让飞行更稳定:“灵鹊”倾转四旋翼无人机首次亮相天津直博会

 

图注:“灵鹊”倾转四旋翼无人机,相比于传统倾转双旋翼无人机,具有飞行稳定的优点

2017年9月14日—1...

图注:“灵鹊”倾转四旋翼无人机,相比于传统倾转双旋翼无人机,具有飞行稳定的优点
  


2017年9月14日—17日,第四届中国天津国际直升机博览会在天津空港经济区隆重开幕。本届直博会有来自22个国家和地区的403家参展商参展,规模属历届最大。在展出的无人机中,由雷虎飞行器集团研制的“灵鹊”无人机,应该属于最耀眼的“明星”产品之一了。

“灵鹊”属于一款倾转旋翼无人机,但和传统倾转旋翼无人机相比,其采用了前后两对固定翼,并在两对固定翼的翼尖位置,安装有四个由电动机控制的螺旋浆装置,这个装置是可以进行倾转,为倾转四旋翼无人机。四旋翼的优点

众所周知,倾转旋翼机兼顾了直升机垂直起降和固定翼飞机飞行速度快等优点,具有广阔的应用前景,但传统倾转双旋翼机,以“鱼鹰”为例,其在飞行过程中会出现不稳定的问题,即在前飞和垂直飞行的飞行状态之间进行转换时,会出现不稳定的情况。2000年,就有1架“鱼鹰”因为这种问题而坠毁,造成19名人员伤亡。

这是由于它在倾转过程的气动性能和设计不太合理的缘故:一方面其在倾转旋翼姿态转换时的气动问题极其复杂而不稳定,会面临很多失去平衡的状态;另一方面它只有两个旋翼,就像一个板凳只有两条腿,难以维持平衡。这是造成传统倾转旋翼机不稳定的根源。
图注:V—22“鱼鹰”倾转旋翼机,因为其采用双旋翼的缘故,在前飞和垂直飞行的飞行状态之间进行转换时,会出现不稳定的情况
现阶段想在气动性能上解决这个问题,没有成功的经验可以借鉴,比较复杂,难以实现,只能另辟蹊径,即增加旋翼数量以改变其不稳定性的情况。就像两条腿的板凳难以维持稳定性,不如多增加两条腿,把两个倾转旋翼变成四个倾转旋翼,这样其稳定性就可以大大提高。

四旋翼在飞行姿态转换的时候,即便遇到复杂的气动难题导致其中一两个旋翼升力不正常,飞行器整体飞行姿态也不会马上失稳,可以有效提高在倾转姿态转换中的飞行稳定性。

因此,相比于传统倾转旋翼机,“灵鹊”倾转四旋翼无人机具有飞行稳定的优点,这也是其最大的特点。整体性能

“灵鹊”倾转四旋翼无人机机长2米,翼展1.8米;无人机机壳采用现代工艺制成,结构紧凑结实,抗风能力较强;采用三点可收放轮式起落架,起降性能优异。其最大起飞重量25千克,有效载荷5千克。

“灵鹊”无人机具有以下四方面的优点:第一,采用四旋翼,兼具四旋翼和固定翼无人机的优点,具有优异的垂直起降、悬停能力及效能,且体积重量较小,便于携带运输;第二,速度快,航程远,续航时间长。该机动力系统为电动机,最大速度可达150千米/小时,最大航程80千米,续航时间不低于70分钟。而与其同等载荷的无人直升机,在飞行速度、续航时间上,都要小于“灵鹊”无人机;第三,该机操作系统优异,飞行模式转换快,抗风能力较强,可在复杂环境下起降;第四,该机具备较大的装载空间,机身中部设置为模块化的货仓,载荷较大,可挂在各种不同的器材设备,例如雷达、热红外相继、多光谱相机等等,应用领域广阔。结语

未来,“灵鹊”无人机凭借其优异的性能,可广泛用于航拍、测绘、货流运输、侦察巡视等领域,具有广阔的发展前景。

本文摘选自《兵工科技》2017年第20期杂志《雷虎系列无人机亮相天津直博会》一文。对此感兴趣的读者,请去微信公众号平台主页面左下方“微信购买”里点击“2017期刊”,进行选择,购买即可。

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