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无人机光电探测技术范文1
公司及其产品概况
本刊记者（以下简称记）：您好，韩部长！随着无人机用途的广泛发展，它所搭载的设备也越来越多，尤其是机载红外热像仪的发展更是受到人们的重视。相比无人机的研制市场，目前，国内研制无人机载红外热像仪的公司并不是很多。先请您大致介绍下贵公司的一些情况？
韩毅部长（以下简称韩）：我们北方夜视科技集团有限公司，隶属于中国兵器工业集团，是兵器工业的直属单位。我们公司总共有3200多人，注册资金25个亿，总部设在昆明，在北京、南京、西安等地，还设有分部、科研和生产基地。
目前，我们的主要业务范围包括7个方面：红外探测器、微光像增强器、光学材料及加工、光电系统、红外系统集成、微光系统集成、OLED显示及应用产品等。其中的红外探测器、微光系统集成及器件、OLED显示及应用产品，是整个红外产品的核心技术。这些技术国外对咱们是封锁的，这些都是通过自己研发，慢慢完善起来的。可以说，我们公司也是国内唯一一家能批量生产全国产化无人机机载设备的企业。
记：目前你们公司都研制成功有哪些型号的红外热像仪产品？
韩：主要有X4热像仪、HJK-M系列热像仪和SFJ系列手持非制冷热像仪。其中的X4热像仪、HJK-M系列热像仪，是我们专门为无人机设计的小型热像仪，具有质量轻、体积小、功耗小、环境适应能力强、操作简单等特点。我们热像仪系列的热像组件采用了高性能氧化钒非制冷探测器和图像处理软硬件，从而确保了极好的图象质量；采用高性能单片SOC芯片，实现集视频采集、压缩、传输于一体的媒体处理器，标准的编码算法等，确保了更清晰、更流畅的视频传输效果。这两款热像仪可实现近、中、远程白天夜间、野外及恶劣气候环境条件下的目标探测、监视、监控等功能。
记：这些热像仪产品都是你们公司自主研发的吗？
韩：是自主设计研制的。因为我们公司的科研人员占比非常高，再加上我们的技术力量雄厚，所以我们不需要从其他地方引进或。整体来说，我们的产品都是完全国产化的，产品也已经设计定型，已经应用于航天航空和其他多种机载平台中。
外形小巧
记：从外形来看，X4热像仪就像一具小型手提便携摄像机。请问一般情况下，无人机对其所携带的机载设备在重量和尺寸方面是否有特殊的要求？
韩：一般的无人机对载荷都有要求，就是需要小型化、轻便化。载荷越小它的续航时间就越长，它们是成反比例关系。要把无人机机载设备做得外形轻巧，还要保证它的成像质量，视场的角度，以及整个光学设计的轻便性等。在设计过程中，需要考虑的问题还是很多的。
记：X4热像仪的重量是多少？它的外形尺寸是多少？
韩：不大于200克。它的长、宽、高分别是90毫米、40毫米、40毫米。
记：X4热像仪对目标的移动速度有没有要求？
韩：对超高速移动目标来说，X4热像仪目前是达不到图像处理的能力。但是对于普通速度的目标来说，X4热像仪的图像处理功能都能达到要求。
性能先进，具有破雾功能
记：X4热像仪具有什么样的性能特点？
韩：它的主要特点有：镜头采用光学被动消热设计，在-40℃～55℃的超宽温度范围内工作无需调焦，整机的可靠性大大增强；各类焦距镜头可对近、中、远距离目标进行清晰分辨；高灵敏度可对极小温差进行探测；方便使用和集成，易于安装、操作简便；资源可重复利用性，适用于现有网络监控系统的有效资源，实现网络远程监控；扩展功能多样化，这样我们也可根据用户的需求，订制扩展功能。
记：X4热像仪对使用环境的光线，有没有特殊要求？
韩：对于使用环境的光线基本上是没有要求的，但对于目标的可见度和探测距离还是要受一些因素的影响。因为从热成像角度来讲，像热成像元件的分辨率和热像仪成像的距离、镜头的大小、焦距的大小等，都对目标的成像有一定的关系。另外，无人机机载平台要求轻便，从这个角度讲也有一定限制。
记：在微光或暗夜环境下，对于普通目标而言，它的探测距离大概是多少米？
韩：目前，像我们生产的这款X4热像仪产品，以空中为例来讲，它在使用时就可以点对点的识别目标。一般来说，对人探测的视觉距离是300～400米，对车辆就可以达到1千米的视觉距离，舰船的话就会更远一些。在战机方面，我们这款热像仪还没有做过具体的测试，但从理论上来讲，一般在5～6千米是没有问题的。
