摘要：近些年来，无人机的发展给人类生活带来了极大的影响，无论是军事领域还是民用、商用领域，无人机的出现都给各行业带来翻天覆地的变化，与此同时，与无人机相关的法律法规制度以及科学技术水平都日益完善，这些都不断促进了无人机行业的发展。虽然无人机诞生于军事领域，但值得注意的是无人机离人类的正常生活越来越近，并有不断颠覆人们生活方式的趋势。 本文首先介绍了国内外无人机的发展历程，随后又详细说明无人机的组成及其飞行原理，最后综述无人机在农业、商业、军事等多个领域的应用 。
关键词：无人机；控制系统；应用
1.引言
无人驾驶飞机简称无人机，顾名思义是一种地面人员利用无线电遥控设备和程序控制装备等对其操纵的不载人飞机。操控人员可通过雷达对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输，以完成对目标的监视、侦查等任务。2018年7月29日据美国《国家利益》双月刊网站报道称，美军加大对无人机的重视，增大无人机空袭频率，扩大无人机行动的影响范围，以维护美国的军事和国家安全为名，利用无人机增加致命打击，此举使得无人机再次引发世界范围内的关注。与载人飞机相比无人机灵活机动，可以打破人体忍耐力的限制，实现长时间作业，最重要的是可让训练成本很高的飞行员远离危险，因此无人机在军事、农业等诸多方面的发展前景不可估量。
2.无人机的发展情况
2.1 我国无人机的发展情况
中国无人机的起源可以追溯到前苏联的无人机拉-17，这是中国从前苏联那里获得的首批无人靶机。1968年，我国在拉-17的基础上研制出了国产靶机——长空一号。值得注意的是，中国无人机的研发历程，可以算是没有落下，而且具有良好的发展意识。1996年珠海国际航展上展出多款国产无人机，而国庆阅兵上也开始出现无人机方队，我国无人机的种类数量日益增长，用途也从军用发展到更广泛的民用领域。。2006年，汪涛在深圳创办大疆科技有限责任公司专注于消费级无人机，此后中国民用无人机市场开始迅速发展[1]。无人机航拍，可以从高空捕捉全方位的运动图像，无人机快递运送可以实现轻小快件的运送，减少了人力投入，这些功能日趋成熟，使得无人机在日常生活中更为广泛。在未来的军事方面，无人机的隐身性能潜力巨大，而民用方面空中机器人的设想也已提上日程。
2.2 国外无人机的发展情况
1917年首架无人机问世，开始了其在军事方面的征途。后来英军还研制了大量的无人靶机，无人机开始轰动世界，无人机的发展渐入佳境。无人机在侦测、识别、诱导等方面有着显著优点，二战期间美英等国家将无人机和传感装置相结合，利用无人机执行侦察，情报收集等任务。目前美军“全球鹰”无人机飞行时间长达41h，作战效果良好。此外，现如今美国、日本、韩国等国利用无人机的高空作业优势，将其运用到农业上，进行植保作业、作物授粉等，可以及时掌握农作物长势，高空大规模喷洒农药，使美国等国的粮食资产率大大提高，给各国农业带来了不可估量的收益。
2.3 无人机科技公司的发展情况
目前我国比较知名的无人机企业也比较多，例如大疆、小米、零度智控等。目前来看，认可度最高的无人机品牌当属大疆，是生产民用无人机的专业大牌。大疆的出现填补了我国多项科技的不足，占据了全球民用小型无人机约七成的市场份额且具有良好的发展前景，尤其是在航拍、地质测量等民用领域。另外，2018年1月20日在极客公园创新大会上，大疆也阐述了未来目标，表明愿意提前走出舒适区，攻克难题。在欧洲，Parrot同样也是无人机行业的领军者，它的领军地位在AR.Drone问世后确立。Parrot从多个角度下手，打破消费级无人机的局限，面向农业、林业、环境监测等方面，不断收购无人机硬件、软件企业，这才使得Parrot能稳步发展。
3.无人机的组成和原理
3.1 无人机的硬件组成
无人机的硬件组成主要有两部分，一个是控制系统，主要有供操控人员发出指令的遥控器，信号发射与接收端，负责形成、发射并接受信号，及时对无人机的航道、动作等发出调控指令。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一个则是飞行系统，它有与控制系统相对应的信号接受发射端，供控制系统和飞行系统进行必要的联系。此外还由电机，电源，信号等组成，可对接收的指令，进行处理，从而改变旋翼的转速等，以实现对无人机飞行状态的调整。
