人機,更廉價、性價比更高的中小型察打一體無人機成為更多國家的選擇。在2020年的納卡沖突中,阿塞拜疆裝備的土耳其制造的TB-2 察打一體無人機表現(xiàn)突出。在此次沖突中,阿塞拜疆對亞美尼亞的攻擊有75%以上是由無人機完成。

2022年2月爆發(fā)的2022俄烏沖突,已經(jīng)成為人類史上最大規(guī)模的無人機戰(zhàn)爭,雙方投放無人機的數(shù)量超過4000架。烏克蘭的TB-2察打一體無人機在危機初期成為主角,但后期經(jīng)常被俄羅斯聯(lián)邦武裝力量擊落。但俄軍也沒有數(shù)量足夠的察打一體平臺。而在戰(zhàn)線相對穩(wěn)固后,民用消費級無人機“民轉(zhuǎn)軍”,成為雙方偵察、校射的主力,甚至能投擲簡易彈藥。此外自殺式無人機/巡飛導(dǎo)彈在烏克蘭戰(zhàn)場的規(guī)模性使用超出以往任何一次沖突。美國與歐洲國家已向烏提供超過1500架自殺式無人機。俄羅斯使用的主要是“柳葉刀”和從伊朗引進的“見證者”自殺無人機。

截至截至2023年底,中國已有超126萬架無人機,同比增長約32%。2023年,中國的民用無人機累計飛行超2300萬小時。中國民用航空局已批準建立民用無人駕駛航空試驗區(qū)17個、試驗基地3個,覆蓋城市、海島、支線物流、綜合應(yīng)用拓展等場景。

2025年無人機構(gòu)型主流為固定翼、多旋翼和復(fù)合翼,以及依照三大構(gòu)型衍生的十種技術(shù)路線。3月30日,在2025中關(guān)村論壇年會中關(guān)村國際技術(shù)交易大會成果發(fā)布會·低空技術(shù)產(chǎn)業(yè)專場大會上,億歐智庫發(fā)布的《2025中國低空經(jīng)濟商業(yè)洞察報告——商業(yè)無人機應(yīng)用篇》預(yù)測,到2029年,中國商用無人機市場規(guī)模會達到3000億元,隨著全球城市化進程與科技革命深度融合,低空經(jīng)濟正從概念走向現(xiàn)實。北京時間9月24日23時,無人機技術(shù)發(fā)展的一個世界級卡點得到突破——西湖大學(xué)工學(xué)院趙世鈺實驗室研發(fā)了名為FlyingToolbox(飛行工具箱)的空中協(xié)同操作系統(tǒng),在國際上首次完成多架旋翼無人機的空中工具交換,實現(xiàn)了“疊式”飛行狀態(tài)下的高精度協(xié)同作業(yè)。該項研究成果發(fā)表于最新一期國際學(xué)術(shù)期刊《自然》。這也是中國在多旋翼無人機領(lǐng)域的研究成果首次登上《自然》。

分類

按使用領(lǐng)域來劃分:無人機可分為軍用、民用和消費級三大類。軍用無人機對于靈敏度、飛行高度速度、智能化等有著更高的要求,是技術(shù)水平最高的無人機。

民用無人機一般對于速度、升限和航程等要求都較低,但對于人員操作培訓(xùn)、綜合成本有較高的要求,因此需要形成成熟的產(chǎn)業(yè)鏈提供盡可能低廉的零部件和支持服務(wù),目前來看民用無人機最大的市場在于政府公共服務(wù)的提供,如警用、消防、氣象等,占到總需求的約70%,新增市場需求可能出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)植保、貨物速度、空中無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集工具等領(lǐng)域。

消費級無人機一般采用成本較低的多旋翼平臺,用于航拍、游戲等休閑用途。

按技術(shù)角度劃分:無人機可分為分為固定翼無人機、無人直升機、多旋翼無人機、無人傘翼機撲翼式微型無人機。固定翼無人機靠流過機翼的風提供升力,起飛的時候需要助跑,降落的時候要滑行,特點是續(xù)航時間長、飛行效率高、載荷大。

無人直升機靠一個或者兩個主旋翼提供升力。優(yōu)點是可以垂直起降,續(xù)航時間和載荷能力中等,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,操控難度較大。

多旋翼無人機由多組動力系統(tǒng)組成的飛行平臺,常見的有四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至更多旋翼。多旋翼機械結(jié)構(gòu)非常簡單,動力系統(tǒng)只需要電機直接連槳就行。優(yōu)點是機械簡單,能垂直起降,缺點是續(xù)航時間最短,載荷小。

無人傘翼機是一種用柔性傘翼代替剛性機翼的飛機,傘翼可收疊存放,張開后利用迎面氣流產(chǎn)生升力而升空,起飛和著陸滑跑距離短。

撲翼式微型無人機從鳥類或者昆蟲啟發(fā)而來的,具有可變形的小型翼翅。它利用肌肉一樣的驅(qū)動器代替電動機。

按質(zhì)量大小分類:無人機可分為微型無人機、輕型無人機、小型無人機以及大型無人機。微型無人機是指空機質(zhì)量小于等于7公斤,輕型無人機質(zhì)量大于7公斤,但小于等于116公斤,空速小于100公里/小時,升限小于3000米。小型無人機,是指空機質(zhì)量小于等于5.7噸的無人機。大型無人機是空機質(zhì)量大于5.7噸的無人機。

系統(tǒng)組成

布局結(jié)構(gòu)

固定翼無人機

大型無人機:常規(guī)動力長航時無人機氣動布局主要有:V尾布局(如“全球鷹”無人機)、雙尾撐布局(如“蒼鷺” 無人機)、可變后掠翼布局、邊條翼布局和聯(lián)接翼布局等。由于長航時飛行要求機內(nèi)儲油量大,因此需要高升力、高升阻比、低雷諾數(shù)翼型優(yōu)化設(shè)計。

