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军民融合背景下的我国无人机产业发展分析《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:27:16 阅读: 来源:矿物棉厂家

2018-02-26 17:24:43来源:军鹰资讯

在高度信息化时代,无人机已成为包括国防、经济等多领域的重要装备。十八大报告提出"坚持走中国特色军民融合式发展路子",近年来,随着军民融合战略的逐步深化,无人机产业得到了突破式的发展,并成为了贯彻"军民融合"的典范。

一、我国无人机发展概况

中国无人机的研究始于50年代后期,1959年已基本摸索出安一2和伊尔-28两种飞机的自驾起降规律。60年代中后期投入无人机研制,形成了长空l号靶机、无侦5高空照相侦察机和D4小型遥控飞机等系列,并以高等学校为依托建立了无人机设计研究机构,具有自行设计与小批生产能力。其中无侦5的研制在中国无人机发展史上具有重要意义。

为了国防建设和科学研究的需要,1969年国家下达研制高空无人驾驶照相侦察机的任务,研制工作由北京航空学院承担。主要用于军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样等科学研究。

无侦5是一种在高空、高亚音速条件下飞行,执行昼间高空摄影侦察任务的无人机。它使用的可见光照相机能绕其纵轴左右摇摆,从5个窗口进行拍摄。飞机上装有一台小型、短寿命的涡喷-II发动机;一整套自动控制系统和无线电遥控遥测系统。

飞机本身无起落架等起飞着陆装置,由大型飞机带飞到4000—5000米的高度投放。空中投放后自动爬升到工作高度。在飞行中,按预编程序控制高度、航速、飞行时间和航程。完成任务后,自动返航,飞到回收区上空,可在程控或遥控状态下进行伞降回收。

北京航空学院承担研制飞机机体、窗体顶端窗体底端发动机和地面无线电控制站的任务,并负责飞机的总装、总调和飞行试验。为此,他们迅速组成工作班子,集中全院的技术力量投入研制工作。

1972年制造出两架原型机并首飞成功;1973年的第二次试飞;1975年进行的大高度中航程科研试飞,达到了预定目的;1976年又制造的两架全部使用了国产材料的样机,同年北京航空学院正式成立无人机设计研究所,下设总体、结构、发动机、自动控制、无线电等研究室率和部装、总装车间及环境模拟试验室。

无侦5于1978年完成定型。1980年国家批准无侦5设计定型。1981年起开始装备部队,在部队训练和战术侦察中发挥了作用,是中国在无人机技术领域里的一次飞跃。

20世纪末,中国无人机发展提速,除了北京航空学院外,西安爱生技术集团公司(西安无人机研究发展中心)成为国内一家主要的无人机研制生产厂商。它是航空工业总公司设在西北工业大学集科、工、贸一体化的现代化高科技企业,主要研制和生产系列化小型无人机系统,被国务院发展研究中心确认并入选“中华之最(1949—1995)”,是我国最大的无人飞机科研生产基地。

40年来,公司研制出B-1、B-2、D-4、ASN-104、ASN-105、ASN-206、ASN-7、ASN-9、ASN-12、ASN-15、鸭式布局验证机等十多种型号的军用和民用无人机,已累计生产4000余架。其中,ASN-206获同家科技进步奖一等奖,ASN-105获国家科技进步奖二等奖,D-4多用途无人机获国家科技进步奖一等奖。ASN系列无人机人量装备全国各大军区,并已批量出口国外。中国生产的各种型别的无人机,基本上满足了国内军需民用,并且逐步走向国际市场。

二、无人机是军民融合最具代表性产品

无人机是指用遥控设备或自身程序控制的无人驾驶飞行器。我们日常生活中接触的最初级的无人机就是各种航模。而军工企业制造的无人机,相当于将航模放大许多倍,再以计算机或遥控系统为“脑”,以可见光和红外探测器为“眼”,以各类机载武器和功能设备为“爪牙”。由于不载人,无人机体积小、造价低,还不用担心飞行员的损失,成为当今飞机发展的一个趋势。

