無人機(jī)在民用方面越來越受到關(guān)注。圖為無人機(jī)正在噴灑農(nóng)藥。
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2014年俄羅斯索契冬奧會(huì)賽事正酣，大顯身手的不光是運(yùn)動(dòng)員，還有無人機(jī)。在安保方面，俄羅斯動(dòng)用了俄制小型ZALA421無人機(jī)、奧地利生產(chǎn)的S100高性能無人機(jī)進(jìn)行巡邏監(jiān)視。另有一批無人機(jī)在賽場(chǎng)承擔(dān)著賽事實(shí)況轉(zhuǎn)播任務(wù)。
“由于無人機(jī)尺寸相對(duì)較小，經(jīng)濟(jì)性好，使用方便，可以進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境等特點(diǎn)，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(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
去 年12月，一份國(guó)際性的《無人機(jī)系統(tǒng)新興應(yīng)用市場(chǎng)分析報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱報(bào)告）提出，近年來在軍費(fèi)開支不斷減少的狀況下，許多無人機(jī)制造商把目光投向了商業(yè) 市場(chǎng)，這個(gè)市場(chǎng)掀起了一輪無人機(jī)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(yùn)營(yíng)商、研究、私人）兩個(gè)領(lǐng) 域。
而在中國(guó)，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(jī)的風(fēng)采。
多用途 好口碑
對(duì)無人機(jī)的用處，云南省環(huán)科院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究中心主任李卓卿深有體會(huì)。
去年12月，他們使用無人機(jī)在納帕海濕地上飛了兩個(gè)小時(shí)，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(jī)能發(fā)揮很大的作用，尤其是對(duì)于濕地，很多地方船劃不進(jìn)去，人也走不進(jìn)去。”李卓卿告訴記者，通過無人機(jī)飛行，他們獲得了0.2米分辨率的航空影像，這對(duì)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(hù)濕地的生物多樣性很有幫助。
與李卓卿的稱贊類似，無人機(jī)在很多領(lǐng)域的應(yīng)用都受到了好評(píng)。
“在航測(cè)方面，無人機(jī)可以在低空、小區(qū)域進(jìn)行高精度航拍及監(jiān)測(cè)，具有效率高、比有人駕駛直升機(jī)使用成本低得多的特點(diǎn)，可以作為空中作業(yè)平臺(tái)，搭載高分辨率數(shù)碼相機(jī)、光學(xué)攝像機(jī)等設(shè)備，根據(jù)需要對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描，或?qū)χ攸c(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行拍攝、監(jiān)測(cè)。”昂海松說。
中 國(guó)工程院院士羅錫文注意到了農(nóng)用無人機(jī)的應(yīng)用前景。“在航空噴施作業(yè)中，微小型農(nóng)用無人機(jī)作業(yè)高度低，飄移少，污染小；旋翼產(chǎn)生的向下氣流有助于增加農(nóng)藥 霧流對(duì)作物的穿透性；受農(nóng)田四周電線桿、防護(hù)林等限制性條件的影響小等優(yōu)勢(shì)，可彌補(bǔ)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(jī)作業(yè)。”羅錫文說。
成本賬與技術(shù)賬
最近，李卓卿和他的團(tuán)隊(duì)正在研究自己購(gòu)買無人機(jī)的可行性。“我們現(xiàn)在是委托測(cè)繪公司來飛，如果是自己購(gòu)買一整套系統(tǒng)的話，無人機(jī)、相機(jī)、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(jī)的成本，羅錫文也算了一筆賬。“就農(nóng)用無人機(jī)而言，如果單從單次投入的成本來看，確實(shí)比一般的農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)的應(yīng)用成本并不高。”
根 據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的數(shù)據(jù)，羅錫文推算，以無人機(jī)航空噴施作業(yè)為例，如果微小型無人機(jī)使用壽命按5年計(jì)，機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)與手動(dòng)噴霧器按3年計(jì)，采用25千克有效載荷的 單旋翼油動(dòng)力無人機(jī)和15千克有效載荷的單旋翼電動(dòng)無人機(jī)進(jìn)行噴施作業(yè)的年度收益，分別是機(jī)動(dòng)噴霧機(jī)的33倍和25倍，是人工手動(dòng)噴霧（不計(jì)算人工成本） 的133倍和93倍。
成本與技術(shù)性能密不可分，對(duì)于無人機(jī)性能，李卓卿并不擔(dān)心。不過對(duì)于另一些無人機(jī)用戶來說，他們還要算一筆“技術(shù)賬”。
“航 空物探對(duì)無人機(jī)的性能要求遠(yuǎn)大于其他領(lǐng)域，如經(jīng)久耐用、超長(zhǎng)航時(shí)、能夠沿地形超低空飛行、智能避障等。我國(guó)無人機(jī)航空物探系統(tǒng)剛研制成功，生產(chǎn)試驗(yàn)飛行表 明測(cè)量結(jié)果技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求。”不過，國(guó)土資源航空物探遙感中心物探部主任周堅(jiān)鑫對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者指出，無人機(jī)要在批量化生產(chǎn)后，才能 體現(xiàn)出成本優(yōu)勢(shì)。
“有效載荷能力和續(xù)航能力是無人機(jī)發(fā)展的重要方向，新材料、新技術(shù)、新思想將提高無人機(jī)綜合性能。”西北工業(yè)大學(xué)無人機(jī)所總工程師李智介紹，“美國(guó)無人機(jī)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(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
在無人機(jī)的使用方面，羅錫文則表示，還要加強(qiáng)配套核心技術(shù)的攻關(guān)，重點(diǎn)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(duì)“好買不好用”的擔(dān)憂。
“使用無人機(jī)，一是對(duì)操控手的技術(shù)水平有要求，操控不好存在把飛機(jī)摔下來的風(fēng)險(xiǎn)；二是在飛行前，要辦理相關(guān)的飛行手續(xù)，什么時(shí)候飛、在哪里飛、大概飛行多長(zhǎng)時(shí)間等都需要向空軍和民航遞交詳細(xì)的申請(qǐng)材料。”李卓卿說。
隨著無人機(jī)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(jī)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(jī)、植保等多個(gè)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(bào)審批手續(xù)較多。”羅錫文說。
羅 錫文表示，盡管我國(guó)在2010年出臺(tái)了1000 米以下低空空域?qū)⒅鸩綄?duì)民用領(lǐng)域開放的政策，但我國(guó)對(duì)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(duì)性不強(qiáng)、結(jié)合不緊密等問 題，在國(guó)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(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中受到的政策阻礙并非中國(guó)特有。報(bào)告提出，全球大部分國(guó)家都存在抑制無人機(jī)商業(yè)發(fā)展的監(jiān)管程序。
對(duì)此，中國(guó)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(jī)準(zhǔn)入的相關(guān)要求，還要加強(qiáng)無人機(jī)頻譜管理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究、工信部無人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建、航空行業(yè)無人機(jī)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(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究等，從而讓無人機(jī)更好更快地發(fā)展。
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