中型無人機:中型固定翼無人機大多采用雙尾撐布局,不但便于拆裝和機動運 輸,還便于加裝各種任務(wù)載荷,尤其是掛裝電子戰(zhàn)載荷各種頻段的天線,能夠滿足無人機多任務(wù)載荷集成作 戰(zhàn)的使用需求。 另外,發(fā)動機螺旋槳一般在飛機重心之后并接近重心,提高了無人機俯仰和偏航控制響應(yīng)的敏捷性。中型固定翼無人機氣動布局形式還涵蓋鴨式布局、V 尾隱身布局等多種非常規(guī)布局形式。在機翼翼型和安裝位置方面,中型無人機為了獲得更大的航時,多采用高升阻比、低翼載荷的機翼設(shè)計和上單翼安裝布局,確保無人具有良好的滑翔性能。 上單翼安裝布局對機身產(chǎn)生的干擾阻力均小于中單翼下單翼產(chǎn)生的干擾阻力,并且上單翼布局機翼下更容易掛載任務(wù)載荷。

小型無人機:供單兵使用的小型固定翼無人機主要為連、排一級的作戰(zhàn)單位,提供方圓十幾公里以內(nèi)的偵察服務(wù),主要基本功能是實現(xiàn)直線平飛、按航路點飛行等,因此其縱向平面的性能十分重要,對小型無人機在縱向平面提供穩(wěn)定性和操縱性的主要部件是水平尾翼。小型固定翼無人機水平尾翼設(shè)計上需要重視的問題,就是要平衡平尾面積和平尾距機翼的距離,既能有較高的控制效率,還能減少阻力。另外小型固定翼無人機的設(shè)計是在給定巡航速度的前提下盡可能實現(xiàn)最大的航程或航時,而且小型無人機攜帶動力能源,因此要提高機翼的升阻比,設(shè)計合理的機翼剖面氣動外形使小型無人機獲得最優(yōu)良的氣動性能。在較低雷諾數(shù)下有較高的升阻比,具有低速飛行的良好性能。

無人直升機

無人直升機構(gòu)型多樣化發(fā)展,有單旋翼帶尾槳式、共軸式、涵道/螺旋槳式、復(fù)合機翼/旋翼式、傾轉(zhuǎn)旋翼式等,重量從幾十千克到幾千千克,任務(wù)載荷和續(xù)航能力不斷提升。無人直升機可分為前機身、中機身、后機身三段。前機身用于主用用于安置任務(wù)設(shè)備、機載電源、機載飛控設(shè)備、電臺等。由于前機身主要承載自身結(jié)構(gòu)與機載設(shè)備的重力與慣性力,以及較小的氣動力,受力相對較小,較為簡單,采用桁架式結(jié)構(gòu)。機身中段有發(fā)動機、旋翼傳動裝置及操縱系統(tǒng)、主起落架、燃油箱等,主要采用半硬殼式結(jié)構(gòu)。后機身有尾槳的傳動裝置及操縱系統(tǒng),一般采用夾層結(jié)構(gòu)。

多旋翼無人機

與大型固定翼無人機不同,多旋翼無人機適合低雷諾數(shù)范圍內(nèi)飛行。一方面,空氣粘性增加,阻力系數(shù)增大,容易出現(xiàn)分離流動; 另一方面,各旋翼之間的流場相互耦合,氣動性能顯著改變。再加上非定向來流的影響,旋翼系統(tǒng)的控制性能會出現(xiàn)更大程度的偏差。四旋翼飛行器,它的四個旋翼呈十字形結(jié)構(gòu)或者 X 型交叉分布,相鄰的兩個旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反,通過正反槳結(jié)構(gòu)可以抵消反扭力矩從而達到平衡,四旋翼飛行器主要是通過改變 4 個電機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)旋翼轉(zhuǎn)速,從而旋翼升力產(chǎn)生變化實現(xiàn)對飛行器的控制。六旋翼飛行器可配置的氣動方案主要是單層布局六旋翼飛行器。它與四旋翼飛行器相比,多了兩個旋翼,穩(wěn)定和抗風等性能均要優(yōu)于同等配置的四軸飛行器。八旋翼飛行器具有多種構(gòu)型,有的是有4個旋翼軸,每個軸上上下兩個旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反,與四旋翼無人機相比具有更強的穩(wěn)定性和更大的載重量。主要缺點是上下旋翼之間存在較強的氣動干擾,影響了多旋翼飛行器的氣動效率。而八軸八旋翼無人機,優(yōu)點是具有更大的載重量和抗干擾能力,缺點是飛行器外形面積大,前飛效率低。

無人機動力系統(tǒng)

固定翼無人機

垂直起降方式:固定翼垂直起降無人機兼具固定翼無人機和旋翼無人機優(yōu)勢,既能像固定翼無人機一樣水平高速飛行,又能像無人直升機一樣垂直起飛、懸停、降落。這類無人機一般包括帶機翼傾轉(zhuǎn)涵道風扇動力裝置、傾轉(zhuǎn)旋翼動力裝置、復(fù)合式動力裝置、停轉(zhuǎn)旋翼動力裝置。機翼傾轉(zhuǎn)涵道風扇動力裝置優(yōu)點是結(jié)構(gòu)更加緊湊,且防撞性能好、 噪聲低、缺點是速度慢無法攜帶大量載荷。傾轉(zhuǎn)旋翼動力裝置缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、風速較大的場景下起降操控難度大。復(fù)合式動力裝置優(yōu)點是構(gòu)型簡單,實現(xiàn)難度小,缺點是“死重”問題最嚴重、效率低下。停轉(zhuǎn)旋翼動力裝置優(yōu)點是沒有死重,但缺點是研制難度極大。

常規(guī)跑道滑行方式:一般使用吸氣式發(fā)動機,包括兩沖程活塞發(fā)動機、四沖程活塞發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦噴發(fā)動機和渦輪風扇發(fā)動機