到目前为止,“无人机”已经广泛地应用于军事侦察、地质测绘、气象减灾、电力巡查等军民领域的方方面面。一些专家预言:“未来的空战,将是具有隐身特性的无人驾驶飞行器与防空武器之间的作战。

1、军用无人机需求大幅增长

无人机的快速发展和广泛运用是在海湾战争以后。以美国为首的西方国家充分认识到无人机在战争中的作用,竞相把高新技术应用到无人机的研制与发展上。轻型材料的使用和新的设计大大增加了无人机的续航时间;先进的信号处理与通信技术提高了无人机的图像传递速度;自动驾驶仪能使无人机自动改变高度和航向飞往目标,地面操纵员可以通过计算机根据需要改变无人机的飞行数据。

在战争中,无人机已经能够攻击地面目标,其在军事领域的重要价值越来越清晰地展现在世人面前。

目前,美国等西方国家军队在伊拉克和阿富汗应用有近千架无人机,其中最大的“全球鹰”无人机翼展超过35米,能够在目标上空逗留40个小时以上,一次起飞后可连续飞行25000公里。美军很多时候都是在用“捕食者”等无人机而不是传统的攻击机来执行前线攻击任务,巴基斯坦方面甚至在境内击落过美军的无人机。

由于驻伊美军对无人机需要大幅增长,诸多美国公司看到了其中的商机。

专用型无人机性能较高,但造价高昂,制造周期较长。

美著名防务技术公司SAIC集团另辟蹊径,将民用“超级运动”496型(Ultrasport496)运动直升机改造成无人机。这种超轻型无人机空重约272公斤,空中逗留时间2.5小时,巡航速度111公里/小时,最大时速166公里。

该型直升机最大的特点是造价便宜,单价仅5万美元,其设计初衷是面向家庭业务航空爱好者,因此操作极为简单。

SAIC公司认为这些特点对军方同样极具吸引力。该机改进后可携带68公斤负载(包括射线探测器、化学战剂探测仪和旋转式摄像机等常用侦测设备),滞空时间延长至9小时。

美国陆军已正式采购该机,其军方编号为“治安官”502型(Vigilante502)。美军计划近期向伊拉克派遣首批“治安官”502型无人直升机,专用于寻找伊境内的生化武器踪迹。

无独有偶,波音公司也推出了MD530F型无人直升机。MD530型“防御者”直升机对美军而言可不陌生。其早期军用型号OH-6型“印地安种小马”直升机曾参过过越战,美国特种部队至今仍装备有其改型AH-6J型“小鸟”和MH-6J型“小鸟”直升机。波音公司此次推出的无人型MD530F可携带283公斤设备负载,空中逗留时间长达8至10小时,其地面系统与最新型的X-45型无人战斗机相似。波音公司认为,这款新机型最大的卖点在于美国特种部队很可能出于勤务方面的考虑,优先选择装备该机。

2、民用无人机发展迅速

事实上,不仅是战争,无人机在诸多事关民生和非传统安全事务的领域,也能发挥载人飞机所不及的作用。

比如,某高校在航展上展示的车载型无人机,能够用卡车运输和发射,不需要机场或跑道,能够在全天候条件下执行100千米以内的侦察任务。包括3架飞机和1辆发射车的全套系统,价格还不足700万元。此类系统不仅可以军用,还可以用于森林防火、地形勘察等,特别还可以用于防灾救灾。

汶川地震后,恶劣的气象条件超出了载人飞机和直升机的安全飞行条件,导致相当长一段时间内无法通过航空手段获得灾区影像,与灾区之间的联系也被迫中断。

无人机则可以改变这种局面:由于不存在人员安全和体力问题,各类无人机可以随时投入灾区:高空长航时无人机可以摆脱天气多变的中低空对流层空域,长期不间断地盘旋于灾区上方宁静的平流层中,担任通信中继、广域影像获取等任务;中低空侦察无人机则可以挑战极限天气进入灾区,只要能拍回灾区的具体影像,甚至不必考虑其是否能够返回的问题:大型无人机可以携带救灾物资在第一时间飞入灾区上空执行空投任务。

