精彩的彩虹817

晨枫

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彩虹无人机是航天科技旗下的，这是中国无人机的生力军，很能打。彩虹-4、彩虹-5在中东大出风头，成为第一代中国新质军工产品的佼佼者。在憋了三年之后，彩虹在珠海再次放出大招，彩虹-6和彩虹10很出风头。彩虹-7缺席，但总师说到，一两年内可以看到实机首飞，这是比到珠海刷脸更重要的事情。


彩虹-4已经出口到缅甸、巴基斯坦、埃及、沙特、阿尔及利亚和伊拉克

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彩虹-5更大、更猛，留空时间达到60小时，改进型将延长到120小时
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0 u' z% ?8 N5 I) V( z  D9 V9 V彩虹-6速度更快，升限更高，载弹量更大
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彩虹-7还只是模型，但展示的潜力更加令人遐想
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$ Y! L- B( g+ O7 ^彩虹-10则是垂直起落的，指向另一个发展方向

# B# X8 ]. h5 X. r6 L* P- n" m但最有意思的彩虹是这个小不点：彩虹817。


彩虹817，最小的彩虹可能体现了最天才的设计。本来已经很小巧，不用时旋翼可以折叠起来，进一步减少尺寸
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小东西很小，中国乒乓球队的水杯大小，重量约0.8公斤，载荷约0.2公斤，典型的微型无人机的个头
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看来彩虹817不是“嫡系”，是“旁系”，否则不会用跳出常规命名序列的817，而不是彩虹-11、彩虹-12什么的。但这个迷你彩虹说不定是最重要的彩虹，形成比什么彩虹都大的影响。
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首先，在设计上，这堪称天才，打破了一系列常规。
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很多评论都指出，共轴反转双旋翼太复杂，使得这个设计“不必要地高配”，这是完全错失了设计的精妙之处。
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$ Q7 E9 {  u+ m  l2 u1 H& B$ U; \* p直升机用旋翼旋转产生升力，需要一定的手段产生反扭力，最常见的就是用尾桨
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2 M# B6 A9 ^6 O5 x. _3 z6 q也可以用串列双桨，这样前后双桨都用于产生升力和推力
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或者并列双桨
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当然还有俄罗斯卡莫夫最拿手的共轴反转双桨
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0 N2 ^& q6 y4 i; {" q直升机用旋翼旋转产生升力，需要一定的措施产生反扭力。最常见的是用尾桨，但还有串列双桨、并列双桨、共轴反转双桨。彩虹817与卡莫夫的共轴反转双桨最相似，但也只是相似。两者实际上是南辕北辙的东西。

" {) p8 @) f* X: E0 J2 A1 X用旋翼旋转产生升力，可以垂直地起飞、降落，这个道理很简单，做到也不难。难的是如何使得垂直起飞的直升机向前飞，如何控制俯仰和横摇。光靠旋翼和尾桨是不行的。


5 t$ x& l0 ?& ~( n" B主轴（绿色）带动旋翼桨叶（灰色）旋转，飞行员的飞控是的控制连杆（黄色，下）上下偏转“固定滑盘”（蓝色，也叫下滑盘），这里固定只是不随着主轴和旋翼转动，旋转滑盘（红色，也叫上滑盘）随主轴和桨叶转动，但倾转角度通过滚珠由贴住的固定滑盘决定，俯仰控制连杆（黄色）拖动桨叶边旋转边上下挥舞，实现桨盘指向的改变。桨叶本身还可以改变迎角，以控制出力
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5 n! {5 n; I% z# }" [; O/ }7 p* M共轴反转双旋翼就需要上下两套这样的复杂机构，看着就头大，这是卡-26
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伊戈尔·西科斯基在30年代发明了这套复杂但有效的机构，至今依然是直升机的基本结构。问题是，一套这样的机构已经够复杂了，卡莫夫这样的需要上下两套。加上轴套轴的驱动机构，机械复杂性确实很高，用于轻巧、廉价的直升机不合适。
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" V3 U/ E) t5 d" u8 g& L( J; g' }但这是在有人直升机年代的限制，全电无人机时代就新时代新招数了。


