1.5 无人机系统组成及分类

经过近百年的发展，无人机技术的发展和系统复杂程度不断提高，战术运用不断增强，无人机为了高效完成任务，除了飞行平台和任务设备外，还需要地面控制设备、数据通信设备以及起降回收装置等进行辅助，典型的无人机系统由飞行平台、动力装置、航电系统、任务载荷系统、地面系统、综合保障系统等子系统组成。

无人机的应用领域非常广泛，为了适应不同的使用要求和应用场景，无人机在尺寸、质量、性能等方面差异明显。针对无人机的多样性，可以从用途、飞行平台构型、大小、飞行性能（速度、航程及实用升限）等角度进行分类。

2. 察打一体无人机：即察即打，把握稍纵即逝的战机

察打一体无人机通过将无人侦察机配备打击武器，实现侦察和打击的一体化，可以及时地向其所探测到的目标发动攻击，大大缩短对目标的“杀伤链”周期，极大提高了侦察信息的时效性和攻击的准确性。从 2001 年阿富汗反恐行动中美军首次实用察打一体无人机发射“海尔法”导弹开始，察打一体无人机已经逐步成为空中作战力量的重要环节，并逐步从配角走向主力，从承担空中狙击的孤军作战向网络信息数据共享环境下的多无人机、有人无人协同联合作战模式发展。察打一体无人机从中空长航时无人机发展而来，经过 20 多年的发展，展现出良好的发展前景，各国对作战类无人机的研制和装备的投入不断加大，随着人工智能技术的发展和应用，察打一体无人机在战术应用和系统功能方面还有很大的发展空间。

2.1 动力装置：无人机的“心脏”

无人机动力装置主要为无人机提供满足飞行速度和高度要求的推力，并为无人机航电系统和任务载荷系统提供电力及功率支持，作为无人机的“心脏”，其性能在很大程度上决定了无人机的作战性能。为了满足无人机在飞行高度、航时、工作任务等方面的不同需求，无人机动力装置的功率和推力变化范围很大，但基本上是属于中小型发动机的范畴，按类型分为电动动力系统、活塞动力系统和空气喷气动力系统。

活塞发动机是无人机最早、最广泛使用的动力装置，技术较为成熟，具有良好的经济性和可靠性，一直在中低速无人机和长航时无人机领域占据主导地位，相较汽油活塞发动机，重油活塞发动机具备更优异的燃油性能和高空性能。相比活塞发动机，涡轴/涡桨发动机具有功重比大、结构紧凑、振动小、高原性能好、燃料适用性好、便于维修等优点，因而涡轴发动机代替了活塞发动机成为直升机的主要动力装置，尤其 0.7t 级以上的直升机平台多采用涡轴发动机，在中空长航时领域，涡桨发动机也在中大型固定翼无人机中具有广泛应用。在万米以上高空条件下，活塞发动机因空气稀薄性能急剧衰减，螺旋桨的推进效率也同样会大幅降低，能够解决活塞发动机升限和高原起降问题的多级增压技术尚待攻克，因而必须使用高增压比高性能的燃气涡轮发动机，其中涡喷发动机具有结构紧凑、质量轻、尺寸小、推重比大、响应快和相比涡扇发动机成本低等显著优点，能使飞行器实现高速飞行，高空、高速无人机动力装置一般会首选涡喷发动机，另外在高速靶机、靶弹等特殊的应用领域小推力涡喷发动机仍然具有独特的地位，而涡扇发动机具有耗油率低、寿命长、易于实现系列化等优点，其质量和推力等级能与无人机实现较好匹配，对于高空长航时无人机，涡扇发动机仍是最佳动力选择，其升限一般在 10000~20000 m，最大飞行马赫数（Ma）可以达到 0.85，世界最高水平的无人机多数配备的是涡扇发动机。冲压发动机在飞行马赫数大于3 的条件下使用相比燃气涡轮发动机有较高的经济性，适合高空高速飞行，但缺点是不能自行起动，需借助其他发动机助推飞行至 0.5Ma 以上才能有效工作。电动无人机目前常用的是锂电池供电，多用于小型固定翼和多旋翼无人机，但锂电池存在续航时间短、低温下性能差的问题，因而衍生出氢燃料电池和太阳能电池动力能源，多用于中型固定翼和体型较大的多旋翼。

由于无人机动力需求与有人驾驶飞机有一定区别，而国内大部分资源都投入到主力战机的配套发动机研发中，导致目前国内无人机动力的发展滞后于无人机系统的发展。活塞发动机方面，国外主要有奥地利罗塔克斯（Rotax）公司、美国莱康明（Lycoming）公司、美国大陆（Continental）公司、德国Limbach公司、英国 RCV 公司以及美国猛禽涡轮增压柴油机公司等，国内主要有宗申动力（001696.SZ）、安徽航瑞、航天科工三院 31 所等。涡轮燃气发动机方面，中国航发的 AEF50E/AEF100 涡扇发动机、AEP50E/AEP60E涡桨发动机以及 AEF20E 涡喷发动机，航天科工某院所的 CTF-3 涡扇发动机，中发天信的XX850涡喷发动机等可用于无人机的发动机。

2.2 任务载荷：扩展了无人机的应用价值

无人机的任务载荷是为无人机完成特定任务所安装的某种或几种设备组合，无人机可携带的任务载荷的种类和功能很大程度上决定了无人机的应用价值。察打一体无人机的任务载荷主要包括成像侦察类载荷、电子战类载荷和武器弹药类载荷。成像侦察类载荷主要指光电/雷达侦察设备，用于完成光电探测与对抗、辅助导航、情报收集、侦察与监视以及搜索跟踪瞄准等作战任务。成像侦察类载荷主要有可见光传感（EO）、红外传感器（IR）、合成孔径雷达（SAR）、激光雷达和激光测距机/激光目标指示器等。可见光传感器主要在昼间使用，红外传感器可以获得夜间图像，二者相结合可以实现全天时工作，是光电侦察平台的基本配置，若再配上激光雷达和激光测距机/激光目标指示器又可以实现对目标的测量及成像跟踪，光电侦察设备最大作用距离一般在10-15km，适合于察打一体无人机在最后攻击阶段的探测和攻击任务。与可见光/红外传感器相比，合成孔径雷达不受雨雪云雾等恶劣气象条件限制具有全天候和远距离使用的优点，适合于察打一体无人机在战场的早期大范围搜索，也是目前常选配的侦察监视类载荷，近年来合成孔径雷达一般都具有动目标指示能力（GMTI）,非常适合察打一体无人机对地面运动目标的搜索、发现和跟踪。