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国内外三旋翼无人机现状
来源:Admin  发布时间:2015-10-13  点击量 2574 次

目前,美国国防部正在大力推动“未来垂直起降飞机”(FVL)计划,旨在研制一系列新型垂直起降飞机,对陆军老化的直升机群进行更新换代,预计下一代垂直起降飞机将于2035年前后服役。随着国内市场逐步打开,在国防建设和国民经济建设中发挥着重要作用,并逐渐形成了较大的产业模式。因此垂直起降旋翼机的前景可打量却不可估量,中国市场亦是前景无量。旋翼机产业由于是战略性的高技术产业,不仅对其它相关产业有较大的带动和促进作用,如制造业、运输业、旅游业等,而且旋翼机产业事关一国的国防现代化水平,因此,美国、法国、英国、德国、意大利、俄罗斯等国都大力扶持本国旋翼机产业的发展。

在军用领域中,三旋翼垂直起降固定翼空中机器人无需起飞跑道,只需要提供一个停机坪即可实现起飞,因此可在多种平台上使用。在民用领域中,三旋翼垂直起降固定翼空中机器人可广泛用于林业巡航,由于固定翼的续航时间远远大于直升机,因为可以大大提高工作效率。同时,三旋翼的抗风能力较高,因此还可用于海上巡逻,对于台风路径数据采集有很大的帮助。

目前国内外垂直起降的飞机大致有以下几种:以F-35为代表的利用升力风扇与矢量喷管共同作用实现垂直起降的方式(如1所示),该技术难度非常大,对发动机的功率要求与控制精度非常高,国内暂时没有实现的可能性;以西工大“灵龙”(如2所示)为代表的旋翼垂直起降后锁定为固定翼的方式,经过了十多年的发展,目前的灵龙已实现了垂直起降与平飞的自由切换,但目前仅在小型无人机上实现了该技术,在大型化的道路上也遇到了很大的工程化问题;以XFY-1验证机(如3所示)为代表的垂直起飞后拉平作固定翼飞行的模式,该模式最大的难度在于垂直降落,需要将无人机拉至垂直爬升状态再逐渐减小拉力降落;以XC-142(如4所示)为代表的倾转机翼实现垂直起降,该方式的优点是能够携带多发发动机,水平飞行速度更大,难点在于垂直起降改平飞的过程中,机翼面临的是一个大攻角流畅,而大攻角流场的计算仿真一直是一个世界性难题;目前倾转旋翼的最成熟应用为V-22鱼鹰倾转旋翼机(5),该机已大量装备于美国海军陆战队,垂直起降时,左右旋翼保持竖直状态,离地一定高度后,旋翼逐步倾转,倾转角度与水平速度匹配,使飞机在过渡过程中高度不降低,相对而言技术难度最低,可实现程度最高。