【学术论文】高空长航时无人机技术发展新思路

第7卷第3期 智能系统学报 Vo1.7N.3 2012年6月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Jun.2012 D0.10.3969/j.in.1673-4785.201111022 高空长航时无人机技术发展新思路 段海滨”，范彦铭3，张雷” (1.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191：2.北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重 点实验室，北京100191：3.中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035：4.中国人民解放军空 军装备部.北京100843) 摘要：根据未来航空发展的战略需要，面向新一代高空长航时无人机的系统设计，十分有必要开展探索性、创新性 和面向高空长航时无人机的关键技术研究.提出了高空长航时无人机技术发展的新思路和其瓶颈问题的解决方案， 重点从高空长航时无人机多目标组合优化、气动隐身一体化、能源动力、软件使能自主控制、自主导航、测控和信息 传输、空天地多机分布协同等方面给出了可行技术方案和重点研究方向.这些技术的实现可增强高空长航时无人机 系统方面的可持续发展能力，支撑和引领相关领域的技术发展. 关键词：高空长航时无人机：多目标组合优化：气动-隐身一体化：软件使能自主控制：多机分布协同 中图盼类号：·TP273文献标志码：A文章编号：16734785(2012)03-0195-05 New thoughts on the development of a HALE UAV DUAN Haibin'2,FANG Yanming',ZHANG Leif (1.School of Automation Science and Electrical Engineering,Beihang Univerity,Beiing 100191,China;2.Science and Technology on Airaft Control Laboratory,Beihang University,Beijing 100191,China;3.Shenyang Aircraft Design and Research Institute,Avi- ation Industry Corporation of China,Shenyang 110035,China;4.Air Force Arming Department,People's Liberation Army,Beijing 100843,China), AbstractAccording to the strategic requirements of future aviation development,and considering system design for the new generation of high-altitude and long-endurance(HALE))unmanned aerial vehicles(UAVs),it is necessa- ry to develop exploratory,innovative,and key technologies for HALE UAVs.In this paper,some new ideas were oroposed for HALE UAVs which mainly focus on multi-objective optimization,integrated design of aerodynamic and stealthy performance,energy and power,software-enabled control,autonomous navigation,measurement and con- trol systems,information transmission,and multi-platform distributed cooperation.The proposed technologies can enhance the capacity of HALE UAV systems for sustainable development,and support the developments in other relevant technical areas. Keywords:HALE UAV;muli-objective optimization;integrated design of aerodynamic and stealthy performance; software-enabled control;multi-platorm distributed cooperation 高空长航时(high-alitude long-endurance,HALE) UA),”.在未来战争中，高空长航时无人机将成为侦 无人机是指飞行高度在18000m以上，飞行时间不少于 察卫星和有人驾驶战略侦察飞机的重要补充和增强手 24h的无人驾驶飞机(unmanned aerial vehicle,. 段，同时也成为获取战略情报的重要手段之一23.高 空型长航时无人机在战场上的任务是对敌方进行战略 或战役侦察，具备持久的情报收集和战场监视能力，并 收犒日期：.2011-11-29 基金项自：国家自然科学基金资助项目(600四：航空科学基金资助项目2 且可转换成对地作战平台，高空长航时无人机已经成 0115151019). 为当今各国武器装备发展的重点，被美国空军列为21 通信作者：段海滨E-mail:hbduan@buaa.edu.cn 世纪的关键技术之一6