记：X4热像仪在外界特殊环境情况下，像雨天，雾天、大雪等恶劣天气下使用，有没有影响？
韩：还是会受到影响的。对于带有红外热像仪等机载设备，必须要考虑到防水问题。因为雨水对红外的吸收特别严重，尤其是大雨天，成像效果会大打折扣，而且效果会很差。而在大雾天气，由于雾属于颗粒状，从波段上来讲，热像仪有一定的破雾能力，比如，人肉眼能看50米的距离，热像仪就能看到200多米的距离，比人肉眼看的远。虽然天气对它有影响，但它也具有破雾功能，这也是热像仪具有优势的地方。
市场广泛
记：X4热像仪的市场应用都包括哪些？先请您谈谈它在军用方面的一些使用情况。
韩：在军用方面，X4红外热像仪已经搭载多型无人机平台。细节问题就不方便谈了。
记：X4热像仪在民用市场方面应用情况怎么样？
韩：民用方面的应用非常广泛。比如说电力巡线，森林防火等。举例来说，现在电力行业用无人机做一些巡线的工作，这样可以及时发现线路连接部位和线路的温度、湿度等。它也可以通过2个点来对比某处的温度是否过热，然后精确地确定高温点在哪里，这样的话就能保证电力的正常供应，不会断电。如果是工作人员上去做这些检测的话，就会有危险，很有可能导致事故的发生。
再举一个森林防火方面的例子。比如在森林巡查的时候，如果发现哪个区域的温度特别高，那就意味着有火险发生。当火灾发生后，浓烟也会很大，由于无人机携带的热像仪有透过浓烟的功能，可以用无人机这个平台进行观测火势的发展，火带有多长，以便于采取灭火措施。由于红外仪器对光线的要求不是很苛刻，如果在夜间处于强光情况下，对热像仪也不会有影响，因此在民用方面的使用要广泛一些。
除了上述情况外，它还可以应用于安检部门、口岸等，对人体的检测、疫病的高发期间等，也能起到检测的作用。
记：这种热像仪在抗震救灾方面是否也能有所应用？
韩：抗震救灾方面，像地震时，我们可以采用高端的热像仪，配备在直升机、无人机或者无人动力滑翔机上面。这样，用我们的热像仪就可以及时的搜索、观察到在地震时受伤人员的位置情况，地震后的路面状况和救援官兵的具置等。
与其他同类产品的比较
记：与国内同类产品相比，您觉得您公司的X4热像仪的不同之处表现在哪些方面？你们的优势又表现在哪些方面？
韩：目前，国内做红外热像仪的厂家比较好的有我们公司、武汉的高德红外公司、广州的飒特红外公司、浙江的大立科技公司等。所有公司的同类产品的性能大同小异，都差不多。我们产品的独特优势，在于所有的核心器件，包括元器件都是我们自己研制生产的，从而保证整个产品体系不会受到外部供货因素的干扰。其他公司，可能会更多的依靠国外供应，会受制于人；而我们则不会，我们产品也会继续在本国生产。另外，也是最重要的一点是，由于我们所有产品的零部件都是自己来生产，可以保证整个产品能够及时的进行售后维护和保障。
我们的优势，就是有着深厚的技术积累。由于我们所有的零部件都是自己生产，而且对于有些零部件的要求，都了解的比较深刻。对于某一个部件可能会产生的问题，我们自己就能很方便及时的找出问题的所在。此外，对于产品的改进升级方面，我们也是有着很多的丰富经验。因此从技术积累方面，我们具有优势。
记：最后，请您谈谈无人机载热像仪的未来技术发展会向哪方面演变？
无人机光电探测技术范文2
高效、务实的开幕式
本届无人机大会上，首日开幕式之简短令记者印象深刻。本刊连续多届亲临现场报道无人机大会，往届开幕式大都在室外举办，嘉宾各位领导致辞后，以集体剪彩仪式宣布大会正式开幕，至少也需半个小时。而本届大会开幕式则改为移入展馆室内进行，并且省去领导致辞和集体剪彩环节，两三分钟便高效结束，这也体现出节俭和务实之风已在当前社会各行业得到深入贯彻和落实。
新技术、新产品更多呈现
本届无人机大会上展出的各种用途无人机整机大约有70架，另有无人地面站、控制系统、发动机、螺旋桨、任务载荷、材料、图传设备等众多无人机配套产品，几乎涵盖了该行业领域所有方面。需要强调的是，在这些多样化的无人机整机以及零部件展品当中，有更多的代表着当前先进水平的高技术产品，这在往届大会上是不多见的。例如，上海光韵达三维科技有限公司就在现场向大家展示了用3D打印技术制造的无人机零部件展品，既有非金属复合材料制成的，也有纯金属制成的，而且为了观看方便均做了横切剖面处理，观众可以清晰看到其内部空腔中的复杂结构，记者现场采访该公司石亚栋工程师了解到，目前3D打印技术成本比较贵，以这次他们展出的拳头大小的3D打印器件为例，其加工需要十多个小时，单个成本下来大约2到3万元，未来3D打印技术要进一步发展，降低成本肯定是一项关键环节。