无人机是计算机智能技术、导航技术和航空技术均发展到一定程度后的结合体。由于计算机和导航两大技术目前仍处于跳跃式发展的阶段,因此无人机目前正处于快速发展时期。

2006年珠海航展时,国内厂商推出的无人机产品数量很少,且多为概念机和试验产品。

仅仅过去两年,2008年航展就出现了几十种风格五花八门、用途各种各样的无人机,这让人不禁对中国无人机的未来有了更高期待。

三、无人机应用优点突出军民融合前景广阔

1、无人机用途广泛,成本低,效费比好,生存能力强

无人机无人员伤亡风险,机动性能好,使用方便,在现代战争中有着极其重要的作用。由于它无人驾驶,可被送到危险的环境中执行任务,因而备受各军事强国的青睐。

(1) 无人机可以减少与保障飞行员有关的结构重量,增加有效载荷,成本低。

(2)无人机一般设计灵活度较高,体积原则上无下限,雷达反射面积可以比有人机小得多。

(3)无人机因体积上更为灵活,平台适应性更强,特别是在海军平台的使用上,作战灵活性更高。

(4)无人机可以避免飞行员伤亡、被俘等情况,能够执行危险系数更高的任务这也是无人机最大的好处。

不必担心飞行员安全,也不必担心飞行员的体力限制。无人机可以执行各种最为危险的任务,例如,在最恶劣的天气下攻击最危险的目标——最坏的结局不过是损失一架可以大量生产的飞机;也可以执行各种最为枯燥和漫长的任务,例如,在8000米高空按固定航线盘旋3天——飞机既不会打盹也不会发牢骚,甚至降落后连油都不会多喝一口。

基于这一特性,人们让不同类型的无人机担任不同任务:

高空长航时无人机可以在一个地方的上空待好几天,适合侦察;

中小型喷气式无人机速度快且便于隐身,适合攻击高风险目标;

还有的无人机性能较为均衡,适合在不那么危险的目标区域上空徘徊待命,发现目标后靠机载武器发动攻击。

目前,美国和一些西方国家军队在伊拉克和阿富汗投入近千架无人机,其中最大的“全球鹰”无人机翼展超过35米,能够在目标上空逗留40个小时以上,一次起飞后可连续飞行25000千米。

“翼龙”无人战略侦察机能够在中低空持续续航20小时,非常适合用来监控和守卫中国漫长的国境线。在高原和山地,无人机几分钟就能飞过的峡谷,边防战士则要走整整半天。又如,“彩虹3”无人机能够携带两枚导弹在巡逻区域内续航12小时,很适合在广阔地区打击零散武装人员。部队只要拥有三四架此型无人机,就可以保证头上总有一个火力支援点。敌方无论是乘车逃跑,还是依托据点顽抗,都很难逃过无人机的导弹。

与国外同类型号无人机相比,“翼龙”和“彩虹-3”的速度和续航力等指标并不高,但它们把有限的性能用在了中国用户最需要的用途上。此外,中国企业还推出了用于无人机的“天燕90”型空用导弹,这使得无人机未来也可以参与空战,甚至逐步参与争夺制空权,这已经改变了战争的形态。

图丨“天燕90”型空用导弹

无人机在军用领域积累了丰富的经验后,将逐步进入民用化,发挥其无可比拟的优势。

无人机不怕疲劳、不怕危险,在执行枯燥的、长时间的任务时,如国界线的巡逻、搜索和救援工作等,会有比较明显的优势。美国正在研发的太阳能无人机,就能凸显无人机不惧怕枯燥任务的特性。

尽管,无人机的民用化具有明显的优势,但安全性仍旧是阻碍其发展的重要因素,无人机的安全性差,主要表现在事故率比有人机高。即使在美国无人机系统中做得最好的“捕食者”,其稳定性也比有人机差一些,因此“捕食者”不允许在人口稠密区飞行。

