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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。, J6 ^+ Z5 \4 d
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这个设计的特点在于结合了好几个不相干的设计。 1 k9 s0 h7 e0 h+ y4 ]* `8 t1 I / c. s& l; l! Q$ ?" N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。) c# ]% h2 L0 [3 o2 T4 d# W
U9 d* R/ M9 @1 q( C+ I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。 ' r0 S* H0 F# D% w7 E E6 J6 {5 ?" {, _1 Y1 K% 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。 # n2 g1 v- u. @ ) x6 O- V* p) X& ~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。$ W" n3 K+ t L
% w7 a3 u: x2 o; h9 ^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。4 c) W) [8 z2 |" F, {; Y9 p' E
4 H& d/ @8 H" f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。' U, n F; d% c9 v9 z: s' [
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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。: v( m4 Z' N. w
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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。/ T! Y& Z6 `7 T9 V q