再如，展会上展出惯导产品的厂家很多，记者在西安泰迪机电工程有限公司展台看到，作为展示样品的惯导器件体积非常小，比一枚一元硬币大不了多少，据该展台技术人员李文林工程师向记者介绍，其实惯导器件就像人在高空走钢丝需要平衡能力一样，作用在于让飞机不至于从事先规划好的航线偏离，一旦发现偏离可以立刻响应从而使飞机重新回到航线，目前惯导器件得益于光纤等新技术的应用，精度已经极大提高，体积和重量也大大减小，只有以往惯导器件的几十分之一，不过样子小并不代表便宜，价格都是以万元计算的。而另外一家同样展出惯导器件的北斗星通旗下企业北京星箭长空测控技术股份有限公司展台销售总监贾春辉则告诉记者，目前国内厂商提供的惯导产品已经可以做到只有几十克，而相关技术更新很快，也许下一次参加无人机大会就会看到仅有十几克重量惯导产品问世了。对于无人机来讲，惯导这类机载“标配”元器件减重，光电雷达侦查等任务载荷就可以做大，好处不言而喻。
在展会上，深圳格瑞普电池有限公司在其展台显著位置摆放了一个透明水箱，将一块肥皂大小的电池完全浸泡在水中，直观地向大家演示其正常输电丝毫不受影响。该展台工程师杨灵洁向记者介绍说，水中的这块无人机专用电池是一款镍氢动力电池，也是一种高端技术产品，把它放在水中演示是为了告诉观众它有良好防水设计，而且没有因为增加防水设计而增加重量，在同样的规格尺寸和重量条件下，它的蓄电和放电性能仍然占优，也正是这种质量上的优势让他们的产品可以远销海外市场，他们参加这次展会比较仓促，来不及印制宣传材料，于是把前不久参加2014年美国无人系统展（AUVSI2014）剩下的资料带来，记者仔细一看，其资料册上果然全是英文介绍。记者从杨工口中还了解到，其实镍电池早已有之，但以往主要是镍镉电池，而镍氢电池的好处是电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染。除无人机专用电池外，深圳格瑞普电池有限公司在研制大功率镍氢动力电池上也已经取得成功，而这种更大容量的镍氢电池在汽油/电动混合动力汽车上也已经得到应用。
另外，像北京淳一航空科技有限公司带来的CY-C2型无人船，北京麦克普特无人飞行器控制系统有限公司带来的磁航探测无人机，以及总参60所带来的“大机动亚音速靶机”、S-400靶机以及WZ-6舰载无人直升机等，也都是首次公开亮相无人机大会的新产品，其中北京淳一公司CY-C2无人船和总参60所两款新型靶机，本刊将在本期专题中做专文报道。
军企、民企业务互相渗透
本届无人机大会的参展企业中，既有军工院所，也有民营企业，二者在业务上呈现出互相渗透的格局，各自在无人机产品设计上更加突出了通用化特点。以总参60所为例，这次展会上带来了军用S-200、S-300、S-400系列靶机以及WZ系列无人直升机，据该展台技术人员张杨阳工程师介绍，其参展无人直升机系列中的WZ-3、WZ-5两型产品在定位上就属于军民两用产品，在战场侦察校射以及电力巡线等领域均已有长期的使用经验。
需要特别提一下的还有中国航天科工集团，在本届展会上其展台也占据了醒目位置，不仅带来靶机、靶弹参展，无人机以及发动机产品也各有多款型号。在采访中该展台杨宏副总告诉记者，无人机属于航空产品，但没有规定说航天部门一定不能参与，现在国家在科研上引入竞争机制，航天科工集团在导弹项目上当然十拿九稳，参与无人机研制以后也已经屡有斩获，这次航天科工集团以下属海鹰航空通用装备有限责任公司名义及旗下产品参展，其中HW-210长航时无人机就是一款“明星”产品，参加过四川、青海等地地震应急测绘、新疆建设兵团等地农作物病虫害防治、华北地区禁种铲毒，以及远离大陆海岛礁测绘，包括舟山群岛、西沙永兴岛等，堪称是“劳动模范”式的无人机。就在HW-210无人机旁边，航天科工集团还展出了HW-310无人机，目测翼展约在5米左右，应该是展会上尺寸最大的无人机展品了，问过杨宏副总才知这还不是航天科工旗下最大的无人机，个头最大的是HW-610察打一体无人机，因为场地所限这次没有带来，它起飞重量约1吨。