目前,国外民用无人机主要集中在偏远、无人的地区。未来,无人机要民用化,就要在安全性上下工夫,比如,对装备探测的回避系统进行改进,以便它能在民用空域中飞行,并不会造成与其他有人飞机或无人机的相撞。

2、未来无人机优势无可比拟

无人机在执行枯燥的、长时间的任务时,比如国界线的巡逻、搜索和救援工作等,会有比较明显的优势。一般飞行员的极限飞行时间是8个小时,但是无人机在油量充足的情况下,可连续飞行100多个小时。美国正在研发的太阳能无人机,就能凸显无人机的不惧怕枯燥任务的特性。而且在邻近空间,即介于航空与航天之间,2.5万米到3万米的高空。那里的空气比较稀薄,温度低,如果有人机飞行,会对配备要求的条件比较苛刻,飞机和人员的成本也会随之增加。这时如果使用无人机,就可大大降低成本,避免人员的伤亡。

四、我国无人机技术发展现状

谈到“无人机”,大家首先就会联想到美国赫赫有名的“全球鹰”、“捕食者”。那么我国的无人机发展又处于什么阶段呢?

我国无人机产业起步于上世纪60年代,受历史、技术水平、需求和认识等方面因素的影响,我国无人机研发工作在很长的时期里没有得到国外任何参数技术的支持,几乎完全依靠自己的试验积累。但也正是得益于这样的务实研究,我国无人机产业积累了坚实的技术基础和经验,为后续发展奠定了坚实的基础。

但在之后的几十年当中,由于历史原因,无人机技术研发多次被迫中止,特别是在研发力量上,无人机的设计、制造等环节基本上长期由几所大学承担,研发资金也很匮乏,导致我国无人机呈现局部技术有进步、整体发展很有限的特点。

近年来,伴随我国经济的快速发展和科技水平特别是电子信息技术的全面提高,我国无论在无人机技术上还是在资金积累方面都有了十分可观的改善,尤其是我国航空工业的骨干企业介入后,大大增强了研发力量,加速推进了我国无人机产业的全面发展和水平提高,使我国无人机产业取得了真正实质性的进步。

目前,我国已经具备了自主设计研发低、中、高端无人机的能力,基本形成了配套齐全的研发、制造、销售和服务体系,在无人机机种上已经形成了种类齐全、功能多样的较为完备的系列,而且性能指标也在不断得到改善提升,部分技术已达到国际先进水平,走上了全面发展的道路。

中国飞航技术研究院无人机总设计师杨宝奎研究员曾在接受采访时表示,中国无人机事业既要大力发展,更要科学发展。科学发展的要素之一,就是充分学习、借鉴先进发达国家无人机发展的成功、成熟经验,结合中国国情,走寓军于民、军民融合之路,打造中国无人机事业“国家队”。

首先就是要朝着飞行时间更长、飞行高度更高、飞行速度更快发展;其次,要向隐身无人机方向发展,使活动具有隐蔽性、攻击具有突然性,还有利于提高无人机自身的生存能力,扩大活动范围;最后,无人机要向多功能发展,实现有效载荷多样化。

无人机领域20多年前开始发展,在原来有人机占据主导的市场上,现阶段无人机比例迅速增长,“无人机比例今后还会扩大,再过30年左右,无人机和有人机的比例可能各占50%,达到五五开,最终可能实现无人机占据2/3的比例”。

杨宝奎认为,“虽然随着技术的发展,无人机的控制能力、导航能力、通讯能力、执行任务能力、信息化能力不断提高,但大型运输机、客机、战斗机都还需要人来操控”,未来不论军民应用市场如何发展,无人机和有人机都不会互相替代,两者将各自发挥优势,相互补充使用、共同发展。

