双飞翼垂直起落固定翼无人机

晨枫

6 c9 d9 p& ?$ b9 _. l

& }& v& L; c: p5 L% ~" L

+ R8 v1 }, e# _3 Z( y



2 y9 F% O- h# w8 q: E
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。

这个设计的特点在于结合了好几个不相干的设计。
2 f1 P: W% S# y
  o' T8 d! Y1 Z. ?* q5 A/ L  t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。
9 P" r$ r) h0 r4 @  c, S
4 A% T0 @) l5 p7 {6 m% w: M8 O2 O1 D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。
+ n, O) P+ n$ a. z
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。
" G: d5 Z+ W1 Y5 X. i/ ~8 A* s) Q
1 Z) C1 x7 Z1 G+ }/ ^% G$ v6 y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。
' P& R2 j1 x1 i
0 n9 R8 d" P* r7 u3 Z  w' r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。
8 z, B6 s6 O7 I
* `" r6 X- D& L6 v7 w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。
9 L7 H9 v% a5 C+ Z3 Y5 e1 @
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。
3 l) i0 L/ c+ F* a/ u2 w' O
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。
8 ~3 v( W! I4 f1 x6 m' X5 x
0 S1 m# W, p  E, }) h6 T6 k# M这依然是很有意思的创意。要是用中央水滴形载荷舱直接连接上下翼，在翼展中段用更细、更加符合气动要求的支柱加强上下翼的刚性，可能更加有效。更进一步，加长中央水滴体，向前延伸，安装鸭翼，连俯仰控制问题也解决了，不过升力中心和重心的关系不大好办。
& }  f9 T% J2 w: I  z- l
  B$ O. ^8 k( S$ |最重要的是，中国已经进入无人机自由王国了。

鳕鱼邪恶

电动与无人两个特点决定了这种飞行器可以开各种脑洞来设计，自由度增加了很多。

料理鼠王

这种设计，如果作为一种长航时的监控设备，应该是个比较好的结构。
) X: C2 S. P+ _5 d8 s7 p由于具体参数没有，相信已经有人在优化设计。
. j2 N* u6 Q/ M1 |毕竟一个项目量产意味着另一个的试产测试和另另一个的立项研究。
3 P3 \! V) i0 e; n否则相关人员哪里有饭吃。

晨枫

料理鼠王 发表于 2023-11-19 18:08
这种设计，如果作为一种长航时的监控设备，应该是个比较好的结构。
由于具体参数没有，相信已经有人在优化 ...

也就这用途了。

潜水员

现在无人机的一个缺点是速度慢，这双翼构型不是更慢了？

晨枫

潜水员 发表于 2023-11-20 10:51
现在无人机的一个缺点是速度慢，这双翼构型不是更慢了？

肯定的，不会比多旋翼快多少，只是长航时而已。