至于说到这次展会上数量众多的民营企业为其无人机产品拓展军事领域用途，例子就更多了。例如记者在北京天下图数据技术有限公司展台采访时，该公司无人机事业部副总经理李海涛就介绍说，他们这次展出的多款无人机系列产品当中，有一款LT-300型无人机前不久被选中参与了巡航东海以及航拍高分辨率影像的光荣使命，通过这次任务，该型无人机良好的军事应用潜质得到了验证。此外，记者在采访中还注意到，一些民营企业都不约而同将其无人机产品设计得具有明显的隐身特点，如北京朗天博泰科技有限公司的LT-110型无人机，零度智控（北京）智能科技有限公司的“雨燕”无人机等，就都采用了飞翼式布局，显然这是出于能够在军用领域竞争中加分的考虑。
多轴旋翼机大行其道
在本届大会上，出现频率最高的产品非多轴旋翼机莫属，带来整机参展的厂家中绝大多数都有各自的多轴旋翼机亮相，尽管外形大同小异，但仔细了解后记者发现它们也是各有特点，例如，体型最大的是深圳市科卫泰实业发展有限公司展出的ALLTECH型6轴旋翼机，直径接近2米，据该公司市场总监周志强介绍说这可能是目前国内最大的多轴旋翼机了；再如前文提到过的零度智控（北京）智能科技有限公司，除飞翼式“雨燕”无人机外，还展出了Highone四旋翼机，据技术员介绍其首先设计有一套“双子星多旋翼双余度飞控”，而其他同类产品飞控系统都还没有实现双余度的；其次，创新性地配备了安全伞，紧急情况下可以自动开伞，也可以选择遥控手动开伞，成为双余度飞控之外的第二道安全屏障，最大限度实现了产品飞行安全性。
关于多轴旋翼机的飞行特点，记者在展会现场专门采访了航天科工集团周晓东研究员，据他介绍，多轴旋翼机并非一个新概念，它早在一百多年前就已经出现过，只不过当时的机械控制技术满足不了多轴旋翼同时工作所需要的稳定性和可靠性，所以很长时间被搁置起来，直到现在更灵敏的电传飞控技术的出现，多轴旋翼机飞行稳定性和可靠性有了解决的可能，它才重新“复活”了，而这个“复古”的设计重新焕发青春绝不是偶然的，它确实具有很强的实用性，尤其在现代城市环境下，起飞降落乃至飞行过程中有着固定翼飞行器或直升机难以企及的便捷和安全性，外国已经有一些新兴餐饮行业引入多轴旋翼机，利用它充当服务员上菜的角色；在我国，一些快递公司如顺丰等，也已经有用多轴旋翼机开展城内快递业务的探索。
无人机联盟模式引领行业发展新潮流
在本届大会上出现的桂林无人机发展联盟，令人耳目一新。记者通过采访了解到，该联盟由桂林航龙科讯电子技术有限公司于2014年初发起成立，另包括有云南翔浩科技有限公司、北京翔仪恒信公司以及广东珠海欧陆模型有限公司，后三者分别以航空动力、飞控、机体制造为专长，而牵头的桂林航龙则负责终端集成、销售以及售后服务，这次参加无人机大会是该联盟首次以集体名义参展。据桂林航龙科讯电子技术有限公司影视航拍组组长秦炜介绍，类似桂林无人机联盟这样的企业合作模式目前在全国并没有其它例子。确实，无人机航空作为新兴产业领域，投资经营会比较大，民营企业很难涉足其中方方面面的生产和制造，通过在全国范围内组织一些各有专长的企业抱团合作，可以在市场上、财政上有一个互通甚至共享的框架，从而提高整体竞争实力，应该说这是一个很好的模式，极有可能成为促进我国无人机行业蓬勃发展的一个积极因素。
现场技术交流以及无人机大会论坛
在本届大会展览现场，除常规静态展示外，还首次增设了一处交流区，成为众多参展单位新产品、新技术信息的平台。交流区内设有40平方米高清大屏幕，分时播放参展单位飞机的飞行视频和宣传片，将观众视野带到展馆外的天空、森林、实验室，增强视觉冲击力，弥补了静态展示不能飞行的缺憾。
此外，在展览举办期间观众朋友还可以选择听取多场学术报告会，包括国防大学李大光教授等在内的十余位专家学者围绕无人机领域问题分别做了独具见解的主题发言，内容涉及军民融和发展无人机，人的因素在教练机训练中的应用经验对无人机的启示，外军无人机作战使用研究，无人机图传技术新突破，无人机测绘应用，自动驾驶仪等。而且，多位专家还与众多观众一起现场互动，针对南海形势无人机的应用话题展开了生动活泼的探讨，回应了大家对热点问题的关注。
无人机光电探测技术范文3
北京航空航天大学参赛队的后置横流风扇升推力综合翼是一种新概念机翼(图1、图2)。将横流风扇融入厚翼型后缘附近的上表面，利用风扇的吸附作用抑制气流分离并产生推力。横流风扇具有噪声低、出气均匀、对气流加速能力强等优点，该无人机使用横流风扇作为动力，通过它控制机翼上表面的流动，以获得更大的升力。在横流风扇的作用下，机翼在大迎角飞行时不仅不会失速，反而能产生较高的升力和推力。
