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1、第23卷第2期武汉科技大学学报(自然科学版)Vol.23,No.22000年6月J.ofWuhanUni.ofSci.&Tech.(NaturalScienceEdition)June2000文章编号:1001-4985(2000)01-0170-05微型飞行器的研究现状及其关键技术吴怀宇,周兆英,熊沈蜀,王晓浩,叶雄英,李 勇(清华大学,北京,100084)摘要:介绍微型飞行器的概念及其功能特点,重点综述了目前国内外微型飞行器的研究现状,归纳出微型飞行器的六大关键技术和目前存在的主要问题,提出了未来微型飞行器的发展趋势。关键词:微型飞行器;自主
2、飞行;微型器件;侦察机+中图分类号:V279.2 文献标识码:A 微型飞行器(MicroAirVehicles或Micro本文主要介绍国内外微型飞行器的研究现AerialVehicles,简称MAVs)的概念最初是由美状、关键技术、存在的主要问题以及未来的发展趋国科学家布鲁诺·W·奥根斯坦在1992年美国势。国防高级研究计划局(DefenseAdvanced1 国内外研究现状ResearchProjectsAgency,简称DARPA)主持的一次未来军事会议上提出的。当时布鲁诺·W·1.1 美国研制微型飞行器的现状奥根斯坦领导的一个微型飞行器
3、研究小组正在研1.1.1DARPA率先提出和启动研制微型飞行制像蜂鸟或昆虫一样大小的微型飞行器。器计划微型飞行器的基本技术指标是:飞行器各向1995年11月,DARPA召开了微型飞行器尺寸不超过150mm,重量(10～100)g,续航时间可行性专题讨论会;1996年3月,DARPA召开(20～60)min,续航速度(30～60)kmöh,平台承载了向工业界通报情况的介绍会;1996年10月,重量(1～18)g,最大飞行距离(1～10)km,可实时DARPA召开了用户与研制者的讨论会;1997年传输图像,能自主飞行。DARPA正式通过小型商业革新研
4、究(SBIR)项微型飞行器在军事侦察、目标捕获、武器投目,投资进行系统研究或发展特种技术,为此,开放、部署传感器、中继通信、核生物化学取样、航空始实施一项3500万美元、为期4年的研究计划。摄影、空中测绘、损伤评估、环境监测、气象监测、DARPA最终选择六家公司开发微型飞行海洋监测、森林防火监测、洪涝灾情监测、资源调器。他们首先评估了若干项需要承包商开发的关查、牧场巡逻、道路交通监控等领域都有广泛的应键技术,以便使MAVs系统在将来具有可行性。用前景。这些技术包括:先进的气动性,飞行稳定性与控微型飞行器的研究和发展正在世界范围内呈制,轻型动力与功
5、率产生技术,低功耗、轻型导航、现高潮。美国、澳大利亚、俄罗斯、印度、以色列等通讯与机载处理系统,先进的结构,独特的传感器国已成立专门研究机构,并投入专项研究经费,正装载技术。在DARPA的后续项目中还会规定先在研制和开发各种性能独特的微型飞行器,其中进的MAVs的未来发展。有些微型飞行器已进入实用化研究阶段。我国的1.1.2AeroVironment公司研制的“Black微型飞行器研究刚刚起步,国内有些科研院所和Widow”圆盘式微型飞行器大学正在开展相关课题的研究,但与国外相比,仍AeroVironmen公司在研制和开发微小型飞存在较大差距。行
6、器方面一直处在领先地位。该公司早期研制的 收稿日期:2000-01-25 基金项目:国家973基础研究项目(G1999033106). 作者简介:吴怀宇(1961-),男,清华大学,博士研究生.2000年第2期 吴怀宇,等:微型飞行器的研究现状及其关键技术171“尖兵”就是向微型飞行器发展的一个成功尝试。额为69万美元,计划总投资1000万美元,为期“尖兵”被称为“背包里的无人侦察机”。“尖兵”的42个月。技术参数为:翼展2.7m,起飞重量3.6kg,续航时桑德斯公司在经过6个月的研究之后,提出间2h,有效侦察半径8km,带彩色摄像
7、机和红外了一种名为“MicroStar”的微型飞行器方案。传感器,可实现GPS自动导航。该机问世后,因其“MicroStar”的预定技术参数为:翼展约15cm,重具有独特的长处,故很快被应用于实战。“尖兵”的量大约几十克,具有自动驾驶系统和电视摄像机,研制成功使AeroVironment公司成为首批获得采用手持式发射器发射或直接手掷发射。DARPA实施SBIR投资计划的公司之一。第一阶段主要进行方案论证工作。包括对飞“BlackWidow”是AeroVironment公司严行器的推进系统、操纵传感器、成像装置、数据链格按照DARPA提出的特定技术
8、指标而进行研及导航传感器等所有辅助系统进行了台架试验。究和开发的一种微型飞行器。用于台架试验的飞行器有:翼展60.95,48.26,19