AbstractAccording to the strategic requirements of future aviation development,and considering system design for the new generation of high-altitude and long-endurance(HALE) unmanned aerial vehicles(UAVs) , it is necessa￾ry to develop exploratory,innovative, and key technologies for HALE UAVs. In this paper,some new ideas were oroposed for HALE UAVs which mainly focus on multi-objective optimization, integrated design of aerodynamic and stealthy performance,energy and power, software-enabled control, autonomous navigation, measurement and con￾rol systems,information transmission, and multi-platform distributed cooperation. The proposed technologies can enhance the capacity of HALE UAV systems for sustainable development, and support the developments in other relevant technical areas. Keywords: HALE UAV; muli-objective optimization; integrated design of aerodynamic and stealthy performance; software-enabled control; multi-platorm distributed cooperation 第7卷第3期 2012年6月 DOI: 10.3969/j.in.1673-4785.201111022 UAV) ".在未来战争中,高空长航时无人机将成为侦 察卫星和有人驾驶战略侦察飞机的重要补充和增强手 段,同时也成为获取战略情报的重要手段之一23.高 空型长航时无人机在战场上的任务是对敌方进行战略 或战役侦察,具备持久的情报收集和战场监视能力,并 且可转换成对地作战平台.高空长航时无人机已经成 为当今各国武器装备发展的重点,被美国空军列为21 世纪的关键技术之一6 (1.School of Automation Science and Electrical Engineering,Beihang Univerity,Beiing 100191,China;2. Science and Technology on Airaft Control Laboratory,Beihang University,Beijing 100191,China;3. Shenyang Aircraft Design and Research Institute,Avi￾ation Industry Corporation of China,Shenyang 110035,China;4. Air Force Arming Department,People's Liberation Army,Beijing 100843,China) 段海滨",范彦铭3,张雷" 关键词: 高空长航时无人机;多目标组合优化;气动-隐身一体化;软件使能自主控制;多机分布协同 中图分类号: TP273 文献标志码: A 文章编号: 16734785(2012) 03-0195-05 智 能 系 统 学 报 通信作者:段海滨.E-mail;hbduan@buaa.edu.cn 0115151019) 收稿日期: 2011-11-29 基金项目:国家自然科学基金资助项目(60975072);航空科学基金资助项目(2 . . New thoughts on the development of a HALE UAV 摘 要:根据未来航空发展的战略需要,面向新一代高空长航时无人机的系统设计,十分有必要开展探索性、创新性 和面向高空长航时无人机的关键技术研究.提出了高空长航时无人机技术发展的新思路和其瓶颈问题的解决方案. 重点从高空长航时无人机多目标组合优化、气动-隐身一体化、能源动力、软件使能自主控制、自主导航、测控和信息 传输、空天地多机分布协同等方面给出了可行技术方案和重点研究方向.