仔细看看，没有任何控制连杆和滑盘结构

4 {" P8 W4 b7 }# G; I在全电时代，可以用固定在中轴上的盘式电动机驱动旋翼，这个不难想到、做到。上下两个盘式电动机反转，就自然抵消扭力了，而且中轴和机体并不转动，有利于载荷观察。控制上下电动机转速的差异，可以使得机体绕轴转动，这个也不难想到、做到。但如果单是要做到这些，彩虹817只需要“一坨”机体，并不需要哑铃形的上下两坨。垂吊在旋翼下的一坨还有利于自然稳定。为什么要多出来上面这一坨呢？

反常即妖，彩虹817的“妖”正在上面这一坨。
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反转双旋翼做到了稳定，接下来就是要有办法改变姿态。气动是一个办法，滑动配重是另一个办法，只是在飞机上很少用而已。其实，在莱特兄弟之前，李连达尔已经用滑翔机飞了好一阵了，就是用改变身体位置控制横滚和改变方向的。弹道导弹再入时，也用这个办法改变姿态，因为再入初期没有气动控制力可用。
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下面是educated guess了，因为彩虹并没有说他们是怎么做到姿态控制的。但设想哑铃的上面这一坨里有一个滑轨，用步进电机控制滑块的移动。这样，有上下旋翼差速控制把滑轨对准前进方向，滑块向前滑动，就可控制机体前倾，双旋翼就在产生升力的同时，产生前飞的推力了。
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这里有十字形的两根滑轨，倾角控制更加方便，但未必必须，只要一根加上绕轴控制就可以了，当然控制律要复杂一点

+ G5 U4 q, d" H* F这未必是彩虹发明的，其他地方也看到有这样用滑块控制重心移动而改变飞行姿态的。可以用十字形的两个滑轨，两个滑块，控制比较方便；或者将滑块控制与绕轴控制结合起来，节约重量，降低复杂性，但控制律要复杂一点，控制精度也要低一点。看彩虹817上面一坨挺高大，估计是十字轨。
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5 |+ Z8 ~4 T5 l' V! Q# Z) ?这里是另一个差别：在理论上，在下面这一坨里加上十字轨，也可以做到滑块姿控，就像上图所示。还更加紧凑。但重量垂吊在旋翼下，容易过度稳定，滑块需要移动很大幅度才能起作用。上下平衡的哑铃型降低稳定性（但不是不稳定），滑块移动幅度不需要那么大，就可以达到相同的姿控效果了。
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  C6 n: ^+ p* w& x这样的飞行和控制机制在理论上也可以用到大型直升机，但大型直升机的全电驱动问题现在还解决不了，有人的要求和无人的也不一样，所以这是微型无人机独特的机会。

但这样一个微型无人机的用处可太大了。首先，这东西军用的话，除了遥控和载荷要达到军标外，其他民标就可以了。故障了，损失了，换一个再上，反正也没几个钱。丢失了，缴获了，也没有什么大不了的。
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+ \2 ~; @  L) h9 b' c这东西也不重，无人机加载荷才1公斤，和过去的反坦克手雷差不多，完全在步兵可携带范围里。15分钟的续航时间对步兵班也够用了。如果是机械化步兵班，车上装一箱也没有多重。

( |3 J) D! \0 \- g! {但步兵班手里有几个这东西，那就厉害了。带上摄像头，可以飞过去到前面院落或者山坡上的山洞口看个究竟，带上榴弹则是巡飞弹了。估计是遥控的，但要改造成自主制导也没有什么难的。步兵把手里“战略步枪”拍下来的目标图像通过数据链上传到迷你彩虹，然后放飞，接下来就是到敌人面前炸个满脸花了。只要距离在步兵轻武器射程内，遥控也没有什么大不了的。甚至可以飞到半途打开红色闪光灯指示自己的位置，便于遥控，更吸引敌人的注意力和火力。谁都不会看着这么个小东西飞过来而无动于衷的，但这就是步兵班发扬火力和机动的时候了，乘敌人注意力被迷你彩虹吸引过去的时候，摸上去打，或者趁机脱离战斗。