与细长的机身相比，该机的机翼非常厚实，其翼型相对厚度很大，达到30％以上。为了在机翼的后缘布置横流风扇，修改了翼型后缘的形状(图3)，比原翼型多了一个隆起区域，以将风扇容纳其中。同时，在机翼后缘还设置了可调节的涡舌，通过优化设计风扇周围的风道，使得风扇可以更加充分地发挥效能。此外，该机尾撑翘起很高，有较大的防擦尾角。从演示飞行中看到，该机起飞离地时迎角较大，体现了该机出色的防失速特性。
由于这种飞行器使用横流风扇作为动力部件，因此其原理及特性与传统螺旋桨动力或喷气动力飞行器有很大的不同。
首先，设置在机翼后缘的横流风扇能在较低的速度下产生高速翼型的绕流气动效果，从而对机翼升力起到良好的作用(图4)。厚翼型在低雷诺数下附面层较容易分离，导致其升力系数低于一般翼型，而在高雷诺数下，由于表面分离区减少，则能够获得较大的升力系数。当飞行器低速飞行时，让横流风扇高速转动，利用其内低压区的吸附作用，可将上翼面分离的附面层重新吸附到翼面上，并抑制附面层的再次分离，使厚翼型机翼在低速飞行时获得高速条件下的流动效果，从而明显提高其升力系数，使厚翼型在低速条件下的应用成为可能。
其次，设置于机翼后缘的横流风扇可以提高动力系统的推进效率。常规的动力系统是将推进装置设置在机翼外部，通过吸入来流然后加速排出获得前进的动力。而这种后置横流风扇动力系统是从机冀后面的分离区吸入气流然后加速排出。这种工作方式不仅提供了推力，而且降低了整个翼型沿气流方向的逆压梯度，从而有效控制了附面层的分离，减小了翼型的阻力。相较于常规动力系统，这种新型动力系统的推进效率能得到较大提高。另外，这种动力模式的横流风扇出风口可以设计成可偏转形式，起到副翼或襟翼的作用(图5)。而这种通过调整动力矢量实现滚转或增升的方式目前比较少见。
此外，厚翼型较大的相对厚度可提供更大的储油和载货空间，相较于常规飞机在机翼及机身内分散放置燃料及货物，这种新的设计思路可增加装载空间，从而实现更高的载运效率。
应用后置横流风扇升推力综合翼的飞行器，具有起降距离短、气动效率高、失速特性好、飞行噪音小的优势，在低速条件下有较大的应用价值。虽然该机在比赛中的试飞不太成功，但它在战术运输，无人侦察、通信中继、森林灭火、低速客运、空中观光以及私人飞机等领域具有宽广的应用前景。
基于“科恩达效应”的无人飞行器
在现代战争中，无人机越来越多地受到世界各国的关注，而其垂直起降和悬停能力则是其热点课题。近年来出现了多种新型布局飞行器，基于“科恩达效应”的飞行器就是其中一种(图6)。
流体的“柯恩达效应”是亨利・柯恩达在1935年偶然发现的，即流体有离开本来的流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向，亦称附壁作用。“柯恩达效应”在外流空气动力学发展过程中的一个成功应用是环量控制翼型，即采用环量控制的方法代替原有的铰链操控方式实现对翼面的控制，在安东诺夫的An-72“Coaler”、波音的C-17 Globemaster Ⅲ、麦道的YC-15等飞机上都应用了这种技术。
北京航空航天大学参赛队的这个项目基于“科恩达效应”，提出了采用共轴反桨动力系统和开口式舵面的新型设计方案(图7、图8)。这种方案利用涵道螺旋桨产生高速气流，并使气流从飞行器中央向四周沿着壳体上表面流动。根据伯努利定理，壳体上表面的压强因气流流动减小，而下表面没有气流流动，压强不变，上下表面由此所产生垂直向上的压力差，可作为飞行器的升力。
相关研究表明，充分发挥“科恩达效应”的关键在于稳定气流的流场。该机采用了一种比较简单高效的设计方案(图9、图10)――将环形的外部框架与位于中央的塔座结合起来。上方为涵道动力系统，下方是一个半圆形外壳。在壳体表面均匀布置了很多导流片，用以稳定机体表面的气流流动。该机整体外形简洁，表面光滑，部件之间的不利气动干扰较小，能更充分地利用“科恩达效应”。动力系统采用电动共轴反桨式螺旋桨，外部加装了涵道约束空气和抑制桨尖涡流，提高了气动效率，并省去了单桨式复杂的反扭机构。
与传统垂直起降飞行器需要三轴增稳不同，该飞行器的航向控制比较容易，主要是对纵向和横向两轴进行增稳。该机采用直纹曲面八瓣形外壳和开口式舵面设计，通过四面滑流舵控制飞行。其控制原理和矢量喷管有相似