这些技术的实现可增强高空长航时无人机 系统方面的可持续发展能力,支撑和引领相关领域的技术发展. (1.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京100191;2.北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重 点实验室,北京100191;3.中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所,辽宁沈阳110035;4.中国人民解放军空 军装备部,北京100843) 高空长航时(high-alitude long-endurance,HALE) 无人机是指飞行高度在18000m以上,飞行时间不少于 24 h的无人驾驶飞机(unmanned aerial vehicle, DUAN Haibin'2,FANG Yanming',ZHANG Leif 高空长航时无人机技术发展新思路 CAAI Transactions on Intelligent Systems Vol.7 N.3 Jun.2012 )

·196 智能系统学报 第7卷 高空长航时无人机与有人驾驶战略侦察机相 碍，能连续地监视运动的目标.2006年，第一架生产 比，其最主要的优势是不必考虑人的安全问题，在危 型“全球鹰”无人机部署到中东地区，用以支持美军 险区域执行侦察任务时，既不必冒生命危险，也不需 在伊拉克和阿富汗的军事行动 派遣护航机保护，无人机还能昼夜持续进行空中侦 根据我国未来无人机发展的战略需要，为了全 察探测，这些都是有人驾驶战略侦察机所不及 面提升高空长航时无人机飞行的安全性、经济性和 的9.以美国“全球鹰”为例，其巡航高度可达 可靠性，本文将从多目标组合优化设计、能源动力、 19850m,可在距防空武器发射区5556km的范围 软件使能自主控制、自主导航、测控和信息传输、多 外活动，具有全天候侦察能力，为了满足高空长航时 机分布协同等方面提出高空长航时无人机的发展思 的任务要求，飞机最大起飞重量为11610kg,其中 路，可提升高空长航时无人机系统方面的可持续发 燃料约6600kg,载油系数非常高，有效地利用了机 展能力，增强我国在相关领域的自主创新能力和国 内的空间，飞机采用了大展弦比的直机翼（翼展为 际竞争力，支撑和引领行业发展，为创新型国家建设 35.5m),为了兼顾低可探测性的要求，飞机采用了 和保障国家安全提供必要的发展战略支撑 V型尾翼和背负式进气道.“全球鹰”可同时携带光 1 电、红外传感系统和合成孔径雷达，既可进行大范围 高空长航时无人机技术发展思路 雷达搜索，又可提供74Gm2范围内的光电/红外图 图1给出了所提出的高空长航时无人机技术发 像，目标定位的圆误差概率最小可达20m,另外装 展新思路的框架， 有1.2m直径天线的合成孔径雷达能穿透云雨等障 高空长航时无人机技术 发展新思路 单高空长航时无人机 网络环境下高空长航 时无人机空天地多机 分布协同 多目标 气动 能源动力 软件 测控和 身 体 主 信息 设计 设计 航 华输 图1 高空长航时无人机技术发展新思路框图 Fig.1 Block diagram of HALE UAV new technical development 1.1高空长航时无人机多目标组合优化设计技术 的系统设计优化思想开始出现.其基本思路是：增加 高空长航时无人机的设计过程是一个典型的系 虚拟设计在整个设计过程中的比例，在设计的每个 统工程9.按照系统工程的观点，概念设计阶段负 阶段力求各学科的平衡，充分考虑各学科间相互影 责确定高空长航时无人机的外形、载荷、尺寸、质量 响和耦合作用，应用有效的设计/优化策略对设计过 和其他总体性能，高空长航时无人机一切好的或坏 程进行优化，应用分布式计算机网络来组织管理整 的特征均在设计的起始阶段被确定下来1.衡量一 个系统的设计过程，通过充分利用各个学科之间的 个高空长航时无人机设计是否成功的标准很多，通 相互作用所产生的协同效应，以获得系统的整体最 常情况下这一目标并不具有惟一性.由于对飞机的 优解四 要求是多方面的，因此，进行多目标总体优化的好处 目前多目标系统优化设计方法尚未成熟，处于 是能对众多方面的要求进行协调分析，从而发掘方 对最优化方法的探索阶段.高空长航时无人机系统 案潜力，提高设计质量. 的多目标组合优化设计是总体设计阶段所需解决的 传统的无人机设计方法是一种串行设计模式， 一个重要问题.在全面考虑气动、隐身、结构、发动机 存在诸多缺陷，例如虚拟设计阶段短缺、各学科配合 等因素的前提下，今后可着重研究该方向的关键技 不到位、不能充分利用虚拟设计阶段时的自由度来 术如下： 改进设计质量、不能集成不同学科以实现最优化等， 1)运用飞行器设计理论进行高空长航时无人 这种设计方式不能适应新的需求，导致设计的僵化 机总体布局设计； 随着现代系统设计技术的发展，一种跨学科多目标 2)高空长航时无人机多目标组合优化建模技术；

