5-A-01傘降旋翼無人直升機

 

近日，首屆中國軍民融合技術(shù)裝備博覽會在京召開，來自中國兵器、中科曙光、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京聯(lián)合大學(xué)、軍事交通學(xué)院、大唐電信、長源動力、飛訊數(shù)碼、數(shù)碼視訊、深圳邦彥、蘇州科達、博睿科技、中興通訊、淳中視訊、華如科技、中視迪威、邁普通信、利亞德、恒宇佳業(yè)、安龍集團深圳展團等近200家單位的高新技術(shù)成果參展，其中，青島宏百川金屬精密制品有限公司展出的曙光5-A-01傘降旋翼無人直升機是一件有看點的裝備，這款無人機看起來并不起眼，但技術(shù)含量算國內(nèi)無人機領(lǐng)域的“大塊頭”，申請了15項專利，其中有2項發(fā)明專利。

 

曙光5-A-01傘降旋翼無人直升機并不是第一次展出，14年珠海航展時就出現(xiàn)在人們的視野里，該機剛一亮相，便引起同行業(yè)的嘖嘖贊聲，吸引了國內(nèi)外參展商的眼球，有消息指出，該無人機2012年由航天科技集團在國防科工局立項，這款無人機以荷載重量大、抗風(fēng)能力強、續(xù)航時間長、高海拔地區(qū)飛行不受影響、配備應(yīng)急故障安全傘降系統(tǒng)等多項優(yōu)越性能，可以進行360度高空翻轉(zhuǎn)，可攜帶像素高達2億的攝像頭進行航拍，更重要的是一旦遇到突發(fā)事件可以實現(xiàn)無人機“傘降”，該機使用獨特設(shè)計的“降落傘應(yīng)急故障安全系統(tǒng)”，遇到突發(fā)事件時可有效實現(xiàn) 無人機傘降，填補了國內(nèi)乃至國際旋翼無人直升機的空白。

 

飛行高度可達7000米

 

曙光5-A-01傘降旋翼無人直升機通體白色，在無人機頭部，3個攝像頭“上二下一”分布，是無人直升機最為重要的部分，用于高空偵察攝錄。據(jù)了解， 這款無人機機身高0.99米，總長2.62米，總寬0.296米，主旋翼直徑3米，尾旋翼直徑0.6米，起落架長0.9米，飛行高度可達7000米，空機重量38千克，最大起飛重量80千克， 續(xù)航時間可達1.5小時?！八鋫鋬膳_9kw噴氣渦輪軸發(fā)動機，采用航空煤油，可滿足高海拔情況下的工作任務(wù)。目前無人直升機能飛到海拔5000米以上執(zhí)飛的，全球僅有兩家企 業(yè)型號的飛機可以做到，一款是瑞士的，售價350萬美元，另一款就是我們的曙光5系帶傘降功能無人直升機，售價300萬元人民幣。”

 

自帶降落傘填補空白

 

