無人機生產(chǎn)技術(shù)的相關(guān)咨詢
無人機最早出現(xiàn)于20世紀初,它的出現(xiàn)與第一次世界大戰(zhàn)有關(guān),用于軍事用途,當(dāng)時指不需要駕駛員登機駕駛,而用無線電操縱的小型飛機。在經(jīng)歷了近一個世紀的發(fā)展后,無人機正在軍事和民用的廣闊領(lǐng)域發(fā)揮日益重要、甚至是不可替代的作用。
隨著技術(shù)的發(fā)展進步,無人機的名稱也發(fā)生著變化,光典型的英文縮寫就有UA、UAV、UAS、RPA等,中文名稱則有無人機、遙控駕駛航空器、無人駕駛航空器等。中英文名的字面不同,帶來的意義及內(nèi)涵也略有不同,下面對不同中英文名稱做簡要說明。根據(jù)GB/T38152-2019《無人駕駛航空器系統(tǒng)術(shù)語》和GB/T41300-2022《民用無人機唯-產(chǎn)品識別碼》中的定義:
無人系統(tǒng)主要包含能夠自主或通過遠程操控完成指定任務(wù)的無人飛行器、無人艦船、無人潛器等,最先應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,其后廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域并呈現(xiàn)螺旋式的發(fā)展趨勢。隨著國家推動網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國建設(shè),智慧政務(wù)新基建將迎來產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期,智慧交通、社會綜合治理、智慧安防及智慧應(yīng)急等方向市場需求巨大,預(yù)計“十四五”期間高端智能裝備市場需求將數(shù)倍增長。
從1917年的“柯蒂斯”無人機開始,無人機系統(tǒng)(Unmanned Aerial Systems,簡稱UAS)經(jīng)歷了百余年發(fā)展,在體系、平臺、載荷、控制、測控及協(xié)同等技術(shù)領(lǐng)域都取得了長足進步,也開始在軍事和民用領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。無人機適合執(zhí)行的任務(wù)可歸結(jié)為“枯燥、惡劣、危險、縱深”(Dull,Dirty,Dangerous and Deep,簡稱4D)等任務(wù),其中,枯燥任務(wù)主要指重復(fù)性的任務(wù)或者持久性的任務(wù);惡劣任務(wù)主要指環(huán)境涉及核、生物、化學(xué)武器威脅的任務(wù);危險任務(wù)主要指對飛機和機組成員具有高危險性的任務(wù);縱深任務(wù)是指超越當(dāng)前有人機作戰(zhàn)半徑的任務(wù)。深入分析無人機系統(tǒng)的發(fā)展階段,有利于更清晰地把握無人機技術(shù)的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢,推動無人機技術(shù)的快速發(fā)展。
無人機有多種分類方式,可以按構(gòu)造、控制方式、飛行器重量、實用升限、用途以及航程進行分類。無人機按構(gòu)造即氣動布局可分為固定翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機、垂直起降固定翼無人機,不同氣動布局的無人機飛行原理不同;按控制方式又可分為三種類型:程控型、遙控型、復(fù)合型;按飛行器重量可分為微、小、中、大型:微型無人機重量在100克以下,小型無人機重量不足280千克,中型無人機重量范圍為280~2270千克,大型無人機重量范圍為2270~6800千克;按實用升限分為超低空無人機、低空無人機、中空無人機、高空無人機和超高空無人機;按用途分,無人機可分為靶機、單一用途無人機、察打一體無人機三類;按航程分可分為遠、中、近、超近程四類,活動半徑從120千米以外變化到10千米左右。
無人機,也稱為遠程駕駛航空器,是由控制站進行管理的航空器。無人機可以在數(shù)據(jù)采集、高空拍攝、地質(zhì)遙測、遠程監(jiān)控等多種作業(yè)情況下替代人工,并且更加高效安全的完成作業(yè)。近年來,無人機技術(shù)不斷迭代更新,在現(xiàn)代技術(shù)的進步下,無人機快速從軍用市場向民用市場發(fā)展,無人機行業(yè)火熱發(fā)展。依據(jù)無人機企業(yè)的注冊資本進行劃分,位于第一梯隊的是注冊資本高于1億元的企業(yè),包括航天彩虹、中無人機、極飛科技、觀典防務(wù)、一電航空以及中航智。其中航天彩虹的注冊資本將近10億元,航天彩虹是目前我國無人機領(lǐng)域發(fā)展較早的企業(yè),于2017年上市,是我國首家以無人機為主營業(yè)務(wù)的上市公司。位于第二梯隊的是注冊資本超過1000萬元的企業(yè),包括縱橫股份、時代星光、億航智能、Yuneec、大疆創(chuàng)新、科衛(wèi)泰以及司馬航模。其中,縱橫股份的注冊資本超過了8000萬元,其成立于2010年,是我國首個推出垂直起降固定翼無人機的企業(yè),推動我國工業(yè)無人機的發(fā)展。位于第三梯隊的則是注冊資本少于1000萬元的企業(yè),包括星邏智能以及其他無人機企業(yè)。