無人直升機

最大起飛質(zhì)量1噸以上的無人直升機,一般采用渦軸發(fā)動機作為動力裝置;而1噸以下的無人直升機,動力裝置則包括渦軸發(fā)動機、汽油活塞式發(fā)動機和轉(zhuǎn)子活塞式發(fā)動機。在起飛重量低于700公斤以下的無人直升機,活塞式發(fā)動機效率高于渦軸發(fā)動機。未來1噸以下的無人直升機動力裝置還將應(yīng)用重油活塞式發(fā)動機和純電 / 混合電推進動力系統(tǒng)。

多旋翼無人機

多旋翼無人機動力裝置主要包括電動機或者內(nèi)燃機。電動機或者內(nèi)燃機,負責將電能或者化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能螺旋槳是直接產(chǎn)生推力的部件。內(nèi)燃機動力系統(tǒng)活塞式航空發(fā)動機、燃油供給系統(tǒng)、電噴系統(tǒng)等組成。內(nèi)燃機動力優(yōu)點是續(xù)航時間長,但長期工作穩(wěn)定性差,維護成本高。電動機動力系統(tǒng)由電機、電子調(diào)速器、電池等部分構(gòu)成。電動機動力系統(tǒng)優(yōu)點是換電效率高、體積小重量輕,但是缺點是續(xù)航時間短。多旋翼無人機動力裝置未來還包括燃料電池鋰電池混合動力系統(tǒng)和油電混合動力系統(tǒng)。燃料電池混合動力是一種直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的動力形式。而油電混合動力系統(tǒng)是由一臺油機驅(qū)動主螺旋槳并通過帶傳動驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電,通過穩(wěn)壓和整流為電池充電,電池驅(qū)動機載設(shè)備和控制電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)飛行器飛行。

傳感器和載荷

軍用

軍用偵察類無人機光電載荷多采用可見光、紅外、激光等多傳感器形式,可以實現(xiàn)多數(shù)據(jù)/多種功能融合的目標。可見光傳感器可以給使用者提供直觀的目標物體表面景像,工業(yè)監(jiān)控攝像頭就完全可以達到軍用的標準。微小型載荷基本采用非致冷型長波紅外探測器,而中大型載荷則采用斯特林致冷的中波紅外平面?zhèn)鞲衅鳌V胁t外可以有效表現(xiàn)物體熱特征而廣泛應(yīng)用于夜間偵察。隨著精確打擊的需要,激光測距和目標指示也成為光電載荷的重要功能之一。無人機搭載光電載荷的是穩(wěn)定平臺,穩(wěn)定平臺是精密角速率陀螺感知外部干擾振動,采用多個高精度高速電動機聯(lián)合驅(qū)動若干組框架,實現(xiàn)框架自控平穩(wěn),從而使框架中的傳感器及照射器穩(wěn)定。先進的光電載荷穩(wěn)定平臺均采用光纖陀螺。在框架類型方面,主要分兩框架、四框架、五框架等幾類,一般框架越多,質(zhì)量越大,穩(wěn)定精度越高。

此外大型的軍用無人機還搭載有合成孔徑雷達(SAR)用于遙測偵察。無人機搭載合成孔徑雷達的優(yōu)勢包括:能全天時、全天候工作;遠距離、高分辨成像能力,比一般光電載荷探測距離更遠;快速機動的響應(yīng)能力,無人機載 SAR 遙測系統(tǒng)升空時間短, 能在短時間內(nèi)獲得遙測結(jié)果;自動目標識別能力;成本低廉。

攻擊類無人機可同時裝載監(jiān)視偵察類和武器類任務(wù)載荷,武器類任務(wù)載荷主要包括小型機載精確制導(dǎo)武器、反輻射超小型制導(dǎo)武器、自動糾風偏撒布器,未來可能會搭載大功率定向微波、固態(tài)高能激光武器等能量型武器。

民用

民用無人機傳感器載荷主要包括:光學(xué)相機、多/高光譜成像儀、激光雷達掃描儀、熱紅外成像儀和合成孔徑雷達。光學(xué)相機仍是目前獲取數(shù)據(jù)的主要手段,適用于航空攝影和大比例尺測繪工程。多光譜/高光譜傳感器多用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)調(diào)查。各種輕小型激光雷達傳感器產(chǎn)品開始商業(yè)化并被用于無人機上,主要用于電力巡線、林業(yè)調(diào)查等行業(yè)應(yīng)用。無人機上使用合成孔徑雷達系統(tǒng)還相對較少,主要是低于5公斤的微小型無人機載SAR系統(tǒng)較少。民用無人機傳感器的設(shè)計正在向集成化、多任務(wù)、標準化、模塊化、開放式架構(gòu)發(fā)展。光學(xué)相機、成像光譜儀激光雷達等多類型遙感載荷集成、協(xié)同工作是未來發(fā)展方向。

除了傳感器之外,民用無人機在農(nóng)業(yè)消防等領(lǐng)域也有載荷投放技術(shù)。例如在無人機航空植保上,就涉及到精準施藥噴霧的問題,一般要使用專業(yè)的施藥噴嘴直徑、施藥角度、施藥系統(tǒng)壓力。另外在消防領(lǐng)域,無人機還能夠攜帶水炮或者投放滅火劑來進行輔助滅火。

通信系統(tǒng)

軍用

戰(zhàn)場通信是軍用無人機作戰(zhàn)的關(guān)鍵,也是無人作戰(zhàn)平臺走向智能化的基礎(chǔ)。目前,無人作戰(zhàn)平臺通信方式主要有三種:一是地面通信中繼,二是空中通信中繼,三是衛(wèi)星通信中繼,這三種通信方式都能有效完成通信任務(wù),但無法滿足未來基于蜂群或分布式作戰(zhàn)任務(wù)的無人作戰(zhàn)模式。未來無人作戰(zhàn)平臺應(yīng)該具備根據(jù)戰(zhàn)場環(huán)境自主協(xié)同作戰(zhàn)的能力,這意味著無人機具備智能自主通信能力,能夠根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢,自主優(yōu)化組合智能決策。

