研究表明，21世纪的军事斗争具有多样化形式，在非常规作战环境下，由排、班一级的小分队直至单个士兵来执行作战任务的几率增加，因此，对可由排、班直至单个士兵使用的微型无人机（MAV）系统提出了作战需求。与传统大型无人机相比，MAV具有自身独特优势及军事应用价值。因此，在未来战场上，传统大型无人机和MAV可同时存在，协同作战，作用互补。
一、有关MAV的基本定义及军事应用分析
随着20世纪80年代末纳米技术的研究以及各种先进的微型制造技术、微电机系统、微电子和先进的一体化技术的飞速发展，为研制MAV奠定了一定的技术基础，出现了"纳米"或"微纳米"的新型武器。在这些武器中，发展最快、应用最多的是纳米或微纳米飞行器，这将使单兵使用无人机系统成为可能。
为了使人们能更直观地了解纳米飞行器的功能和发展，一些专家把10cm左右的飞行器笼统地称为纳米飞行器。
美国通过对MAV所需的特殊空气动力要求以及技术可行性研究后，一般把MAV的有关参数定义为：长、宽、高在15cm以下，重量在10~500g，最佳使用高度在45~60m，最高可达150m，飞行速度在10~20m/s，最大航程10km左右，最大续航时间在2h以上。有人把翼展或机体直径不超过60cm的无人机也归为MAV之列。
由于MAV可局部部署，通过小范围侦察，可向单兵或小规模战斗部队提供所需要的信息，因此，可使部队在侦察过程中的伤亡率大大减小，同时大幅提高作战效率。MAV的主要军事价值可归纳为如下几点。
1.在复杂城市环境中作战
由于MAV体积小、速度慢、机动灵活，可以由分散单兵、班、排一级的小分队操作控制，因此，非常适合在建筑物林立众多、地面极其复杂的城市环境中作战，除此之外的其他大型飞行器就难以在这样的复杂环境中完成相应作战任务。
2.低空侦察和通讯
MAV携带成像传感器可进行全天候监视侦察，甚至可飞到大型建筑物周围、敌方窗台上进行秘密侦察，探测建筑物内部目标活动情况，窃听对方情报；当在大部队难以进入的偏远山区作战时，可用MAV完成侦察、监视和通信任务，并可将侦察信息实时传送回来。
3.实施高效电子干扰和对地攻击
MAV发出的干扰信号虽然很小，但它可以飞到离敌人雷达很近的区域，实施高效干扰，如果增加MAV数量，其干扰效果则更佳；MAV可携带高能炸药，被遥控定点飞行到敌方雷达或通讯中枢释放，则可发起有效攻击，取得事半功倍的作战效果。
4.对生化武器进行探测、识别
生化武器的危害尽人皆知，在对这类武器进行识别和探测时，需要极其小心谨慎，但也难免造成沾染甚至不必要的伤亡，而MAV可以"毫无顾忌"地飞入这类目标进行探测，不存在人员伤亡、沾染等问题。
5.协助跳伞求生飞行员逃生
MAV配置在大型作战飞机弹射座椅上，飞行员跳伞求生时，MAV可以协助飞行员侦察敌情、向己方营救部队发送求救信号，帮助飞行员逃生等。
此外，还可用于通信中继、环境研究、对自然灾害监视和救援、边境巡逻与控制、毒品禁运、农业勘测等民用的诸多方面。
二、MAV的研究进展
最早研制MAV并取得一定进展的国家主要是美国，英、法、德、以色列、瑞典和加拿大等国对MAV也很感兴趣。
在1995年之前，美国的一些大学、工业研究所对MAV进行了开创性初始研究，之后，美国国防部预研局组建了MAV可行性研究小组，1996年正式成立了由用户和研究人员共同组成的联合小组，1997年制定了为期4年的研制和验证计划，1998年美国国防部预研局拨专款3500万美元进行MAV的开发研制，计划研制翼展为15cm 左右、航程5~10km、配有自动驾驶系统和电视摄像机并能昼夜传送高质量地面图像，能够执行军用任务的MAV。
目前，美国洛克希德和航空环境等公司已开发研制出多种型号的MAV，一部分已进入飞行试验阶段。此外，有关公司还对直升翼和扑翼型MAV开展研究。表1列出了几种进入飞行试验阶段的MAV。
美国在研究MAV如何飞行的同时，对其机载设备，如微型惯导系统、微型gps 系统、微型飞控系统、微型动力装置等多种系统也进行了同步研究。其中MAV发动机目前已研究了多种型号：（1）氢燃料微型涡喷发动机，它由硅制作，动力装置重1g，可产生10~30W推力；（2）柴油发动机，只有2cm长，可产生80W推力；（3）轻型热电发动机，直接把热能转化为电能，可从1cm3内燃机的废热中产生20W电能。
美国海军、海军陆战队和陆军有关部门对MAV也进行了研究。美国海军在2001年展示的MAV主要用于近距雷达干扰和支援陆战小分队作战行动，其长15cm，一次飞行20~30min；海军的备选机型还有双发MAV，其发动机外型像铅笔，包括控制器和所有齿轮装置的发动机全重仅为6g，当效率为80%时，发动机输出功率为2W，在旋转速度为5000rpm时，最大连续输出功率可达4W。除此之外，海军与美国国防部预研局共同制定了研制微型机械飞行昆虫项目，这是一种遥控型且可空中稳定悬停的MAV，主要用于远距离武器投放。
