MV-22“魚(yú)鷹”把軍用運(yùn)輸直升機(jī)帶入了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)時(shí)代。近期,美國(guó)國(guó)家航空航天局研發(fā)了2種小型垂直起降(VTOL)無(wú)人機(jī),配備混合動(dòng)力分布式推進(jìn)器的驗(yàn)證機(jī)試飛成功,標(biāo)志著美軍混合動(dòng)力推進(jìn)器驗(yàn)證項(xiàng)目又向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。美國(guó)國(guó)家航空航天局蘭利研究中心為此研發(fā)了GL-10“神速”垂直起降無(wú)人機(jī),喬比飛機(jī)制造公司則推出了“洛特斯”無(wú)人機(jī)參與競(jìng)爭(zhēng)。
GL-10“神速”無(wú)人機(jī)由蘭利研究中心航空系統(tǒng)分部研發(fā),采用傾轉(zhuǎn)機(jī)翼加傾轉(zhuǎn)尾翼的氣動(dòng)布局,機(jī)翼上安裝8個(gè)、尾翼上安裝2個(gè)混合動(dòng)力推進(jìn)器,每個(gè)推進(jìn)器由2部微型重燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、高級(jí)發(fā)電機(jī)和鋰電池組構(gòu)成。1960年代加拿大研發(fā)的CL-84垂直起降固定翼無(wú)人機(jī)機(jī)身兩側(cè)各安裝1個(gè)推進(jìn)器,此后外形稍大的全動(dòng)機(jī)翼驗(yàn)證機(jī)機(jī)翼每側(cè)各安裝2個(gè)推進(jìn)器,但是在轉(zhuǎn)換飛行方式時(shí)傾轉(zhuǎn)翼上方都會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大面積的失速區(qū)域,無(wú)形中破壞了飛行的穩(wěn)定性。
海爾貝克”是目前最先進(jìn)的電動(dòng)機(jī),其磁陣列使用永磁鐵,降低了重量和磁損,軸向磁場(chǎng)帶動(dòng)扁平型轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的氣流能夠冷卻定子。目前的純電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間一般只有1小時(shí),混合動(dòng)力使無(wú)人機(jī)航時(shí)大幅提高到24小時(shí)。喬比飛機(jī)制造公司的“洛特斯”垂直起降無(wú)人機(jī)重136千克,采用“三軸多功能旋翼”,垂直起降時(shí)電動(dòng)旋翼和尾翼上的提供垂直推力,轉(zhuǎn)換成水平飛行模式時(shí),尾翼上的螺旋槳向下旋轉(zhuǎn)變成推進(jìn)器提供向前的推力,機(jī)翼上的2個(gè)螺旋槳停止轉(zhuǎn)動(dòng),作為剪形翼延長(zhǎng)翼尖的長(zhǎng)度,使“洛特斯”比GL-10的升限更高,續(xù)航時(shí)間達(dá)到24小時(shí)。
“洛特斯”的螺旋槳轉(zhuǎn)盤(pán)受力較小,葉尖速度只有100米/秒,不僅使槳葉表面的升阻比從傳統(tǒng)直升機(jī)的小于5提高到19,還能夠降低噪音,提高無(wú)人機(jī)的“隱身”性能。從無(wú)人機(jī)的戰(zhàn)術(shù)需求和技術(shù)角度綜合分析,傳統(tǒng)的固定翼無(wú)人機(jī)雖然航時(shí)較長(zhǎng),但是需要龐雜的支援保障設(shè)備,傾轉(zhuǎn)翼垂直起降無(wú)人機(jī)雖然有效載荷和續(xù)航時(shí)間相對(duì)較低,但是不需要發(fā)射與回收裝置,作戰(zhàn)應(yīng)用相對(duì)靈活,更適合美軍多樣化的軍事任務(wù)。
美國(guó)國(guó)家航空航天局表示,蘭利中心和喬比公司的設(shè)計(jì)都展示了比現(xiàn)有垂直起降無(wú)人機(jī)更高的飛行效率,續(xù)航時(shí)間也提高了4倍,未來(lái)對(duì)電池技術(shù)進(jìn)行升級(jí)后續(xù)航時(shí)間還能進(jìn)一步增加,為即將試飛的大型混合動(dòng)力分布式電動(dòng)推進(jìn)器垂直起降無(wú)人概念機(jī)研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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