無人機在民用方面越來越受到關(guān)注。圖為無人機正在噴灑農(nóng)藥。
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2014年俄羅斯索契冬奧會賽事正酣，大顯身手的不光是運動員，還有無人機。在安保方面，俄羅斯動用了俄制小型ZALA421無人機、奧地利生產(chǎn)的S100高性能無人機進行巡邏監(jiān)視。另有一批無人機在賽場承擔(dān)著賽事實況轉(zhuǎn)播任務(wù)。
“由于無人機尺寸相對較小，經(jīng)濟性好，使用方便，可以進入危險環(huán)境等特點，目前不但在軍事上被廣泛重視，在民用方面也越來越受到關(guān)注。”南京航空航天大學(xué)微型飛行器研究中心主任昂海松告訴《中國科學(xué)報》記者。
去 年12月，一份國際性的《無人機系統(tǒng)新興應(yīng)用市場分析報告》（以下簡稱報告）提出，近年來在軍費開支不斷減少的狀況下，許多無人機制造商把目光投向了商業(yè) 市場，這個市場掀起了一輪無人機系統(tǒng)全球范圍內(nèi)的新興應(yīng)用，用戶主要集中在準(zhǔn)公共領(lǐng)域（政府及應(yīng)急）和商用領(lǐng)域（工業(yè)、商業(yè)運營商、研究、私人）兩個領(lǐng) 域。
而在中國，應(yīng)急救援、農(nóng)林、環(huán)保、交通、電力、氣象等諸多領(lǐng)域已領(lǐng)略無人機的風(fēng)采。
多用途 好口碑
對無人機的用處，云南省環(huán)科院生態(tài)環(huán)境保護研究中心主任李卓卿深有體會。
去年12月，他們使用無人機在納帕海濕地上飛了兩個小時，收集到關(guān)于這片季節(jié)性沼澤濕地環(huán)境的豐富信息。
“人到不了的地方，無人機能發(fā)揮很大的作用，尤其是對于濕地，很多地方船劃不進去，人也走不進去。”李卓卿告訴記者，通過無人機飛行，他們獲得了0.2米分辨率的航空影像，這對于建立濕地鳥類生態(tài)需求與水域淹沒區(qū)最優(yōu)適應(yīng)性模型、保護濕地的生物多樣性很有幫助。
與李卓卿的稱贊類似，無人機在很多領(lǐng)域的應(yīng)用都受到了好評。
“在航測方面，無人機可以在低空、小區(qū)域進行高精度航拍及監(jiān)測，具有效率高、比有人駕駛直升機使用成本低得多的特點，可以作為空中作業(yè)平臺，搭載高分辨率數(shù)碼相機、光學(xué)攝像機等設(shè)備，根據(jù)需要對整個區(qū)域進行掃描，或?qū)χ攸c目標(biāo)進行拍攝、監(jiān)測。”昂海松說。
中 國工程院院士羅錫文注意到了農(nóng)用無人機的應(yīng)用前景。“在航空噴施作業(yè)中，微小型農(nóng)用無人機作業(yè)高度低，飄移少，污染??；旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加農(nóng)藥 霧流對作物的穿透性；受農(nóng)田四周電線桿、防護林等限制性條件的影響小等優(yōu)勢，可彌補有人駕駛農(nóng)業(yè)航空的不足。而且，在南方丘陵、地形復(fù)雜的小地塊區(qū)域更適 合采用小型農(nóng)用無人機作業(yè)。”羅錫文說。
成本賬與技術(shù)賬
最近，李卓卿和他的團隊正在研究自己購買無人機的可行性。“我們現(xiàn)在是委托測繪公司來飛，如果是自己購買一整套系統(tǒng)的話，無人機、相機、軟件系統(tǒng)加上人員培訓(xùn)等，100多萬元應(yīng)該夠了。與環(huán)境科學(xué)研究中的一些大型分析儀器相比，100多萬元還是可以接受的。”李卓卿說。
關(guān)于無人機的成本，羅錫文也算了一筆賬。“就農(nóng)用無人機而言，如果單從單次投入的成本來看，確實比一般的農(nóng)業(yè)機械要高一些，但如果從投入產(chǎn)出的綜合效益來看，農(nóng)用無人機的應(yīng)用成本并不高。”
根 據(jù)生產(chǎn)實踐的數(shù)據(jù)，羅錫文推算，以無人機航空噴施作業(yè)為例，如果微小型無人機使用壽命按5年計，機動噴霧機與手動噴霧器按3年計，采用25千克有效載荷的 單旋翼油動力無人機和15千克有效載荷的單旋翼電動無人機進行噴施作業(yè)的年度收益，分別是機動噴霧機的33倍和25倍，是人工手動噴霧（不計算人工成本） 的133倍和93倍。