之处。
这类无人机可实现垂直起降，使用简单方便、安全性好、可扩展性强，通过加装不同的任务模块能够满足不同领域任务的要求，尽管这架无人机在比赛中试飞时不太成功，但假以时日，可能在农业、安保、防务及城市环境等领域有较为广阔的应用前景。
基于智能机翼的验证飞行器
智能机翼系统是一种飞行时能根据马赫数、迎角、大气扰动等飞行条件的改变，自动通过机翼内部装置改变机翼形状，从而使飞机实时保持最佳飞行状态的系统。飞机在亚声速飞行时需要有弯度的机翼中弧面以提高升阻比，而在超声速飞行时，则需要无弯度的中弧面以降低激波阻力。传统机翼的设计方法是在某一特定的飞行状态下首先优化出机翼的形状，然后再设计可以实现目标气动外形的结构。这种两步设计方法只能确保几个重要设计点的性能，无法满足不同飞行条件对机翼的矛盾要求，而智能机翼则可解决这一问题。
在这架验证机(图11)上应用的智能机翼系统包含两种功能模块，一种是可以在空中进行伸缩变换的外翼(图12、图13)，另一种是能够改变弯度的机翼(图14、图15)。当飞机飞行时，机翼外段可根据任务的要求自动展开或收起，从而明显改变机翼展弦和面积。同时，根据飞机的飞行速度，机翼弯度也能实时改变。通过这两种功能模块的联合作用，可有效改变飞机的气动特性以适应不同要求。
可伸缩机翼功能模块由导轨、滑块及其驱动装置来实现作动。这种作动系统结构简单、重量轻、占用空间小，并且易于实现长行程的平行运动。该系统通过前后两个滑块在内翼段固定导轨上的轴向运动实现对机翼外段伸缩的稳定控制。为了保证左右两段外翼运动的一致性，在飞机内部设置了对称控制点，并安装了光电开关。光电开关是一种采用主动式光电探测系统的电子器件，具有体积小、精度高、响应速度快以及抗光、电、磁干扰能力强等突出优点。这种开关一般都具有良好的回差特性，即使被测物体在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态。而且其自诊断系统还可显示受光状态和稳定工作区，利于随时监视工作情况。
自适应机翼功能模块采用单自由度多节机构，部件设计及运动仿真运用了Inventor等专业软件，保证了运动的可靠性和连续性。在机身两侧的前缘和后缘共安装了4处自适应翼肋，通过碳杆将各片翼肋连接，可实现其结构的稳定和运动的一致性。这种可变弯度机翼的蒙皮必须具有一定的张紧力，以适应气动外形的改变，不出现气动鼓包。为此，该机使用了弹性材料蒙皮，以保证其改变弯度时机翼表面的连续性。为确定机翼弯度和空速的对应关系，进行了多次飞行实验，测得了准确数据。根据实验结果，将机翼弯度和空速范围平均分成几段，每段的空速范围和弯度一一对应，从而构成自适应机翼的控制规则，并据此编制单片机控制程序，以实现飞机根据空速自动改变机翼弯度的功能。
无人机光电探测技术范文4
酷似机甲战士的防空尖兵
“铠甲”－S1弹炮结合防空系统由俄罗斯图拉仪表设计局研发，主要用于保护重要的移动目标、军事要害、工业目标以及地面部队，其作为整个防空体系中最末端的一环，具有较强的抗击低空和超低空的中近程目标的能力。“铠甲”－S1安装在“乌拉尔”越野卡车底盘之上，炮塔较大，配有两部6联装防空导弹发射架、两门双管30毫米高射炮，导弹发射架位于炮塔两侧，两门炮分别位于两部导弹发射架的内侧。炮塔顶部是预警雷达，其天线在行军时可折叠。目标跟踪与导弹制导雷达、微光／被动红外光电探测装置位于预警雷达的下部，外形酷似能任意变形的机甲战士。一套完整的“铠甲”－S1系统主要包括：作战车辆(通常6辆以上作战车辆编成1个连)、12枚导弹、两门双管30毫米高炮、运输车(通常1部战斗车辆配属两辆运输车)、维护设备。“铠甲”-S1具有用途广泛、攻击范围大、反应速度快、效费比高以及摧毁能力强等众多优点。对飞行速度1000米／秒以内，迎角在0°～10°，60°～70°的目标非常有效，其中包括速度低于500米／秒的飞机、直升机、无人机，甚至对地面轻型装甲车辆以及步兵也同样具有较强的杀伤能力。对于200米高的目标，最远攻击距离可达18-20千米；对于5米高的目标，攻击距离可达15千米。“铠甲”-S1的火力控制系统采用了雷达和光学组合的探测和跟踪目标方式，利用超高频，极高频和红外波段，使得整个系统在复杂的作战环境下有很强的抗干扰能力和生存能力。