高空长航时无人机技术发展新思路

马志平 张攀昌

摘  要：当前无人机技术快速发展，而根据未来航空发展的需要，要对高空长航时无人机进行系统设计，通过具有探索创新性的技术优化，促进无人机性能的短提高。高空长航时无人机技术面临着设计以及制作上的瓶颈，而为了对于该种无人机进行技术优化，本文从高空长航无人机技术发展思路出发，探究了可行技术方案，以重点研究方向为目标，进行了一系列的技术探索。

关键词：高空长航时;无人机;发展思路

引言：

高空长航时无人机主要指的是飞行在18，000米以上，飞行时间大约8小时的无人驾驶飞机。随着各种技术的不断革新，无人机作为军事领域的重要手段期，在战前侦察、战时监控、战后评估等方面得到了广泛的应用。而在未来的战争中，高空长航时无人机在战场上的应用，对于获取情报、战场监视有着积极的意义。针对作战平台的多元需求，要长航时无人机进行技术的探索，以武器装备发展为方向，对于关键技术进行革新，对于其中的核心技术进行优化。

一、高空长航时无人机的应用优势

高空长航时无人机最主要的优势在于无人驾驶，而在不考虑人员安全问题上，对于任务的顺利执行，既有助于军事行动的高效推进，也能通过空中侦察探测的持续性开展突破传统有人驾驶战略侦察的局限。

高空长航时无人机技术有着独特应用效果，各国都在积极对于其核心技术进行优化，随着系统的革新、燃料的增加，其他感应设备的加入，整体的感应效果感应精准度都在持续的提高，而针对未来无人机发展的战略需要，有必要提升高工程航速无人机飞行的安全性、经济性、可靠性。立足于这一装备的独特性，要从多目标组合进行优化设计，通过系统的调整，通过发展思路的梳理，在指导未来技术革新的同时，也通过领域自主创新能力、国际竞争力的提高，以技术提高国家的核心竞争力，支撑创新型国家建设，促进各领域的进一步发展。

二、高空长航时，无人机技术发展思路

高空长航时无人机技术发展思路要进行无人机的技术探索。由于高空长航时无人机有着较高的飞行高度，同时也有着较长的滞空时间要求，因此对其进行设计要考虑各个部分之间的协调统一，根据系统工程的特点，对其外形、载荷、尺寸、质量以及其他性能进行整体的优化，在明确其特征、把握其应用特点的基础上，以高空长航是无人机良好的性能来支撑一系列工作的推进。

由于高空长航时无人机其技术上的特点，虽然是以飞行为基本要求，但却在具体的工作实践中，对于多方面都有着性能上的细节化安排。因此对于高空长航时无人机进行技术革新，要利用多目标组合优化，对于多个目标进行协同安排，对于多方面的要求进行协调分析，在方案持续优化的基础上，提高设计的质量，保障应用的效果。

传统无人机设计采用串行设计的模式，其在应用时存在着诸多的缺陷，在不同的设计阶段无法实现最优解，导致了设计的僵化，也导致了其所设计的产品难以满足新时代技术需求的问题。在现代系统设计技术不断探索的过程中，多目标组合优化设计可以立足于跨学科的特性，通过整体的优化思想，对于设计进行完善，借助虚拟模拟的方式，对于设计中的比例进行调整，以学科之间的平衡更好的发挥无人机的应用价值，通过优化策略对于设计过程进行完善，以各学科之间的系统效益达到整体的良好应用效果的目标。

系统优化设计虽然当前仍然在探索与创新中，但其作为对优化方法进行调整的基本思路，在对高空长航时无人机系统进行完善时，可以结合无人机的性能要求全方位考虑，考虑气动、隐身、结构、发动机等多元的因素，进行思路探索，多目标的优化设计可以从飞行器设计优化、建模技术、多参数优化技术等角度出发，结合无人机在总体、动力、载荷配置、机体结构等多个模块的设计要求，通过整合分析多目标优化来提高设计效果，保障技术的创新质量。

其次，无人机也要采用一体化的设计技术。当前开展技术革新，主要是为了满足未来的技术使用要求，而高空长航时无人机在军事领域的突出贡献使得该项技术在进行优化时，要考虑到未来武器装备的发展趋势。高空长航时无人机未来要朝着隐身化的方向发展，而隐身技术作为现代战争决定胜负的关键性技术，无人机延伸性能的实现与其气动布局方式密不可分。无人机在应用时要考虑到飞行任务主体结构的限制，对于整体的技术进行调整，而为了综合考虑气动及隐身的要求，要采用一体化的设计思路，对于性能进行协同安排，组合搭配。通过气动特征的把握、隐身设计中对于存在技术问题的调整，在解决油耗、超重问题基础上，通过新材料的使用、气动布局的调整，促进整个无人机隐身性能的提升。

面对高空长航时无人机在气动设计方面面临的多元化问题等情况，考虑气动特征，采用分析及设计工具，对于整个系统进行灵活的配置，对于其中的具体技术问题进行优化。而无人机的技术优化问题，可以以逆向设计的方式，通过互动式的优化促进无人机隐身性能的提高。在开展技术研究时，一体化的设计可以调整计算与设计技术的角度，不断地探索，通过思考多元的技术方向保证良好的技术创新质量。

第三，也要对能源动力技术进行优化。由于无人机对于动力有着严苛要求，既要保证发动机的燃油经济性，又要具备稳定的工作能力，因此在进行结构设计时，既要减轻整体重量也要提高使用寿命。针对于高空的空气密度要求，为了满足无人机长时间高空飞行的要求，要对发动机的动力问题进行解决，对于高空的特殊条件进行分析，根据任务特点，针对无人机的多元要求，解决装备的特殊技术要求。

第四，在软件设计中也要运用自主控制技术，保障在特殊环境下对于技术的应用要求。高空长航时无人机的飞行速度、高度等有着较大的变化，而针对于飞行任务的差异，在开展工作实践时，作为不稳定、不确定的被控对象，要针对所应用场合的不确定性，对于巡视综合技术进行灵活的调整，以软件的控制理论，解决系统在飞行中面临的综合性问题。

第五，高空长航时，无人机要对于自主导航系统进行革新，在该种装备的应用中有着飞行距离较远、滞空时间较长的特征，而为了解决时间短、精度高等工作需求，当前可以借助自主导航技术与位置的连续输出，借助速度、姿态等信息，灵活调整飞行策略，保障飞行稳定性。通过导航系统的高精密度满足飞行任務的要求，以分步协调技术的探索确保工作的有序应用，通过对于装备应用问题进行优化，简化问题的复杂程度，保证系统的良好性能。

三、结束语

在高空长航时无人机的设计中要解决硬件上面的问题，也要考虑到软件上的优化，软件与硬件之间的密切配合对于良好飞行品质的保障有着积极的意义。因此当前软件要以自主控制为核心，结合最先进的计算控制理论，在软硬件的交互设计下，打造出仿生智能的控制系统，结合实际的应用场景，对于系统的模块进行更新与完善，保障软硬件配合下的良好工作性能。

参考文献

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[4]胡晓煜.国外高空长航时无人机动力技术的发展[J].燃气涡轮试验与研究，2006，19（4）：5.

作者简介：

马志平（1990-），男，工程师，主要从事航空机务维修。

张攀昌（1990-），男，工程师，主要从事航空机务维修。