民用

無人機是通過通信用的無線信號來進行控制、指揮的。民用無人機一般使用遙控器控制固定翼無人機、 無人直升機與多旋翼無人機飛行。 不同類型的無人機,對應(yīng)的遙控器功能也有所不同。 初期的遙控器需要架設(shè)天線, 通過無線電控制系統(tǒng)對無人機進行簡單的控制, 現(xiàn)在可通過數(shù)字比例無線電控制系統(tǒng)進行控制。遙控器是通過無人機上的接收機來控制無人機的, 遙控器與接收機之間 進行信號傳遞, 并通過通信使其建立穩(wěn)定的鏈接。無人機探測的數(shù)據(jù)、圖像傳輸是通過通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的,需要控制器與無人機之間有上行下行的數(shù)據(jù)鏈路。

自主導(dǎo)航和飛行控制系統(tǒng)

軍用

軍用無人機自主導(dǎo)航和飛行控制系統(tǒng)包括高性能運算與控制能力、高帶寬互聯(lián)互操作能力和高容錯與環(huán)境適應(yīng)能力。高性能運算與控制能力包括自主飛行航跡規(guī)劃技術(shù)、智能輔助駕駛技術(shù)、空戰(zhàn)決策技術(shù)、機體變化控制技術(shù)、高超聲速氣動彈性抑制技術(shù);高帶寬互聯(lián)互操作能力包括艦載機自主著艦導(dǎo)引與控制技術(shù)、自主空中加 / 受油引導(dǎo)與控制技術(shù)、有人 / 無人協(xié)同引導(dǎo)與控制技術(shù)、多無人機自主任務(wù)規(guī)劃技術(shù)、集群控制;高容錯與環(huán)境適應(yīng)能力包括健康管理與故障預(yù)測技術(shù)、碰撞檢測與規(guī)避技術(shù)等。

民用

民用無人機飛控系統(tǒng)通常由飛控板、飛控軟件、傳感器、舵機、數(shù)傳電臺、遙控器和地面站組成,其功能是控制無人機按預(yù)定航線飛行或是地面遙控進行飛行以完成預(yù)定任務(wù)。目前民用無人機主要使用高度集成空速傳感器、三軸加速度計和角速度陀螺、數(shù)字氣壓高度計、磁力計傳感器、GPS等傳感器的飛控板,搭配商業(yè)或者開源的飛控軟件,來控制無人機的舵機、通訊等系統(tǒng),實現(xiàn)高度保持、空速保持以及 GPS導(dǎo)航飛行等基本自駕特性。民用無人機飛控系統(tǒng)未來發(fā)展方向是高可靠、 易操作、微型化、可定制和低成本。

起降系統(tǒng)

固定翼無人機

起飛包括:跑道滑行起飛、外部裝置垂直起飛、機翼增升裝置或者發(fā)動機向量推動的短距起飛、彈射起飛、車載起飛、空投釋放、火箭助推起飛、手拋起飛、炮射起飛。

降落回收包括:起落架滑行降落、滑撬滑行降落、垂直降落、降落傘回收、撞網(wǎng)回收、氣囊回收。

應(yīng)用領(lǐng)域

軍用

情報、監(jiān)視和偵察

廣域測繪與監(jiān)測,能為軍事決策者提供 關(guān)于敵人位置、資源和人員的實時信息。目標跟蹤,可以全天候盤旋跟蹤( 感興趣的) 目標。化學(xué)、生物、放射、核和爆炸物探測,減少人員傷亡和永 久性健康損害的風險。近地偵察。在地形復(fù)雜的區(qū)域進行作戰(zhàn)任務(wù)時,常采用無人機實施近地短程監(jiān)視,以便觀察建筑遮蔽、地形遮蔽、山丘拐角等處,為部隊提供地區(qū)的情況和威脅的實時信息。

對地攻擊

察打一體無人機可以及時向其所探測到的時間敏感目標發(fā)動攻擊,不需要其他武器平臺的支援,極大地提高了偵察信息的時效性和攻擊的準確性。無人作戰(zhàn)飛機能夠?qū)嵤撤揽樟α康膲褐谱鲬?zhàn),沿途清障,打通安全通道,為后續(xù)部隊的進攻清除威脅性目標,同時對飛行途中出現(xiàn)的目標實施攻擊,確保執(zhí)行主要攻擊任務(wù)的部隊順利實施攻擊計劃。無人作戰(zhàn)飛機還能對彈道導(dǎo)彈基地、指揮控制中心等縱深戰(zhàn)略目標實施精確攻擊任務(wù)。

爭奪制空權(quán)

無人駕駛戰(zhàn)斗機參與和主導(dǎo)奪取制空權(quán)作戰(zhàn)是未來無人機作戰(zhàn)研究一個重點任務(wù)。無人駕駛戰(zhàn)斗機的優(yōu)勢是不考慮人身體承受過載,其飛行動作更加靈活,在進行空中格斗時優(yōu)勢明顯。其次,無人戰(zhàn)斗機體積相對較小,再加上隱身技術(shù)的運用,更難發(fā)現(xiàn)。但是無人駕駛戰(zhàn)斗機只有使用比較完善的人工智能控制系統(tǒng),才具備實用化的條件。

空中加油

無人機空中加油技術(shù)的發(fā)展不僅能夠有效提高無人機的作戰(zhàn)效能,還能大幅改進有人機空中加油對接效率,是未來無人機發(fā)展的主要方向。美國軍隊空軍實驗室為其空中無人加油機設(shè)計了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略,第一步是“有人駕駛加油機—無人機加油平臺”的空中加油試飛;第二步是“有人駕駛飛機—變穩(wěn)定性飛行模擬器”的空中加油試飛;第三步是“無人機—無人機”空中加油試飛。2021年6月4日,美軍進行了首次無人機空中加油測試。1架MQ-25為F/A-18F F/A-18E/F超級大黃蜂式打擊戰(zhàn)斗機試試空中加油。此次任務(wù)持續(xù)了約 4.5 小時,兩架飛機進行了超過 10 分鐘的多次加油對接,總共傳輸了147公斤燃油。