五、我国无人机军民融合发展面临四大挑战

1、研发力量分散,资源多有浪费

国内外相同,航空制造业是一个高科技、高投资、高风险的产业,十分需要集合国家的资源和力量攻坚克难。

随着我国无人机产业的快速发展,近年来部分有实力的军工企业和看好无人机商机的民营企业纷纷加入无人机研发制造行列,但由于现行体制和信息不畅等因素的影响,造成研究力量上大多是各自为战,研究形式上过于独立封闭,研究内容上重复叠加,远未形成良好合力,造成了人力、物力、时间、经费等有形或无形资源浪费严重。

2、成本高、价格贵,推广普及困难

目前市场上的大部分民用无人机都价格偏高,再加上技术水平相对落后于较发达国家,价格相差无几的情况下,用户又往往首选从国外进口。这在很大程度上制约了我国无人机产业的发展,同时也给国外同行进军占领我国市场留下了很大空间,必须引起高度重视。

3、政策法规空白多,影响健康发展

目前我国对民用小型无人机的管理和推广还存在诸多政策法规和行业标准真空地带,大到宏观的市场准入条件,小到具体的适航认证管理、飞行资质认证、飞行管制、相关从业人员培训等规则章程,以及飞行器的安全性和技术参数方面的要求等,比如,部分地区由于“于法无据”,在管理职能上将对无人机的管理挂在了体育局下面的航模运动类,这一状况极大地制约了民用无人机产业的健康快速发展,亟待从国家层面和行业协会自我规范的角度,加紧建章立制,尽快改观这一不利局面。

4、尚未纳入空管领域,亟待法规保证

能否进入空管领域应用是无人机产业化的重要标志。

目前,我国空域主要是低空领域尚未对民用无人机开放,民用无人机也还未纳入国内的航空飞行计划之中,民用无人机在飞行使用中也没有权威的明文规定要求,基本是依惯例和多方协调的方式而行,无人机自身安全、无人机与其他飞行器之间的安全管理、无人机携运物品的安全责任问题、无人机对地面人和建筑物的安全责任等问题,都需要深入研究摸索,尽快予以立法或明确,而这其中空域管制措施正是关键影响因素,也是制约我国无人机产业兴盛发展不可绕过的一道门槛。

六、借鉴世界主要国家军民融合模式

世界主要国家根据国际环境和本国国情采取了不同的推进军民融合政策和做法,经历了不同的发展道路。主要有四种模式:“军民一体化”、“以民掩军”、“先军后民”和“以军带民”。

1、美国:“军民一体化”模式

1)美国推行“先军后民、以军带民”的政策

美国军民分离的国防采办制度,逐渐形成了民用和军工几乎是完全分离的两个市场。为确保美国在21世纪的绝对军事优势,美国强调要利用民用经济中发生的高新技术来实现国防科技的跨越式发展。

2)通过国家颁布和制定法规政策以及军政部门的协作促进军民融合

通过颁布法律和制定相应发展战略来确定军民融合的实施。在军政部门协同方面,形成了跨部门的联合协同机制。

3)培育开放型产业链和军民结合型创新主体

美国创新主体的军民融合基本上是市场导向型的,产业链基本上是开放型和社会化的。高校、非营利机构、军队(政府)科研院所是基础研究、预先研究的主要力量。美国政府和军队(国防部)数百个科研机构的研究经费与发展经费全部或绝大部分来自于联邦政府。现在高校和非营利研究机构的研究活动,通过与企业更加密切的合作得到了进一步的发展。

4)私营企业技术和资源可共用

美国的私营企业大多是军民结合型企业,他们按照市场经济规律运作,同样的技术,有军品需求就生产军品,有民品需求就生产民品。例如,洛克希德·马丁公司的主管业务就是系统集成、航空、航天和技术服务,都是军民两用的技术。

2、日本:“以民掩护军”模式

1)“先民后军、以民掩军”的发展模式

第二次世界大战结束以来,日本军事力量的发展受到种种限制,使之在军民融合国家创新体系的建设上采取了“先民后军、以民掩军”的发展模式。日本其民间企业在国防研究开发能力、技术水平、经济实力和经费投入等方面都具有强大的优势。

