无人机：看得见的未来

　　索契奥运会用于安保的无人直升机

　　2014年俄罗斯索契冬奥会赛事正酣，大显身手的不光是运动员，还有无人机。在安保方面，俄罗斯动用了俄制小型ZALA421无人机、奥地利生产的S100高性能无人机进行巡逻监视。另有一批无人机在赛场承担着赛事实况转播任务。

　　“由于无人机尺寸相对较小，经济性好，使用方便，可以进入危险环境等特点，目前不但在军事上被广泛重视，在民用方面也越来越受到关注。”南京航空航天大学微型飞行器研究中心主任昂海松告诉《中国科学报》记者。

　　去年12月，一份国际性的《无人机系统新兴应用市场分析报告》(以下简称报告)提出，近年来在军费开支不断减少的状况下，许多无人机制造商把目光投向了商业市场，这个市场掀起了一轮无人机系统全球范围内的新兴应用，用户主要集中在准公共领域(政府及应急)和商用领域(工业、商业运营商、研究、私人)两个领域。

　　而在中国，应急救援、农林、环保、交通、电力、气象等诸多领域已领略无人机的风采。

　　多用途好口碑

　　对无人机的用处，云南省环科院生态环境保护研究中心主任李卓卿深有体会。

　　去年12月，他们使用无人机在纳帕海湿地上飞了两个小时，收集到关于这片季节性沼泽湿地环境的丰富信息。

　　“人到不了的地方，无人机能发挥很大的作用，尤其是对于湿地，很多地方船划不进去，人也走不进去。”李卓卿告诉记者，通过无人机飞行，他们获得了0.2米分辨率的航空影像，这对于建立湿地鸟类生态需求与水域淹没区最优适应性模型、保护湿地的生物多样性很有帮助。

　　与李卓卿的称赞类似，无人机在很多领域的应用都受到了好评。

　　“在航测方面，无人机可以在低空、小区域进行高精度航拍及监测，具有效率高、比有人驾驶直升机使用成本低得多的特点，可以作为空中作业平台，搭载高分辨率数码相机、光学摄像机等设备，根据需要对整个区域进行扫描，或对重点目标进行拍摄、监测。”昂海松说。

　　中国工程院院士罗锡文注意到了农用无人机的应用前景。“在航空喷施作业中，微小型农用无人机作业高度低，飘移少，污染小;旋翼产生的向下气流有助于增加农药雾流对作物的穿透性;受农田四周电线杆、防护林等限制性条件的影响小等优势，可弥补有人驾驶农业航空的不足。而且，在南方丘陵、地形复杂的小地块区域更适合采用小型农用无人机作业。”罗锡文说。

　　成本账与技术账

　　最近，李卓卿和他的团队正在研究自己购买无人机的可行性。“我们现在是委托测绘公司来飞，如果是自己购买一整套系统的话，无人机、相机、软件系统加上人员培训等，100多万元应该够了。与环境科学研究中的一些大型分析仪器相比，100多万元还是可以接受的。”李卓卿说。

　　关于无人机的成本，罗锡文也算了一笔账。“就农用无人机而言，如果单从单次投入的成本来看，确实比一般的农业机械要高一些，但如果从投入产出的综合效益来看，农用无人机的应用成本并不高。”

　　根据生产实践的数据，罗锡文推算，以无人机航空喷施作业为例，如果微小型无人机使用寿命按5年计，机动喷雾机与手动喷雾器按3年计，采用25千克有效载荷的单旋翼油动力无人机和15千克有效载荷的单旋翼电动无人机进行喷施作业的年度收益，分别是机动喷雾机的33倍和25倍，是人工手动喷雾(不计算人工成本)的133倍和93倍。

　　成本与技术性能密不可分，对于无人机性能，李卓卿并不担心。不过对于另一些无人机用户来说，他们还要算一笔“技术账”。

　　“航空物探对无人机的性能要求远大于其他领域，如经久耐用、超长航时、能够沿地形超低空飞行、智能避障等。我国无人机航空物探系统刚研制成功，生产试验飞行表明测量结果技术指标达到了现行技术规范要求。”不过，国土资源航空物探遥感中心物探部主任周坚鑫对《中国科学报》记者指出，无人机要在批量化生产后，才能体现出成本优势。

　　“有效载荷能力和续航能力是无人机发展的重要方向，新材料、新技术、新思想将提高无人机综合性能。”西北工业大学无人机所总工程师李智介绍，“美国无人机路线图”明确提出有效载荷能力和续航能力的需求将指引未来无人机系统的设计与开发。

　　在无人机的使用方面，罗锡文则表示，还要加强配套核心技术的攻关，重点解决自主飞行控制系统的选择与优化问题。

　　买?不买?

　　尽管成本和技术性能都让李卓卿满意，但“买”还是“不买”，仍然让他纠结，而头等问题是对“好买不好用”的担忧。

　　“使用无人机，一是对操控手的技术水平有要求，操控不好存在把飞机摔下来的风险;二是在飞行前，要办理相关的飞行手续，什么时候飞、在哪里飞、大概飞行多长时间等都需要向空军和民航递交详细的申请材料。”李卓卿说。

　　随着无人机在军民领域的应用逐渐增加，高素质的操控手成了“宝贝”，一些高校还为此设置了培养无人机操控手的新兴专业。

　　此外，手续问题困扰的也不只是李卓卿。“农业航空作业涉及到民航、农机、植保等多个部门，目前存在监管部门不明确的问题，缺乏完善、规范的技术标准及作业规程，农业航空飞行作业申报审批手续较多。”罗锡文说。

　　罗锡文表示，尽管我国在2010年出台了1000米以下低空空域将逐步对民用领域开放的政策，但我国对农业航空的管理仍沿用现有民用航空标准，民航法规体系中的相关条款存在针对性不强、结合不紧密等问题，在国家层面、行业内以及行业间缺少支持农业航空的整体发展战略规划。

　　不过，无人机产业发展中受到的政策阻碍并非中国特有。报告提出，全球大部分国家都存在抑制无人机商业发展的监管程序。

　　对此，中国航空综合技术研究所标准化技术研究与应用中心副主任舒振杰表示，目前不仅要研究民机准入的相关要求，还要加强无人机频谱管理相关标准研究、工信部无人机系统标准体系构建、航空行业无人机系统标准体系构建、适航与安全性标准研究无人机系统标准体系研究等，从而让无人机更好更快地发展。(倪思洁)

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