无人航空系统(UAS)的类型有哪些?

无人航空系统(UAS)已经彻底改变了从农业、航拍到国家安全与科学研究等多个行业。其多样化与高度适应性催生了针对不同任务和环境的多种类型。随着这些系统不断演进，了解它们的分类、能力与相关术语，对专业人士与初学者而言都至关重要。

什么是 UAS?

“UAS” 是 “Unmanned Aircraft System”(无人航空系统)的缩写。

这一术语不仅包括无人机本体(UAV，Unmanned Aerial Vehicle)，还涵盖其运行所需的全部组成部分，如地面控制站、通信链路及其他辅助设备。

理解 UAS 是一个“系统”至关重要，它强调了这些组件之间的互联性与协同作用，共同实现无人飞行任务。

什么是 sUAS?

“sUAS” 是 “Small Unmanned Aircraft Systems”(小型无人航空系统)的缩写。

美国联邦航空管理局(FAA)通常将其定义为总重量低于 55 磅(约 25 千克)的系统。

由于体积小、易部署以及较为简化的监管要求，sUAS 被广泛应用于娱乐与商业领域。

UAS 与 UAV 有什么区别?

“UAS” 和 “UAV”(无人飞行器)这两个术语经常被混用，导致一定混淆。虽然它们都指无人驾驶的航空器，但 UAS 是更全面、更准确的术语。

UAV(Unmanned Aerial Vehicle)：仅指飞行器本身，也就是我们常说的“无人机”。

UAS(Unmanned Aircraft System)：包括 UAV 以及所有配套设备，如地面控制站、通信系统与相关软件。

简而言之，每一架 UAV 都是 UAS 的一部分，但 UAS 是一个完整的无人航空作业系统。

无人航空系统(UAS)的类型

无人航空系统(UAS)一般由三个主要部分组成：

飞行器本体、传感器载荷以及地面控制站。

地面控制站由一名或多名操作员及指定飞行员负责，有时还会配备安全观察员。其设计因平台类型与任务需求而异。

大型无人机通常使用配备在车辆或拖车内的专用控制系统，以便在受通信或航程限制的情况下保持接近作业区域;而小型无人机则多采用便携式地面站，如笔记本电脑或背包式轻型设备，可在野外、船只或小型车辆中轻松部署。

根据民用标准，UAS 主要可分为以下几类：

MAV/NAV(Micro/Miniature or Nano Air Vehicles，微型/纳米级无人机)

特点是体积极小(可装入背包)，通常在低空(<330 米)运行。受电池容量限制，续航时间约为 5–30 分钟。

VTOL(Vertical Take-Off & Landing，垂直起降无人机)

无需跑道即可起降，特别适合地形受限的环境。虽然可在不同高度飞行，但多为低空作业。由于悬停功率需求高，其续航时间有限，除非使用更大型燃料机型。

LASE(Low Altitude, Short-Endurance，低空短航时型无人机)

也称为 sUAS(小型无人机系统)，具有易部署、便于携带和回收等特性，无需跑道。通常重量约 2–5 千克，翼展小于 3 米，续航时间 1–2 小时，作业半径仅为数公里。

LASE Close(近程低空短航时型无人机)

此类无人机体积与重量更大，部分需依赖跑道起降。可在约 1,500 米高度运行，飞行时间可达数小时，经过特别改装的机型甚至可突破这一限制。

LALE(Low Altitude, Long Endurance，低空长航时型)

属于美国联邦航空管理局(FAA)sUAS 分类的上限，这类无人机可搭载数公斤级载荷，在数千米高度执行长时间任务。

MALE(Medium Altitude, Long Endurance，中空长航时型)

相较低空无人机，体型更大，可在最高约 9,000 米的高度飞行，作业范围可覆盖距地面站数百公里的区域，并可持续飞行数小时。

HALE(High Altitude, Long Endurance，高空长航时型)

是体积最大、系统最复杂的无人航空系统，甚至超过许多有人通用航空器的尺寸。它们可在 20,000 米或更高的高度执行跨越数千公里的任务，部分型号续航超过 30 小时，并创造了飞行高度与航时纪录。

电池驱动的无人机是否仅用于低空飞行?

大多数情况下确实如此，但也有例外。电动无人机主要在低空作业，原因包括：

能量限制： 电池的能量密度低于燃料。

续航约束： 大多数电动无人机的飞行时间为 30–90 分钟，更适合低空任务。

空气动力学特性： 电动推进在小型、短程任务中表现最佳。

动力挑战： 中高空空气稀薄会降低螺旋桨效率，而低温会加速电池电量消耗。

不过，也有部分高空无人机采用太阳能电池系统(例如空中客车 Zephyr)，可在 60,000 英尺(约 18,000 米)以上高空实现长航时飞行。

结语

从掌上型 NAV 到平流层级的 HALE 平台，了解无人航空系统(UAS)的类型有助于针对不同任务选择最优方案。随着技术不断进步，UAS 正在持续推动各行各业的变革，同时也提醒我们在创新与高效的同时，应坚持规范、安全与负责任的应用原则。

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