美国海军陆战队与桑德斯公司合作研制了翼展48cm、重200g左右、配有完整传感器的MAV，并已试飞。预计在2005年投入使用。
美国陆军与有关公司正在发展手射型和管射型MAV，手射型MAV在不影响载体作战的同时可从轻型卡车、布雷德利战车等载体上发射；管射型MAV可用120/155mm火炮、火箭发射，射程可达50km左右，该种MAV可重复使用，空中飞行时间可达1h，配有全天候图像传感器，可发回高质量图像，价格为4000~8000美元/架。
目前MAV的研制工作主要集中在如何飞行上，而且同样的技术可用在飞行器爬行、走动、滚动、跳跃和游泳等，如果MAV拥有这些能力，就可执行多种特殊任务，如悄悄溜进他人门内或通风系统等，然后秘密部署传感器或放置致命的或非致命的炸弹等武器。
三、MAV关键技术简析
MAV是一个全新的研究课题，许多在有人飞行器或大型无人机上成熟的通用关键技术在MAV领域不再适用，对MAV的研制和发展，将面临着许多关键技术的进一步研究、论证和实验。
1.低雷诺数空气动力学、全三维空气动力学
因为MAV有尺寸微小、飞行速度低等特点，因此现行常规飞机的翼型设计技术在MAV上难以产生足够的升力。如维持100g的MAV的正常飞行需要有8～9的升力系数，但是采用现有的翼型设计技术，当MAV以40m/s飞行时，其升力系数只有1.0～1.5。因此，要使MAV正常飞行，必须深入研究和解决低雷诺数空气动力学问题。
MAV整个飞行包线都处在20000~100000的低雷诺数范围内，此时机翼上的气流具有难以模拟的效应，如由层流分离引起的迟滞失速等问题，而在MAV低速飞行时层流起主导作用，它能产生想象不到的相当大的力和力矩，因此，不能采用传统的对二维机翼的分析方法，而必须采用全三维空气动力学分析方法。但对飞行器采用全三维分析缺少可用数据，将遇到很大困难。
2.机载设备微型化技术
由于MAV体积很小，其上的各种机载系统如微型光电传感器、通信链路、导航等系统比传统飞机机载系统要大幅度减小，这将给这些系统的设计和研制带来很多实际困难，同时这些系统涉及到的许多技术之间有很强的关联性，因此，要对系统开发综合考虑，这更增加了研制难度。例如，许多需要选用的探测器孔径尺寸是根据某些物理定律决定的，同时它所达到的能量密度又与它的电源体积有关，因此，必须通盘考虑探测器和电源的研制，亦可研制多功能系统，如可以让天线同时兼作配平安定面，支架充当多种任务角色等。
3.微机电技术
微机电系统是微电路和微机械按功能要求在芯片上集成的一个独立的智能系统，主要包括传感器、制动器、电源、信号处理和控制电路等系统，其尺寸为μｍ ～ ｎｍ级，整个系统体积为１ｍｍ３或更小，并且要具有响应快、低能耗、可靠性高、易于更换、制造成本低、机械特性及电气特性好等特点，这将给研制系统带来很大难度。
4.微型推进技术
微型动力装置是ＭＡＶ性能好坏的关键因素之一，该系统的研制难度更大。目前采用的技术方案包括蓄电池、锂电池的电动机，微型柴油发动机等，为进一步提高微型驱动设备的效率，美国麻省理工学院正在实验室环境下开发微型涡轮喷气发动机，据称，该类微型装置可采用生产计算机芯片相同的技术和设备，实现批生产，其尺寸可缩小到米粒大小，前景非常可观。
5.一体化技术
对于ＭＡＶ来说，更需要将诸如动力装置和机体结构等系统进行一体化设计，但是采用常规的硬件一体化技术对ＭＡＶ来说难以奏效，必须另辟蹊径。目前飞速发展的微电子、微电机技术为其发展奠定了技术基础。
6.飞行控制技术
对于低速飞行的ＭＡＶ，如何有效地控制其在阵风以及紊流的气象条件下正常飞行，并完成作战任务是很困难的。因为在常规飞机上采用的可操纵翼面和小型作动器技术套用在ＭＡＶ上根本行不通，必须研究其他可行技术来实现对ＭＡＶ的飞行控制。目前正研究采用环量控制技术来控制ＭＡＶ的飞行，该技术的工作原理是让吹过圆形机翼后缘表面的一层高速空气吸附在其表面上，使驻点后移，从而在减小阻力的同时增加环量和升力。
环量控制技术曾在２０世纪７０年代末的Ａ－６飞机上进行过增升飞行试验，可使飞机在没有可操纵翼面的情况下，升力系数达到５．５以上，如有较小的可操纵襟翼，可使升力系数达到８～９。该技术不仅可提高升力，还能实现空气动力控制。实验表明，采用环量控制技术实现ＭＡＶ的飞行控制是可行的，但还有许多技术问题需要深入研究。