除了可以抗击普通飞行器外，其还具备对抗各种空地制导武器(如AGM-88“哈姆”反辐射导弹)的能力。“铠甲”－S1配装57E6型地空导弹，导弹采用二级推力的固体火箭，战斗部采用破片／杆式混合战斗部，对目标具有极高的摧毁能力。此外，“铠甲”-S1不管是单系统部署，还是多个作战车辆共同部署，均可实现全自动化作战，可在途中通过短暂停车发射导弹，极大地提高了系统应对突发状况的能力。“铠甲”－S1系统设计采用了模块化结构，可根据作战需求随意组合，一套基本型可以很容易发展成不同类型的作战系统。“铠甲”-S1配装的两门双管30毫米自动高炮主要用于攻击高度在3000米以下，距离4千米以内的空中目标，对于地面的轻型装甲车辆、普通车辆、人员亦有很强杀伤力。该高炮结构简单，便于改装拆卸，作战时可以适配于各种车辆船只，甚至能以各种固定的方式架设在地面防护目标周围，作为近距高效防空武器使用。
“铠甲”-S1 PK“道尔”M-1
“道尔”M－1(“萨姆”-15)地空导弹武器是一种机动型全天候近程防空武器，用于野战部队或军事目标近距离对空掩护，在同类导弹系统中堪称一流水平。尤其装备三坐标咏冲多普勒雷达在此类武器中实属罕见，其搜索雷达最大作用距离为25千米，可同时跟踪10个目标，导弹采用垂直发射，可同时攻击两个目标，射程1.5～12千米，射高10～8000米。
“道尔”M－1与“铠甲”-S1同属俄罗斯的低空近程防御武器，它们各有优缺点。“道尔”M-1虽然精度高、单发杀伤概率大，但是它不能在雷达和导弹的盲区击低空飞行的目标，由于导弹的反应时间长，不能射击突然来袭目标，加之机动性较差，不能较好掩护野战机动部队。而且，用先进昂贵的防空导弹对付廉价的敌方目标极不划算。因此，一种将低空近程防空导弹和小口径高炮混合配置，指控系统和火控系统共用的弹炮结合防空武器系统应运而生。“铠甲”－S1弹炮结合系统可将地空导弹的射程远、精度高、威力大等优点同小口径高炮的射速高、备弹量大、持续射击能力强、转动灵活的优势有效整合，更好地适应了现代空袭的作战特点。
弹炮结合武器的大家族
目前，美、俄、英、法、意等国均开展弹炮结合防空武器系统的研究，技术逐渐成熟和完善，种类也越来越多。据初步统计，世界上在研与装备使用的弹炮结合防空武器已达20多种，大体上可分为两类。第一类是“软结合”，即地空导弹、高炮、火控设备分开配置，实行统一的作战指挥、火力分配，力求武器系统整体作战的最佳效能。此类弹炮结合系统主要用于要地防空。如瑞士的“空中卫士”，配备有2部35毫米自行高炮、2部地空导弹发射装置和1套火控系统，是一种双层防空系统；4千米以内由高炮负责，4～12千米范围内的远距离目标由“麻雀”导弹负责。这种防空系统可以有效地对付大密度、多批次目标的低空威胁，并具有很强的机动能力。第二类是“硬结合”，即地空导弹、高炮、火控设备三位一体的系统，这类系统的显著特点是机动性好，反应时间短。由于弹、炮、火控设备集于一体，所以对其重量有严格限制，通常是用小高炮和便携式地空导弹进行结合，保卫的空域较小，主要用于野战防空，常部署在战斗地域前沿。如最典型的俄罗斯所装备的“通古斯卡”四位一体防空武器系统，由炮塔、高炮、地空导弹和雷达组成。炮塔可进行360°全方位旋转，各种设备都安装在炮塔上；高炮为两门双管30毫米，射程4000米，射高3000米；地空导弹为萨姆-19，分别装在炮塔两侧，每侧4枚，射程8000米，射高3500米；雷达系统由搜索雷达、跟踪，火控雷达和敌我识别器组成。搜索雷达位于炮塔后部，探测距离18千米，跟踪／火控雷达装在炮塔前部，跟踪距离13千米。俄罗斯的“通古斯卡”是世界上第一种正式装备的弹炮一体化防空武器系统。还有法国与美国联合研制的“运动衫”弹炮结合武器，装有数字式火控系统、激光铡距仪、前视红外／电视稳定瞄准具及数字雷达，武器系统由25毫米“加特林”炮和4～8枚任选的便携式导弹(如“西北风”、“毒刺”等)组成。此外，较为先进的弹炮结台武器还包括美国的“中后卫”和“复仇者”、俄罗斯的“卡什雷德利，轻剑”、埃及的“罗尼”和“西奈"-23、意大利的“奥尔巴托斯”(舰用)和“西达姆”-25、瑞士的“阿达茨”以及波兰的“索帕尔”等。
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【关键词】伊拉克战争；后勤保障；武器装备
