應用場景日益廣闊無人機助力航空業“騰飛”

看航空 2024-04-09 17:01:22

近年來,從快遞物流到農林植保,從地理測繪到應急消防,無人機應用場景日益豐富。據中國民航局3月29日發布數據顯示,截至2023年底,我國已有超126萬架無人機,同比增長約32%。2023年,民用無人機累計飛行超2300萬小時。數據反映出無人機在低空經濟的巨大潛力。

一、無人機技術的最新發展

無人機按用途可分爲軍用和民用兩類。據2023年底德國無人機市場調研的機構Drone Industry Insights(DRONEII)發布的報告,其中民用領域前五名的無人機制造商分別是:

第一名:DJI大疆

大疆無人機在黃山西部自動執行巡查任務 圖源:大疆官網

大疆航拍無人機 圖源:大疆官網

說起無人機,大多數人最先想的是大疆。大疆成立于2006年,總部位于深圳。2013年,該公司發布了第一款消費級無人機産品“精靈Phantom 1”,同年將此款産品升級爲全球首款會飛的照相機“精靈Phantom 2 Vision”。此後,大疆每年都有新産品問世。目前,其産品涵蓋微型、輕型、小型、中型、大型、農業無人機類別。

第二名:Skydio

Skydio X10

Skydio是一家總部位于美國加利福尼亞州的無人機制造商,成立于2014年。2018年該公司推出了首款無人機産品Skydio R1。2021年3月,該公司成爲獨角獸,成爲美國第一家價值超過10億美元的無人機制造商。 2023年8月,Skydio退出了消費級無人機市場,專注于軍事、警務和工業用途。

第三名:極飛科技

極飛的農業無人機品類 圖源:極飛科技官網

極飛P150農業無人飛機進行噴灑作業 圖源:極飛科技微信公衆號

廣州極飛科技股份有限公司成立于2007年,該公司聚焦農業植保領域。據該公司官網發布的2022年企業社會責任報告,截至2022 年底,其研發專利授權總數爲2141 件,在運營的農業無人化設備數量約11 萬台,累計爲農民提供無人化生産服務1.94 億人次,農田作業面積達14.5 億畝次。

第四名:Parrot

ANAFI Ai無人機

Parrot是法國的一家無人機制造商,成立于1994年。2021年,該公司推出了 ANAFI Ai無人機。該公司宣稱 ANAFI Ai無人機可在Wi-Fi信號無法滿足的情況下使用4G蜂窩數據連接,沒有範圍限制。憑借4G連接,即使在障礙物後面也能實現精確控制。

第五名:縱橫股份

2023年12月縱橫大鵬無人機在甘肅地震現場作業圖 圖源:縱橫股份微信公衆號

縱橫大鵬無人機獲取的災區正射影像圖 圖源:縱橫股份微信公衆號

成都縱橫自動化技術股份有限公司成立于2010年,該公司專注于工業無人機相關産品的研發、生産、銷售及服務。2015 年該公司發布並量産垂直起降固定翼工業無人機。該公司是國內率先實現微型撲翼飛行器全自主飛行、固定翼無人機移動平台精准起降的公司,並于2014年取得飛控系統領域市占率第一。

此外,兩用無人機排名前五的則是Insitu(美國)、Schiebel(奧地利)、Edge Autonomy(美國)、Quantum Systems(德國)和 ideaForge(印度)。

第一名:Insitu

Insitu是波音的全資子公司,總部位于美國華盛頓州,創立于1994年。2005年,該公司研發的長航時、全自主ScanEagle無人機開始在美國海軍服役。此外,Insitu 還與美國海軍共同開發了RQ-21A Blackjack,旨在滿足美國海軍對能夠從陸地和海上作戰的小型戰術無人機的需求。

第二名:Schiebel

Schiebel是一家生産探雷器和直升機無人機的奧地利公司,該公司成立于1951年,20 世紀 80 年代中期開始設計探雷器。自20世紀90年代中期以來,該公司開始從事無人機制造。2012年,該公司研發的Camcopter S-100成爲第一個從意大利海軍艦艇上起飛的無人機。2024年,該無人機獲得澳大利亞民航局(CASA)的批准,可在民用空域運營。

第三名:Edge Autonomy

Edge Autonomy總部位于美國加利福尼亞州,成立于2009年,它向美國國防部和北約盟國提供無人機産品。在其官網上可以看到,該公司有四型無人機,其中VXE30垂直起降(VTOL)是其“Stalker”系列小型無人機系統(sUAS)的最新、最先進版本。2023年8月,該無人機完成了支持人工智能的視覺檢測和測距(ViDAR)傳感器的現場演示。