第3期 段海滨，等：高空长航时无人机技术发展新思路 ·197 3)高空长航时无人机多参数优化技术，这些参 尽可能轻，寿命应尽可能长，成本应尽可能低；由于 数包括总体参数设计、发动机匹配、机翼平面参数设 高空的空气密度低，发动机的散热不好，对发动机的 计、翼型选择、舵面配置以及起落架参数设计等。 冷却提出了更高的要求.而采用普通的发动机和电 1.2高空长航时无人机气动-隐身一体化设计技术 池已不能满足无人机长时间高空飞行的要求[4.由 隐身化是现代和未来武器装备的重要发展趋 于高空长航时无人机与民用运输机对发动机的要求 势，隐身技术的发展和应用也日益成为现代化战争 有许多相似之处，例如它们都要求发动机的重量轻、 中决定胜负的一个重要因素[2].无人机的隐身性能 油耗低、成本低、工作寿命长、维护性好、可靠性高 在很大程度上决定于其气动布局方式.对高空长航 等.因此，可以考虑采用现成的民用大涵道比涡扇发 时无人机而言，由于飞行任务与结构的限制，对实现 动机作为高空长航时无人机的动力.在高空条件下， 隐身十分苛刻.因此必须综合考虑气动和隐身要求， 由于空气密度减小，雷诺数的降低带来许多问题，如 运用一体化设计思路寻找气动和隐身性能要求的最 压气机的喘振裕度减小，并且由于功率提取的增加， 佳组合搭配.高升力、低雷诺数和跨声速是高空长航 压气机的喘振裕度进一步减小.因此，涡扇发动机在 时无人机主要的气动特征，在进行相关的气动设计 用作高空长航时无人机动力时，需根据其任务特点 和分析过程中，必须处理流动的粘性问题或边界层 进行一些适应性的技术改进.由此，今后可着重研究 问题.由于长航时飞行，不仅要求发动机耗油率低、 该方向的关键技术如下： 机内储油空间大，而且要求巡航阻力小，这就需要采 1)涡轮-冲压组合发动机技术； 用大展弦比、厚翼型机翼，于是在小迎角下翼面上就 2)涡扇发动机技术； 可能出现超声速区，从而导致跨声速问题 3)基于液氢(L2)为燃料的推进系统： 影响高空长航时无人机隐身性能的因素包括机 4)太阳能动力技术； 翼构型、翼身结合方式、尾翼形式、部件遮蔽等.如何 5)燃料电池推进技术。 从低雷诺数条件下气动性能的要求出发，综合隐身 1.4高空长航时无人机软件使能自主控制技术 要求是现阶段高空长航时无人机气动设计方面面临 高空长航时无人机的飞行速度、高度等变化很 的主要问题).面对高空长航时无人机的高升力、 大，从而大气密度或动压均会随之在大范围内变化 低雷诺数和跨声速等主要气动特征，可以通过具备 另外飞行航迹因飞行任务的不同而不同，这些因素 描述边界层转捩和分离能力的分析和设计工具进行 都使得无人机成为一个模型不准确、参数和干扰大 相关的气动设计和分析，处理流动的粘性问题或边 范围不确定性变化的被控对象4.针对高空长航时 界层问题 无人机的飞控系统面向的环境、任务、功能的日益复 今后可研究如何采用XFOL技术来解决高空 杂和更多的不确定性，研究和实现增稳控制、主动控 长航时无人机翼型的分析与设计问题，XFOL通过 制、自适应控制、自动飞行和飞行管理、健康管理等 指定特定的表面速度分布，计算转捩的气泡分离等， 多重任务系统和复杂系统结构的综合技术，依据软 对翼型进行设计和优化.可以实现完全反设计和混 件使能控制理论与技术解决复杂飞控系统的软硬件 合反设计，并且可以进行互动式的翼型优化设计，可 综合实现问题.软件使能自主控制不仅在于控制理 望在我国高空长航时无人机的气动隐身一体化设 论和实时计算的先进性，还在于控制算法和实现平 计与研究中发挥一些促进作用.由此，今后可着重研 台（软件和硬件）的交互作用和统一.此外，基于仿 究该方向的关键技术如下： 生智能的自主控制技术也是该领域一个重要的研究 1)基于面元法的气动性能计算技术； 内容5].今后可着重研究该方向的关键技术如下： 2)基于物理光学法的雷达散射截面积计算技术； 1)多操纵面飞行控制技术； 3)基于XFOL技术的高空长航时无人机翼型 2)鲁棒自适应控制技术； 分析与设计技术； 3)综合飞行/推进隐身控制技术； 4)基于智能优化气动性能目标与隐身性能目 4)可重构飞行控制技术； 标之间的折衷技术； 5)余度配置理论与余度容错高可靠控制技术； 5)推进/热控/气动力/姿态耦合特性分析与建 6)面向突发事件的航路重规划技术； 模技术 7)仿真建模的校核、验证与确认技术 1.3高空长航时无人机能源动力技术 1.5高空长航时无人机自主导航技术 高空长航时无人机对动力的要求包括发动机应 高空长航时无人机由于飞行距离远，航行时间 具有良好的燃油经济性，稳定的高空工作能力，良好 长，对导航定位精度提出了很高的要求16].惯性导 的任务可靠性和良好的爬升能力：发动机的重量应 航系统以其时间短、精度高，可以连续输出位置、速

·198 智能系统学报 第7卷 度、姿态信息，以及完全自主等突出优点1，已被各 同控制规划问题转化成单机的规划问题，大大简化 种类型的飞行器普遍采用，但其误差随时间积累而 问题的复杂程度，并且确保性能满足要求.今后可着 逐步扩大.根据长航时无人机对隐蔽性的要求，需要 重研究该方向的关键技术如下： 完全自主的导航系统，并且由于其飞行高度一般在 1)空天地网络环境下的复杂态势/威胁评估技术： 18km以上，选择天文导航系统与惯导系统进行组 2)多机协同航路规划及重规划技术； 合导航是最佳选择. 3)多机协同任务分配及重分配技术； 高空长航时无人机的导航系统要比常规飞行器 4)多机异构协同控制技术； 的导航系统复杂得多，且自主性要求很高.现有的常 5)多机隐身察打一体化技术 规飞行器导航系统的体系结构很难适合高空长航时 6)多机作战效能评估技术. 飞行状态下的技术要求，需要研究新的高空长航时 2 无人机自主导航技术的体系结构.今后可着重研究 结束语 该方向的关键技术如下： 近年来，高空长航时无人机有了惊人的快速发 1)基于天文与速度联合观测的自主导航技术； 展，而高空长航时无人机技术的设计与实现基本上 2)基于天文/惯性导航的自主导航技术； 仍遵循一种固定的模式.