電子戰(zhàn)

軍用無人機在電子戰(zhàn)中可以承擔電子偵察、反輻射攻擊、電磁誘餌等作用。無人機在電子戰(zhàn)中的優(yōu)勢是續(xù)航時間長、隱身能力強。

物流配送

無人機在軍事物流配送可廣泛用于平時、戰(zhàn)時和非戰(zhàn)爭軍事行動的物資保障任務(wù),包括向偏遠地區(qū)執(zhí)勤部隊和哨所提供末端保障物資運送、向擔負作戰(zhàn)任務(wù)的部隊緊急投送大批量裝備物資、在戰(zhàn)場前沿地幅內(nèi)使用無人機空投補給彈藥油料、藥品給養(yǎng)等緊缺物資、隱蔽支援世界十大特種部隊敵后作戰(zhàn)和緊急輸送戰(zhàn)損裝備維修部件等。

蜂群攻擊

近年來,隨著無人機功能多樣化和數(shù)量規(guī)模化, 蜂群概念應(yīng)用而生,目標瞄準對陸對海和對空作戰(zhàn)。無人機蜂群的優(yōu)勢是作戰(zhàn)成本低、環(huán)境適應(yīng)性強、去中心化等,但存在飛行速度慢、高空作戰(zhàn)能力弱、續(xù)航能力弱、自衛(wèi)能力差等弱點。

民用

航空攝影和攝像

與地面攝影相比,無人機航拍具有超視距、遠程遙控、便利靈活、機動性強等特點。一幅好的攝影作品除了好的主題和攝影記者過硬的技術(shù)功底外,還需要具備較好的拍攝條件——鏡頭的視角。無人機航拍打破了視角局限,能夠自由靈活地進行前后、左右、上升和下降去選擇最佳的拍攝角度,以達到作者想要表達的獨特視角和有沖擊力的畫面。與傳統(tǒng)航拍動用的直升機、動力三角翼、熱氣球相比,無人機航拍成本低到幾乎可以忽略不計。另一方面,攝影無人機不僅起降的機動性超強,體積也遠小于直升機,可進入以前直升機無法進入的地方。

無人機航拍在各種影視作品尤其是紀錄片中也被廣泛應(yīng)用,特別適合獲取公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等帶狀地區(qū)航拍影像,在空中就可以實現(xiàn)全方位、立體化、多層次的拍攝,能展現(xiàn)大自然和歷史人文的壯美。但目前無人機航拍也存在盲目追求角度,弱化人物情感的缺陷。

勘測和測繪

和衛(wèi)星測繪的方式相比,無人機遙感測量具有更高的測繪精度,同時期還可以給用戶帶來更準確地測量信息, 測繪所需的成本不高。無人機測繪,主要工作的內(nèi)容就是野外像控點布設(shè)及測量、獲取測區(qū)影像數(shù)據(jù)、數(shù)字測圖等等。在進行測量時,無人機可以高效地得到具有較高精度的低空影像,提高了小面積低空攝影測量的精確性。此外,無人機有較高的適應(yīng)性,可以在許多人力不能夠到達的區(qū)域開展工作,對于飛行條件和起降地形頁沒有特殊要求。無人機利用所裝設(shè)的彩色數(shù)碼攝影機及數(shù)碼相機等的設(shè)備,可以高效收集到地表影像,同時在此基 礎(chǔ)上生成三維可視化數(shù)據(jù),從而確保工作人員在開展地形圖測繪工作的過 程中能夠有充分的數(shù)據(jù)支持。除此之外,無人機測繪還可以實現(xiàn)和衛(wèi)星遙感技術(shù)、航空測繪技術(shù)以及地面監(jiān)測技術(shù)等不同領(lǐng)域的協(xié)同作業(yè)。

物流和運輸

隨著行業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)外無人機物流已從測試階段進入試運行階段。國內(nèi)外主流的小型配送無人機航程在25公里以內(nèi),在來回均負載的情況下,配送無人機的單程航程只能控制在 12公里左右,載重不超過 15公斤,主要針對終端物流。無人機主要采用鋰聚合物電池作為主要的動力,為了減輕起飛重量無法攜帶大容量電池。無人機的續(xù)航時間和載重限制了物流無人機的應(yīng)用范圍。無人機進行物流配送時所配送的貨物的體積、重量、目的地都有特定的要求。無人機進行物流配送容易受天氣影響。

應(yīng)急救援

無人機在應(yīng)急救援中的應(yīng)用包括:城市消防救援、森林防火滅火、野外走失救援、自然災(zāi)害救援等。在城市消防救援方面,無人機可快速構(gòu)建立體監(jiān)控體系,第一時間深 入火場中心區(qū)域獲取信息,協(xié)助消防員準確識別起火點和高溫區(qū)域,同時可根據(jù)需要還可使用無人機精準投擲滅火彈,實現(xiàn)滅火救援。森林防火滅火方面,無人機可利用空中視角快速感 知火場全局態(tài)勢,獲取火線位置分布情況,使用熱成像相機快速識別并定位火情,在發(fā)生風向突變、林火爆燃等危急情況時及時撤離。在野外走失救援方面,無人機搭載高清多倍變焦鏡頭可實現(xiàn)短時間搜索大面積區(qū)域。在夜間、濃霧,或密林區(qū)域,無人機搭載熱成像儀能突破光線限制,實現(xiàn)全天候作業(yè),為拯救生命爭取寶貴時間。在自然災(zāi)害救援方面,無人機不受復(fù)雜地形、惡劣天氣影響,為搜救工作快速提供現(xiàn)場信息,協(xié)助地面指揮快速部署救援工作,最大程度確保最佳救援時機。針對災(zāi)區(qū)“三斷”情況,通過融合空中組網(wǎng)、高點中繼等技術(shù),實現(xiàn)圖像、語音、數(shù)據(jù)上下貫通橫向互聯(lián)。無人機可攜帶應(yīng)急通信基站, 穩(wěn)定懸停于災(zāi)區(qū)上空,為災(zāi)區(qū)提供良好的信號覆蓋。

