一切如何开始:无人驾驶飞机的故事



无人机是无人驾驶飞行器,可以由操作员进行远程控制,也可以沿预定路线行驶。 现在,这些设备正处于普及高峰。 不用惊讶,因为它们可用于娱乐,照片和视频拍摄(包括专业),军事情报和工业系统监视。

无人机根本不是21世纪的新颖事物。 最初的原型甚至没有出现在20世纪,而是在19世纪,那时“数字”不存在。 现代无人机的祖先是什么,他们现在知道什么?

一切的开始


如果我们将无人机作为可远程控制的设备,则第一个想法是Nikola Tesla提出的 。 这位科学家不仅进行了理论研究,而且还注册了一项专利,该专利涉及一种由无线电波驱动的车辆。 特斯拉开发了战斗无人机的概念,他认为,由于使用了“无误的,无限的破坏性力量”的威胁,它能够平息国家的战争精神并结束战争。


根据特斯拉的说法,这就是军用无人驾驶船的样子(来源: 美国专利商标局

1898年,他在池塘麦迪逊广场花园(Madison Square Garden)举行了世界首个无线电遥控无人机的演示。 特斯拉提出的大多数想法都得到了进一步发展,并导致以现代装扮出现了无人机。


观念演变


最早的此类无人机之一是1917年制造的休伊特-斯佩里自动飞机。 没错,他没有无线电控制,以给定的飞行速度,其创建者安装了陀螺仪(机上有两个)。 关于所有这些工作原理,实际上没有保留任何信息。 但是有一张自动飞机的照片。



第一架战斗无人机是第一次世界大战期间研发的“凯特林空中鱼雷”

说到无人机,人们应该不要忘记直升机,这也不是什么新鲜事。 第一批原型机(虽然有人驾驶)是上世纪20年代开发的。 两个人一次工作来创建这种类型的设备。 第一位是居住在美国的设计师George Botezat和法国工程师Etienne Amichen。 创建带有四个对置螺旋桨的设备的想法是悬而未决的,因此两个人同时独立地进行操作就不足为奇了。



当时的直升机只能参加试飞,而没有进一步的实际实施。 事实证明,系统具有三个主要缺点:
非常复杂的变速箱,必须将扭矩从发动机立即传输到所有转子。 她工作,但经常破产。

装置在空中不稳定,因此微微的微风吹拂会使飞机故障。

螺旋桨过多(阿米什(Amish)提出了八种),加上机动性不足。 因此,乔治·博特扎特(George Botezat)的直升飞机只有在具有一定方向和力的风的情况下才能或多或少地正常移动。

上世纪30年代,DH.82B Queen Bee无人机大量生产。 它是双翼飞机,是在DH.60蛾和DH.82虎蛾两架飞机的基础上开发的。 控制设备是真空电子管和机电继电器上的变送器。 这架无人机是军用无人机,但不是用于战斗,而是用于演习-飞行员在空中练习了空中战斗技巧。



像V-1这样的德国导弹飞机也是无人机,它们的相对成功不仅推动了火箭技术的发展,也推动了自主飞机的发展。

此外,无人机主要由军方使用。 在其他模型中,值得一提的是在美国开发并在越南使用的Ryan 147E型侦察机,苏联无人机Tu-123,Tu-141和Tu-143。 所有这些都是大型飞机,其尺寸与具有类似功能的飞机的尺寸大致相同。


侦察机Tu-143

1982年,以色列人研制的无线电遥控无人机开始营业。 它们是在黎巴嫩战争期间使用的。 最常用的是IAI Scout和Tadiran Mastiff。 它们是“从头开始”开发的;它们不再是转换为自动飞行的飞机。 他们的翼展不超过五米,重量-约100公斤。 由于半导体电子产品的出现和发展,可以减少无人机的尺寸,这导致了家用和军事设备的小型化。

嗯,然后包括美国在内的其他国家开始生产能够传输实时监视数据的超现代军用无人机,例如MQ-1B铁血战士和MQ-9收割者。 这种无人机的某些模型可以向目标和导弹射击。

从20世纪下半叶开始,诸如家用无线电遥控无人机之类的方向开始积极发展。 最初,这些完全是DIY模型,是飞机的模仿。 但随后,看到了对无线电遥控飞机的需求,该公司便主动采取了主动行动。


现代非军用无人机的出现


专家认为,现代非军事无人机时代始于2006年。 就在今年,美国联邦航空管理局批准了小型定制无人机的飞行。 但是,这种分配不是由家用无人机来娱乐,而是由飞机用于科学任务和工业。



因此,使用此类系统的政府组织跟踪了火灾的蔓延,研究了灾害(地震,洪水等)震中的情况。 商业公司研究了石油管道,农作物和海洋土地的状况(监测鱼群的运动)。 在大地测量学和其他领域的建筑工地使用(和使用过)无人机。