無人機作為軍用飛機未來發(fā)展方向,各國都很重視其研發(fā)的投入。目前世界無人機技術(shù)最為先進的是美國、以色列和歐洲,處于第一梯隊;而中國、俄羅斯等處于第二梯隊。近10年中國相繼研發(fā)出各款尖端無人機,目前已擁有美國所有類型的尖端無人機,追趕勢頭強勁。在民用無人機領(lǐng)域,中國已經(jīng)走在全球前列。
中國無人機市場進一步發(fā)展與成熟,隨著消費級無人機的持續(xù)火熱以及農(nóng)業(yè)植保、物流等工業(yè)級無人機領(lǐng)域市場的爆發(fā),中國無人機市場規(guī)模實現(xiàn)了突破式增長。2016-2020年我國無人機市場規(guī)模逐年增長,2020年我國無人機市場規(guī)模為674.04億元。
近年來,迅猛發(fā)展的無人機產(chǎn)業(yè)正為我國通航業(yè)務(wù)發(fā)展帶來新動力。截止2021年12月31日,無人機實名登記系統(tǒng)注冊無人機數(shù)量共計83.02萬架,比2020年底的52.36萬架增加了58.6%,我國無人機機隊規(guī)模仍處于快速增長期。2021年,我國無人機企業(yè)、從業(yè)者規(guī)??焖僭鲩L。截至2021年底,全國共有無人駕駛航空企業(yè)12663家。民航局共頒發(fā)無人機駕駛員執(zhí)照超過11.9萬本。2021年,我國無人機運行量快速提升。2021年全年,全國無人機日均飛行達105.73萬架次,日均飛行小時達4.57萬小時。我國民用無人機年飛行量已穩(wěn)穩(wěn)地站在1000萬飛行小時的量級,比我國傳統(tǒng)有人通航的飛行量高出一個數(shù)量級,與運輸航空飛行量相當(dāng)。
無人機市場發(fā)展逐步規(guī)范化,2020年5月21日,中國民航局正式印發(fā)了《民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區(qū))建設(shè)工作指引》,主要強調(diào)了試驗區(qū)建設(shè)的目的意義、建設(shè)原則、基本條件、布局選址、目標定位、重點任務(wù)、建設(shè)程序和保障措施。2020年6月,國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布2020年第14號國家標準公告,批準236項推薦性國家標準,其中包括國家標準《無人機用氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)》,標準的制定將進一步規(guī)范無人機用氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)及其與其配套使用的氫氣儲存和供應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)和安全要求。2020年8月,民航局啟動了《通用航空經(jīng)營許可管理規(guī)定》全面修訂工作,明確了使用民用無人機從事經(jīng)營性飛行活動的許可規(guī)定,完善了市場監(jiān)管要求相關(guān)內(nèi)容。同時,堅持審慎包容與分類監(jiān)管原則夫持無人機在通用航空領(lǐng)域的應(yīng)用,促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)安全、有序、健康發(fā)展。
無人機用途廣泛,成本低,效費比好;無人員傷亡風(fēng)險;生存能力強,機動性能好,使用方便,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中有極其重要的作用,在民用領(lǐng)域更有廣闊的前景。隨著通用航空和無人機相關(guān)政策的出臺,無人機產(chǎn)業(yè)更是獲得了巨大的發(fā)展機遇,智能化、隱身化、集成化、民用化趨勢凸顯。
