根据无人机产业市场调研数据显示,在消费级无人机领域,大疆占据了70%以上的市场份额。以至于流传着这样的桥段:“现在最大的问题不再是买哪款无人机,而是买哪款大疆无人机。”
在2019年国庆阅兵式中,无侦-8、攻击-11等固定翼无人机可谓是占尽了风头,遗憾的是,始终没有看到我国无人直升机的身影,无疑说明我国无人直升机技术尚未达到能够装备部队的水平。
那么我国工业级无人直升机的发展情况如何呢?今天还是从中美对比的角度来聊一聊。
美国无人直升机发展情况
1.初试“牛刀”
美国第一个实用的无人直升机型号是卡曼公司推出的QH-50无人直升机,该型机于1960年完成首飞,可携带两枚MK44型鱼雷执行任务。美国海军大概采购了800架QH-50系列无人直升机,美国陆军也曾在越南战争使用QH-50D无人直升机,但是由于当时技术水平限制,该无人直升机性能与功能都与军方期望存在较大差距,而且事故率偏高,因此20世纪70年代停止了使用。
进入20世纪90年代后,美国加快了新一代无人直升机研制步伐。而美国大力发展无人直升机的很重要因素之一是:美军在越南战场损失4000多架直升机和阵亡2000多人,而且近几十年从未停止在世界各地“惹是生非”的步伐,使用无人直升机执行任务可减少伤亡,以降低国内民众的反战声音。
2.典型机型
a)格鲁门公司“火力侦察兵”系列
自2001年以来,美军陆续发了8版无人机/无人系统综合路线图,其中无人直升机界的“狠角色”,非FireScout“火力侦察兵”无人直升机莫属。
美国格鲁门公司的“火力侦察兵”无人直升机研制,起源于1999年美国海军提出的“垂直起降战术无人机”(VTUAV)计划,其发展历程可以划分为两个阶段。
第一阶段:在施韦策S330SP型有人驾驶直升机上进行无人化改造,初始版本为RQ-8A型,之后为了提升性能,换装新的发动机,旋翼桨叶由3片改为4片,在具备攻击能力后,形成多方面作战能力,更名为MQ-8B型,并于2006年完成首飞。
第二阶段:2010年,格鲁门公司出资与贝尔公司合作研制“火力-X”概念验证机,在贝尔407直升机平台基础上研制MQ-8C,续航时间和任务装载能力都大幅提升,并于2013年10月实现首飞。
b)波音公司A160T"蜂鸟"
波音公司的A160T无人直升机是美军目前唯一全新研制的大型无人直升机,其初样机A160于2002年首飞成功。该无人直升机最为突出的特点是:采用了“最优旋翼转速”(ORS)技术,飞控系统可以根据实际飞行状态的变化进行最优旋翼转速控制,调整直升机功耗,由此大幅增加续航时间,试验表明其续航时间高达18h以上。然而,自2002年以来,A160系列无人直升机在试验中发生了多起坠毁事故,因此,目前尚未有关于A160T装备部队的消息。
c)有人/无人可选模式(OPV)直升机
在现有成熟有人驾驶直升机平台基础上进行无人化改造,开发出一款可选有人或无人驾驶模式的直升机,可以算作是美国的主流研制路线之一。该模式下,既能在民航限制空域由驾驶员飞行执行任务,又能依靠机载传感器系统实现无人驾驶飞行。主要研制情况如下:
其一,2003年,波音公司根据MD-530F有人直升机改造出H-6U无人直升机(绰号“无人小鸟”),2004年实现首飞,可选择无人或有人驾驶飞行方式。
其二,2007年,洛马公司与卡曼公司合作,以K-MAX直升机为基础,联合发展一种有人/无人模式(OPV)直升机,以解决美军在阿富汗面临的后勤补给难题。
其三,2010年初,西科斯基公司启动将现有的“黑鹰”直升机改装为可选OPV模式的大型无人直升机,2014年4月在西科斯基公司试飞中心完成了首次试飞。
以上各典型机型,任务载荷能力对比如下:
3.装备情况
2007年,美国海军首次采购MQ-8B,至2012年,美国海军共采购了约44架MQ-8B,为舰船提供侦察、态势感知、精确定位的支持。2019年,美国海军宣称MQ-8C已初步形成作战能力,预计2021年装备至濒海战斗舰。