这还可以从飞机上抛下来，用翼伞减速还可以滑翔一段，避免飞机飞越阵地。然后把遥控权交给地面的战友，由他们控制去打击所需的目标。试想：

( J7 O7 ~. f$ }* i! U“喂，小飞哥，抛7个宝葫芦下来呗。”
“饿了吧忙着呢，我们美团要不要？”
0 L- w6 \& p3 k! c+ D0 c! `“我们不挑食，谁来都行。”
0 E1 H1 z" ?% `! u, C. v' k' s“来啦，接着。”
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这等于飞机帮着送弹药了。
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彩虹817也有广泛的民用应用。这样的廉价双旋翼比大疆那样的四旋翼的成本还要低，作为玩具或者工具，有广泛的民用前景。


连接翼作为概念已经存在很久了，但无侦-7是第一个实现的
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8 T. @0 ]  \) G; w" B“神雕”双体无人机是另一个突破常规思维的产物
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如果说飞鸿901巡飞弹还能找到外国现有产品的影子
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飞鸿97这样就直逼世界领先水平了
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在过去几年里，中国航空科技是世界上最活跃的。在常规飞机方面，中国航空还是追赶为主。但在无人机方面，由于门槛低，应用范围大，货架元件齐备，新发明的门槛很低。同时，军民应用的需求旺盛，使得各种新发明都有机会得到检验，优胜劣汰。无侦-7这样的连接翼在航空科技界里讨论了很多年了，但中国直接就做出来了，彩虹-10的带外翼倾转旋翼也是，还有至今依然犹抱琵琶半遮面的“神雕”双体无人机。现在又加上彩虹817。几近内卷的激烈竞争也逼迫厂家创新，彩虹817这样的新质无人机会越来越多。好事！

7 `2 O- C. J  Q; N% F接下来要在小涡扇、小涡桨方面取得突破，还要在飞控、载荷方面更上一层楼。飞得高高的，让美欧担心如何拖住中国的发展步伐吧，中国只需要考虑如何领先。

老财迷

“保温杯”
+ }- r8 O9 V0 s, q& j这东西用于打巷战，也是好东西啊。弄几个做战场抵近监视，弄几个做巡飞弹，分配好控制区域，敌人狙击手都不敢露头了。

光头佬

看一遍下来，感觉自己的空气动力学知识都提高了

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风洞+复合材料，感觉可以把各种各样的想法都统统试一遍。

李根

向科技要战斗力，向创新要战斗力
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老福

老财迷 发表于 2021-9-30 12:57
“保温杯”
这东西用于打巷战，也是好东西啊。弄几个做战场抵近监视，弄几个做巡飞弹，分配好控制区 ...

; J7 A5 z$ f- ]% s, H; R9 H其实这东西可以直接做成阻击手。

潜水员

类似构型的无人机以前也有过。加拿大有个CL-227，就差不多意思，不过个头大很多了。

晨枫

潜水员 发表于 2021-9-30 08:07
% `) y! J0 q$ A& ~, ^6 M/ _2 Q: y' u类似构型的无人机以前也有过。加拿大有个CL-227，就差不多意思，不过个头大很多了。 ...

忘记这东西了，多谢提醒。这有个绰号：飞行的花生。挺形象的。

- E) @; m! W7 X# x这是内燃机还是涡轮发动机的，不是电动的。后来没消息了。

机器猫

晨枫 发表于 2021-9-30 22:57
2 h; k) D) ?- z! a; p$ I忘记这东西了，多谢提醒。这有个绰号：飞行的花生。挺形象的。
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这是内燃机还是涡轮发动机的，不是电动的 ...