如今，当大家争相研制高空 3)基于星敏感器/红外地平仪的自主导航技术； 长航时无人机的时候，就感到常规的设计与实现技 4)基于日、地、月方位信息的自主导航技术； 术难以满足新型高空长航时无人机的发展需求.新 5)提高自主导航精度的自适应滤波技术； 型高空长航时无人机强调要高、精、尖，特别在自主 6)多自主导航的传感信息融合技术. 化和智能化方面有很高的要求，各种技术上也要创 1.6高空长航时无人机测控和信息传输技术 新，从而带来研制上的高难度和高风险.本文从多目 高空长航时无人机的测控和信息传输系统是非 标组合优化、气动隐身一体化、能源动力、软件使能 常关键和重要的组成部分.无人机测控与信息传输 自主控制、自主导航、测控和信息传输、空天地多机 技术是指对无人机进行遥控、遥测、跟踪定位和信息 分布协同等方面所提出的发展思路，可为新型高空 传输的技术.遥控是指对无人机飞行状态和设备状 长航时无人机的自主化、智能化、综合化和先进化提 态的控制；遥测是指对无人机飞行状态和设备状态 供一些概括性的新方向和技术途径. 参数的测量；跟踪定位是指对无人机实时连续的位 置测量；信息传输是指无人机任务载荷传感器信息 参考文献： 的传输.在高空长航时无人机的测控和信息传输技 [1]TUZCU I,MARZOCCA P,CESTINO E,et al.Stability 术中，还应重点关注超视距中继传输技术和宽带数 and control of a high-altitude,long-endurance UAV[J] 据链技术等研究方向： Journal of Guidance,Control,and Dynamics,2007,30 1)超视距中继传输技术； (3):713-721. 2)宽带数据链技术； [2]ATREYA S,MATA M,JONES R,et al.Power system 3)数据链自适应功率控制技术； comparisons for a high altitude long endurance (HALE)re- motely operated aircraft (ROA)[C]//AIAA 5th Aviation, 4)战术数据链仿真新技术， Technology,Integration,and Operations Conference 1.7网络环境下高空长航时无人机的空天地多机 (ATIO).Arlington,USA,2005:AIAA-2005-7401. 分布协同技术 [3]AGTE J,COHEN K.First order effects of new technology 高空长航时无人机本质上是一个分层递阶的混 on a high altitude long endurance (HALE)unmanned aerial 合自主系统[8].自主性的体现包括顶层的任务管理 vehicle (UAV)[C]//Proceedings of the 46th AIAA Aero- 直到底层的飞行器可重构控制.系统具有自适应决 space Sciences Meeting and Exhibit.Reno,USA,2008: 策、组织协调和控制执行3个层次，各层次均可在线 ALAA-2008-168. 实时感知和评估内外环境，并通过调整其可调环节， [4]PATIL M J,HODGES D H,CESNIK C E S.Nonlinear 使系统性能满足要求或达到最优.而网络环境下高 aeroelasticity and flight dynamics of high-altitude long-en- durance aircraft[J].Journal of Aircraft,2001,38(1):88- 空长航时无人机空天地多机分布协同技术是一个新 94. 的前沿性技术领域，该技术可以拓宽高空长航时无 [5]CARNIE G,QIN N.Fluid-structure interaction of HALE 人机的应用范围，提高其侦察及执行其他任务的效 wing configuration with an efficient moving grid method 率.将多机、多编队协同控制的规划问题进行抽象和 [C]//Proceedings of the 46th AIAA Aerospace Sciences 递阶分解，通过协调变量将复杂的集中式优化问题 Meeting and Exhibit.Reno,USA,2008:AIAA-2008-309. 转化成相对简单的分散式优化问题，进而将多机协 [6]TUZCU I,MARZOCCA P,AWNI K.Nonlinear dynamical

