关于无人机结构设计技术的讨论作者：何景武范曼华张晓鸥(北京航空航天大学，北京100083)摘要：从无人机同有人机的设计、研制、经费及使用维护等多方面出发，进行对比分析，较为深入地分析了无人机同有人机在结构设计上的差别，分析无人机结构设计的特点，最后具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。关键词：无人机结构设计一、前言无人机同民用飞机、军用飞机等有人机相比，在飞机的使用要求、任务使命等多方面都有所不同，所以，无人机在总体设计、气动特性要求及结构完整性设计要求等方面同有人机相比有一定的差别。因此，不宜直接将民用、军用等方面的有人飞机的结构设计思想完全照搬地应用到无人机的结构设计当中，而必须根据无人机研制的具体要求和特点进行无人机的设计和研制。当然，无人机同有人机相比也有很多共同的特性，因此，在无人机的研制当中也有必要参考有人机多年的研制经验和成熟的研制技术。如何把握好无人机同有人机在结构设计上的差别，在满足战术技术要求的前提下，设计出经济的、合理的无人机结构是当前无人机结构设计中值得关注的一个问题。由于没有驾驶员生理条件的要求，无人机飞行性能的可设计空间非常之大，起飞着陆的方式也可以多种多样。由此，导致了无人机门类的众多，各式各样的无人机，各种用途的无人机相继问世。由于无人机门类的众多，使得无人机的分类问题难以给出明确的定义，也使得总结无人机的研制规律难度增加。本文根据目前已知的国内外无人机的研制情况和使用情况，对比有人机来分析无人机的特点。在总结、分析无人机结构设计、研制及使用经验的基础上，力图说明一些有关无人机结构设计的思想、规律和特点，讨论无人机机体结构的设计技术；同时较为深入地分析无人机同有人机在结构设计上的差别，在此基础上具体地说明了需要加强研究和值得关注的无人机结构设计技术。本文讨论的主要是固定翼类的无人机。二、无人机的特点分析据统计，在有人驾驶的战斗机上，飞行员的体重占飞机有效载重的15％，与飞行员相关的救生系统、座舱环控系统、氧气冷气系统和电子支援系统等也占据了飞机相当部分的重量和研第二届无人机发展论坛论文集设计与技术制经费。对于无人机，则不需要这些系统和装备，或可以适当地进行减免。这样，飞机结构就会省出很多空间，结构的布局和机载设备的安排就可以重新考虑。由于人的生理原因，新型战斗机的过载一般限制为lOg,而对于无机，其过载可达209或更多，所以，无人机结构在设计时可以根据需要放宽一些限制，包括：速度、高度、过载、航时等，机动性能也可以进行较大幅度的提高。在无人机上，由于没有驾驶员，所以也不需要座舱及相关设备，这样就可以缩小飞机的外形尺寸。据计算，性能相同的无人机和有人驾驶飞机相比，尺寸可减小约40％。有人驾驶飞机的价格，随着社会的发展成倍的增长。F一22飞机的单价达到了1亿美元。至于轰炸机，价格更是惊人了。像B一2隐身轰炸机，它的造价是4．5亿美元。而无人机的价格普遍低于有人机，有的降低三分之一，有的可以说是一个数量级。在飞机的外场使用、维护方面，统计表明，一架战斗机在其整个寿命期的维护费用是该机购买价格的六倍。而无人机，特别是无人战斗机，则可以长期保存在仓库里面，可以在仓库里放十年或者更长的时间。这样，使用维护费用可大大减少，据军方估计可以减少80％。由于飞机长时间地存放在仓库里所以飞机使用的频次较少，这样飞机使用的重复载荷导致的机体结构的损伤也就大大地降低。在飞行方面，无人机的训练跟有人机不太一样。对于有人机，飞行员必须驾驶飞机到空中去飞，飞一次就要几万美元，这里包括飞行员保养、各种油料、地勤人员工作、场站管理人员配合等多方面费用。而无人机则不同，操作人员(相当于飞行员)可以在虚拟的座舱里面进行训练。因为人不在飞机上，“驾驶员”是在操纵键盘，这样，就可以使用虚拟的训练系统，所以费用大大减少。对于无人机，一个操作员可以同时控制几架甚至数十架的无人机，而有人机的驾驶员则不可能在空中一个人开两架飞机。所以可以减少对飞行员的培养，这个费用也就大大地减少。所以说无人机的使用费...
