馬志平 張攀昌

摘? 要：當(dāng)前無人機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，而根據(jù)未來航空發(fā)展的需要，要對高空長航時無人機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，通過具有探索創(chuàng)新性的技術(shù)優(yōu)化，促進(jìn)無人機(jī)性能的短提高。高空長航時無人機(jī)技術(shù)面臨著設(shè)計以及制作上的瓶頸，而為了對于該種無人機(jī)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，本文從高空長航無人機(jī)技術(shù)發(fā)展思路出發(fā)，探究了可行技術(shù)方案，以重點研究方向為目標(biāo)，進(jìn)行了一系列的技術(shù)探索。

關(guān)鍵詞：高空長航時;無人機(jī);發(fā)展思路

引言：

高空長航時無人機(jī)主要指的是飛行在18，000米以上，飛行時間大約8小時的無人駕駛飛機(jī)。隨著各種技術(shù)的不斷革新，無人機(jī)作為軍事領(lǐng)域的重要手段期，在戰(zhàn)前偵察、戰(zhàn)時監(jiān)控、戰(zhàn)后評估等方面得到了廣泛的應(yīng)用。而在未來的戰(zhàn)爭中，高空長航時無人機(jī)在戰(zhàn)場上的應(yīng)用，對于獲取情報、戰(zhàn)場監(jiān)視有著積極的意義。針對作戰(zhàn)平臺的多元需求，要長航時無人機(jī)進(jìn)行技術(shù)的探索，以武器裝備發(fā)展為方向，對于關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行革新，對于其中的核心技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

一、高空長航時無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

高空長航時無人機(jī)最主要的優(yōu)勢在于無人駕駛，而在不考慮人員安全問題上，對于任務(wù)的順利執(zhí)行，既有助于軍事行動的高效推進(jìn)，也能通過空中偵察探測的持續(xù)性開展突破傳統(tǒng)有人駕駛戰(zhàn)略偵察的局限。

高空長航時無人機(jī)技術(shù)有著獨特應(yīng)用效果，各國都在積極對于其核心技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，隨著系統(tǒng)的革新、燃料的增加，其他感應(yīng)設(shè)備的加入，整體的感應(yīng)效果感應(yīng)精準(zhǔn)度都在持續(xù)的提高，而針對未來無人機(jī)發(fā)展的戰(zhàn)略需要，有必要提升高工程航速無人機(jī)飛行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。立足于這一裝備的獨特性，要從多目標(biāo)組合進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過系統(tǒng)的調(diào)整，通過發(fā)展思路的梳理，在指導(dǎo)未來技術(shù)革新的同時，也通過領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力、國際競爭力的提高，以技術(shù)提高國家的核心競爭力，支撐創(chuàng)新型國家建設(shè)，促進(jìn)各領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

二、高空長航時，無人機(jī)技術(shù)發(fā)展思路

高空長航時無人機(jī)技術(shù)發(fā)展思路要進(jìn)行無人機(jī)的技術(shù)探索。由于高空長航時無人機(jī)有著較高的飛行高度，同時也有著較長的滯空時間要求，因此對其進(jìn)行設(shè)計要考慮各個部分之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，根據(jù)系統(tǒng)工程的特點，對其外形、載荷、尺寸、質(zhì)量以及其他性能進(jìn)行整體的優(yōu)化，在明確其特征、把握其應(yīng)用特點的基礎(chǔ)上，以高空長航是無人機(jī)良好的性能來支撐一系列工作的推進(jìn)。

由于高空長航時無人機(jī)其技術(shù)上的特點，雖然是以飛行為基本要求，但卻在具體的工作實踐中，對于多方面都有著性能上的細(xì)節(jié)化安排。因此對于高空長航時無人機(jī)進(jìn)行技術(shù)革新，要利用多目標(biāo)組合優(yōu)化，對于多個目標(biāo)進(jìn)行協(xié)同安排，對于多方面的要求進(jìn)行協(xié)調(diào)分析，在方案持續(xù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，提高設(shè)計的質(zhì)量，保障應(yīng)用的效果。

傳統(tǒng)無人機(jī)設(shè)計采用串行設(shè)計的模式，其在應(yīng)用時存在著諸多的缺陷，在不同的設(shè)計階段無法實現(xiàn)最優(yōu)解，導(dǎo)致了設(shè)計的僵化，也導(dǎo)致了其所設(shè)計的產(chǎn)品難以滿足新時代技術(shù)需求的問題。在現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)不斷探索的過程中，多目標(biāo)組合優(yōu)化設(shè)計可以立足于跨學(xué)科的特性，通過整體的優(yōu)化思想，對于設(shè)計進(jìn)行完善，借助虛擬模擬的方式，對于設(shè)計中的比例進(jìn)行調(diào)整，以學(xué)科之間的平衡更好的發(fā)揮無人機(jī)的應(yīng)用價值，通過優(yōu)化策略對于設(shè)計過程進(jìn)行完善，以各學(xué)科之間的系統(tǒng)效益達(dá)到整體的良好應(yīng)用效果的目標(biāo)。