環(huán)境保護

無人機遙感技術(shù)應(yīng)用涵蓋陸地的土地覆蓋及植被變化、土壤侵蝕地面水污染負荷產(chǎn)生量估算、生物棲息地評價及保護 、工程選址和防護林保護規(guī)劃及建設(shè)、海洋及海岸帶生態(tài)環(huán)境變遷分析 、海上溢油污染等的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測、林業(yè)的現(xiàn)狀調(diào)查與變化監(jiān)測、城市的規(guī)劃與環(huán)評分析、大氣環(huán)境中的大氣污染范圍識別與定量評價、重大自然災(zāi)害的評估與偵察等,幾乎覆蓋了整個地球生態(tài)系統(tǒng) 。

農(nóng)業(yè)種植

無人機在農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用包括空中植保、評估農(nóng)作物產(chǎn)量、 監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境、 監(jiān)測土壤濕度、科學(xué)灌溉。空中植保技術(shù)是指在無人機上搭載相應(yīng)農(nóng)藥,對大范圍作物進行噴灑,實現(xiàn)了噴藥、噴粉機的超微化操作,工作效率高,使用成本低。利用無人機技術(shù),將遙感影像技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型相結(jié)合,在農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測方面得到了廣泛的運用。監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境,是指利用無人機技術(shù)獲取農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的圖像,收集農(nóng)田生長信息。無人機可以利用感測器掃描大面積土地,以獲取土壤濕度的數(shù)據(jù),收集數(shù)據(jù)后即時傳輸?shù)奖O(jiān)管站點或移動平臺上,使管理員能夠快速分析數(shù)據(jù)并及時做出農(nóng)作物管理決策。將無人機技術(shù)引入到灌溉中,可以使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的排水和灌溉實現(xiàn)自動化,既能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和灌溉的效果,又能有效地節(jié)省農(nóng)業(yè)用水,從而推進節(jié)水型農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

競技體育

無人機競技其實有很多種形式,但目前最常見的當屬 FPV 競速無人機 (也被叫作 “穿越 機”)。 比賽中飛手們利用 FPV (第一人稱視角)眼鏡來操控, 讓無人機在高速飛行的過程中, 通過指定拱門, 高速側(cè)身轉(zhuǎn)彎, 前后左右空翻, 360 度全方位按指令行事。 賽制是一組人同時進行比賽, 繞圈飛行后第一個到達終點的無人機獲勝, 比賽既考驗的無人機的性能, 也考驗飛手們的反應(yīng)能力。但是無人機競技推廣的難題是觀賞性差。無論是直接用肉眼觀看,還是通過現(xiàn)場大屏幕觀看,亦或通過FPV 眼鏡觀看,觀感都不理想,甚至會引發(fā)觀眾頭暈惡心。

城市宣傳

為增強市民的防騙意識和交通安全意識,遼寧省新民市公安局創(chuàng)新宣傳手段,啟用了警用無人機,在人流量密集的商圈、街道上空進行反詐及交通安全知識的廣泛宣傳,取得了顯著的社會效果。

2025年4月19日,重慶市將在主城兩江四岸核心區(qū)域正式啟動常態(tài)化“魅力重慶”無人機燈光秀展演,通過科技賦能的光影藝術(shù),打造可閱讀的立體畫卷,向全球展現(xiàn)最寵游客的8D魔幻國際都市魅力。

反無人機方法

民用:民用反無人機技術(shù)是為了保護重要人物、重要區(qū)域、重要空域,從而對非法入侵的無人機進行控制的技術(shù),可以分為捕獲技術(shù)、摧毀技術(shù)、信號干擾技術(shù)、信號欺騙技術(shù)四類。捕獲手段包括馴服動物捕獲無人機、發(fā)射捕網(wǎng)彈丸、無人機掛載捕網(wǎng)。摧毀技術(shù)包括特制無人機、常規(guī)火力、激光武器微波武器聲波武器。信號干擾技術(shù)包括對無人機控制信號和對定位信號的干擾。信號欺騙技術(shù)包含控制信號欺騙與定位信號欺騙。

軍用:軍用反無人機系統(tǒng),主要方式包括以干擾阻斷為主的電子戰(zhàn)、火炮和導(dǎo)彈硬殺傷、武漢高能激光設(shè)備制造有限公司、高功率微波以及用無人機反無人機。其中電子戰(zhàn)是應(yīng)對微小無人機的主要手段,火炮和防空導(dǎo)彈硬殺傷是應(yīng)對小型以上無人機的可靠手段。高能激光武器是前景可期的反無人機的最佳方式。高功率微波武器是應(yīng)對蜂群無人機的最有效方式。

挑戰(zhàn)

作戰(zhàn)倫理問題

無人機作戰(zhàn)的倫理困境主要包含三個方面:虛擬作戰(zhàn)環(huán)境下的區(qū)分困境、不對稱作戰(zhàn)方式下的控制困境和智能化作戰(zhàn)前景下的主體責任困境。虛擬作戰(zhàn)環(huán)境下的區(qū)分困境是指無人機機操控者的行為逐漸與其所產(chǎn)生的后果割裂開來,約束力也會隨之減弱,致使他們更加輕易地做出攻擊的舉動。不對稱作戰(zhàn)方式下的控制困境,是指無人機的出現(xiàn),進一步強化軍事大國的不對稱打擊優(yōu)勢。軍事大國會通過宣傳無人機的“零傷亡”特點,更加頻繁地對弱小國家發(fā)動戰(zhàn)爭。智能化作戰(zhàn)前景下的主體責任困境,是指無人機的智能化已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)某種自主的攻擊決策行為,這意味著它與人類一樣成為戰(zhàn)爭責任的承擔者,這將給戰(zhàn)爭責任分配帶來一系列新的問題,還可能會削弱定義軍人職責的道德根基。2021年曝光的1份聯(lián)合國報告認為,在2020年的利比亞可能已經(jīng)出現(xiàn)了無人機自主殺死人類的事件。1架土耳其制造的具備自主引導(dǎo)和攻擊能力的Kargu-2無人機,攻擊了哈夫塔爾的部隊并造成了傷亡,但報告沒有明確無人機是否處在自主攻擊狀態(tài)。