随着时间的流逝,定制无人机变得越来越流行,这是飞行爱好者的娱乐活动。 从一开始,无线电遥控无人机的市场就分为两个领域:

  • 由“交钥匙”公司开发的成熟飞机;
  • 允许您创建DIY系统,完全定制的无人机的组件(电子,电动机等)。

在首批产品开始流行的公司中,可以区分派诺特,Gaui,DJI,Xaircraft,GoPro等公司。 在第二方向,MultiWii,KaptainKuk,ArduCopter的产品很受欢迎。 DIY爱好者正在积极使用Arduino,Raspberry Pi等开发板。

摄像机出现在无人机上,将视频流直接传输到电话,视频眼镜或笔记本电脑之后,个人无人机的普及率急剧上升。 在哈布雷(Habré)上发布了许多有关无人驾驶飞机的材料-各种型号。

道德与安全是故事的一部分


摄像头和私人无人机的出现可能会远离操作员几公里,这引发了许多有关使用“家用”无人机的道德方面的问题。 毕竟,现在任何人都可以看着邻居的窗户,或者邻居公司的窗户,将音频和视频流直接导向他们的电话或计算机。 当无人机所有者拍摄私人住宅,商业和政府组织办公室中发生的事情时,人们就知道有大量虐待行为。

无人机跌落在体育馆的观众头上,对客机和工业设施构成威胁。 无人机是窥视器,间谍(商业或州),无政府主义者等的近乎完美的工具。

结果,在许多国家,议员们匆忙通过了有关无人机销售和运营的新法律。 每个国家/地区都有自己的法律,但是在大多数情况下,无人驾驶飞机的所有人未经其明确同意都不得拍照,无人机不能在机场,火车站,军事和工业设施附近使用。 在大多数情况下,无人驾驶飞机不能飞到超过150米的高度,制造商对无人驾驶飞机覆盖的距离和最大速度都设置了限制。

在俄罗斯,必须获得使用多轴直升机射击的许可。 违反规定的, 处以35,000卢布的罚款 。 是的,要获得飞行许可,您必须获得许可。 这要求:

  • 适航文件
  • 进入空域的操作
  • 无人机控制资格证书。

俄罗斯联邦的无人驾驶飞机受以下文件规范:

  • 俄罗斯联邦航空法规,
  • CC,《联邦法》第271.1条,
  • ACRF,第11.4条(“违反俄罗斯领空运行规则”),
  • 俄罗斯联邦领空在联邦一级的运行规则。

在俄罗斯,允许使用以下无人机模型:
西玛

  • Gopro Karma,
  • 尤内克
  • DJI(Inspire,Mavic,Phantom 2、3、4),
  • 在尺寸和功能上与其他制造商的设备相似。

接下来是什么?


无人机的未来不仅限于个人模型。 在多旋翼飞机流行之后,企业积极探索其功能:

  • 用于工业设施(安全,检查各种单元和管道的状况),
  • 农业用途
  • 货物运送
  • 运送人。

直升飞机也用于药物中,例如,用于快速输送必要的药物。 前几天,UPS宣布推出无人机药物和药物递送服务 。 没错,到目前为止,该服务仅在美国一个城市-罗利(北卡罗来纳州)运作。 无人机将在医院和WakeMed医疗中心之间的特定路线上提供送货服务。

DHL在2013年使用无人驾驶飞机对货物交付进行了测试,现在这种做法正变得越来越普遍。


与DHL和亚马逊紧随其后-在同一年的2013年,该公司宣布推出Prime Air服务(在少数地区有效),该服务被定位为最快的购物方式。 有了它,购买就可以在半小时内完成,这比最快的地面服务Amazon Prime Now至少快四倍。



俄罗斯曾一次测试了Copter Express直升机的货运服务。 2014年6月21日, 渡渡鸟披萨开始投放带有无人机的披萨做广告用途 ,只交付了六盒。 在那之后,官员们决定对该公司的创建者处以罚款,该公司向无人机供应5万卢布。 但是,尽管罚款被废除了,但在俄罗斯联邦无人驾驶飞机运送货物并不是特别普遍。

他们使用无人机和人员交付(或计划交付)。 因此,包括Uber和Lyft在内的一些公司正在开发空中出租车服务 。 其他公司也在做类似的工作,包括沙特阿拉伯的一家初创公司。

人工智能技术正在逐步发展,电池容量也在不断增长,因此毫无疑问,无人机将变得更加智能,机动性和功能性增强。 正如我上面提到的,它们将成为我们生活中许多领域不可或缺的一部分:工作和学习,包括运输,研究,货物运输以及所有其他方面。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN446520/


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