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洛克希德·马丁公司的单片式飞翼无人机,尺寸仅相当于一节手指。
目前,美国正在试图发展一种重量与几枚硬币相当、尺寸约为蜂鸟大小的超微型无人机。一旦这种超微型无人机投入使用,可以帮助军队从某些现在无法到达的区域收集情报。
“极小无人机”项目不久前,美国国防部预研局(DARPA)发起了“超微型无人机”(NAV)项目,共有4家厂商和研究机构参与了该项目的第一阶段:洛克希德·马丁公司先进技术实验室组、查尔斯·斯塔克·德雷帕实验室、航空环境公司和微型推进公司。
在NAV项目第一阶段完成后,DARPA将从各家研究机构和厂商提供的设计方案中选出优秀者进入为期18个月的项目第二阶段,以在2008年末或2009年初之前进行NAV原型机的制造和试飞。
DARPA对NAV的具体要求是:重量不超过8克,机身各个方向的尺寸不超过7.62厘米(3英寸),可以携带2克的任务载荷,续航时间为20分钟。在NAV微小的机身内,需要容纳动力装置、电源、导航通信组件和视频子系统。DARPA希望,NAV可以将微型多元素监视传感器送入一些操作者感兴趣的狭小空间,包括房屋、隧道和洞穴等。
洛克希德·马丁公司的NAV方案采用了单片式飞翼设计,德雷帕实验室采用了共轴双旋翼设计,航空环境公司和微型推进公司则分别采用了类鸟扑翼设计和类昆虫扑翼设计。
“枫树种子”洛克希德·马丁公司先进技术实验室组的NAV方案采用了一种单片式飞翼布局,通过自身高速旋转产生升力。该机长约3.8厘米,最大起飞重量为10克,无论在尺寸还是外形上都与枫树种子类似。机身内装有作为动力装置的化学火jian以及通信导航设备和电池。
该机可以携带一个1.98克的传感器载荷模块(具体载荷类型可视任务需求而更换)飞到1千米外的地方并在目标上方盘旋1分钟,即使在时速达9千米的突风中也能可靠地飞行,并可以回收重复使用。在户外飞行时,该机的最大速度为5米/秒;在室内时,最小飞行速度可以被控制在0.5米/秒。该机有两种控制方式,在户外为半自主飞行,在室内则通过无线电直接控制。
在使用时,一个士兵可以在随身的口袋中携带数个上述超微型无人机。无人机在发射后,可把机载摄像机获得的航路图像传输给士兵的手持式显示器,以便于士兵操纵其飞向目标。机载摄像机采用了扫描成像技术,虽然机身本身在高速旋转,依然可以获得某个方向上稳定的视频图像,并允许士兵选择自己感兴趣的方向进行观察。
随着系统发展成熟,洛克希德·马丁公司将在这种超微型无人机上安装一个简单的自动驾驶仪,以使其具备一定的自主飞行能力而可以执行往返飞行任务。此外,该机还可能安装激光雷达组件,从而可以测量与目标之间的距离并提供三维瞄准图像。
根据所获得的NAV项目第一阶段A部分合同,洛克希德·马丁公司正在通过使用火jian发动机、机身、飞行控制系统和通信系统的原型机以及导航系统和传感器原型机的计算机模型进行概念设计和风险降低研究。如果进展顺利,洛克希德·马丁公司将在2007年夏天通过初步设计评审,并获得后续的NAV项目第一阶段B部分合同。
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用于汽车的平面扫描激光雷达,要使其重量小于1.98克,并可提供三维瞄准图象。这个难度可想而知!单片式飞翼概念早就在在一种5厘米长、以模型螺桨发动机为动力的玩具飞行器上得到了成功的验证,但洛克希德·马丁公司目前还无法对单片式飞翼NAV投入量产后的单机成本做出确切的预测。该公司表示,单片式飞翼布局的复杂性本身要比竞争者的共轴双旋翼布局或扑翼布局低得多,并希望在生产中采用与制造集成电路类似的整体加工工艺,这些都可以使NAV保持一个可以负担的成本。 |