飞控是飞行器的大脑，无人直升机飞控更复杂，更高精度
思瀚产业研究院    2024-10-20

无人机飞控系统和无人直升机飞控系统虽然在功能上都扮演着飞行器的“大脑”角色，但它们在实现方式和面临的技术挑战上存在一些差异。无人机飞控系统和无人直升机飞控系统在构成上的不同点主要体现在以下几个方面：

➢ 操纵系统复杂性：无人直升机飞控系统具有更复杂的操纵机构，包括自动倾斜器、变距舵机和拉杆组件，这些机构专门用于控制旋翼的飞行姿态，而无人机飞控系统通常不需要这些组件。

➢ 航向与油门控制：无人直升机飞控系统具有专门的航向操纵机构和油门操纵机构，用于控制尾桨距角和发动机油门，而多旋翼无人机的飞控系统通常通过整体调整电机转速来控制飞行姿态。

➢ 飞行控制算法：无人直升机的飞控计算机需要处理更复杂的飞行控制算法，特别是涉及旋翼周期变距的控制，而无人机的飞控算法更侧重于多旋翼的转速调整。

无人机与无人直升机飞控系统构成

➢无人机

传感器部分 ：包括IMU（惯性测量单元）、GPS（全球定位系统）、气压计、超声波传感器等，用于获取无人机的实时姿态、位置、高度、速度等信息。

（飞控子系统）：作为飞控系统的大脑，负责处理传感器数据，执行飞行控制算法，输出控制指令。

伺服作动设备（舵机）：根据飞控计算机的指令调节电机转速或舵面偏转，实现无人机的姿态控制。

通信与导航系统：用于无人机和地面控制站之间的数据传输，包括遥测数据和遥控指令。

电源管理：为飞控系统及其组件提供稳定的电力供应。

任务载荷接口：允许无人机携带并使用不同的任务设备，如摄像头、传感器等。

➢无人直升机

传感器部分：与无人机类似，但可能需要更高精度和更多样化的传感器来适应更复杂的飞行模式。

机载计算机（飞控子系统）：更为复杂，能够处理更复杂的飞行控制算法，如旋翼的周期变距控制。

操纵系统：包括自动倾斜器、变距舵机和拉杆组件，用于控制旋翼的飞行姿态。

航向操纵机构：通过航向舵机驱动推拉钢索，控制尾桨变距机构，实现航向控制。

油门操纵机构：通过油门舵机控制发动机油门的开启度，实现对发动机的控制。

通信与导航系统：包括地面控制站、机载姿态传感器、定位与导航设备等，确保精确的飞行控制和导航。

电源管理：为无人直升机的飞控系统和任务设备提供电力。

任务载荷接口：根据任务需求携带不同的设备，如侦察、监视设备等。

1、我国军用、工业级无人机飞控市场规模可观，未来向智能化、模块化、星链技术发展

飞控系统在国内无人机领域中具有重要应用，预计2030年市场规模将达到50亿元以上。无人机在航拍、测量、农业、物流配送、建筑监测、安全监控等领域的应用需要高性能的飞控系统来支持。据航空产业网测算，2023年中国军用无人机市场规模约为百亿级，其中飞控系统市场规模约为36亿元，预计到2030年将达到50亿元以上；工业级无人机市场规模约为20亿元量级，其中飞控系统市场规模约为4.49亿元，预计到2030年将超过11亿元。

无人机飞控系统的发展趋势可以从以下几个方面进行概述：

➢ 智能化与自主化：随着人工智能、大数据等技术的发展，无人机飞控系统正逐步实现智能化和自动化。这包括自适应控制算法，使无人机能够自主判断飞行状态并相应调整控制策略，从而提高系统的稳定性和可靠性 。

➢ 软件模块化：硬件SoC化将带来软件结构的标准化，不同功能的软件模块可以通过标准化的底层驱动和通信协议进行共享和升级，形成飞控软件的商业模式，降低新功能开发的难度。

➢ 星链技术：美国太空探索技术公司提出的星链（Starlink）计划，是一种低轨互联网星座计划。它的目标是建设一个全球覆盖、大容量、低时延的天基通信系统，在全球范围内提供高速互联网服务。这种技术可以有效推动军事通信网络与商业通信网络之间的无缝切换。

星链技术在无人机的具体应用

➢远程控制：星链技术为无人机提供了全球范围内的通信覆盖，使得无人机可以在任何地方进行远程控制。这种技术极大地扩展了无人机的作战范围和应用场景。

➢实时数据传输：星链技术提供的高速数据传输服务使得无人机在执行任务过程中能够实时传输视频、图像等信息。这对于指挥员获取实时、准确的战场情报至关重要。

➢自主导航：通过星链技术，无人机可以接收准确的全球定位信号，实现精确的自主导航。这大大提高了无人机的作战效率和生存能力。

2、飞控系统分为开源飞控和商品飞控，昂际航电飞控技术国内领先

➢ 主要的飞控设计生产厂商有：大疆创新、成都纵横、极飞科技、零度智控、易瓦特、3Drobotics、Parrot。

➢ 飞控按照是否公开源代码的方式分为开源飞控和商品飞控：开源飞控的代表有：APM、AutoQuad、PX4/Pixhawk等，商品飞控主要有大疆公司的A3系列、零度智控的X4-V2无人机飞控、极飞科技SUPERX2等。评价飞控的好坏主要考虑四个方面：适配、稳定、功能、服务。

➢ 昂际航电凭借中美技术转让和专业背景，在国产飞控系统领域占据领先地位；而其他企业则在续航、取证、安全性等方面面临挑战。国内飞控系统领域，昂际航电和电科航电表现突出，分别专注于民用和军用市场。昂际航电得益于中美技术转让，拥有波音787的核心技术，成为C919飞控系统的核心供应商，并已启动针对EVTOL的高集成化项目。

➢ 在国产飞控系统厂商排序中，昂际航电和电科航电位于T1级别。T2级别是军工企业，面临续航和取证挑战。T3级别包括车企，尽管智能驾驶技术先进，但与航天航空相比仍有较大差距。T4级别则是从无人机领域转型的企业，其安全性和体系支撑尚需加强。

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