
近幾年,深圳民用無人機行業發展迅速,消費者需求帶動、行業領先者不斷發力都推動了無人機商業化的發展。民用無人機市場繁榮的背后,有許多問題引人發問。民用無人機被使用在哪些領域?民用無人機的迅猛發展給人們的生活帶來哪些影響?相關立法又該如何規范這些空中的新成員?讓我們去一探究竟。
無人機簡稱UAV,是一種由無線遙控設備或由程序控制操縱的無人駕駛飛行器。從技術角度定義可以分為:無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇及無人傘翼機等。目前在國外無人機的發展和應用主要集中在包裹和貨物的投遞、空中觀察和拍照以及基于無人機的其他應用三個方面。從20世紀飛機誕生起,考慮到駕駛飛機的安全性,人們就提出了無人駕駛飛機的想法。20世紀30年代,英國費雷爾公司將一架“女王”雙固定翼飛機改造成無人靶機,開啟了無人機進入航空史的序幕。
無人機多為實用型遙控飛機,有電力驅動和燃料驅動兩種方式,能夠搭載探測儀器或救援物品,具有雙工無線通訊和衛星導航,受地面控制,其大多數零件和飛機一樣都是金屬機翼,渦噴以及渦扇發動機結構較遙控飛機復雜。遙控飛機多為實驗和探險用航模,追求的是原形武器的外表真實,高科技含量不高,大多是以柴油和煤油為動力,擁有較小的發動機和小渦扇發動機為動力,材料主要為符合塑料和其他輕制材料,是有一定遙控距離的玩具飛機,功能較為簡單。與遠程控制(RV)模型飛機不同,無人機可以靠自動駕駛儀、靠機上的電腦系統,按照預編航線飛行,其特點是完全自主,靠自動駕駛儀飛行。
民用無人機可被用于農業探測、噴灑農藥,還可以協助警方、科學家、新聞媒體從事航測等工作。此外亦可以用于其他商業用途、體育攝影、高速公路監測、大氣研究、救災等。
2014年8月,谷歌秘密研發部門GoogleX有新計劃曝光,該部門過去兩年時間里正在從事一個名為ProjectWing的項目,即利用無人機的快遞系統。據悉,谷歌設計的這一系統部分由計算機控制,部分由人工控制。操控者可以監視無人機正在做什么,并接管控制權。在包裹被卡住等情況下,這樣的機制非常有用。
谷歌表示,這些無人機可以用于向購物者送貨。在發展初期,谷歌設計了一種名為“立式垂直起落飛機”(tail sitter)的獨特飛行器。它將直升機與固定翼飛機的特性融為一體,既可垂直起降,還能在一個固定的水平高度盤旋。如果用于快遞行業,它就可以盤旋在空中,然后利用絞盤把包裹緩慢地投遞到地面。在繩索末端還有一系列名為“蛋”的電子設備,可以探測包裹是否已經觸地,從而在適當的時候將繩索斷開,并收回飛行器。
與所有的自動化機器人一樣,無人機送貨也有三項基本任務:首先必須知道自己所在的位置,其次要確定下一步的目的地,最后還必須能通過各種控制模式到達目的地。谷歌無人機采用了4個電動推進器,翼展約為5英尺(約合1.5米),重量不到19磅(約合8.6千克),無需跑道即可起降,但起飛的最大重量僅為22磅,這意味著甚至無法攜帶一臺Xbox。無人機的計算機控制系統位于尾部,而動力系統位于頭部。這款無人機還搭載了GPS、攝像頭、無線電設備以及由加速計和陀螺儀構成的慣性測量傳感器,幫助無人機確定當前的姿態。
2013年,亞馬遜公司開始測試一個提供使用無人機送貨服務的物流項目,所有訂單從發貨開始預計將會在30分鐘內送達倉庫附近1.6公里范圍內的客戶手中。該項服務被亞馬遜公司稱為PrimeAir,通過使用8槳遙控飛行器無人機實現鞋盒包裝以下大小貨物的配送。而無人機所能攜帶的貨物最大限重為5磅(約合2.26公斤),這已經能包括將近86%的亞馬遜貨物了。PrimeAir預計在四到五年內可以正式為消費者提供送貨服務。
2014年春天,亞馬遜無人機送貨服務計劃在澳大利亞悉尼進行實地測試,負責當地一個教科書租賃公司的送貨業務。2015年4月,亞馬遜申請了一項專利,希望無論用戶身在何地,都能用送貨無人機在半小時內將包裹直接送到他們手中。美國專利局5月公布的亞馬遜無人機送貨專利申請書披露了該計劃的細節。根據這份文件,亞馬遜的送貨無人機可從收貨客戶的智能手機上獲取數據,從而定位該客戶。此外,無人機之間還能夠進行對話,討論天氣和交通情況。而客戶在確認送貨時擁有多種選擇,包括送至本人、家中、辦公地點甚至是船上。
據亞馬遜最新提交的專利申請表明,亞馬遜非常認真地對待這一設想,正努力克服一系列技術障礙。據亞馬遜方案,亞馬遜無人機將能夠實時更新行進路線,能夠提取收貨人智能手機信息,從而追蹤收貨人位置。另外,無人機之間可以互相對話,交換天氣和交通情況。不過,獲得專利并非意味著方案實施后的實際情況會精確到原有方案的每個細節。亞馬遜仍在努力說服美國聯邦航空局,批準推廣無人機商業用途。
美國聯邦航空局2015年3月允許亞馬遜開始在美國測試無人機,不過飛行高度不得超過122米,而且必須在操縱者視線內飛行。
2013年,美國愛達荷州農民羅伯特·布萊爾來不及等聯邦航空官員制定無人機的使用規定,就和一個朋友自行制造了裝有攝像頭的無人機,用來監測他的1500英畝(合600公頃)莊稼。這架小飛機重10磅(合4.5公斤),從頭到尾長5英尺(合1.5米),大概是一只火雞的大小。布萊爾用它從空中監測自己的牛群以及種著小麥、豆子、大麥和苜蓿的莊稼地。
布萊爾住在美國愛達荷州的肯德里克,距博伊西以北約274英里(合440公里),他說:“這種小型無人機是收集莊稼和牲畜信息的極好工具,根據這些信息我們可以做出更好的決定。我們發現這種無人機對農民的用途,這僅僅是個開始。”專家們認為,無人機技術極為適合大型農場,而且在農村地區也不必太擔心隱私和安全問題,因此,農業是無人機最有前景的商業市場。它的用途有無限可能:在空中飛行的裝置能用來擋住飛鳥、給樹授粉、調查降雪來預測供水量及監測灌溉情況或者種莊稼與收莊稼的情況。
美國聯邦航空局并不允許無人機的商業使用。商家和研究人員只能申請用于研發、飛行表演或飛行員培訓等特殊情況或實驗性質的飛行許可。