人類自古就有飛行的夢(mèng)想。大約公元前400年,中國(guó)人首次用文字記載了能夠垂直飛行的飛行器構(gòu)想。同一時(shí)期,古希臘的數(shù)學(xué)家阿爾希塔斯制造出了可以飛行的機(jī)械鴿。幾個(gè)世紀(jì)以后,人類乘坐熱氣球升空,實(shí)現(xiàn)了真正的載人飛行。1903年,萊特兄弟的“飛行者一號(hào)”試飛成功,標(biāo)志著飛機(jī)的誕生。隨后不到15年,世界上第一個(gè)現(xiàn)代意義上的無人機(jī)面世——“斯佩里空中魚雷”,它由自動(dòng)陀螺儀控制飛行方向。
無人機(jī)就是無人駕駛飛行器(Unmanned Aerial Vehicle, UAV),它是利用無線電信號(hào)、衛(wèi)星信號(hào)等遙控手段和自主程序控制裝置操縱的不載人飛行器。廣義上的無人機(jī)包括不需要駕駛員登機(jī)駕駛的各式遙控飛行器,在用途上通常分為軍用和民用。
無人機(jī)最初的開發(fā)是用于軍事訓(xùn)練和投擲炸藥。二戰(zhàn)中曾以無人靶機(jī)訓(xùn)練防空炮手,并作為炸彈載具執(zhí)行轟炸任務(wù)。其中,英國(guó)皇家海軍使用的“蜂王”靶機(jī)的問世,開啟了近代無人機(jī)時(shí)代。二戰(zhàn)后,隨著電子技術(shù)的進(jìn)步,無人機(jī)在執(zhí)行偵查任務(wù)中開始展露出它的靈活性與重要性,越來越多的無人機(jī)被用于戰(zhàn)術(shù)偵察和情報(bào)搜集。包括大家熟知的美國(guó)“火蜂”(Ryan Firebee)無人機(jī)、MQ-1捕食者(Predator)無人機(jī)、RQ-4全球鷹(Global Hawk)無人機(jī),以及中國(guó)的“翼龍”無人機(jī)。
與載人飛機(jī)相比,無人機(jī)具有體積小、造價(jià)低、使用方便、對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境要求低、戰(zhàn)場(chǎng)生存能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)不受機(jī)組人員、生命支持系統(tǒng)和有人駕駛飛機(jī)的設(shè)計(jì)安全要求的影響,可以非常高效,提供比同等載人系統(tǒng)更大的航程和續(xù)航力。也正因?yàn)槿绱耍瑹o人機(jī)對(duì)未來空戰(zhàn)具有重要意義,世界各主要軍事國(guó)家都在加緊進(jìn)行無人機(jī)的研制工作。
除了軍事用途之外,民用無人機(jī)領(lǐng)域也在蓬勃發(fā)展?,F(xiàn)在的小型化無人機(jī)在航拍、植保、森林消防、勘探、救援、反恐、運(yùn)輸、影視拍攝等各個(gè)方面都有應(yīng)用。
無人機(jī)植保應(yīng)用
無人機(jī)按照飛行平臺(tái)構(gòu)型分類可以分為固定翼無人機(jī)、單旋翼無人機(jī)、共軸往復(fù)旋翼無人機(jī)及多旋翼無人機(jī)等。
固定翼無人機(jī)具有續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、高空飛行的特點(diǎn),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中。單旋翼無人機(jī)具有機(jī)動(dòng)靈活的特點(diǎn),可以垂直起落,空中懸停和定點(diǎn)回轉(zhuǎn)。多旋翼無人機(jī)是一種具有三個(gè)及以上旋翼軸的無人機(jī),它在操控、維修、續(xù)航、安全性方面都優(yōu)于單旋翼無人機(jī),導(dǎo)致其在民用無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用更廣泛。
無人機(jī)不是簡(jiǎn)單的無人駕駛,它事實(shí)上是一個(gè)無人機(jī)系統(tǒng),除了飛行器本身以外,還包括地面控制站、通信鏈路、發(fā)射回收系統(tǒng)等,遙控航模、載人登月火箭等就不算是無人機(jī)。
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無人機(jī)的發(fā)展拓寬了人類視野、豐富了人們的想像力,能夠幫助人們?nèi)ネ瓿梢恍┎豢赡芡瓿傻娜蝿?wù)。目前無人機(jī)已經(jīng)從軍事領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展到消費(fèi)領(lǐng)域,人們對(duì)無人機(jī)的認(rèn)知度和消費(fèi)需求越來越高,大疆、3D Robotics等生產(chǎn)廠家引領(lǐng)著無人機(jī)的應(yīng)用和創(chuàng)新。未來無人機(jī)將走向更加智能化、多樣化和大眾化,成為人類的好朋友和好幫手。
那么,這么精巧的無人機(jī)是如何組裝起來,又是怎么控制它飛行的呢?請(qǐng)觀看下一集:無人機(jī)的組成部件和常見傳感器。
參考文獻(xiàn):
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2.蔡冬冬, 胡波編著. 大疆TT教育無人機(jī)從入門到精通[M]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2021.
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