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艦載無人直升機的過去與未來

發布日期:2013-10-23我要投稿我要評論

貝爾“鷹眼”垂直起落傾轉旋翼直升機被美國海岸警衛隊選中

除上述幾種美國的無人直升機外,還有奧地利西貝爾公司的Camcopter S - 100“軍刀”、瑞典薩博公司的Skeldar V-150、法國和南非合作研發的“警惕”等無人直升機也正在裝備或研發之中。此外,在共軸雙旋翼無人直升機方面,俄羅斯Ka-137無人直升機,加拿大CL-327無人直升機,德國“西莫”( S E A M O ) 無人直升機都非常的知名。

近年來,傾轉旋翼式無人直升機既具備直升機垂直起降的特性,又具有固定翼飛機的快速水平飛行性能,也受到了很多國家的青睞,美國貝爾直升機公司研制的“鷹眼”(Eagle Eye)無人機是一種典型的傾轉旋翼式無人直升機,它是在V - 2 2“魚鷹”有人傾轉旋翼飛機的基礎上發展起來的。

無人直升機三大關鍵技術

無人直升機是利用計算機等測控設備取代飛行員對直升機的操作,與有人直升機一樣,研制無人直升機也要首先掌握旋翼、傳動系統與發動機三大部件的核心技術,在此基礎上,再依靠飛行控制和測控技術,使計算機能夠像人一樣駕駛直升機,總體上來說,無人直升機的主要技術特點有以下幾種:

1、總體構型與氣動布局設計技術

無人直升機的氣動布局是指直升機氣動外形、各部件的外形、參數及相互位置的確定,其目的是使直升機具有所要求的空氣動力性能——飛行性能及操縱性、穩定性。總體構型與氣動布局設計是無人直升機總體設計的主要內容,要依據技術要求選擇恰當的型式,合理布置各氣動部件的位置及形狀,從而提出總體布局方案。總體構型與氣動布局設計技術涉及型式、參數和外形的設計,融合了空氣動力學、飛行力學、航空材料與工藝學、結構強度和動力學等多個方面的專業技術,是一項決定無人直升機飛行性能的關鍵技術。

俄羅斯ka-137無人直升機

2、遙測遙控技術

由于在大部分的時間里無人直升機都在地面人員的視野之外飛行,在飛行器和地面控制站之間必須有穩定、可靠、高速的數據傳輸通道,地面人員對飛機的各種監視測量和操縱控制都依賴于提供數據通道的遙測遙控系統。遙測遙控技術是解決通信鏈路和遙測遙控數據高可靠性、穩定性、實時性,以及飛機各種狀態的準確測量技術難題,建立遙測遙控系統的關鍵技術,是一項保證無人直升機超視距安全可靠飛行的關鍵技術。無人直升機的遙測遙控系統不僅包括通信信道部分,還包括無人直升機地面檢測、指揮、操縱與協同等部分內容。

3、飛行控制與導航技術

從飛行控制和導航技術來看,由于無人直升機作為受控對象具有多變量、非線性、強耦合性、時變性等特性,是一種穩定性差、不易操縱和難以控制的飛行器。所以目前飛行控制和導航技術是制約無人直升機投入實際應用中的瓶頸,也是一項決定無人直升機飛行品質的一項關鍵技術。飛行控制和導航技術涉及狀態測量、信息綜合與管理、姿態控制等方面的技術,包含了起降/飛行控制律設計、航線規劃及全向導航設計、發動機控制律設計、人工智能與容錯控制策略設計、智能化故障模式識別與處理、綜合電氣管理等相關內容。

除了上述關鍵技術以外,無人直升機的發展還離不開動力、傳動、機載設備、航空材料等技術的支持。

美國軍事人員通過多屏操作臺駕駛和控制無人機執行軍事任務

艦載無人直升機是無人直升機中的重要一員

有人艦載直升機面臨的困難

艦載直升機上艦多年來, 由于管理與使用上存在諸多問題, 導致駐泊時間短, 機艦融合性差。主要原因是艦載直升機使用程序繁瑣、空勤人員管理難、艦面保障復雜。既有觀念上原因, 也有體制上的問題。船上人員認為: 直升機的使用應該很方便, 而實際上直升機的使用具有較煩瑣的程序。直升機駕駛員則認為: 艦船上的條件太嚴酷, 保障條件難以滿足。由于機艦融合不好,平時很少駐泊, 且沒有充分的機艦協同訓練, 因此,有人駕駛的艦載直升機的作用和效能都沒有充分地發揮出來。

在海上, 沒有多種信息探測手段, 再強的攻擊武器也無法取勝。海戰場信息獲取、電子偵察與對抗等, 要求艦載直升機抵近敵艦或島嶼, 這對于有人駕駛直升機來講, 除單機價格高外, 由于被彈面積大且有飛行員, 無論平時還是戰時都是危險的。

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