3.2 无人机的飞行原理
当地面的操控人员要改变无人机的飞行状态时，会通过遥控器输入一个指令，控制系统便将此信号利用发射装置传输给机身上的信号接收器。然后根据对这个指令信号的分析，电机将电能转化成机械能，调整旋翼的转速等，最终完成指令。四旋翼无人机的原理与竹蜻蜓类似，通过旋翼和空气相互作用，产生升力，当升力大于重力时，无人机升空。悬停时，处于相邻位置上的旋翼旋转方向不同，机身所受的合力为零。若想要上升，则需同时加大四个旋翼的转速。如果想要朝向某一方向飞行，只需将指向这个方向的旋翼速度降低，同时提高其它旋翼的转速，以确保总升力等于重力，使飞机保持原有的高度。如果要实现在某方向上扬起，需在提高四个旋翼转速的同时，降低某一方向上的旋翼的转速。
4.无人机的应用情况
4.1 无人机在商业方面的应用
在电子商务日益发达的中国，无人机的商业价值也逐渐被开发。无人机体积小质量轻，利用无人机进行航拍，可以从高空视角进行全方位的观测，其灵活的飞行角度，可以获得更全面的信息。无人机未来最具潜力的商用价值当数快递运送，例如，京东就有此方面的尝试，无人机运送大大节约了人力，也可缓解交通问题，提高快递的运送效率。相比较人力运输让快件在陆路上颠簸，无人机的应用使快递的完整性和及时性得到保障，使快递真正“快”起来。但无人机在法律方面还不够完善，有一定的操作风险，加之其成本过高，导致无人机在商业上的运用还不够广泛，尽管如此，无人机在商业上仍具有巨大的潜在价值，值得被开发利用。
4.2 无人机在农业方面的应用
无人机也可为农业带来极大的便利，例如喷洒农药，解放了农民的劳动输出，且可使农药喷洒均匀，提高农忙效率。此外，还可以与遥感技术相结合，实现对农作物的大面积检测，可根据区域比较，及早预防病虫害的发生等，提高粮食产量。我国农用无人机起步较晚，但其发展十分可观。之前大疆公司推出了一款智能农业喷洒防治无人机—大疆MG-1农业植保机。该机能在无药时自动记忆中断坐标点，补充药液后可返回中断坐标点继续作业，数据保护功能可有效保障飞控系统不受断电的影响[2]。另外，民以食为天，无人机投入农业生产，可以提高粮食产量，对绿色农业以及食品安全有巨大的贡献，将来的农业无人机市场必将一片光明。
4.3 无人机在军事方面的应用
无人机在军事方面的应用主要有靶机、侦查和轰炸等，这也是无人机最初的应用。且相对于有人机来说，无人机灵活多变，可以打破环境的限制，也可以实现长时间作业，超高空作业，还可以实现出色的侦察、勘测等具有一定风险的任务。利用无人机潜入敌方上空，可以截获信息和图像，并及时传送。而诱饵无人机主要负责引诱敌人，诱使雷达等电子侦察设备开机，获取有关电波信息；模拟显示假目标，引诱敌方防空兵器射击[3]。但无人机还存在一些亟待解决的问题，由于无人机占用的频带较宽，在同一战区内可供无人机使用的频率资源相当有限，当多站、多机在同一战区同时使用时，自身的电磁兼容问题也随之突显[4]。此外还有可能出现与高空飞机的碰撞，以及保密性不够完善等问题，这也是军事无人机未来努力的方向。
5.总结
无人机的出现在军事、生活等方面更大程度节省了人力，提高了机械化水平，将人类的作业空间向高空延伸。而关于无人机隐身性能的探索，关于四旋翼无人机的载重问题等也终会在有朝一日得到解决。科学是不断发展的，改革、更新、完善是科学发展的大势所趋，人心所向，随着科学的进步无人机的发展也必将向着更高更强的目标，不断地创新、实践，在科技改造生活的道路上稳步前行。
参考文献
[1] 吴刚,周斌.国内外民用无人机行业发展回顾与展望[J].经济研究导.2016 (12):160-162
[2] 杨陆强,果霖.我国农用无人机发展概况与展望[J].农机化研究. 2017(8):6-11
[3] 邹湘伏,何清华,贺继林.无人机发展现状及相关技术[J].飞航导弹. 2016(10):9-14
[4] 戴大伟,龙海英.无人机发展与应用[J].指挥信息系统与技术. 2013（4）
论文作者:陈韵霏
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/14
标签：无人机论文; 农业论文; 旋翼论文; 军事论文; 靶机论文; 转速论文; 作业论文; 《科技新时代》2018年9期论文;