無人機發展歷史、現狀及未來發展趨勢

段佳俊 羅冬瑾 楊金龍

（西華大學航空航天學院，四川 成都 610039）

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，是因為其獨特的優勢。無人機及其相關科學技術隨著時代的發展而日趨完善，如防空武器，其性能日益提高，這也增加了有人機空戰的風險，而無人機進入空戰則可以降低這種風險[1]。

1 無人機的發展歷史

1.1 萌芽期

1917 年，Peter Cooper 和Elmer A.Sperry 創造了第一臺自動陀螺穩定器，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，蜂王號的發明讓無人飛行器在最后的路程里可以飛回起點，該項發明終于使得無人機具有了很高的使用價值（見圖1）。[2]

圖1 蜂王號無人機第一次能飛回起點

1.2 發展期

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、監視以及各種目標獲取的任務，還由于該無人機定位系統夠便宜，符合美國以低代價開展無人機獲取目標的要求（見圖2）。

圖2 先鋒系列RQ-2A

1.3 蓬勃期

進入21 世紀，更加小巧、便攜，性能也更穩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展，民用無人機繁榮發展的背后又繞不開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年為無人機發展創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《關于促進和規范民用無人機制造業發展的指導意見》。此間種種均說明無人機發展進入了蓬勃期（見圖3）。[3]

圖3 大疆的Phantom2vision+

2 無人機發展現狀

2.1 軍用無人機發展現狀

軍用無人機主要是用來偵察并監視目標，為指揮中心提供敵方的情報，以便更好地根據戰場的形勢調整戰術并制定出相應的計劃。軍用無人機同時也是人類戰爭史上的精神智慧結晶，是不斷發展的信息技術成果在戰爭方面的具體表現。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。“蒂爾”曾在阿富汗和伊拉克經過實戰檢驗，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。歐洲西部等地的發達國家以及其他地方的一些并不發達的國家也都有各自的成果。我國無人機事業發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，我國與世界頂尖水平間的差距正不斷地縮小著（見表1）。[4]

表1 軍用無人機與傳統載人飛機的對比

2.2 民用無人機發展現狀

民用無人機可以分為工業級和消費級，但無論是工業級還是消費級無人機在近幾年來都得到了高速的發展，中國雖然與西方發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展，無人機市場又迸發出了更大的活力。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，而是擁有更大的覆蓋率，遍及中國的的大部分地域。從19 年工業級無人機市場規模價值達150 多億到20 年的270 多億可以看出民用無人機的發展并不比軍用無人機發展遜色。[5]

3 無人機未來發展趨勢

3.1 軍用無人機發展趨勢

3.1.1 隱身功能

雷達是利用無線電發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”不僅戰果豐富——2001 年在阿富汗擊斃本拉登副手，2003 年在伊拉克戰爭中引導其他飛機發射導彈打擊目標，還完全貫徹了“發現即摧毀”的作戰理念。這種將偵查和打擊結為一體的作戰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展，使其與現代軍事需求相輔相成。未來軍用無人機的發展必有察打一體化無人機的一席之地。[6]

3.1.3 “蜂群”作戰

所謂“蜂群”戰術，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”戰術的影子，同樣，“蜂群”戰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爭中的“新星”。我國在“蜂群”戰術上已走在世界前沿——同時實現了上千架無人機作戰。可見，“蜂群”作戰是未來軍用無人機發展的熱門趨勢。

3.2 民用無人機發展趨勢

3.2.1 智能化

在民用無人機發展過程中，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，從而增加企業利潤。[7]

3.2.2 個性化

首先，我們應充分認識產品個性化。“顧客至上”可以最終解釋這一含義，而個性化產品是以滿足顧客需求為出發點，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，最終提高企業收益。消費級無人機在拍照、攝像等領域得到了空前發展，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，可以針對不同行業做出不同調整，利用這一優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展，可以預測出未來無人機的發展將是一片坦途。只要合理使用無人機，那么必將會進一步造福人類。