
無人直升機遙控飛行需要地面人員操縱,按人工指令飛行,其中包括連續(xù)指令和離散指令控制飛行兩種狀態(tài)。自動飛行需要預編程機載飛控系統(tǒng),無人直升機按編定的程序指令飛行,具有自動導航功能,可按照程序設定實現(xiàn)自動起飛、航線飛行和著陸(艦)。自主飛行需要先進的機載傳感器、飛控和導航系統(tǒng),在給定任務后,無人直升機自行判斷飛行狀態(tài)、自發(fā)指令控制飛行,具有自主目標識別和自主航跡重規(guī)劃能力;智能飛行則是在自主飛行的基礎上,增加智能化的機載設備,可實現(xiàn)單機間合作飛行、多機編隊飛行、有人機與無人機協(xié)同飛行。
就目前發(fā)展情況來看,無人直升機的飛行控制技術和導航技術還不夠成熟。當前各國研發(fā)的無人直升機大多實現(xiàn)了自動飛行的計劃,在不同環(huán)境風速條件下,自動控制功能的可靠性和精度(尤其是大速度前飛自動控制),以及作為無人直升機在實際應用當中所必須具有的自動起飛、著陸(艦)功能還在研究和仿真試驗階段當中,且缺乏嚴重應付突發(fā)性事件的能力,系統(tǒng)只能執(zhí)行預定的任務。
在向自主飛行階段邁進后,無人直升機都將集自主飛行、自動飛行和人工實時遙控飛行于一身,可以通過指令切換飛行方式,既適應不同場合或執(zhí)行不同任務,也可以在緊急情況下啟用該技術以提高生存力。
飛行控制和導航技術涉及狀態(tài)測量、信息綜合與管理、姿態(tài)控制等方面的技術,包含了起降/ 飛行控制律設計、航線規(guī)劃及全向導航設計、發(fā)動機控制律設計、人工智能與容錯控制策略設計、智能化故障模式識別與處理、綜合電氣管理等相關內容。
設計無人直升機時不僅僅需要先進的飛行控制與導航理論和經驗(并裝有功能強大的機載計算機系統(tǒng)),同時還對傳感器技術和測控技術提出了要求。為了突破這一關鍵技術,科研技術人員嘗試了魯棒控制、遺傳模糊控制、顯模型跟蹤控制等控制方法,以及視覺導航技術和嵌入式飛控系統(tǒng)、分布式飛控系統(tǒng)等系統(tǒng)設計方面的探索。但還沒有形成行之有效的方法。
遙測遙控技術
由于在大部分的時間里無人直升機都在地面人員的視野之外飛行,在飛行器和地面控制站之間必須有穩(wěn)定、可靠、高速的數(shù)據(jù)傳輸通道,地面人員對飛機的各種監(jiān)視測量和操縱控制都依賴于提供數(shù)據(jù)通道的遙測遙控系統(tǒng)。遙測遙控技術是解決通信鏈路和遙測遙控數(shù)據(jù)高可靠性、穩(wěn)定性、實時性,以及飛機各種狀態(tài)的準確測量技術難題,建立遙測遙控系統(tǒng)的關鍵技術,是一項保證無人直升機超視距安全可靠飛行的關鍵技術。

無人直升機的遙測遙控系統(tǒng)不僅包括通信信道部分,還包括無人直升機地面檢測、指揮、操縱與協(xié)同等部分內容。此外,該系統(tǒng)為監(jiān)控機上及地面站各設備工作狀態(tài)并為可能出現(xiàn)的故障提供分析數(shù)據(jù),還需要對無人直升機機上控制環(huán)路各部分以及地面站遙測設備進行全程監(jiān)測。因此,無人直升機遙測遙控系統(tǒng)分為機載測控子系統(tǒng)和地面測控子系統(tǒng)兩個部分。