安全監(jiān)管問題

目前世界各國對于無人機的監(jiān)管都是處于探索階段, 還談不上成熟。美國的空域管理條例對空域的使用更加寬容,這和美國發(fā)展通用航空有關(guān)。但在2016年,美國美國聯(lián)邦航空局出臺了針對25公斤以下小型無人機的新規(guī), 對無人機的飛行高度、 執(zhí)照、視線內(nèi)飛行等提出了系列要求。而中原地區(qū)空域管理并未把低空空域作為單獨分類。這涉及到空域管理的精細化的問題。但是在無人機飛速發(fā)展的背景下,中國無人機的“黑飛”現(xiàn)象已經(jīng)成為監(jiān)管刻不容緩的話題。2017 年 5 月 16 日, 中國民用航空局航空器適航審定司下發(fā)的 《 民用無人 駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定》 提出, 2017 年 6 月 1 日起, 最大起飛重量為 250 克以上 (含 250 克) 的民用無人機要進行實名登記。2016年9月中國民用航空局空管行業(yè)管理辦公室發(fā)布的 《民用無人駕駛航 空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》 提出:民用無人駕駛航空器僅允許在隔離空域內(nèi)飛行。2016 年7月, 中國民用航空局飛行標準司下發(fā)了 《 民用無人機駕駛員管理規(guī)定》, 對無人機駕駛員實施了分類管理,規(guī)定有些情況下必須持有駕駛執(zhí)照。 2024年1月1日,《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》將正式施行,新規(guī)要求實名制且應(yīng)依法投保責任保險;操控微型、輕型民用無人駕駛航空器飛行的人員,無需取得操控員執(zhí)照;《條例》中還明確規(guī)定了國家根據(jù)需要劃設(shè)無人駕駛航空器管制空域(以下簡稱管制空域)。真高120米以上空域,空中禁區(qū)、空中限制區(qū)以及周邊空域,軍用航空超低空飛行空域等情形屬于管制空域。

侵犯隱私問題

民用無人機對公民隱私的侵犯,是無人機突出的法律問題。民用無人機具有空中長時間飛行和續(xù)航能力,能夠長時間進行跟拍和數(shù)據(jù)搜集,其所搜集的數(shù)據(jù)信息能夠同步到互聯(lián)網(wǎng)上。這表明民用無人機所搜集的數(shù)據(jù)信息在侵害不特定個體隱私權(quán)的極大風險。民用無人機可以輕松獲取公民的住宅位置、出行偏好、財產(chǎn)狀況、身體情況等各類隱私信息,可以懸停在公民住宅附近觀察住宅內(nèi)情況,跟蹤公民出行、工作和去往各個地方,可以對特定個體的所有隱私信息方便輕松地進行搜集。無人機時代對任何國家都是一種全新的法律挑戰(zhàn),均面臨專門立法滯后的現(xiàn)狀。鑒于此,世界各國均在探索傳統(tǒng)法框架下解決無人機隱私侵權(quán)問題的有效路徑。相較而言,美國和歐洲的相關(guān)專門立法早已起步,但是仍然存在法律落后于科技發(fā)展速度的情況。

未來發(fā)展趨勢

技術(shù)發(fā)展

無人機未來的技術(shù)發(fā)展主要在隱身性、通信、小型化、新結(jié)構(gòu)、提升動力系統(tǒng)等幾個方向。隱身性就是降低雷達反射面積。通信是指無人機地面站通信性能更穩(wěn)定更遠,包括使用衛(wèi)星通信來執(zhí)行更遠距離的任務(wù)。小型化是制造更小的無人機包括撲翼無人機以及數(shù)厘米翼展的無人機。新結(jié)構(gòu)是指無人機翼身可變形,更好地適應(yīng)不同氣動飛行剖面。提升動力系統(tǒng)是使用太陽能、燃料電池等技術(shù)讓無人機具備超長的航時。

無人機與人工智能的結(jié)合

無人機控制系統(tǒng)的自動化已經(jīng)解決了飛行自動控制的問題,但是還沒有解決智能自主控制的問題。因此,無人機下一步能否實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、全域化發(fā)展應(yīng)用,提升自主控制能力是關(guān)鍵。目前無人機已經(jīng)具備全自動控制能力,能執(zhí)行預(yù)編程飛行,后期能夠進行航線重規(guī)劃,而未來發(fā)展的目標,是無人機具備和人類類似的智能活動行為。這種類似的智能行為也有3個層次,就是單機飛行智能化、多機協(xié)同智能化和任務(wù)自主智能化。

新規(guī)出臺

2024年1月1日,施行《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》新規(guī)要求實名制且應(yīng)依法投保責任保險,違者最高處以2萬元以下的罰款。

2025年5月20日,國家發(fā)展改革委在相關(guān)新聞發(fā)布會上明確提到,嚴厲打擊駕駛員無證、低空航空器未取得適航證、飛行活動未報批等“黑飛”行為,并強調(diào)“安全是低空經(jīng)濟發(fā)展的首要前提”。6月27日,新修訂的《中華人民共和國治安管理處罰法》正式通過,將無人機“黑飛”列為妨害公共安全的行為。該法第四十六條明確規(guī)定:違反有關(guān)法律法規(guī)關(guān)于飛行空域管理規(guī)定,飛行民用無人駕駛航空器、航空運動器材,或者升放無人駕駛自由氣球、系留氣球等升空物體,情節(jié)較重的,處五日以上十日以下拘留;飛行、升放前款規(guī)定的物體非法穿越國(邊)境的,處十日以上十五日以下拘留。

