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無人航空系統(UAS)的類型有哪些?
無人航空系統(UAS)已經徹底改變了從農業、航拍到國家安全與科學研究等多個行業。其多樣化與高度適應性催生了針對不同任務和環境的多種類型。隨著這些系統不斷演進，了解它們的分類、能力與相關術語，對專業人士與初學者而言都至關重要。
什么是 UAS?
“UAS” 是 “Unmanned Aircraft System”(無人航空系統)的縮寫。
這一術語不僅包括無人機本體(UAV，Unmanned Aerial Vehicle)，還涵蓋其運行所需的全部組成部分，如地面控制站、通信鏈路及其他輔助設備。
理解 UAS 是一個“系統”至關重要，它強調了這些組件之間的互聯性與協同作用，共同實現無人飛行任務。
什么是 sUAS?
“sUAS” 是 “Small Unmanned Aircraft Systems”(小型無人航空系統)的縮寫。
美國聯邦航空管理局(FAA)通常將其定義為總重量低于 55 磅(約 25 千克)的系統。
由于體積小、易部署以及較為簡化的監管要求，sUAS 被廣泛應用于娛樂與商業領域。
UAS 與 UAV 有什么區別?
“UAS” 和 “UAV”(無人飛行器)這兩個術語經常被混用，導致一定混淆。雖然它們都指無人駕駛的航空器，但 UAS 是更全面、更準確的術語。
UAV(Unmanned Aerial Vehicle)：僅指飛行器本身，也就是我們常說的“無人機”。
UAS(Unmanned Aircraft System)：包括 UAV 以及所有配套設備，如地面控制站、通信系統與相關軟件。
簡而言之，每一架 UAV 都是 UAS 的一部分，但 UAS 是一個完整的無人航空作業系統。
無人航空系統(UAS)的類型
無人航空系統(UAS)一般由三個主要部分組成：
飛行器本體、傳感器載荷以及地面控制站。
地面控制站由一名或多名操作員及指定飛行員負責，有時還會配備安全觀察員。其設計因平臺類型與任務需求而異。
大型無人機通常使用配備在車輛或拖車內的專用控制系統，以便在受通信或航程限制的情況下保持接近作業區域;而小型無人機則多采用便攜式地面站，如筆記本電腦或背包式輕型設備，可在野外、船只或小型車輛中輕松部署。
根據民用標準，UAS 主要可分為以下幾類：
MAV/NAV(Micro/Miniature or Nano Air Vehicles，微型/納米級無人機)
特點是體積極小(可裝入背包)，通常在低空(<330 米)運行。受電池容量限制，續航時間約為 5–30 分鐘。
VTOL(Vertical Take-Off & Landing，垂直起降無人機)
無需跑道即可起降，特別適合地形受限的環境。雖然可在不同高度飛行，但多為低空作業。由于懸停功率需求高，其續航時間有限，除非使用更大型燃料機型。
LASE(Low Altitude, Short-Endurance，低空短航時型無人機)
也稱為 sUAS(小型無人機系統)，具有易部署、便于攜帶和回收等特性，無需跑道。通常重量約 2–5 千克，翼展小于 3 米，續航時間 1–2 小時，作業半徑僅為數公里。
LASE Close(近程低空短航時型無人機)
此類無人機體積與重量更大，部分需依賴跑道起降。可在約 1,500 米高度運行，飛行時間可達數小時，經過特別改裝的機型甚至可突破這一限制。
LALE(Low Altitude, Long Endurance，低空長航時型)
屬于美國聯邦航空管理局(FAA)sUAS 分類的上限，這類無人機可搭載數公斤級載荷，在數千米高度執行長時間任務。
MALE(Medium Altitude, Long Endurance，中空長航時型)
相較低空無人機，體型更大，可在最高約 9,000 米的高度飛行，作業范圍可覆蓋距地面站數百公里的區域，并可持續飛行數小時。
HALE(High Altitude, Long Endurance，高空長航時型)
是體積最大、系統最復雜的無人航空系統，甚至超過許多有人通用航空器的尺寸。它們可在 20,000 米或更高的高度執行跨越數千公里的任務，部分型號續航超過 30 小時，并創造了飛行高度與航時紀錄。
電池驅動的無人機是否僅用于低空飛行?
大多數情況下確實如此，但也有例外。電動無人機主要在低空作業，原因包括：
能量限制： 電池的能量密度低于燃料。
續航約束： 大多數電動無人機的飛行時間為 30–90 分鐘，更適合低空任務。
空氣動力學特性： 電動推進在小型、短程任務中表現最佳。
動力挑戰： 中高空空氣稀薄會降低螺旋槳效率，而低溫會加速電池電量消耗。
不過，也有部分高空無人機采用太陽能電池系統(例如空中客車 Zephyr)，可在 60,000 英尺(約 18,000 米)以上高空實現長航時飛行。
結語
從掌上型 NAV 到平流層級的 HALE 平臺，了解無人航空系統(UAS)的類型有助于針對不同任務選擇最優方案。隨著技術不斷進步，UAS 正在持續推動各行各業的變革，同時也提醒我們在創新與高效的同時，應堅持規范、安全與負責任的應用原則。
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