第3期 段海滨，等：高空长航时无人机技术发展新思路 199· modeling of a high altitude long endurance unmanned aerial thoughts on the bio-inspired intelligence based control for vehicle[C]//Proceedings of the 50th AIAA/ASME/ASCE/ unmanned combat aerial vehicle [J].Science China: AHS/ASC Structures,Structural Dynamics and Materials Technological Sciences,2010,53(8)::2025-2031. Palm Springs,USA,2009:AIAA-2009-2404. 16]吴海仙，俞文伯，房建成.高空长航时无人机SINS/CNS [7]GRAY D.Design and integration of antennas with prototype 组合导航系统仿真研究[刃，航空学报，2006,27(12)： HALE UAVs[C]//Prceedings of the 25th AIAA Interna- 299-304. tional Communications Satellite Systems.Seoul,Korea, WU Haixian,YU Wenbo,FANG Jiancheng.Simulation of 2007::AIAA-2007-3143. SINS/CNS integrated navigation system used on high ali [8]NICKOL C L,GUYN M D,KOHOUT LL,et al.High ude and long-fight-time unpiloted aircraft[J].Acta Aero- altitude long endurance air vehicle analysis of alternatives nautica et Astronautica Sinica,2006,27(12),::299-304. and technology requirements development[C]//Proceedings [门门周姜滨，袁建平，罗建军，等.高空长航时无人机导航系 of the 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 统研究[J].西北工业大学学报，2008,26(4)：463- Reno,USA,2007:AIAA-2007-1050 467. 9SIVAJI R,GHIA U.GHIA KN,et al.Aerodynamic analy- ZHOU Jiangbin,YUAN Jianping,LUO Jianjun,et al sis of the joined-wing configuration of a HALE aircraft Navigation system of HALE UAV(high altitude long en- //Proceedings of the 41st Aerospace Sciences Meeting durance unmanned aerial vehicle))suitable for China[J]. and Exhibit.Reno,USA,2003:AIAA-2003-606. Journal of Northwestern Polytechnical University,2008,26 [10]李珂.长航时无人机机翼平面参数及翼型选择分析 ④）：463-467. [1.飞行力学，2007,25(3))：911,16. [1⑧林伟廷.高空长航时无人机侦察任务规划问题研究 I Ke.A study on wing geometry and airfoils effects for [0]长沙：：国防科学技术大学，2007：87-89. long eudurance unmanned aircraft[J].Flight Dynamics, LIN Weiting.Research on high altitude and long endur- 2007,25(3):9-11,16. ance unmanned aerial vehicle reonnaissance mission plan- 11]曹秋生，张会军.高空长航时无人机的发展特点及技术 ning[D].Changsha:.National University of Defense Tech- 难点探时[刀].中国电子科学研究院学报，2008,3(1)： nology,2007:87-89. 8-13. 作者简介： CAO Qiusheng.ZHANG Huijun.Characteristics of HALE 段海滨，男，1976年生，副教授，博 UAVs in development and discussion of existing technical 士生导师，博士，主要研究方向为无人 difficulties[J].Journal of China Academy of Electronics 机自主控制与智能决策、计算机仿生视 and Information Technology,2008,3(1):8-13 觉等.主持国家自然科学基金3项、国 12]郭科志.鸭式布局高空长航时无人机系列的概念设计 家“863"计划4项、航空科学基金3项， 与气动优化[D].南京：南京航空航天大学，2008：：34 作为第一完成人获省部级科技进步一 35. 