所以看你说大直升机不用是因为全电实现不了的时候就觉得奇怪。感觉这个跟是不是全电关系不大啊？最多是全电的能做更小而已

晨枫

机器猫 发表于 2021-9-30 09:42
6 m& T- N  D3 g# m- ~, u2 e4 I; R所以看你说大直升机不用是因为全电实现不了的时候就觉得奇怪。感觉这个跟是不是全电关系不大啊？最多是全 ...

涡轮机械重量大，必须放在机体内，决定了只能用轴套轴的结构，不可能用这样的“爬”在中轴上的盘式电动机驱动。

机器猫

晨枫 发表于 2021-10-1 00:03
7 ^) a" b: I: F* {/ e7 Z涡轮机械重量大，必须放在机体内，决定了只能用轴套轴的结构，不可能用这样的“爬”在中轴上的盘式电动机 ...

对，那部分是的，所以说要全电才能做小嘛。但是整个飞行和姿态控制的方法是可以用在大直升机上的
$ a' q! p8 W# n我还没想很清楚，但是直觉认为之所以大直升机不用，是因为在顶上加重量属于静态不稳定的？需要时刻调整？所以不适合有人的直升机？

晨枫

机器猫 发表于 2021-9-30 10:19
对，那部分是的，所以说要全电才能做小嘛。但是整个飞行和姿态控制的方法是可以用在大直升机上的
我还没 ...

用质心移动控制姿态需要很大的质量。用死重肯定不行，太浪费。用顶置发动机？不可能，传动就要逆天了。
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/ |" f8 {. e( B9 A$ \! ^3 X* v用全电，电池是可以移动的质量，问题就小多了。

机器猫

晨枫 发表于 2021-10-1 00:22
% c/ i2 j8 D2 u: \5 y: p' R8 g用质心移动控制姿态需要很大的质量。用死重肯定不行，太浪费。用顶置发动机？不可能，传动就要逆天了。

...

嗯，有道理！

机器猫

晨枫 发表于 2021-10-1 00:22
1 h- o/ m8 @* S, e6 y& ]* e用质心移动控制姿态需要很大的质量。用死重肯定不行，太浪费。用顶置发动机？不可能，传动就要逆天了。
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% z: r" Q9 {# T% D! d6 k2 ]/ _/ d ...

可以把驾驶舱放上面来移动，最后搞成个大号的空中segway

晨枫

机器猫 发表于 2021-9-30 10:26
. z/ \5 E+ M* U4 J可以把驾驶舱放上面来移动，最后搞成个大号的空中segway

0 @2 W+ P2 R5 f2 e+ C索性再搞一个过山车……

马鹿

"丢失了，缴获了，也没有什么大不了的。"
/ n+ Y) K7 U, P( h( l
3 h& B+ X7 u  L& E不同意, 应该有自爆功能.

晨枫

马鹿 发表于 2021-9-30 12:24
"丢失了，缴获了，也没有什么大不了的。"

4 ]8 W+ e7 b3 W不同意, 应该有自爆功能.

那还要留地方和重量给炸药和引信呢，不值得。

马鹿

晨枫 发表于 2021-9-30 13:30
; H+ H$ a4 u9 q那还要留地方和重量给炸药和引信呢，不值得。

也许本来就是设计出去自爆的

晨枫

马鹿 发表于 2021-9-30 12:46
也许本来就是设计出去自爆的

作为攻击无人机，是的；作为侦察无人机，可能还是以回收为主，也没地方装炸药了。才多大一点的东西啊。

机器猫

晨枫 发表于 2021-10-1 02:30
那还要留地方和重量给炸药和引信呢，不值得。

% F- @' Y+ i( e3 A" n$ @锂电池做点手脚，要爆还是很容易的。虽然威力未必有多大，点把火还是可以的