第四名:Quantum Systems

Quantum Systems是一家德國科技公司,成立于2015年,其聯合創始人兼首席執行官Florian Seibel在2008年就開始研究自主飛行系統。該公司的無人機的共同特點是將 eVTOL(電動垂直起降)功能與利用電力和空氣動力效率的長航程相結合。

第五名:ideaForge

ideaForge是印度的一家軍民兩用類別無人機制造商,創立于2007年。2022年,該公司研發的SWITCH無人機擊敗了來自俄羅斯、以色列、法國、烏克蘭等國家的競爭對手,贏得了印度陸軍的迷你垂直起降無人機合同。SWITCH 無人機一次充電可飛行2小時以上。它經過嚴格測試,符合軍事部署要求。

二、無人機有哪些值得關注的應用場景?

軍用

無人機技術的進步增強了無人機執行偵察監視、攻擊幹擾等軍事任務的能力。此外無人機可以在沒有人員傷亡的情況下投入使用的特性,使其在未來戰場的作用不可忽視。一些應用爲:

1.偵察目標

無人機具有一定的近距離飛行、長停留和徘徊能力,如果具備低可探測性能力,即使目標防禦嚴密,也能飛越目標,甚至滲透到敵後進行偵察監視。此外,人工智能算法可以使無人機自主選擇最安全的飛行路徑以避免被發現。

2.攻擊固定目標

無人機可用于攻擊高價值、重兵防守的固定目標。使用有人駕駛飛機會對人員和飛機造成不可接受的損失,配備了先進的瞄准系統和制導彈藥的無人機能夠以最小的附帶損害准確擊中目標。

3.協同作戰

隨著人工智能、自主系統、大數據等前沿技術的發展和應用,無人作戰系統也得到了快速發展。無人機群體協同作戰是一種新穎的作戰方式,具有智能化程度高、態勢感知能力強、作戰效能好、維護成本和任務成本低等特點。

民用

1.城市管理

無人機巡檢 圖源:成都城市管理微信公衆號

隨著城市的發展,城市規模不斷擴大,城市管理工作正在向精細化和智能化發展。作爲空中巡檢工具的無人機,配備高清攝像頭、紅外熱成像儀等傳感器,能夠快速捕捉到城市中的違章建築、環境汙染等問題,並實時回傳城市實景,爲城市治理提供了准確的信息。

2.搜索救援

熱成像無人機傳回的走丟小孩錄像截圖 圖源:新華社

無人機配備了紅外熱成像儀,可以進行熱成像搜救。例如,2023年2月,雲南省富甯縣田蓬邊境派出所接到出警任務,一名9歲小孩鬧情緒離家出走。當地人煙稀少,叢林茂密且地形複雜,警方出動無人機利用其熱成像搜救功能,在接警一個小時後成功找到走丟小孩。

3.物流配送

無人機爲物流行業帶來了很多優勢,可以降低運輸和運營成本,打通物流配送“最後一公裏”。近日,航空工業西飛民機自主研發的HH-100航空商用無人運輸系統驗證機順利完成高速自主滑行擡前輪試驗科目。該無人機兼具成本低、噸位大、商載高、全國産的特點,可廣泛應用于支線物流、森林/草原滅火、火災監測、救援物資運輸與投送、中繼通信與人工增雨等。

三、無人機未來發展趨勢

1.飛行時間和航程的提高

無人機技術最重要的趨勢之一是飛行時間和航程的提高。隨著電池技術的進步,無人機將被允許在空中停留更長時間,從而能夠執行更複雜的任務並覆蓋更遠的距離。電池壽命的提高使得無人機更加可靠和高效,使其適用于廣泛的應用,包括航空攝影、測繪以及搜索和救援行動。

2.智能化

無人機技術的另一個趨勢是人工智能(AI)和機器學習算法的融合。這些智能系統將使無人機能夠實時處理大量數據,使其能夠在複雜的環境中自主導航、避開障礙物並根據收集的數據做出實時決策。

3.小型化

此外,隨著微電子和材料的進步,微型無人機也是未來的一個重要發展趨勢。更小、更輕、更強大的傳感器、攝像頭和處理器促進了小型無人機的開發,它們可以在有限的空間內運行,並以最高精度捕獲高分辨率圖像或視頻,使其成爲建築、采礦和基礎設施維護等行業檢查和監控任務的理想選擇。

隨著無人機技術的不斷進步和市場的不斷擴大,我們有理由相信未來無人機將在更多領域發揮作用。

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