2025年8月3日,北京市人民政府公布無人駕駛航空器管制空域范圍通告:根據(jù)《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》第十九條之規(guī)定,現(xiàn)把北京市管制空域的具體范圍公布如下:北京市行政區(qū)全域為無人駕駛航空器管制空域。未經(jīng)空中交通管理機構(gòu)批準,不得在管制空域內(nèi)實施無人駕駛航空器飛行活動。11月,從中央空管辦獲悉,為規(guī)范無人機飛行活動,有效遏制“黑飛”等違規(guī)違法行為,中央空管辦會同工業(yè)和信息化部、公安部等部門會在北京市行政區(qū)全域聯(lián)合劃設(shè)北京市無人機電子圍欄,于2025年12月1日零時啟用。

相關(guān)事件

《2025中國低空經(jīng)濟商業(yè)洞察報告——商業(yè)無人機應(yīng)用篇》發(fā)布

2025年3月30日,在2025中關(guān)村論壇年會中關(guān)村國際技術(shù)交易大會成果發(fā)布會·低空技術(shù)產(chǎn)業(yè)專場大會上,億歐智庫發(fā)布《2025中國低空經(jīng)濟商業(yè)洞察報告——商業(yè)無人機應(yīng)用篇》,報告顯示,2024年中國商用無人機市場規(guī)模約為1215億元,其中農(nóng)林植保、測繪勘察和安防監(jiān)控的市場規(guī)模分別為281億元、268億元、157億元,分別占據(jù)整體市場規(guī)模的23%、22%和13%。此外,無人機在物流運輸領(lǐng)域的市場規(guī)模已達128億元,年增速為32%。《報告》預(yù)測,未來五年內(nèi),B端無人機市場規(guī)模會以19.5%的增速增長,到2029年市場規(guī)模約3000億元。

無人機“黑飛”案件

2025年6月初,蕭山區(qū)警方通報了浙江省首例涉及無人機“黑飛”的刑事案件:一位職業(yè)飛手在機場禁飛區(qū)違規(guī)飛無人機,警方順藤摸瓜,牽出一條橫跨全國的非法“解禁”產(chǎn)業(yè)鏈。嫌疑人通過二手平臺、短視頻接單,提供偽造公章、代辦解禁服務(wù),訂單遍及20多個省份70多個城市。

多地家畜被無人機“牙簽"獵殺

截止2025年11月,在遼寧、山西省湖南省等地,已有養(yǎng)殖戶放養(yǎng)的黑山羊、豬群、馬匹甚至一些國家保護動物,被無人機“牙簽”無差別射殺。“牙簽”是“高科技狩獵野豬”中無人機搭載的金屬箭。媒體認為無人機“牙簽”狩獵,是對生態(tài)安全和公共安全的雙重威脅。無人機“牙簽”獵殺所依賴的熱成像,很難分辨目標動物究竟是野生還是家畜。由于光線、高度、操作技術(shù)等限制,一旦無人機操作者誤認目標,后果不堪設(shè)想。雖然“牙簽”具有不小殺傷力,但是不是管制器械、屬于什么性質(zhì),目前處在監(jiān)管模糊地帶。相關(guān)法律法規(guī)對無人機的攻擊性改裝等,也缺乏針對性條款。無人機“牙簽”隨時都可能從天而降,監(jiān)管不能坐視不管。地方相關(guān)部門要對狩獵尤其是“牙簽”獵殺家畜行為,加大調(diào)查和處罰的力度;網(wǎng)絡(luò)平臺也應(yīng)強化審核,從嚴管控獵殺類裝備售賣和內(nèi)容傳播。長遠看,則需完善法律法規(guī),明確無人機攻擊性改裝、空投“牙簽”等行為的性質(zhì)和責任。

二手無人機現(xiàn)“拋售”潮

2026年1月1日起,違規(guī)飛行無人機行為正式納入中華人民共和國治安管理處罰法范圍。中國民用航空局推出的UOM系統(tǒng)成為無人機管理的統(tǒng)一平臺,所有飛行空域申報均須在此進行。無人機愛好者文婷表示,由于產(chǎn)品迭代,以及對新規(guī)未完全適應(yīng),不少用戶手中的設(shè)備被閑置。同時,二手交易平臺上無人機數(shù)量增多,二手無人機回收價格開始下滑。1月,二手平臺無人機掛售量超60000臺,相比2025年同期上漲200%。2月5日,一位攝像器材回收商張強表示,截至該日,多款無人機的回收價格,相比官網(wǎng)售價都降低了50%至60%。無人機的二手市場回收價格也在下跌,2025年生產(chǎn)的大疆創(chuàng)新Air 3S原價9988元/臺,在2025年年底其回收價格約為6000元,2026年1月為4900元。

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遼寧沈陽:新民市公安局啟用警用無人機,強化反詐與交通安全宣傳.今日頭條.2025-08-16

重慶將推常態(tài)化大型城市無人機燈光秀 開啟城市文旅新范式.重慶市人民政府.2025-08-16

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無人機新規(guī)出臺,明確需要實名和保險,違者最高處以2萬元以下的罰款.百家號.2024-01-05

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機場的大敵,國家出手了.中國新聞周刊-今日頭條.2025-07-01

低空安全無小事 莫讓“黑飛”觸“紅線”.今日頭條.2025-07-22

北京市人民政府關(guān)于公布無人駕駛航空器管制空域范圍的通告.北京日報客戶端-今日頭條.2025-08-04

中央空管辦等部門將在北京市行政區(qū)全域劃設(shè)無人機電子圍欄.新華社-今日頭條.2025-11-27

銳評丨多地家畜被“牙簽”獵殺!無人機狩獵不能無人管.騰訊網(wǎng).2025-11-18

二手無人機現(xiàn)“拋售”潮,有產(chǎn)品回收價下降20%,專家:行業(yè)無序到有序的陣痛期.騰訊網(wǎng).2026-02-07

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