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在深圳的第25届中国国际高新技术成果交易会上,长春光机所推出独特的双飞翼垂直起降固定翼无人机。可以在零下 40℃、海拔 5500 米,以及在 7 级强风中正常起降,起飞重量为50公斤级,可携带17-18公斤载荷,续航时间4小时。7 P: h0 X3 O' n* S. N5 M
/ y6 y4 `' {' o8 E6 V0 W5 s5 t' h这个设计的特点在于结合了好几个不相干的设计。 / v* t7 D7 a9 ?1 \, D2 L' C9 u% U( b1 |& @4 G$ s! l! I Z
飞翼的特点是:所有结构都用于产生升力,所以具有最高的气动效率。 / {: ~! D9 G$ S. T& ~+ |/ K0 i$ J
双翼机的特点是具有特别高的升力,特别适合短距起落,但在这里实际上没有用到,采用双翼只是提供四支点,便于稳定落地。 1 |" Q0 \0 ?9 w, U' V1 v' R 4 ^5 h) F% t O4 z. m. N$ ?底坐式(tail sitter)是很特别的垂直起落飞机设计。在起飞和着陆时,机头朝天,机尾冲地,发动机推力产生直接升力;一旦升空,转入平飞,成为正常的固定翼飞机。 v5 \! t0 B& C$ I) R ' F1 W! L, v+ ^1 P! g四旋翼可产生垂直升力和提供飞行控制,并在平飞中提供前飞动力,但平飞阻力大,续航时间大大低于同级别固定翼飞机。 2 N- e9 J2 O* K$ b/ x 6 R7 g& l6 i$ Q8 c; ~双飞翼把这些特点一锅煮,而且用四旋翼回避了飞翼俯仰控制力矩短的问题,很有创意,但也有绕不过去的问题。 , y2 L0 h6 O# Q* g0 R* N; s6 o' Z% q: y
飞翼要容纳有效载荷,必须足够肥厚,对于这样小的无人机,显然不现实。固定翼的巡航阻力小,但双翼机阻力大增,把固定翼的优点抵消好多。如果利用上下翼之间的空间作为水滴形载荷舱,可以解决载荷空间问题,载荷舱本身也可作为上下翼之间的连接结构,但阻力会进一步增加,使得双飞翼实际上成为无尾翼双翼机,难以兑现飞翼的好处。 7 G; \' n# Y0 a. C# B3 C2 s# X/ n+ M3 z3 k! d
双飞翼在理论上可以直接用翼尖(或者翼尖支架)作为起落架,但这需要双翼具有很大的间距,很长的翼间支柱带来很大的重量、阻力代价。所以这里索性不费这个事,在双飞翼上另外加装了四立柱支架,避免直接用翼尖支架带来的纵向不稳定问题。 - `3 [2 }& p* K' G3 ]( G" ] , M4 z/ L2 f8 b& D要是再大胆一点,上翼向前平移,下翼向后平移,上翼的下洗气流冲刷下翼,增加升力。四立柱支架长度当然要相应调整,以保持在地面的平衡。 9 U/ ?, E5 Y) ], } " |; ^9 s" d) v; P0 I; u* p这依然是很有意思的创意。要是用中央水滴形载荷舱直接连接上下翼,在翼展中段用更细、更加符合气动要求的支柱加强上下翼的刚性,可能更加有效。更进一步,加长中央水滴体,向前延伸,安装鸭翼,连俯仰控制问题也解决了,不过升力中心和重心的关系不大好办。 & a/ Y3 a. K$ u7 p: i ) M5 |7 B8 u( o. m. [% s+ m最重要的是,中国已经进入无人机自由王国了。
这种设计,如果作为一种长航时的监控设备,应该是个比较好的结构。 , u. r% p/ n U) P' L( f% o/ T由于具体参数没有,相信已经有人在优化设计。1 v7 u" a I" d/ M
毕竟一个项目量产意味着另一个的试产测试和另另一个的立项研究。" K, \% }: R+ _9 K' b& K
否则相关人员哪里有饭吃。