基于互联网看国内无人直升机发展

李辉煌 王晓

摘要：本文主要介绍了国内无人直升机在空中监视、停电线路建设、农田航空管理等方面的应用、通过列举在能源巡逻线、科学研究等领域的例子，分析了国产无人机的主要型号及其优缺点，指出国产无人机在能源行业发展前景广阔。

关键词：国内直升机;无人驾驶飞机;航空监测

引言：由于转子特性、稳定性低、耦合强度大、时滞和非线性等问题，无人驾驶直升机难以控制飞行，因此启动模型慢、少，应用不是很广泛。然而，由于其独特的直升机能力，垂直起降场很小，其适合需要空中悬停和无人驾驶的应用情况，但不能执行一些作战任务，目前正在逐步发展。

一、无人直升机应用案例

1、山西无人机控制非法采矿

2009年，山西省从太原购买了两架国内Z-3无人驾驶直升机，覆盖面积达20多平方公里。该无人直升机可以用摄像机操作，并提供涉嫌非法采矿的精确坐标。

2、 中国地震减灾演习

2018年，“抢险救灾机器人”在北京顺利完成了一次垃圾抢险演练。该项目是国家“863”计划重点项目，由中国科学院沉阳机器人重点实验室和中国地震应急搜救中心联合实施。 演习于5月12日在地震救援训练基地举行，以自主飞行、空中飞行、唤醒跟踪、极低空和自主着陆等为主题，并进行了即时信息检索。在地震的其余地区，实时进行图像恢复过程。

3、珠穆朗玛峰“珠峰号”的西藏科考

2019年，香港深圳无人直升机（又称航空机器人）研究组，香港某大学的自动化技术中心、深圳某大学的技术自动化中心、深圳市某大捷创新科技有限公司，自6月中旬以来，进行了近10天的测试，顺利完成西藏珠穆朗玛峰等寒冷地区的飞行和空中测试任务。

4、吴江市同里农田施药

2020年7月22日至25日，由农业部南京农业机械化研究所组织的“水稻栽培超低技术低剂量研究”国家863项目。 南京农业机械化研究所、解放军第60总研究所、南京林业大学、苏州吴江敦力大学等单位参与直升机制造及其他直升机操作。

5、 向家坝放线施工

2020年9月5日，由江苏输变电站自主研发的无人直升机线路建设技术，在湖北省的向家坝至上海±800千伏高压直流输电线路工程K2长江跨海标记段成功应用，实现超高压输电线路施工技术的重大突破。

二、案例中的无人直升机

案例1、4和5是总参谋部第60研究所开发的小型飞行平台，它结合了许多软件和硬件技术，包括遥控、遥测、GPS导航、传感和自动控制，使用Z-3无人直升机。其最大的起飞重量是120公斤，最大的任务是载荷25公斤，主旋环直径3.4米，船长3.6米，高度1.1米，发动机25kw，最大飞行高度是3200米，最大悬停高度是800米，最大航程2h，最大飞行速度120公里/小时，其中图像监控系统，空气悬停操作与抗风系统能力出色。

案例2中无人直升机为无锡和航空技术有限公司生产，飞行控制系统由中国的沉阳理工某大学研制。飞行重量40公斤，货物有效载荷15公里，最大巡航速度70公里/小时，最大航程2小时，最大飞行高度3000米，抗风能力大于6度。同时不需要手动驾驶或操纵，输入目的地坐标后，它可以独立飞行，在空中飞行、旅行等，也可用于用跟踪点跟踪飞行，获取极低高度和自主地形的各种信息。

案例3由香港某大学的自动化中心及自动化技术中心的某有限公司立案。在珠穆朗玛峰上使用无人机进行探索开发。该无人机半自主或单机飞行时，最大回转精度±0.3m，速度控制±0.1m/s，保持自动方向、进场方向，进行GPS定点飞行的传统的飞行控制功能。

三、无人直升机实际应用效果

在这种情况下，使用的应用包括航空的控制（随机航空摄影）、电力释放线建设、现场飞行管理、科学考察和无人值守的动力巡逻线等（定点航空照片）。

案例1和案例2适用于随机空气监测。也是各县资源局使用无人机监控系统对重点矿控区的航拍进行监控的一种手段。其覆盖范围广，实时获取数据，也可提供潜在非法提取点的准确坐标。

江苏省输变电站采用案例5的机组，计划用无人直升机牵引绳索到铁路塔。方案比飞艇放行线更稳定，与动力降落伞放行线相比，操作人员安全性高、比载人直升机成本少，施工组織难度低，租赁成本比载人直升机低40万元，施工经济性强。同时，无人直升机的使用位置小，抗风性好。

案例3适用于科学探索、科学研究和实际任务。同时案例3也证实了无人驾驶直升机在飞行地点、空中监视、飞行成本低以及危险区复杂的地形和危险区的一些应用优势。

案例4适用于农田飞行应用，是国家"863"项目"中的“稻田超低空低容量药物技术研究与设备制造"项目，在解决人工喷洒机和随身喷雾器在作业时的使用问题上，降低了劳动强度、工作质量、工作效率，难以适应快速有效地控制流行性病虫害和草虫害的要求。然而，它指出，由于成本等因素，价格达到300万元，实现普及还有一个漫长过程。

四、无人直升机发展现状与应用前景

（1） 空中监视和航空摄影是无人驾驶直升机的主要应用。

（2）克服电力光伏建筑在难以过河或沿线搬迁等原因导致的施工障碍。

（3）农用药的应用具有较好的环境保护和一定的社会效益，但由于成本限制，无法得到推广应用。

（4）科学考虑需要在其应用领域进行具体分析，在直升机起飞、着陆和悬停等利益方面通常处于特殊地位。

由于无人直升机民用的延误以及研发和应用传播等诸多因素，诸如上海“海鹰"、河南筑波4厂"WD100"、北方航空公司"FH-1"联轴无人直升机、卫方V750无人直升机等具有起飞重量大和飞行能力强等优点的无人机，其私营部门却没有实际的申请报告。

结语：总之，提高起飞重量等级、发动机性能和飞行控制的安全性和可靠性是发展方向，也是现阶段我国无人直升机研制和应用的必由之路。

参考文献：

[1] 刘健， 张祥甫， 于志军，等. 基于改进ERFNet的无人直升机着舰环境语义分割[J]. 电讯技术， 2020， 060（001）：40-46.

[2] 段兴旺， 段文良， 张敏，等. 无人直升机加装任务系统发展现状与趋势[J]. 科技视界， 2019， No.267（09）：64-65.