高空長航時無人機技術發展新思路

馬志平 張攀昌

摘? 要：當前無人機技術快速發展，而根據未來航空發展的需要，要對高空長航時無人機進行系統設計，通過具有探索創新性的技術優化，促進無人機性能的短提高。高空長航時無人機技術面臨著設計以及制作上的瓶頸，而為了對于該種無人機進行技術優化，本文從高空長航無人機技術發展思路出發，探究了可行技術方案，以重點研究方向為目標，進行了一系列的技術探索。

關鍵詞：高空長航時;無人機;發展思路

引言：

高空長航時無人機主要指的是飛行在18，000米以上，飛行時間大約8小時的無人駕駛飛機。隨著各種技術的不斷革新，無人機作為軍事領域的重要手段期，在戰前偵察、戰時監控、戰后評估等方面得到了廣泛的應用。而在未來的戰爭中，高空長航時無人機在戰場上的應用，對于獲取情報、戰場監視有著積極的意義。針對作戰平臺的多元需求，要長航時無人機進行技術的探索，以武器裝備發展為方向，對于關鍵技術進行革新，對于其中的核心技術進行優化。

一、高空長航時無人機的應用優勢

高空長航時無人機最主要的優勢在于無人駕駛，而在不考慮人員安全問題上，對于任務的順利執行，既有助于軍事行動的高效推進，也能通過空中偵察探測的持續性開展突破傳統有人駕駛戰略偵察的局限。

高空長航時無人機技術有著獨特應用效果，各國都在積極對于其核心技術進行優化，隨著系統的革新、燃料的增加，其他感應設備的加入，整體的感應效果感應精準度都在持續的提高，而針對未來無人機發展的戰略需要，有必要提升高工程航速無人機飛行的安全性、經濟性、可靠性。立足于這一裝備的獨特性，要從多目標組合進行優化設計，通過系統的調整，通過發展思路的梳理，在指導未來技術革新的同時，也通過領域自主創新能力、國際競爭力的提高，以技術提高國家的核心競爭力，支撐創新型國家建設，促進各領域的進一步發展。

二、高空長航時，無人機技術發展思路

高空長航時無人機技術發展思路要進行無人機的技術探索。由于高空長航時無人機有著較高的飛行高度，同時也有著較長的滯空時間要求，因此對其進行設計要考慮各個部分之間的協調統一，根據系統工程的特點，對其外形、載荷、尺寸、質量以及其他性能進行整體的優化，在明確其特征、把握其應用特點的基礎上，以高空長航是無人機良好的性能來支撐一系列工作的推進。

由于高空長航時無人機其技術上的特點，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節化安排。因此對于高空長航時無人機進行技術革新，要利用多目標組合優化，對于多個目標進行協同安排，對于多方面的要求進行協調分析，在方案持續優化的基礎上，提高設計的質量，保障應用的效果。

傳統無人機設計采用串行設計的模式，其在應用時存在著諸多的缺陷，在不同的設計階段無法實現最優解，導致了設計的僵化，也導致了其所設計的產品難以滿足新時代技術需求的問題。在現代系統設計技術不斷探索的過程中，多目標組合優化設計可以立足于跨學科的特性，通過整體的優化思想，對于設計進行完善，借助虛擬模擬的方式，對于設計中的比例進行調整，以學科之間的平衡更好的發揮無人機的應用價值，通過優化策略對于設計過程進行完善，以各學科之間的系統效益達到整體的良好應用效果的目標。

系統優化設計雖然當前仍然在探索與創新中，但其作為對優化方法進行調整的基本思路，在對高空長航時無人機系統進行完善時，可以結合無人機的性能要求全方位考慮，考慮氣動、隱身、結構、發動機等多元的因素，進行思路探索，多目標的優化設計可以從飛行器設計優化、建模技術、多參數優化技術等角度出發，結合無人機在總體、動力、載荷配置、機體結構等多個模塊的設計要求，通過整合分析多目標優化來提高設計效果，保障技術的創新質量。

其次，無人機也要采用一體化的設計技術。當前開展技術革新，主要是為了滿足未來的技術使用要求，而高空長航時無人機在軍事領域的突出貢獻使得該項技術在進行優化時，要考慮到未來武器裝備的發展趨勢。高空長航時無人機未來要朝著隱身化的方向發展，而隱身技術作為現代戰爭決定勝負的關鍵性技術，無人機延伸性能的實現與其氣動布局方式密不可分。無人機在應用時要考慮到飛行任務主體結構的限制，對于整體的技術進行調整，而為了綜合考慮氣動及隱身的要求，要采用一體化的設計思路，對于性能進行協同安排，組合搭配。通過氣動特征的把握、隱身設計中對于存在技術問題的調整，在解決油耗、超重問題基礎上，通過新材料的使用、氣動布局的調整，促進整個無人機隱身性能的提升。

面對高空長航時無人機在氣動設計方面面臨的多元化問題等情況，考慮氣動特征，采用分析及設計工具，對于整個系統進行靈活的配置，對于其中的具體技術問題進行優化。而無人機的技術優化問題，可以以逆向設計的方式，通過互動式的優化促進無人機隱身性能的提高。在開展技術研究時，一體化的設計可以調整計算與設計技術的角度，不斷地探索，通過思考多元的技術方向保證良好的技術創新質量。

第三，也要對能源動力技術進行優化。由于無人機對于動力有著嚴苛要求，既要保證發動機的燃油經濟性，又要具備穩定的工作能力，因此在進行結構設計時，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，為了滿足無人機長時間高空飛行的要求，要對發動機的動力問題進行解決，對于高空的特殊條件進行分析，根據任務特點，針對無人機的多元要求，解決裝備的特殊技術要求。

第四，在軟件設計中也要運用自主控制技術，保障在特殊環境下對于技術的應用要求。高空長航時無人機的飛行速度、高度等有著較大的變化，而針對于飛行任務的差異，在開展工作實踐時，作為不穩定、不確定的被控對象，要針對所應用場合的不確定性，對于巡視綜合技術進行靈活的調整，以軟件的控制理論，解決系統在飛行中面臨的綜合性問題。

第五，高空長航時，無人機要對于自主導航系統進行革新，在該種裝備的應用中有著飛行距離較遠、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，當前可以借助自主導航技術與位置的連續輸出，借助速度、姿態等信息，靈活調整飛行策略，保障飛行穩定性。通過導航系統的高精密度滿足飛行任務的要求，以分步協調技術的探索確保工作的有序應用，通過對于裝備應用問題進行優化，簡化問題的復雜程度，保證系統的良好性能。

三、結束語

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

參考文獻

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作者簡介：

馬志平（1990-），男，工程師，主要從事航空機務維修。

張攀昌（1990-），男，工程師，主要從事航空機務維修。