系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計雖然當(dāng)前仍然在探索與創(chuàng)新中，但其作為對優(yōu)化方法進(jìn)行調(diào)整的基本思路，在對高空長航時無人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行完善時，可以結(jié)合無人機(jī)的性能要求全方位考慮，考慮氣動、隱身、結(jié)構(gòu)、發(fā)動機(jī)等多元的因素，進(jìn)行思路探索，多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計可以從飛行器設(shè)計優(yōu)化、建模技術(shù)、多參數(shù)優(yōu)化技術(shù)等角度出發(fā)，結(jié)合無人機(jī)在總體、動力、載荷配置、機(jī)體結(jié)構(gòu)等多個模塊的設(shè)計要求，通過整合分析多目標(biāo)優(yōu)化來提高設(shè)計效果，保障技術(shù)的創(chuàng)新質(zhì)量。

其次，無人機(jī)也要采用一體化的設(shè)計技術(shù)。當(dāng)前開展技術(shù)革新，主要是為了滿足未來的技術(shù)使用要求，而高空長航時無人機(jī)在軍事領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)使得該項技術(shù)在進(jìn)行優(yōu)化時，要考慮到未來武器裝備的發(fā)展趨勢。高空長航時無人機(jī)未來要朝著隱身化的方向發(fā)展，而隱身技術(shù)作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭決定勝負(fù)的關(guān)鍵性技術(shù)，無人機(jī)延伸性能的實現(xiàn)與其氣動布局方式密不可分。無人機(jī)在應(yīng)用時要考慮到飛行任務(wù)主體結(jié)構(gòu)的限制，對于整體的技術(shù)進(jìn)行調(diào)整，而為了綜合考慮氣動及隱身的要求，要采用一體化的設(shè)計思路，對于性能進(jìn)行協(xié)同安排，組合搭配。通過氣動特征的把握、隱身設(shè)計中對于存在技術(shù)問題的調(diào)整，在解決油耗、超重問題基礎(chǔ)上，通過新材料的使用、氣動布局的調(diào)整，促進(jìn)整個無人機(jī)隱身性能的提升。

面對高空長航時無人機(jī)在氣動設(shè)計方面面臨的多元化問題等情況，考慮氣動特征，采用分析及設(shè)計工具，對于整個系統(tǒng)進(jìn)行靈活的配置，對于其中的具體技術(shù)問題進(jìn)行優(yōu)化。而無人機(jī)的技術(shù)優(yōu)化問題，可以以逆向設(shè)計的方式，通過互動式的優(yōu)化促進(jìn)無人機(jī)隱身性能的提高。在開展技術(shù)研究時，一體化的設(shè)計可以調(diào)整計算與設(shè)計技術(shù)的角度，不斷地探索，通過思考多元的技術(shù)方向保證良好的技術(shù)創(chuàng)新質(zhì)量。

第三，也要對能源動力技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。由于無人機(jī)對于動力有著嚴(yán)苛要求，既要保證發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，又要具備穩(wěn)定的工作能力，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既要減輕整體重量也要提高使用壽命。針對于高空的空氣密度要求，為了滿足無人機(jī)長時間高空飛行的要求，要對發(fā)動機(jī)的動力問題進(jìn)行解決，對于高空的特殊條件進(jìn)行分析，根據(jù)任務(wù)特點，針對無人機(jī)的多元要求，解決裝備的特殊技術(shù)要求。

第四，在軟件設(shè)計中也要運(yùn)用自主控制技術(shù)，保障在特殊環(huán)境下對于技術(shù)的應(yīng)用要求。高空長航時無人機(jī)的飛行速度、高度等有著較大的變化，而針對于飛行任務(wù)的差異，在開展工作實踐時，作為不穩(wěn)定、不確定的被控對象，要針對所應(yīng)用場合的不確定性，對于巡視綜合技術(shù)進(jìn)行靈活的調(diào)整，以軟件的控制理論，解決系統(tǒng)在飛行中面臨的綜合性問題。

第五，高空長航時，無人機(jī)要對于自主導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行革新，在該種裝備的應(yīng)用中有著飛行距離較遠(yuǎn)、滯空時間較長的特征，而為了解決時間短、精度高等工作需求，當(dāng)前可以借助自主導(dǎo)航技術(shù)與位置的連續(xù)輸出，借助速度、姿態(tài)等信息，靈活調(diào)整飛行策略，保障飛行穩(wěn)定性。通過導(dǎo)航系統(tǒng)的高精密度滿足飛行任務(wù)的要求，以分步協(xié)調(diào)技術(shù)的探索確保工作的有序應(yīng)用，通過對于裝備應(yīng)用問題進(jìn)行優(yōu)化，簡化問題的復(fù)雜程度，保證系統(tǒng)的良好性能。

三、結(jié)束語

在高空長航時無人機(jī)的設(shè)計中要解決硬件上面的問題，也要考慮到軟件上的優(yōu)化，軟件與硬件之間的密切配合對于良好飛行品質(zhì)的保障有著積極的意義。因此當(dāng)前軟件要以自主控制為核心，結(jié)合最先進(jìn)的計算控制理論，在軟硬件的交互設(shè)計下，打造出仿生智能的控制系統(tǒng)，結(jié)合實際的應(yīng)用場景，對于系統(tǒng)的模塊進(jìn)行更新與完善，保障軟硬件配合下的良好工作性能。

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作者簡介：

馬志平（1990-），男，工程師，主要從事航空機(jī)務(wù)維修。

張攀昌（1990-），男，工程師，主要從事航空機(jī)務(wù)維修。