警用无人机造型设计研究

杨柠

摘要：中国特色社会主义进入新时代，人民对社会安全环境的需求不断提高，为保障人民生命财产安全、维护社会稳定，预防犯罪、防止突发事件、处置群体事件等方面需要不断借助高科技手段。研究警用无人机作为一种新型高科技设备，其在警务日常任务中的应用将大大提高任务的效率和安全性，让科技强警更具现实意义。通过对我国不同警种执行任务时，对警用无人机不同功能需求以及对警用无人机的应用场景分析，侧重艺术设计与科学技术间的和谐统一，强化和追求警用无人机外形所具备的客观的合理的美，以满足警用无人机造型设计和实现机能上的理想形态，运用艺术与技术的规律，强调“以人为本”的设计理念，从设计、使用、体验等方面探索满足各类需求的警用无人机造型概念设计。

关键词：警用无人机;造型设计;仿生设计

中国分类号：TB472 文献标识码：A

文章编码：1672-7053（2018}07-0049-02

纵观无人机的自身特点结合警用领域的具体情况分析，警用无人机的应用前景非常广泛，其在诸多警种任务中都具有独特的优势。2016年作为无人机元年，一大批新型无人机相继投产，全球无人机研发水平已经能够充分满足军事和民用的各个领域。从技术层面上看，国内无人机研究起步早，从设计到应用以及整体系统集成方面都具有一定的经验，拥有一定的技术积淀。从应用层面上看，“类警用无人机”已经在实际使用中取得一定的效果。无人机凭借其本身相对低廉的生产成本、便捷的可操控性、高度的灵活性等优点，可在高空完成各类任务，并能够有效降低人员伤亡等优势，可以快捷高效地完成应急救援、陆水搜救、应急追踪、现场取证等急、难、险、重任务。相信在不久的将来，警用无人机将广泛应用在公共安全、反恐任务、消防安全、交通指挥等各类警用领域。这将是我国警务系统在信息化快速发展的局面下，高效完成犯罪打击、安全维稳、保护民众等警务需求的有力保障。然而，先进的警用无人机设计不应只局限在基于应用场景和功能上的需求，还应当在警用无人机的造型设计上不断创新，在视觉上满足民众安全感的同时，还要给犯罪分子以足够的震慑，这是我们亟待解决的问题。

无人机产业发展迅猛，已经应用于诸多领域，无人机凭借相对低廉的生产成本、有效降低传统人工作业伤亡率、广泛的应用场景、快速便捷的操作等众多优势，使其应用范围由军事领域扩大到了民用领域。在军事领域，它可以用于空中侦察、监视、军事攻击、目标模拟等任务;在民用领域，可用于消费娱乐、影视航拍、农林业、工业、救灾以及公共安全等行业。无人机产业革命成为了全球新一轮科技革命的热点，其发展也关系到国与国之间以及民众的利益，已经成为整个通用航空重要的发展方向，同时也将引领中国新一轮的经济增长。

目前，国内外各领域无人机的造型设计也伴随着无人机的发展而不断迭代，从早期只侧重于满足基本功能的造型设计，逐渐演变成基于使用场景、功能需求，集成仿生学、形态语义学、材料学等众多因素综合设计的发展趋势。但纵观国内外无人机造型设计，不论军事领域或民用领域，警用无人机的造型设计都尚属空白或刚刚起步。

1 仿生学设计实践分析及现有产品造型震慑力缺陷

现有“类警用无人机”产品主要是从国内企业由航模到消费级再到工业级的方式发展而来。由于国内外还缺乏相应的警用无人机标准，到底什么样的警用无人机造型设计才是适合的还存在诸多争议。

2 产品形态语义学实践分析及现有功能不足

警用产品，在功能上有很高、很丰富的要求，而且在产品造型设计上，也有很多需要表达的元素。这种元素的传达，其实也是一种非常重要的功能，正如在公共场合里巡逻的警务人员，不一定都是为了抓坏人，很多时候警务人员巡逻而且配备各类警用产品、穿戴制服巡逻，是给犯罪分子震慑的作用，给民众安全感的作用，这就是形式感上的必要需求。虽然是表面一種造型的形式，但是却是一种更为实在的功能的体现。对于警用无人机产品的造型设计应当能够达到人们观看后能够产生这样的感情认同，比如看起来很专业，科技感强，性能强悍，产品的功能丰富，结构牢固。它能对罪犯心里产生足够的威慑力，给人民群众足够的安全感。合理运用产品形态语义学的相关理念，在警用无人机造型设计中运用形态语义学的综合编码进行分析，能够将上述感性的需求在警用无人机的造型设计当中展现出来，从而弥补现有“类警用无人机”造型设计方面缺乏震慑力、科技感、性能强等方面的不足。就产品形态语义层面而言，若想将产品的造型形态按照预想的设计进行表达，需要将形态语义自身的特性研究透彻，才能够有效的分配产品形态语义的设计分量，形态语义学往往被分为外延和内涵两部分。

