陳思宇

（北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院，北京 100191）

1 微型飛行器的基本概述

（1）微型飛行器的簡述。微型飛行器被認為是未來戰(zhàn)場上重要的武器，它可以完成現(xiàn)場偵查以及攻擊的任務(wù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，微型飛行器還具備了實時圖像傳輸?shù)裙δ?。與此同時，在現(xiàn)有體積的基礎(chǔ)上，微型飛行器的巡航范圍不斷擴大、飛行時間不斷被延長。與傳統(tǒng)意義上的飛機不同，微型飛行器是微機電系統(tǒng)集成技術(shù)的重要產(chǎn)物。這一技術(shù)的應(yīng)用使得微型飛行器的體積與質(zhì)量都能夠保持在一定的范圍之內(nèi)，同時飛行性能可以得到進一步的提高。

（2）微型飛行器的分類。目前，微型飛行器主要可以分為固定翼式、旋翼式、撲翼式這3種。其中固定翼式的特點是飛行速度比較快、飛行過程機身比較穩(wěn)定。固定翼式的微型飛行器經(jīng)過改良之后各項性能都得到了顯著的提高，目前已經(jīng)廣泛地投入當(dāng)中。旋翼式微型飛行器是依靠翼槳的旋轉(zhuǎn)來為飛機的運行提供動力。因此這種微型飛行器的特點是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，優(yōu)點是可以在垂直方向上進行升起與降落，這樣一來即使在地勢條件比較復(fù)雜的地區(qū)也可以實現(xiàn)快速機動。撲翼式微型飛行器則是依靠翼面的撲動來為飛機的運行產(chǎn)生動力的，這種微型飛行器的設(shè)計與使用原理與鳥類的飛行相似。撲翼式的微型飛行器是近年來發(fā)展起來的，目前在使用的過程當(dāng)中可能會出現(xiàn)疲勞斷裂的情況，因此適用范圍還一定的局限性。但是這種微型飛行器與另外兩種相比，體積更小、質(zhì)量更輕，在運行的過程當(dāng)中產(chǎn)生的噪音更小，因此在應(yīng)用的過程當(dāng)中具有良好的隱蔽性。與此同時，撲翼式微型飛行器還可以在空中實現(xiàn)懸停、側(cè)飛與倒飛，這為飛機的高速飛行創(chuàng)造了良好的條件。近年來，還出現(xiàn)了其他新型的微型飛行器，它們經(jīng)過了結(jié)構(gòu)的改良，具有更好的性能。

2 微型飛行器的設(shè)計原則

（1）微型飛行器的設(shè)計原則。微型飛行器在設(shè)計的過程當(dāng)中需要對信息進行搜集與有效管理，同時要利用觀測網(wǎng)的主動性來對微型飛行器的設(shè)計過程進行有效評估，這樣才能在設(shè)計過程當(dāng)中應(yīng)用先進的技術(shù)，提高設(shè)計質(zhì)量。與此同時，在設(shè)計過程當(dāng)中還要確保時間與空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，加強對數(shù)據(jù)的管理與控制，這樣才能確保飛行器的運行質(zhì)量。在微型飛行器運行的過程當(dāng)中，要廣泛地搜集各方面的信息，并對其中的數(shù)據(jù)進行實時分析，這樣才能為正常飛行提供基本的保障。微型飛行器的設(shè)計還需要符合效能評價的要求，使各個部門都能夠充分發(fā)揮作用，做好相互的銜接與管理工作。同時還要對微型飛行器的實際控制過程進行有效控制，對設(shè)計過程進行有效規(guī)劃，及時關(guān)注其中的各項自動化裝置，樹立起重復(fù)利用、節(jié)約資源的意識，及時做好技術(shù)上的改良與發(fā)展，從而提高微型飛行器應(yīng)用的綜合水平。

