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电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器亮相,攻克技术封锁,这才是未来

2019-10-14 13:56 性质:转载 作者:1号哨所 来源:1号哨所
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据环球网报道,近日,第五届中国天津国际直升机博览会(简称2019天津直博会)正式开幕,在室内展区,航空工业集团展示了一款“电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器(E-...

据环球网报道,近日,第五届中国天津国际直升机博览会(简称2019天津直博会)正式开幕,在室内展区,航空工业集团展示了一款“电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器(E-T-Potors)”的模型。

据介绍,该机的最大飞行速度可达600公里每小时以上。据悉,目前主流使用的直升机最大速度在300km/h左右,一般巡航速度200-240km/h,运输类直升机最大速度要慢一点。倾转旋翼机例如V-22最大速度509km/h,目前国外新型高速直升机借助推力桨最大速度也只能达到500km/h。我国这款最新产品的最高时速高出目前最高水平100km!

而作为这款飞行器的核心特点,倾转旋翼技术,几年前我国还处于起步阶段,仅有美国和以色列少数国家技术相对成熟。我国在这个技术领域的研究起步相对较晚,且之前面临严密的技术封锁,进展较慢。究其原因归根结底还是因为倾转旋翼技术有许多难点难以攻克,这些难点成为制约研发倾转旋翼无人机共同的问题,若能率先攻克这些难点,取得更多阶段性的实质成果,就能先拔头筹成为万众瞩目的焦点。

总体来讲倾转旋翼无人机具有三种飞行模式,过渡飞行模式是倾转旋翼技术的关键所在。在不同飞行模式转换的过程中,旋翼的流场与尾迹都很复杂,加之桨叶非正常变化的气动力直接影响飞行器的平衡和操纵,使快速转换、平稳过渡成为难点。具体来看:

难点一:气动干扰研究。倾转旋翼无人机在兼具直升机(或多旋翼)和固定翼无人机优点的同时也兼具二者的动力学问题,其复杂性也大于二者之和。倾转旋翼的气动干扰问题涉及到多个方面,其中以垂直飞行和悬停时旋翼-机翼的气动干扰最为严重。由于定点悬停时机翼是固定不动的,受旋翼桨尖脱落的螺旋形桨尖涡干扰,诱导产生的下洗流以接近90°方向撞击机翼,继而在机翼上表面形成阻塞的三维效应流场,严重影响无人机的稳定性。而这一点,将严重影响到无人机的有效载荷和气动特性。通俗来说,就是机身在自己扰乱的气流中稳不住,这样会影响无人机载重和稳定。

难点二:飞行控制研究。为实现多种飞行模式多种飞行状态的操纵控制,倾转旋翼无人机的操纵控制系统可能是世界上最复杂的飞行器控制系统之一。倾转旋翼无人机的操纵控制系统须操纵控制普通的固定翼螺旋桨飞机,横列式直升机(或多旋翼)的操纵控制系统和旋翼轴的倾转,其操纵和飞行控制比单一系统都要困难许多。再加上其他技术难题,因此飞行控制技术是倾转旋翼无人机的另一个关键难点。

难点三:结构设计研究。倾转旋翼系统既要适用于高速前飞,又要兼顾垂直悬停效率,桨叶的形状、扭转及桨毂形式的设计都不同于常规的旋翼。而且,在机翼两翼尖处要安装旋翼系统,旋翼轴要相对机翼倾转,这就对机翼强度和气弹稳定性提出了更高的要求。因此,综合考量各方面要求的设计才能很好的保证飞机的控制精度,减少控制难度,保证飞机的飞行安全,且合理的解决重量与强度之间的矛盾问题。

尽管困难重重,我国科学家们还是想出了办法。2016年9月20日,搜狐科技头条报道《无距科技:即将实现“工业级”倾转旋翼无人机产品》,一石激起千层浪。无距科技的核心技术团队来自中科院,共取得了气动干扰研究方面的专利3项、结构设计研究方面的专利5项、飞行控制研究方面的专利3项。

而今,天津直博会上航空工业集团展示的“电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器(E-T-Potors)模型彰显着我国在该领域又有大进步。环球网在报道中激动地表示“这才是未来!”网友的激动心情也抑制不住,称“没有比我大中华科技和制造业取的进步和突破更能带给我们对未来的信心!”由其介绍上“技术数据”后只有一个英文单词“specification”可见,它是如何解决了上述技术难题的,目前还需保密。至少我们可以知道,当年被技术封锁的憋屈日子终于一去不复返,或许位置已经对调了。


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