双飞翼垂直起落固定翼无人机

晨枫

1 k; f2 T, P, S9 o/ L

$ C2 [+ {4 G4 E9 a  H
* o3 }  Y! k8 r8 N  k
5 @3 r/ X* c9 ~6 a) C, [+ ^- p" ?( G% U




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。

( x& F; j. H* l1 ?这个设计的特点在于结合了好几个不相干的设计。

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。

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。
/ _- {3 Q; ]1 A7 c5 Z
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。

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。

9 g' \! i/ Y0 W3 A/ n8 h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。
( P+ d0 Y9 |, R
2 ]5 E+ K  D, U+ F- t3 }1 A* K' `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。
  ~. ?; e5 a0 I( X8 q7 h1 t4 H0 w4 E
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。
9 m/ U- j5 N. P( r* M3 Y
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。
- w( v: v! y  P0 ]3 j- k* V1 W: q
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。
$ Q$ C7 O  y( \6 {
) A! y9 a4 f, G* U$ h( d最重要的是，中国已经进入无人机自由王国了。

鳕鱼邪恶

电动与无人两个特点决定了这种飞行器可以开各种脑洞来设计，自由度增加了很多。

料理鼠王

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。
$ X6 z  f5 K& J% r# F由于具体参数没有，相信已经有人在优化设计。
- m8 Y% r" w8 F# N, \' E5 S0 j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。
否则相关人员哪里有饭吃。

晨枫

料理鼠王 发表于 2023-11-19 18:08
# N( Y$ [1 I6 u2 y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。
4 P2 d; O% f. D: G7 {( k由于具体参数没有，相信已经有人在优化 ...

也就这用途了。

潜水员

现在无人机的一个缺点是速度慢，这双翼构型不是更慢了？

晨枫

潜水员 发表于 2023-11-20 10:51
现在无人机的一个缺点是速度慢，这双翼构型不是更慢了？

$ O* k& l" W) I. R  Y% Q肯定的，不会比多旋翼快多少，只是长航时而已。