成本與技術(shù)性能密不可分，對于無人機性能，李卓卿并不擔(dān)心。不過對于另一些無人機用戶來說，他們還要算一筆“技術(shù)賬”。
“航 空物探對無人機的性能要求遠大于其他領(lǐng)域，如經(jīng)久耐用、超長航時、能夠沿地形超低空飛行、智能避障等。我國無人機航空物探系統(tǒng)剛研制成功，生產(chǎn)試驗飛行表 明測量結(jié)果技術(shù)指標(biāo)達到了現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求。”不過，國土資源航空物探遙感中心物探部主任周堅鑫對《中國科學(xué)報》記者指出，無人機要在批量化生產(chǎn)后，才能 體現(xiàn)出成本優(yōu)勢。
“有效載荷能力和續(xù)航能力是無人機發(fā)展的重要方向，新材料、新技術(shù)、新思想將提高無人機綜合性能。”西北工業(yè)大學(xué)無人機所總工程師李智介紹，“美國無人機路線圖”明確提出有效載荷能力和續(xù)航能力的需求將指引未來無人機系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。
在無人機的使用方面，羅錫文則表示，還要加強配套核心技術(shù)的攻關(guān)，重點解決自主飛行控制系統(tǒng)的選擇與優(yōu)化問題。
買？不買？
盡管成本和技術(shù)性能都讓李卓卿滿意，但“買”還是“不買”，仍然讓他糾結(jié)，而頭等問題是對“好買不好用”的擔(dān)憂。
“使用無人機，一是對操控手的技術(shù)水平有要求，操控不好存在把飛機摔下來的風(fēng)險；二是在飛行前，要辦理相關(guān)的飛行手續(xù)，什么時候飛、在哪里飛、大概飛行多長時間等都需要向空軍和民航遞交詳細的申請材料。”李卓卿說。
隨著無人機在軍民領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增加，高素質(zhì)的操控手成了“寶貝”，一些高校還為此設(shè)置了培養(yǎng)無人機操控手的新興專業(yè)。
此外，手續(xù)問題困擾的也不只是李卓卿。“農(nóng)業(yè)航空作業(yè)涉及到民航、農(nóng)機、植保等多個部門，目前存在監(jiān)管部門不明確的問題，缺乏完善、規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)規(guī)程，農(nóng)業(yè)航空飛行作業(yè)申報審批手續(xù)較多。”羅錫文說。
羅 錫文表示，盡管我國在2010年出臺了1000 米以下低空空域?qū)⒅鸩綄γ裼妙I(lǐng)域開放的政策，但我國對農(nóng)業(yè)航空的管理仍沿用現(xiàn)有民用航空標(biāo)準(zhǔn)，民航法規(guī)體系中的相關(guān)條款存在針對性不強、結(jié)合不緊密等問 題，在國家層面、行業(yè)內(nèi)以及行業(yè)間缺少支持農(nóng)業(yè)航空的整體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。
不過，無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展中受到的政策阻礙并非中國特有。報告提出，全球大部分國家都存在抑制無人機商業(yè)發(fā)展的監(jiān)管程序。
對此，中國航空綜合技術(shù)研究所標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究與應(yīng)用中心副主任舒振杰表示，目前不僅要研究民機準(zhǔn)入的相關(guān)要求，還要加強無人機頻譜管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究、工信部無人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建、航空行業(yè)無人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建、適航與安全性標(biāo)準(zhǔn)研究無人機系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究等，從而讓無人機更好更快地發(fā)展。
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