|
本帖最后由 晨枫 于 2021-9-30 11:20 编辑
* _; _5 u0 Y5 d9 q+ c6 q& S; w0 I# a3 |$ \
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。. \* B8 ?3 B% }
% ^. ~ y" R. @
L7 _% }* r- d5 d0 a; h7 _. Y
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
) x8 |- k) z& o9 R: P$ d; c# z* }9 Z) r5 c
! L5 U5 l4 I9 Y- x& c+ R* j) ^9 w
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) k- r' P& l9 @6 G( R- n/ |
. U8 E. X6 x; ]
; J! |* r9 r; g
彩虹-6速度更快,升限更高,载弹量更大$ g0 l8 r# l' @- @
7 w; T- \) f. T
4 \. K! d X3 I彩虹-7还只是模型,但展示的潜力更加令人遐想+ X' [8 j( T6 B$ K" p+ p6 i& F \
7 ~2 g. ~8 q# B1 u1 o2 o
. U6 W4 V* K3 K彩虹-10则是垂直起落的,指向另一个发展方向
) a1 @: \# }2 V) v8 S6 l$ p# \
- o* L" p. t) A" ^4 `0 X但最有意思的彩虹是这个小不点:彩虹817。0 x+ N$ u/ x, ? _1 p7 K/ ~3 C
" L( U: |- h1 C8 @, ? j9 u
) T' A" ? e- s3 B
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1 @8 p& A" s/ w8 Y, T
) n ~, E5 J6 D) A
, E- l4 s( t4 w9 j A/ Q+ E8 Y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5 v ~: X4 c/ e& d$ F0 `$ W3 [
/ G. p3 w$ j% P* {# d/ _6 Y
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。9 Q C5 {1 w1 m$ Y8 ~$ r' m
2 c3 \0 m2 Y5 b% A. w
首先,在设计上,这堪称天才,打破了一系列常规。
* U1 l# }& b$ A3 b+ Q. [' _5 w
6 k! x& B, P- t7 c( Q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。
1 E b# }( H' k; D3 R
7 o, W% A P! Y% d. t% P5 n6 J* M% ]8 r' T- k$ i, e! r T
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
( j1 _" \4 G0 `5 q" F& T5 [! S e' ^# Z. ?
5 E: n3 z8 |; |2 K* ?6 s
也可以用串列双桨,这样前后双桨都用于产生升力和推力" d6 X8 g; S* t/ Q( V
$ v+ D0 a, b6 I' u9 Q6 Z, z+ d1 W) m* V. n* L- H! s
或者并列双桨
: u) X, l4 m, c- I/ f( q5 q: e% g$ B9 r* q. o# T
, D$ l5 n$ u! A
当然还有俄罗斯卡莫夫最拿手的共轴反转双桨
5 B# W& N9 V) D
. q6 D1 A, |- S0 i8 A+ w3 l) Y/ S# ]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。% B! u1 l8 b. t3 U. n
1 t0 m$ U! ^6 G1 m& R4 I
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。/ |8 l( u/ }. {/ i
. D+ e5 c T" [* u
, }8 P7 v s2 t/ }# V/ _5 M
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
% d) [+ m4 U# G( e+ g* Z# z/ T
, Q0 v+ H6 Z) o: q$ ?% B0 z6 v. c3 e
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
4 d3 Z+ `2 T) P2 _
* X, e3 m( L; S" l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。
! |' A [% ]0 r
9 b6 e5 z% X0 |/ W) _7 y2 }( v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。
$ t- A- ~5 D. h3 e5 {' z- X4 r2 K. }8 V# `' u) G6 E
9 s8 y2 ^' x& h% L仔细看看,没有任何控制连杆和滑盘结构
$ R+ b$ ?4 @; k( q4 w2 E' L6 e. q3 k4 @ a" f) `" Z1 J1 ]) W4 G
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?. _% K. K( ]# a: g' ~, _1 u5 |2 T
& @$ i* k: G# b, u
反常即妖,彩虹817的“妖”正在上面这一坨。9 _$ K# H* w" {8 r0 x, f
9 D, g% p! q% z4 `. Y; ^7 V1 d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。
/ }3 [ n$ o% X" s$ j2 y; g, p
! Q7 j" n, o- F: b4 g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。
/ ]0 ~9 w! ~, K! z* G6 \( S4 f6 L9 p! D8 c# D4 m3 C" e1 i
! [; T$ z, U+ Z1 B+ a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, v# _" h5 n4 O0 e
9 s9 H1 m; S) E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。 v0 ~# u! R; o; }) v' k$ ?( L
! P, [: l+ |; N6 e
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。/ D- d X) c4 }/ u; \
/ p8 q4 @2 b) ?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。
H2 ^, ^7 @* N/ S9 s& p& k* e: U* q! K& f6 U# P6 i1 p- C+ b
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。
% w7 O" F, {$ W* E+ B& Z$ o
0 r, S. _' i/ ~ s' q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。& J' V; I/ r+ l, t6 j4 d
8 D/ x/ O" s4 j) [8 x3 h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。
2 I% p) H R" }1 b) N4 |
; z. \/ @% x/ u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:8 ]( }' E5 U0 I1 ~+ R9 o D
/ o& j: U2 t; z/ b% ` k“喂,小飞哥,抛7个宝葫芦下来呗。”; b( I/ v' C8 d& K+ D
“饿了吧忙着呢,我们美团要不要?”( a! q: ~6 q' z! [% s
“我们不挑食,谁来都行。”% J" K s8 Q5 Z, i8 q7 f0 X/ Q+ z
“来啦,接着。”/ p: J: p$ w; P
7 C# f+ L3 \1 s8 Y
这等于飞机帮着送弹药了。
; ]( X+ N: }+ m- n
7 E1 e9 Z z; ]6 U5 i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。
3 C. s J, J' [
9 p0 S) H( I& e# s# i$ B8 E, V5 O4 ^7 H" N% v
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
: o; u& z7 M2 Z% X8 {5 y! k: |# L
V. l6 y( t" |0 x
“神雕”双体无人机是另一个突破常规思维的产物+ N; t: Z; o: e1 h
1 Y& D2 b" S" {8 y) r
5 v2 f( g; I8 r6 {如果说飞鸿901巡飞弹还能找到外国现有产品的影子
/ ^' K( ^: U1 c6 e0 [) P6 Q/ I+ o7 L) E
/ M* T& U' {2 A! T+ v
飞鸿97这样就直逼世界领先水平了9 @7 S! X, w; F5 I) M3 o
9 Z% i1 K! f% T0 p( x5 s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 J9 |, v6 Q+ O: T1 T
7 C0 Q" z. F( [" c8 I# q, E- ?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。 |
评分
-
查看全部评分
|