3 应用仿生学设计原理对无人机造型设计的改进

目前市面主要的无人机的造型大都采用了仿生造型设计，无外乎选择的是形态仿生还是功能仿生，但主要还是以形态仿生为主。这是因为无人机本身要满足移动灵活、续航持久等需求，这就意味着其设计必须符合空气动力学等原理，这也解释了为什么大部分无人机都选择了形态仿生设计。

仿生学在工业设计中的应用举不胜举，在工业设计的产品造型领域更是常用的一种设计手段，而仿生学设计原理应用于无人机的造型设计并在设计当中给予改进，也是—种较为常见的方法。但是鉴于本课题造型设计研究尚属起步阶段，市面上鲜有成型产品，因此在设计上应当有别于传统飞禽类形态仿生设计，例如，陆地动物，抛出全新的形态特性，突出造型设计的全新理念。

警用无人机“啸天”，从产品的名称就可以清楚的了解，它是希望设计模仿陆地上的犬科动物，产品整体的造型灵感来源于我国古代神话传说中二郎神的哮天犬。其产品特性和神话当中的角色，无论从职责，还是功能上能都达到形神合一的感觉，无论从犬科的本身特性还是从神话当中赋予角色的职责所在，都生动的赋予了警用无人机“啸天”形象的定位。

整体的造型设计上模拟了犬科的类似造型，从各类功能布局上也参考了犬科动物身体的各个器官相应布局，例如犬类的攻击武器更多的集中在头部，警用无人机啸天所具备的类似于攻击的催泪瓦斯、荷枪实弹的发射装置也设计在了警用无人机的机头位置。犬类快速移动得益于犬类的四肢，而警用无人机“啸天”的动力设计也模拟选择将螺旋飞行器设置在机身的两侧，在保持平衡的同时，最大化的模拟犬类动力输出的分布方式。警用无人机“啸天”更多的是模仿犬科动物形态如图1所示，整体选择了类似于凶猛的犬科动物发起攻击一刹那将整个脊椎弯曲，弓起身体的动势，能够很好的营造出呼之欲出的视觉震撼效果，能够快速的产生震慑力，同时给人以安全感。得益于仿生学的设计理念并综合运用在犬科的造型模拟，从而将警用无人机的造型设计进行了较为理想的改进。

4 应用产品形态语义学对无人机造型设计的改进

通过仿生形态设计出大体造型和机身布局后，进入到这一阶段更为具体的形态语义学的编码传达环节，通过这一重要设计能够有效改进无人机的造型。从整体造型、材料质感、颜色、指向性等方面都要细致的进行分析，才能保证受众能够理解形态编码，从而理解整个警用无人机的设计。在此环节，无人机造型设计要深度分析受众心里，将各类传达编码进行有机的整合，将各类信息展现在造型设计上，最后得出形态编码，從而完成整体设计。

如图2所示，警用无人机“啸天”的机头位置比较圆润，特意在机头上下两个部分增加几道腰线的造型设计，将机头部分分割弱化，有效的减少了因圆润而造成的笨拙感。同时向前探头的动势和向后延伸的腰线形成视觉对冲，产生了矛盾感，能够让受众感受到先后内外的力量交错，产生了震慑感，达到了新的美感效果。

造型设计方面，采用仿生学造型，碳纤维的机身设计，独特的大型可旋转角度螺旋翼，不仅使警用无人机本身造型震撼、视觉张力突出，同时也在功能上给予了各警种最大满足，可以有效降低警务人员出勤率和伤亡率，同时可以提高警用无人机辖区内的安全。

5 研究总结

综上所述，本课题研究得出如下结论：

1）随着中国无人机产业的飞速发展，无人机从军用到民用再精准转向警用，已成必然趋势。目前社会对警用无人机的需求已经由观望阶段转为试点阶段，但有很多警用无人机因造型设计不足，使得现有产品在外观甚至使用功能上都受了极大的影响。

2）警用无人机的造型设计，必须要将“震慑力”的表现作为首要设计因素，并将功能与造型完美结合，摒弃以往民用无人机平台逆向研发的思路，只具有基本的功能和类警用的设计。由于受众对产品造型的需求不断提升，警用无人机的造型设计必须将高新技术和与之相称的设计有机的整合、表现。保证具有视觉张力的造型和丰富的产品功能，将设计的附加价值提升到新的高度。

参考文献

[1]阮晓东.无人机角色：从消费级到工业级，新经济导刊，2016 （8）.

[2]张琨，薛亚洲，罗霄.某小型无人机安全起降系统设计，中国科技信息，2018 （3）.

[3]泰武，张爱华，李进，美国的小型无人机.飞航导弹，2007 （2）.