近几年来,作为经济大国的日本,为了谋求政治大国和军事大国的地位,不断加大国防科研投入,大力发展本国的民间军事工业,通过政策和资金方面的倾斜,大大促进了军民两用技术和产业的迅速发展。

2)发展两用技术,扩大民品生产

日本防卫当局指出,发展军民两用技术能够减少国家投资的风险、降低武器装备的成本并有利于军工企业自身的稳定发展。日本国防采购主要着眼于利用国防合同作为一种手段,促进先进技术特别是具有民用或两用用途的先进技术的发展。

3)对可生产军品的民间企业优惠扶持

为保护可生产军品的重点民间企业和主要军品生产线,日本政府将军品产值占企业总产值10%以上的企业列为重点军工企业,如三菱重工业公司等,并从经费、政策、管理等方面实行政策倾斜。对于中小型可生产军品的民间企业,日本政府也出台了许多优惠政策,并适当提供财政补贴,以激励这些企业积极承担和拓展军品科研生产项目,避免企业因国家消减装备采购费而陷入困境。

3、俄罗斯:“先军后民”模式

1)军工企业“军转民”

1990年俄政府制定了《俄罗斯联邦共和国国防工业“军转民”法》,1996年,俄政府颁布《1995-1997年俄联邦国防工业转产专项计划》,并在1997年对国防工业“军转民”政策进行了调整,将“全面军转民”调整为“以武器出口促进军转民”。2001年7月,普京政府批准了《2001-2006年俄罗斯国防工业改革和发展规划》,在经济转型过程中,确保高技术武器装备的研制生产能力。

2)充分利用国防工业的军民两用技术

俄前总统叶利钦在1995年底发表讲话说,利用军民两用技术是当今科技领域的一个关键问题。因为军民两用技术在国防工业方面可占70%以上。俄政府确定的许多关键技术,包括微电子技术、光电器件、人工智能系统、近实时导航系统、空气动力系统、计算机和雷达、核技术、新型火(炸)药和燃料等,大部分都属于两用技术。

3)加强军民两用技术的出口,带动国民经济发展。

1999年初,俄罗斯总统叶利钦签署了两项命令,对军品和两用技术的出口进行严密监控。最近,俄罗斯还同法国开始联合研制世界上第一台推力可调的超声速燃烧冲压喷气发动机。到20世纪90年代末,俄军工系统就有100多家企业与外国建立了合作关系,以利用军工系统先进的两用技术进行国际合作。

4、以色列:“以军带民”模式

1)大力推行“军转民”和“民转军”

以色列实现“军转民”的主要举措为:第一,政府鼓励从军工企业下来的员工发挥其在军事工业中的经验和技能,为“军转民”工作做贡献;第二,军工企业收购民用企业,以分散企业风险;第三,利用民间资金推动技术的转移;第四,进入准军用市场,如警察行业等。

2)重视军工企业的军民结合

以色列军工企业重视军民结合,特别是航空工业和电子工业尤为明显。在政府的政策引导下,组建了许多民用集团,从事民用业务,带动了一大批相关民用高技术产业的形成。军事高技术推动着整个国民经济的发展。因此,有人说,军事工业是以色列富国强兵的“法宝”。

3)国防部研制机构公司化

为与国际市场环境接轨,有利于国防部下属机构及企业开拓业务范围及开展国际合作。以色列将国防部下属的TAAS公司和拉法尔武器研制转变为国有公司,使其转变职能,迅速提高竞争能力。

七、加快推进我国无人机军民融合产业发展

1、制定国家层面的军民融合产业规划,国家在无人机研发方面给予一定的政策扶持和支持

2、出台有关军民融合产业发展的高新技术指导目录

3、制定促进资源共享的军民融合发展机制,推动国防装备和民用产品有机结合

4、集中优势自主创新,建立健全竞争、评价和合作机制

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