未来奇兵：微型无人机在军民两用领域的广泛应用

一架手掌大小的微型无人机（见图2-28），能像鸟一样地飞行，具有昆虫的智商，可提供10km远目标的实时图像，这就是微型无人机（MAV）。这种无人机是20世纪90年代中期才出现的，采用了顶尖的高新技术，15cm翼展的无人机很快将具有3m翼展无人机所具有的性能。微型无人机对于未来的城市作战具有重大的军事价值，在民用领域也有着广泛的用途。

图2-28 微型无人机

所谓的微型无人机，是指翼展和长度小于15cm的无人机，也就是说，最大的大约只有飞行中的燕子那么大，小的就只有昆虫大小。微型飞行器从原理、设计到制造都不同于传统概念上的飞机，它是MEMS（微机电系统）技术集成的产物。

要想研制出如此小的无人机，面临着许多技术及工程问题。最大的困难是动力问题。在微型无人机的开发中，近期最大的困难是发动机系统及其相关的空气动力学问题，而发动机又是关键，它必须在极小的体积内产生足够的能量，并把它转变为推力，而又不增加过多的重量。由于尺寸小、速度低，微型无人机的工作环境更像是小鸟及较大昆虫的生活环境，而人们对于这种环境中的空气动力学还知之甚少，其中的许多问题都难以用普通空气动力学理论加以解释。由于微型无人机只能低速飞行，层流占主导地位，它引起较大的力及力矩，这可能要求用三维方法解释它的空气动力学。微型无人机的机翼载荷很小，几乎不存在惯性，很容易受到不稳定气流如城市楼群中的阵风以及风雨的影响。

怎样控制微型无人机的飞行是另一个难点。首先要有一个飞行控制系统来稳定微型无人机，至少增加其自然的稳定性。这样在面临湍流或突发的阵风时，可以保持其航线，并可执行操作人员的机动命令。(www.xing528.com)

为使微型无人机自主飞行，要采用重量轻、功率低的GPS接收机，低漂移量的微型陀螺仪和加速度计，也可以利用地理信息系统提供地形图导航。GPS可以大大提高微型无人机的能力，但目前它在功率、天线尺寸、重量及处理能力等方面均存在不少问题，需要加以解决。另外，系统还要不受电磁波及无线电频率的干扰，要求通信电子元件的质量和功率效率极高。

一旦飞到空中，微型无人机需要保持它与操作人员之间的通信联系。由于体积、重量的限制，目前只能采用微波通信方式。尽管微波可以传输大量的数据，足够进行电视实况转播，但它却无法穿透墙壁，因而只能在视距内使用。微型无人机的尺寸限制了无线电的频率及通信距离。当微型无人机飞出视距或视线被挡住时，就需要一个空中的通信中继站，中继站可以是另一架飞机或者卫星。

要想在战场上实际应用，微型无人机还需要携带各种侦察传感器，如电视摄像机、音响及生化探测器等。这些都必须是超轻重量的微型传感器，因而部件小型化是传感器技术发展的关键。

美国正大力开发微型无人机技术，并研制各种微型无人机平台，有固定翼式、旋翼式及扑翼式三种。