產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國無人機產(chǎn)業(yè)全景調(diào)查及投資咨詢報告》共十二章。首先介紹了無人機的概念、類型和產(chǎn)業(yè)鏈,并分析了無人機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展環(huán)境。接著,報告詳細剖析了無人機產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展,然后,具體分析了民用無人機和軍用無人機產(chǎn)業(yè)情況及主要應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展;隨后,報告分析了無人機產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展和無人機相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,并分析了無人機重點生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營情況。最后,報告重點挖掘了無人機產(chǎn)業(yè)的投資機會,并對其未來發(fā)展前景做出了科學(xué)的預(yù)測。
無人機,也被稱為無人駕駛飛行器(UAV),是一種無需人員搭乘即可飛行的航空器。它們已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如軍事、民用、商業(yè)和科學(xué)研究。無人機的設(shè)計和制造是一個復(fù)雜而關(guān)鍵的過程,需要考慮到材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)流程等方面。
材料選擇
無人機需要具有輕質(zhì)、高強度、剛性和抗腐蝕性等特性。這些特性通常是通過使用先進的材料來實現(xiàn)的,如碳纖維、玻璃纖維、鋁合金和鈦合金等。碳纖維材料因其輕質(zhì)、高強度和剛性而被廣泛應(yīng)用于飛機和無人機的制造。鋁合金材料也是無人機制造中常用的材料,因為它們既具有較高的強度,又具有良好的可加工性和成本效益。鈦合金材料具有更高的強度和輕量化,因此被用于高端無人機的制造。在材料選擇方面,還需要考慮材料的成本和可靠性等因素。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮飛行器的重量和強度之間的平衡。一般而言,無人機的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡可能輕量化,同時具有足夠的強度和穩(wěn)定性。這可以通過使用高強度材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用先進的制造技術(shù)來實現(xiàn)。一些常見的無人機結(jié)構(gòu)設(shè)計包括四旋翼、六旋翼、固定翼和混合式結(jié)構(gòu)等。每種結(jié)構(gòu)都有其獨特的優(yōu)點和限制,需要根據(jù)具體應(yīng)用場景和需求進行選擇。
生產(chǎn)流程
無人機的生產(chǎn)流程包括設(shè)計、制造和測試等階段。在設(shè)計階段,需要進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能仿真等工作。制造階段涉及材料選擇、零件制造、組裝和測試等工作。在組裝和測試階段,需要進行地面測試和飛行測試,以確保無人機的性能和穩(wěn)定性。為了確保質(zhì)量和可靠性,制造商需要建立一套完整的質(zhì)量控制體系,包括零部件質(zhì)量檢查、裝配工藝流程和設(shè)備校準等。
總結(jié)
無人機的設(shè)計和制造是一個復(fù)雜的過程,需要考慮到材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)流程等多個方面。材料選擇需要考慮材料的輕量化、高強度、剛性和抗腐蝕性等特性,同時也需要考慮材料的成本和可靠性等因素。結(jié)構(gòu)設(shè)計需要平衡無人機的重量和強度之間的關(guān)系,可以通過使用高強度材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用先進的制造技術(shù)來實現(xiàn)。生產(chǎn)流程包括設(shè)計、制造和測試等階段,需要建立一套完整的質(zhì)量控制體系,以確保無人機的質(zhì)量和可靠性。在選擇無人機的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案時,需要根據(jù)具體應(yīng)用場景和需求進行選擇,以達到最佳的性能和效益。