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本帖最后由 晨枫 于 2021-9-30 11:20 编辑 0 ]- | Q) f: I) t7 z9 w# J
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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。3 d0 c7 ~0 c. e( g
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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7 d7 q( S$ d& R3 y+ g
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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' O# P$ h! K3 F' I
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2 R' o0 @4 K+ O& q F/ \3 ~彩虹-6速度更快，升限更高，载弹量更大
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/ m2 k/ K+ Q. r& \8 |彩虹-7还只是模型，但展示的潜力更加令人遐想
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# \2 B) W: Z+ c) Q& T彩虹-10则是垂直起落的，指向另一个发展方向
' }; t7 A) j1 }0 [+ Z/ m5 Y, ~
W$ ]" ~1 _: u# a$ g但最有意思的彩虹是这个小不点：彩虹817。8 e5 V( r9 w% n( `4 o
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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$ [& z6 j' H. q- f8 y7 r8 P/ T
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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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- p: S, o: P l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。2 U$ v3 |' Z/ P* B+ Q$ T6 Z0 i
4 f1 n6 q9 j" M6 E# n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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, z+ }, {1 J5 p9 V3 [7 N) k4 y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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; O& n( v0 T+ U2 D5 P; ]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0 Y8 D6 d( r& ^4 ?6 o
8 ]% n8 z6 B; m7 \& N6 D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。4 C2 X# D1 K. z5 y& y9 K, }! E
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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。
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/ U! g' Y: i3 k" t0 @6 E N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; D4 z4 R( J8 H9 C5 h
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& b: T5 X# \/ @9 M9 z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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/ O: C. J7 v4 P3 I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。( _# P6 k9 V3 S1 c1 D# y
/ r( Q2 @0 Z$ Y& |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。; G1 y! f( F/ j+ m- m# Q" p
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: e: v( e3 Y# R1 E# Q仔细看看，没有任何控制连杆和滑盘结构
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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？, c3 T8 l3 t2 `
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反常即妖，彩虹817的“妖”正在上面这一坨。
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4 S7 _+ u S) e) `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。' V& E* h! D1 R! z E0 m3 M# e& n' X
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) U% u$ T$ E9 V$ ~" N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
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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。* I" U. B. R3 k6 m/ @, O
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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。2 V& p# C4 T6 p$ _; m
* Z9 q0 D' B; y9 u6 q4 ]: q2 v5 n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。2 E6 K7 S( U$ z. X$ X6 M
6 d. [7 x/ o. \5 P: c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。) j4 ]1 Y: {5 x! c$ E" A+ O- C
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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。
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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。
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! n3 I! T' ^% s* \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：
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* }2 k* ~5 i' r% f) m- L5 l0 q“喂，小飞哥，抛7个宝葫芦下来呗。”4 A1 @$ m% d8 R f) \) [6 [7 x7 o8 N
“饿了吧忙着呢，我们美团要不要？”/ W7 j2 A+ u/ C/ a+ Y6 G) m9 D4 |
“我们不挑食，谁来都行。”
& \, w. i: w( j) [ {( |( B) E“来啦，接着。”! I$ _8 X% @" ~: k' K) Z
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这等于飞机帮着送弹药了。$ L# c0 @: \5 {4 ^; N
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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。' g- i2 e- u! w, j9 W3 _; u
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( P" B6 r( z/ {7 g& A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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“神雕”双体无人机是另一个突破常规思维的产物5 L) e# J g' u( d' T6 q
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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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8 O u# w5 [. v7 z. B1 r飞鸿97这样就直逼世界领先水平了: {( ~1 S& Z* E% o% T1 S
/ |7 C# T4 A8 O! \( p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！- b& N- S9 _5 L( `8 p! n, |$ s
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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。 |
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发表于 2021-9-30 12:57:43
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