1.3 无人机的分类

1.3 无人机的分类

目前无人机的用途广泛,种类繁多,型号各异,各具特点,其主要功能是由飞行平台决定的。不同平台赋予了无人机截然不同的飞行品质和特性。对于机载飞行控制设备而言,不同用途的无人机需要不同的控制软硬件系统,而其任务载荷和数据链系统大同小异。

1.按飞行平台构造形式分类

按飞行平台构造形式的不同,无人机可分为固定翼无人机、无人直升机、多旋翼无人机、无人伞翼机、无人扑翼机、无人飞艇和混合式无人机等。

(1)固定翼无人机。固定翼无人机是指由动力装置产生前进的推力或拉力,由机身固定的机翼产生升力,在大气层内飞行的重于空气的无人机。固定翼无人机的特点是载荷大、续航时间长、航程远、飞行速度快、飞行高度高,但起降受场地限制,无法悬停。

(2)无人直升机。无人直升机是指依靠动力系统驱动一个或多个旋翼产生升力和推进力,实现垂直起落及悬停、前飞、后飞、定点回转等可控飞行的无人机。

按旋翼数量和布局方式的不同,无人直升机可分为单旋翼带尾桨无人机直升机、共轴式双旋翼无人机直升机、纵列式双旋翼无人机直升机、横列式双旋翼无人机直升机和带翼式无人机直升机等不同类型。

无人直升机的特点是可垂直起降、可悬停、操作灵活、可任意方向飞行,但结构复杂、故障率较高。与固定翼无人机相比,无人直升机飞行速度低、油耗高、载荷小、航程短、续航时间短。

(3)多旋翼无人机。多旋翼无人机是指具有三个及三个以上旋翼轴提供升力和推进力的可垂直起降无人机。

与无人直升机通过自动倾斜器、变距舵机和拉杆组件来实现桨叶的周期变距不同,多旋翼无人机的旋翼总距是固定不变的,通过调整不同旋翼的转速来改变单轴推进力的大小,从而改变无人机的飞行姿态。

多旋翼无人机的特点是结构简单、价格低、操作灵活、可向任意方向飞行,但有效载荷较小、续航时间较短等。

(4)无人伞翼机。无人伞翼机是指以伞翼为升力面,以柔性伞翼代替刚性机翼的无人机。伞翼位于全机的上方,多用纤维织物织成不透气柔性翼面,可收叠存放,张开后利用迎面气流产生升力。

无人伞翼机的特点是体积小、速度慢、飞行高度低等。

(5)无人扑翼机。无人扑翼机是一种利用仿生原理,通过机翼主动运动模拟鸟的翅膀振动,产生升力和前行力的无人机。其特征是机翼主动运动,靠机翼拍打空气的反作用力作为升力和前行力,通过机翼及尾翼的位置改变进行机动飞行。扑翼空气动力学尚未成熟,无人扑翼机的材料和结构也有待进一步研发改进。

(6)无人飞艇。无人飞艇是一种轻于空气、具有操纵和推进系统的无人机。

无人飞艇可分为硬式、半硬式和软式三种类型。现代无人飞艇多为软式无人飞艇。软式无人飞艇一般由气囊、辅助气囊、吊舱、推进装置及尾翼、方向舵和升降舵等组成。其中,气囊由涤纶、聚酯纤维等人造材料组成,里面充满了轻于空气的气体,如氢气、氦气;辅助气囊通过充气和放气来控制与保持飞艇的形状及浮力;吊舱位于飞艇下方,里面装有发动机;推进装置为飞艇的起飞、降落和空中悬停提供动力;尾翼、方向舵和升降舵为飞艇提供机动能力。无人飞艇最大的优势是滞空时间和静音性能,但也存在造价高、速度过慢等问题。

(7)混合式无人机。混合式无人机是指混合以上两种或多种平台构造形式的无人机。

倾转旋翼无人机就是一种最典型的混合式无人机,它在类似固定翼无人机的机翼处安装可在水平位置和垂直位置之间转动的倾转旋翼系统组件。当倾转旋翼无人机垂直起降时,旋翼轴垂直于地面,呈横列式直升机飞行状态,并可在空中悬停、前后飞行和侧飞;当飞行达到一定速度后,旋翼轴可倾转90°呈水平状态,旋翼当作拉力螺旋桨使用,此时倾转旋翼无人机能像固定翼那样以较高的速度进行远程飞行。

倾转旋翼无人机兼具固定翼机和旋翼机的优点,具有垂直起降、空中悬停和高速巡航飞行的能力。

2.按应用领域分类

按应用领域的不同,无人机可分为军用无人机、民用无人机和科研无人机。

(1)军用无人机。军用无人机是指应用于军事领域的无人机。无人机最早起源和应用于军事领域,军用无人机具有较强的技术保密性和垄断性。

军用无人机按用途可分为靶机、侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机和无人战斗机等。

(2)民用无人机。民用无人机是指应用于民用领域的无人机。与军用无人机的百年历史相比,民用无人机技术要求低,更注重经济性。军用无人机技术的民用化降低了民用无人机的市场进入门槛和研发成本,使民用无人机得到快速发展。

民用无人机可分为消费级无人机和工业级无人机。消费级无人机主要用于个人娱乐、个人航拍、青少年科普教育等方面,强调产品的易操作性、便携性和性价比。工业级无人机主要用于各个行业应用领域,强调产品的专业性、稳定性和可靠性。

(3)科研无人机。科研无人机是指应用于科学研究、科学试验或类似用途的无人机。

3.按飞行航程分类

按飞行航程的不同,无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机,见表1-2。

表1-2 无人机的分类(按飞行航程划分)

4.按飞行高度分类

按飞行高度的不同,无人机可分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机,见表1-3。

表1-3 无人机的分类(按飞行高度划分)

5.按民航法规分类

按《民用无人机驾驶员管理规定》(AG-61-FS-2018-20R2),无人机可分为7类,见表1-4。

表1-4 无人机的分类(按民航法规划分)

6.按运行风险分类

按国务院、中央军委空中交通管制委员会(以下简称国家空管委)组织起草并于2018年年初面向社会公开征求意见的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例(征求意见稿)》中的规定,根据运行风险大小,民用无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机、中型无人机和大型无人机,具体分类见表1-5。

表1-5 无人机的分类(按运行风险划分)