美國發展UAV無人飛機,是因1960年的包爾斯事件而起。當時美國派出偵察機侵入蘇聯領空拍照,後來飛機被擊落、飛行員被俘,赫魯雪夫在巴黎高峰會中當眾提出此事,美國總統艾森豪只能承認。此後,美國積極發展UAV無人飛機,第一批軍事用途無人飛機兩年後上路,將原有靶機改裝為UAV無人飛機,事後也證明效果佳。


而被阿拉伯國家包圍的以色列,為了突破重圍,更是將無人飛機的軍事功能在30年前就發揮到極致。也因這個經驗,美國後來在中東的戰役,UAV無人飛機無役不與,包括沙漠風暴、科索沃戰爭,甚至捉拿賓拉登;美國計畫到2015年時,UAV無人飛機能隱形,同時能超音速航行。


不僅如此,美國還發展微型無人飛機,也許不久之後,過去在電影中才能看到像蒼蠅般大小的「監視飛行物」,會實際地被製造出來。


軍事用途外,民間用途的發展也在進行中,1998年全球UAV無人飛機最長不落地航行紀錄3270公里,是由澳洲一家民間UAV無人飛機公司創下,目前民用UAV無人飛機多數是用在拍照勘災,少數用於氣象環境探測。


台灣成功大學教授蕭飛賓指出,UAV無人飛機結合各項航空與電機科技,相較於真正造出一架飛機,成本便宜很多,促使學校把它當做重要教學平台,台灣、日、韓、新加坡的大學都有投入UAV無人飛機的研發,但目前仍以成大的技術最為成熟。中國部分航太學系也有發展,但鮮少見諸於媒體。

成功大學航太系於2009年10月成功完成UAV無人飛機「黑面琵鷺號」百公里越洋航程,無論在距離或是研發技術上,都創台灣航太學術界新紀錄。


很多人都玩過遙控飛機,但飛機要如何才能在無人控制的情況下自主飛行呢?


黑面琵鷺號從台南七股起飛後,以時速100公里、維持約300公尺的高度,向西北方向航行,到達澎湖東吉嶼後,繞一圈再飛回七股,全程約100公里,花費52分鐘。


帶領研發團隊的航太系教授蕭飛賓指出,UAV無人飛機最重要的技術就是穩定控制、自主飛行及追蹤目標物回傳影像等。


他表示,飛行當中會遭受亂流、風切等,造成機頭方向改變及機身上下左右往復運動,必須結合機上「姿態與航向參考系統」所蒐集到的飛機動態資料,經由機上搭載的電腦運算、隨時修正,調整副翼、方向舵和油門等,否則可能失速或迷航。


而自主飛行主要靠機上的全球衛星定位系統(GPS),隨時提供UAV無人飛機飛行當時的時刻、經緯度及高度等資料,結合航線與航行目的地的資料,及電腦運算結果,指揮飛機「現在在哪,下一步要飛到哪」。


在飛行時,飛機的速度、高度、航向、引擎狀況與油耗等資料,都會透過無線設備,隨時傳回地面站,方便地面導控組員修改再回傳,調整飛行狀況,而傳回的距離視機上的無線電通訊設備功率決定,以黑面琵鷺號為例,最遠可傳回資料的距離為15公里,如果是軍事用途的UAV無人飛機,大多透過衛星,無論飛到哪裡都能傳回資料,只要裝備調整、電力和機型,UAV無人飛機飛行的距離與功能都可再擴大。


飛機在天上,要如何鎖定地面的目標進行影像拍攝,也是UAV無人飛機的研發重點之一,蕭飛賓表示,鎖定目標物後,飛機可用盤旋或定點(直升機可做到)方式,進行拍攝,但因飛機會移動,目標物也可能移動(例如車子),也必須透過電腦運算,算出彼此間的相對角度變化,以移動飛機上搭載的數位相機鏡頭角度,準確拍到想拍的物體。


黑面琵鷺號上無論是機身穩定控制、自主飛行或是追蹤目標等,所須的電腦軟體都由成大航太系編寫,自行研發,蕭飛賓表示,台灣設計、製造電腦元件的能力一流,但彼此之間須靠軟體整合,要讓所有的系統都能彼此關連、順利運作,靠不斷地測試、修改,成大是經過一、二十年的努力,才有了這些成果。


聯合報 2009.11.30

    全站熱搜

    TSUBASA 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()