等奖、二等奖、三等奖各1项发表学术论文40余篇，其中被 GUO Kezhi.Conceptual design and aerodynamic optimiza- SCI检索30余篇. tion for UAV family with canard configuration[D].Nan- jing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2008:3435. 范彦铭，男，1964年生，研究员，中 13]邱玉鑫，程娅红，胥家常.浅析高空长航时无人机的气 航工业沈阳飞机设计研究所副总设计 动研究问题[].流体力学实验与测量，2004,18(3)： 师，中航工业集团首席专家，主要研究 1-5. 方向为先进飞行控制系统.先后荣获国 QIU Yuxin,CHENG Yahong,XU Jiachang.A brief dis- 防科学技术进步特等奖、一等奖各1 cussion of high-altitude long-endurance unmanned aerial 次、二等奖4次，荣立部级一等功1次、 vehicle aerodynamic research[J]].Experiments and Meas- 二等功2次、三等功1次，曾被授予“沈阳市青年科技先锋” urements in Fluid Mechanics,2004,18(3)1-5. 称号，发表学术论文20余篇， 4)]赵刚，蔡元虎，屠秋野，等.高空长航时无人机用涡扇发 动机技术分析[]].推进技术，2009,30(2)片154-158， 张雷，男，1978年生，中国人民解放 181. 军空军装备部参谋，博士，主要研究方 ZHAO Gang,CAI Yuanhu,TU Qiuye,et al.Technologi- 向为无人机任务规划与自主控制、发动 al analysis for the turbofan engine of high altitude long en- 机控制等.获省部级科技进步二等奖2 durance unmanned aerial vehicle[J].Journal of Propul- 次，发表学术论文20余篇 sion Technology,2009,30(2);154-158,181 [15]DUAN Haibin,SHAO Shan,SU Bingwei.et al New development

[10] 李珂.长航时无人机机翼平面参数及翼型选择分析 [J] .飞行力学,2007,25(3) : 9-11,16. 第3期 modeling of a high altitude long endurance unmanned aerial vehicle[ C]//Proceedings of the 50th AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC Structures,Structural Dynamics and Materials. Palm Springs,USA,2009: AIAA-2009-2404. [17] 周姜滨,袁建平,罗建军,等.高空长航时无人机导航系 统研究[J].西北工业大学学报,2008,26(4) :463- 467. CAO Qiusheng,ZHANG Huijun. Characteristics of HALE UAVs in development and discussion of existing technical difficulties[J] . Journal of China Academy of Electronics and Information Technology,2008,3(1) :8-13. WU Haixian,YU Wenbo,FANG Jiancheng. Simulation of SINS/CNS integrated navigation system used on high ali ude and long-fight-time unpiloted aircraft[J] . Acta Aero￾nautica et Astronautica Sinica,2006,27(12) :299-304. [7] GRAY D. Design and integration of antennas with prototype HALE UAVs[C] //Prceedings of the 25th AIAA Interna￾tional Communications Satellite Systems. Seoul,Korea, 2007: AIAA-2007-3143. GU0 Kezhi.Conceptual design and aerodynamic optimiza￾tion for UAV family with canard configuration[ D]. Nan￾jing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2008: 34-35. I Ke. A study on wing geometry and airfoils effects for long eudurance unmanned aircraft[J] . Flight Dynamics, 2007,25(3) : 9-11,16. 12] 郭科志.鸭式布局高空长航时无人机系列的概念设计 与气动优化[D] .