中图分类号：E23文献标识码：A文章编号：1006-0278(2012)01-005-01
2003年3月20日， 以美国和英国为主的联合部队发动了伊拉克战争，美英联军动用了大概16. 7万人和种类繁多的高技术武器装备。这次战争发动突然， 美英联军武器装备使用强度大， 保障战线长、困难大， 但美英联军装备保障高效、有序， 为夺取战争主动权创造了有利的物质条件， 体现了美英联军武器装备强大的综合保障能力。以下是对信息化战争中武器装备的保障特点和规律进行的初步探索。
一、战争发动突然， 装备保障快捷、高效
伊拉克战争， 美英联军先发制人， 突然发动了代号为斩首行动、震慑行动等大规模空袭和地面攻势， 对伊拉克首都巴格达等城市的重要目标进行了迅速、准确、猛烈的打击， 向巴格达、巴士拉、纳杰夫、苏摩尔、基尔库克、乌姆盖斯尔等城市投掷了各类精确制导弹药2000多枚， 仅仅用了20多天的时间， 就占领了巴格达， 达到了战争的预期目的。
这场突然发起的伊拉克战争， 作战节奏快， 美英联军临战装备准备和战时装备保障时间短暂， 反应敏捷快速; 在作战命令下达的同时， 一切作战需要的装备物资器材保障同步展开， 有的装备甚至已经先行展开。可见， 美英联军的武器装备管理工作平时就有一套行之有效的装备物资管理制度和办法， 战前对装备物资进行了储备， 并装备了新一代的装甲运输车、弹药运输车、补给船、大型运输机等机动性能好、可靠性高、运输能力强的保障运输装备， 对战时快速应急保障开展了深入研究和演练。只有这样， 美军才能够在战争命令下达时， 以最快的速度和最短的时间将所需的武器装备运输到指定的地点， 抢占战争的先机。
二、装备种类多、弹药消耗量大， 保障准确、完整
伊拉克战争显示了美英联军的精确打击、机动突击和综合对抗能力， 其实更体现了英美联军的武器装备综合保障能力。这场战争美英联军参战军种类型多， 作战装备和物资器材、弹药， 型号、品种多、新老并存， 而且新装备技术含量高， 随着战争的进程和战争强度的提高， 物资和弹药的消耗量也越来越大、装备损坏越来越多， 需要保障的武器装备、物资器材、弹药品种多样， 数量巨大。这时的装备保障不仅仅是武器装备、物资器材、弹药的收发、输送， 更重要的是使须保障的装备、物资、弹药数量准确、品种齐全、配套完整、质量完好、及时迅速， 以满足战场的需要， 有一项工作做不好，就会贻误战机， 这就对装备保障的科学性和准确性提出了高要求。
从战争的结果可以看出， 美军出色地完成了战时的装备保障， 成功实施了对伊拉克连续不断的高强度打击。可见， 美军在战前就对此次战争的样式、规模、持续时间、装备使用强度、打击手段、攻击方式、装备的损坏程度和装备物资消耗及保障规律进行了研究， 准确地预测了保障需求；战争中，美英联军对装备保障各个环节实施了全程跟踪控制，准确实施了战场装备物资保障， 实现了装备适时、适地、适量的精确保障， 并将保障的对象延伸到最小的作战单元――士兵。高技术条件下的战争， 战场保障力量多元， 既有军队自身的保障力量， 又有地方的保障力量; 既有武器装备、弹药、物资器材输送供应保障， 又有装备抢修、监控检测的保障力量。只有利用现代信息技术， 实施装备保障的组织指挥， 才能实现装备管理信息的自动化处理并实时指挥控制装备保障；只有对装备保障力量合理进行编组、部署， 紧密衔接保障时间、互通信息、机动灵活， 动态跟踪、智能作业， 才能达到高效益的综合保障。
三、战场环境复杂， 装备保障安全性要求高
伊拉克战争是一场典型的非对称性信息化战争， 美军凭借着技术和军事的优势， 掌握着信息、情报和制空权的优势， 从陆、海、空、天、电方面开辟多维空间战场， 对伊拉克进行多重打击; 利用先进的侦察、通讯卫星和预警机、无人机等收集的数字图像、截获的雷达和无线电波， 及时锁定伊拉克方面的军事目标、防空工事等确切位置， 利用数字网络技术不断向指挥部发送战场势态图像和重要情报， 构成了持续单项透明的信息化战场空间， 使高技术的精确制导弹药发挥了巨大的威力。由于美军太空探测、空中侦察、红外成像等高技术侦察手段和远程打击的运用， 此次战争呈现了非对称性的信息对抗。伊军所有的作战信息几乎无密可保， 用于干扰美军卫星精确制导武器的电子干扰设备， 在战争的第六天就被美军全部摧毁。
四、装备技术先进复杂， 装备保障技术依赖性强