2011年,无人K-MAX直升机完成首次无人货运任务,之后被部署在阿富汗执行战斗补给和后勤支援任务。
2012年,H-6U“无人小鸟”在完成多项陆基任务后,开始执行海上任务,在移动舰船上完成多次自主起降。但是目前没有装备部队的消息。
中国无人直升机发展
1.初试“牛刀”
国内对无人直升机的研究起步较晚,最初研究应该从两大航空院校算起。1995年,北京航空航天大学研制的“海鸥”共轴式无人直升机首飞成功,之后陆续改进设计出了M18、M28共轴式无人直升机,对于共轴式无人直升机技术研究走在了国内其他单位的前面。1997年,南航研制成功了“翔鸟”无人直升机,实现自主控制和超视距飞行。
将无人直升机技术推进到工程应用的,要属中国直升机设计研究所(早期成果:AV200、U8)和第六十研究所(早期成功:Z-3、Z-5系列),但是形成技术成果也已经到了21世纪。
2.典型机型
经过十几年的技术积累,从目前新闻报道来看,国内无人直升机工程应用主要集中在直升机设计研究所、第六十研究所和其他一些民营企业的产品。
a)AV500系列无人直升机
AV500系列无人直升机,是目前直升机设计研究所的主打产品,最大起飞重量500kg。2016年,最新版AV500W原型机在珠海航展上首次公开亮相;2017年,直升机所在直博会上正式推出旋翼、动力、飞控均得到优化的AV500W无人直升机。目前已经完成了不同环境条件下的飞行测试及挂弹飞行和打靶试验。
今年5月份,AR500C高原型试飞成功,最大起飞高度达到5000米,使用升限达到6700米。
b)Z-5、Z-6系列无人直升机
Z-5系列无人直升机,是第六十研究所的主打产品,最大起飞重量450kg。自2013年以来,该型无人直升机在国内的电力巡检、森林防护、应急测绘、目标探测等领域均得到应用,应该能算得上是国内最早工程应用的无人直升机。
除Z-5无人直升机以外,对于第六十研究所无人直升机技术发展的新闻报道相对较少,在《无人机》杂志2018年第8期中可以看出,其目前已取得一些技术突破,启动了最大起飞重量1700kg的Z-6B无人直升机研制,并进入试飞阶段。
c)其他民营企业产品
近几年,国内无人直升机研发中,载荷能力相对较大的有:潍坊天翔航空公司、航空工业西安飞行自动控制研究所、中电科第十研究所联合研制的V750型无人直升机,北京华翼星空科技有限公司研发的赛鹰SY450H,中科院沈阳自动化研究所研发的翔鹰-200无人直升机,北京中航智科技有限公司的TD系列共轴双旋翼无人直升机,等等。但是多处于测试阶段或因资金问题停止研发,真正实现工程应用的并不多。
3.装备情况
2012年,国外媒体曾爆出过054A型导弹护卫舰上进行的一系列舰载无人直升机的验证性操作和部署。但是,目前我国装备的舰载无人直升机主要是奥地利S-100无人直升机和瑞典APID-60无人直升机,这两款无人直升机都属于从国外采购的小型无人直升机,与我国海军的未来需求相差甚远。
有消息称,最新的055型驱护舰上已经配备了舰载机载机精密进近控制雷达,也许未来我国无人直升机上舰已经提上日程,只是并未对外公布或技术发展还不成熟。
综合分析
从中美两国无人直升机发展轨迹,可以看出:
1、我国无人直升机技术起步比美国晚了40年左右,当前仍处于技术积累与攻关阶段;
2、美国倾向于,在现有成熟的有人驾驶直升机平台基础上进行无人化改造,具有平台技术可靠、研制风险小、研制周期短等优点,值得我国无人直升机技术研究借鉴;
3、目前我国获得应用的无人直升机现有机型主要为轻小型,最大起飞重量1吨以下;而美国无人直升机平台能力覆盖面广,最大起飞重量1吨~10吨不等。
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