南京: 南京航空航天大学,2008: 34- 35. ZHAO Gang,CAI Yuanhu,TU Qiuye,et al. Technologi￾al analysis for the turbofan engine of high altitude long en￾durance unmanned aerial vehicle[J]. Journal of Propul￾sion Technology,2009,30(2) : 154-158,181. [18] 林伟廷.高空长航时无人机侦察任务规划问题研究 [D]].长沙: 国防科学技术大学,2007: 87-89. LIN Weiting. Research on high altitude and long endur￾ance unmanned aerial vehicle reonnaissance mission plan￾ning[ D] . Changsha: National University of Defense Tech￾nology,2007: 87-89. 段海滨,等: 高空长航时无人机技术发展新思路 张雷,男,1978年生,中国人民解放 军空军装备部参谋,博士,主要研究方 向为无人机任务规划与自主控制、发动 机控制等.获省部级科技进步二等奖2 次,发表学术论文20余篇. 16] 吴海仙,俞文伯,房建成.高空长航时无人机 SINS/CNS 组合导航系统仿真研究[J] .航空学报,2006,27(12) : 299-304. [9] SIVAJI R,GHIA U,GHIA KN,et al. Aerodynamic analy￾sis of the joined-wing configuration of a HALE aircraft [C] //Proceedings of the 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno,USA,2003: AIAA-2003-606. 13] 邱玉鑫,程娅红,胥家常.浅析高空长航时无人机的气 动研究问题[J] .流体力学实验与测量,2004,18(3) : 1-5. 等奖、二等奖、三等奖各1项.发表学术论文40余篇,其中被 SCI检索30余篇. 作者简介: [15] DUAN Haibin,SHAO Shan,SU Bingwei,et al. New development [8] NICKOL C L,GUYN M D,KOHOUT LL,et al. High altitude long endurance air vehicle analysis of alternatives and technology requirements development[ C] //Proceedings of the 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno,USA,2007: AIAA-2007-1050. QIU Yuxin,CHENG Yahong,XU Jiachang. A brief dis￾cussion of high-altitude long-endurance unmanned aerial vehicle aerodynamic research[J] . Experiments and Meas￾urements in Fluid Mechanics,2004,18(3) : 1-5. ZHOU Jiangbin,YUAN Jianping,LUO Jianjun,et al. Navigation system of HALE UAV(high altitude long en￾durance unmanned aerial vehicle) suitable for China[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University,2008,26 (4) :463-467. 14】]赵刚,蔡元虎,屠秋野,等.高空长航时无人机用涡扇发 动机技术分析[J] .推进技术,2009,30(2) : 154-158, 181. 统 199· thoughts on the bio-inspired intelligence based control for unmanned combat aerial vehicle [ J]. Science China: Technological Sciences,2010,53(8) : 2025-2031. 11] 曹秋生,张会军.高空长航时无人机的发展特点及技术 难点探讨[J] .中国电子科学研究院学报,2008,3(1) : 8-13. 范彦铭,男,1964年生,研究员,中 航工业沈阳飞机设计研究所副总设计 师,中航工业集团首席专家,主要研究 方向为先进飞行控制系统.先后荣获国 防科学技术进步特等奖、一等奖各1 次、二等奖4次,荣立部级一等功1次、 二等功2次、三等功1次,曾被授予"沈阳市青年科技先锋" 称号,发表学术论文20余篇. 段海滨,男,1976年生,副教授,博 士生导师,博士,主要研究方向为无人 机自主控制与智能决策、计算机仿生视 觉等.主持国家自然科学基金3项、国 家"863"计划4项、航空科学基金3项, 作为第一完成人获省部级科技进步一