（2）微型飛行器的設(shè)計要求。①做好平衡設(shè)計。微型飛行器最大的特點就在于體積比較小，因此對于各個指標(biāo)的變化比較敏感，細小部件的改變也會對飛行器的整體性能起到重要的影響。因此在設(shè)計微型飛行器的時候，要堅持綜合性的原則，做好各個部位的平衡設(shè)計。與此同時，還需要對各個部件的尺寸大小進行合理控制，這樣不僅可以減少各項資源與能量的浪費，同時還可以有效延長續(xù)航的時間。對于微型飛行器來說，動力對升力起到了決定性的作用，而要在微型飛行器有限的體積之內(nèi)確保動力充足，就要采用電動機、使用高能的電池，還要對電池的質(zhì)量和尺寸進行嚴格控制。在設(shè)計微型飛行器的時候，高集成性是重要的原則，尤其是對電力系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，需要各個電子設(shè)備與導(dǎo)航傳輸系統(tǒng)的相互配合。為了避免微型飛行器當(dāng)中的各種電子器件對電磁所造成的干擾，還要合理布置電氣設(shè)備，協(xié)調(diào)好微型飛行器的質(zhì)量與性能。②區(qū)別對待。目前使用的微型飛行器分為不同的種類與用途，因此在設(shè)計的時候要對不同種類的微型飛行器進行區(qū)別對待。其中用于軍事的微型飛行器的主要作用是進行低空偵查，因此這種飛行器當(dāng)中需要增加圖像傳感器系統(tǒng)，使得飛行器能夠?qū)⒃诟呖债?dāng)中監(jiān)視得到的信息迅速傳回到陸地當(dāng)中。與此同時，用于軍事作戰(zhàn)的微型飛行器則需要攜帶一定質(zhì)量的武器，因此在設(shè)計這種類型的微型飛行器的時候就要做好平衡設(shè)計。而民用微型飛行器的用途有協(xié)助警方破案、對地形進行檢測與搜查、攝影攝像等，因此在設(shè)計的時候也要從微型飛行器的實際功能出發(fā)，根據(jù)實際需要來設(shè)計符合要求的飛行器。無論是哪種類型的微型飛行器，在設(shè)計的時候都是按照設(shè)計原則來進行的，因此設(shè)計原則作為重要的調(diào)查文件，需要對充分考慮各項因素，做好對設(shè)計過程的整體布局。這需要工作人員在編制設(shè)計文件的時候，做好實地調(diào)查工作、明確對各項因素的總體評價，從而選擇有效的設(shè)計方法。必要的情況下還可以針對不同種類的微型飛行器召開設(shè)計專題報告，對各項設(shè)計技術(shù)進行有效論證，同時做好調(diào)查報告的分析與總結(jié)，對其中存在的問題進行研究與改進，加強不同種類的針對性。③把握好設(shè)計重點。在對微型飛行器進行設(shè)計的過程當(dāng)中，需要對設(shè)計原則進行反復(fù)的驗證，同時也要對驗證過程當(dāng)中存在的問題進行不斷修復(fù)與完善。為了更好地篩選出科學(xué)可行的設(shè)計方法，設(shè)計人員需要充分把握好設(shè)計的重點，在這個過程當(dāng)中搜集更多的信息與指標(biāo)對微型飛行器的設(shè)計要求進行不斷的完善。在堅持基本設(shè)計要求的同時，還需要將細節(jié)化的設(shè)計內(nèi)容補充進去。為了更好地實現(xiàn)這一目標(biāo)，設(shè)計人員在設(shè)計過程當(dāng)中需要做好專題性研究，對調(diào)查的細節(jié)進行分類制定，同時還要對微型飛行器各個部件的尺寸進行把握，同時還要根據(jù)實際情況對設(shè)計內(nèi)容進行篩選，對復(fù)雜問題進行多次研究，對高風(fēng)險的設(shè)計進行創(chuàng)新，確保各項問題都能夠得到妥善的解決。微型飛行器在設(shè)計的過程當(dāng)中，需要以技術(shù)作為設(shè)計核心，以編碼為設(shè)計主線，同時還要做好裝備的管理工作，加強對采購、應(yīng)用以及維修等各個環(huán)節(jié)的檢查，并在其中應(yīng)用各種現(xiàn)代化技術(shù)。首先，在設(shè)計的過程當(dāng)中，運行監(jiān)控也是重要的設(shè)計重點，這是實現(xiàn)飛行器順利運行的重要保障。因此要使綜合監(jiān)控與指揮的功能得到充分的發(fā)揮，同時建立起集監(jiān)控、維修、評估為一體的互動模式。其次，在設(shè)計微型飛行器的時候要用于創(chuàng)新，勇于突破傳統(tǒng)的設(shè)計理念，可以將傳統(tǒng)觀測資料作為參考，但是要避免形成對這些資料的依賴性。在設(shè)計過程當(dāng)中，要做到對信息的合理使用與管理，建立起監(jiān)控與信息的聯(lián)動機制。利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、信息搜集技術(shù)等來為設(shè)計提供理論依據(jù)。最后，還要開展關(guān)于故障參數(shù)的相關(guān)研究，利用各種信息監(jiān)控技術(shù)來實現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的監(jiān)控系統(tǒng)。

3 微型飛行器設(shè)計的完善策略

微型飛行器的設(shè)計需要集合設(shè)備的使用、信息的搜集以及數(shù)據(jù)的分析等各種綜合性的服務(wù)。在設(shè)計的時候，需要對各項運行監(jiān)測進行有效研究，對各項勘查業(yè)務(wù)進行不斷完善。為了更好地實現(xiàn)這一目標(biāo)，工作人員需要擺脫傳統(tǒng)的設(shè)計思維，將微型飛行器的設(shè)計引入到科學(xué)建設(shè)的軌道當(dāng)中來。與此同時，還需要重視微型飛行器的設(shè)計功能，利用各種智能化的技術(shù)來建立合理的模型。在必要情況下，設(shè)計人員還需要通過實地調(diào)查的方式來獲取關(guān)于生態(tài)環(huán)境的信息，避免在微型飛行器的制造過程當(dāng)中對環(huán)境造成破壞，尤其是對空氣以及對土壤所造成的嚴重破壞。有一些設(shè)計負責(zé)人還會采取各種專業(yè)化的監(jiān)測手段來對污染進行防治，確保飛行器的制造符合國家環(huán)境保護的要求。

4 結(jié)語

總的來說，微型飛行器在越來越多的領(lǐng)域當(dāng)中開始得到應(yīng)用，并在發(fā)展過程當(dāng)中出現(xiàn)了不同的種類，形成了針對性更強、功能更好的飛行器。微型飛行器的設(shè)計是制造的重要基礎(chǔ)，在設(shè)計過程當(dāng)中需要滿足平衡需求、把握設(shè)計重點，同時對不同類型的飛行器進行區(qū)別對待。為了進一步完善微型飛行器，設(shè)計人員還需要做好實地勘察工作，全面了解生活環(huán)境信息，并應(yīng)用各種先進的技術(shù)。