曙光5-A-01傘降旋翼無人直升機的最大亮點就是降落傘應(yīng)急故障安全系統(tǒng)(PEFSS)，無人直升機在執(zhí)行飛行任務(wù)時，難免會遇到突發(fā)情況，一旦無人直升機失控從高空墜落，無論是無人直升機、搭載設(shè)備還是對地面人員、設(shè)施都會造成極大損傷，然而無人直升機如何實現(xiàn)傘降一直是困擾無人直升機領(lǐng)域的一個難題。目前，世界上只有兩家公司完成傘降技術(shù)的研制并試驗成功。其中，瑞士一家公司研發(fā)了常規(guī)開傘；而另一家就是落戶即墨店集的企業(yè)青島宏百川金屬精密制品有限公司研制的曙光5-A-01傘降無人直升機。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機，顛覆了以往無人直升機的設(shè)計理念，獨特設(shè)計了“降落傘應(yīng)急故障安全系統(tǒng)(PEFSS)”，創(chuàng)造性的植入無人直升機旋翼剎車系統(tǒng)以及使用火工品發(fā)射降落傘方式，在遇到突發(fā)事故時可以有效實現(xiàn)無人直升機傘降，避免了開傘以后直升機失去平衡旋翼亂轉(zhuǎn)而纏繞傘繩。此產(chǎn)品誕生前，無人旋翼直升機若在高空發(fā)生故障，其結(jié)果一般是粉身碎骨，即便有些型號的無人機有備用的降落傘，但在打開的過程中，降落傘常常會被旋翼纏繞，最終導(dǎo)致不能軟著陸。而該款無人旋翼直升機具備獨自設(shè)計的“降落傘應(yīng)急故障安全系統(tǒng)”，尤其是在城市人口密集地區(qū)執(zhí)行飛行任務(wù)時，這一技術(shù)既能確保無人機的執(zhí)飛效果，又可避免無人機失控后對人群或建筑物的傷害，PEFSS技術(shù)不僅解決了行業(yè)難題，也填補了國內(nèi)外空白。

 

無人直升機的工字梁式機身結(jié)構(gòu)

 

現(xiàn)有技術(shù)中的無人直升機的機身結(jié)構(gòu)大多是以航模的機身結(jié)構(gòu)改進而成的，沿襲了側(cè)板受力的設(shè)計方法，這種機身結(jié)構(gòu)空間狹窄，強度低，不能給機載設(shè)備良好的保護，裝配麻煩且維護保養(yǎng)困難，當(dāng)無人直升機內(nèi)部需要維修時，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計也給拆裝造成了極大難度。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機，創(chuàng)造性的將建筑領(lǐng)域的工字梁技術(shù)引用到無人機領(lǐng)域，加以改造設(shè)計，使機身結(jié)構(gòu)以工字梁做為結(jié)構(gòu)主體，并由加強梁加固，強度高，而且結(jié)構(gòu)簡單，組件少，有利于快速拆裝維修，各個梁結(jié)構(gòu)采用H形狀，又進一步增加了機身結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和抗彎能力，還減小了機身結(jié)構(gòu)的體積和重量，從而減輕了無人機的重量，提高了無人機的留空時間和工作效率。

 

動態(tài)重心平衡系統(tǒng)

 

傳統(tǒng)的無人直升機在重心位置上皆采用平衡設(shè)計，使無人直升機的重心位于旋翼的主軸軸線上，無人直升機旋翼的主軸前后兩側(cè)的重力保持平衡，利于無人直升機的飛行及操作，而為了避免發(fā)動機排出的尾氣影響無人直升機整體的平衡，排氣管一般設(shè)計在機身左右兩側(cè)，讓尾氣向左右兩側(cè)水平排出。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機為了將降落傘的保護作用發(fā)揮到最大，獨到設(shè)計無人直升機的尾氣平衡系統(tǒng)，將無人機排放的尾氣有效轉(zhuǎn)化為升力，通過調(diào)節(jié)無人機重心位置，確保無人機傘降時機頭上仰，保護搭載設(shè)備。

 

強制風(fēng)冷系統(tǒng)

 

無人直升機工作過程中，發(fā)動機高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大量熱量，若不及時散熱，各個部位極有可能發(fā)生故障。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機設(shè)計強制風(fēng)冷系統(tǒng)，無人直升機的強制風(fēng)冷系統(tǒng)利用設(shè)置在機殼上部的艙口將旋翼高速旋轉(zhuǎn)壓縮的下旋氣流強制壓縮到機殼內(nèi)，直接將熱量帶走，散熱效率高，使位于機殼內(nèi)的噴氣渦輪軸發(fā)動機迅速降溫，達到散熱目的。

 

旋翼剎車裝置

 

無人駕駛直升機在空中作業(yè)時，發(fā)動機帶動旋翼的旋轉(zhuǎn)速度極快，旋翼的橫掃面積較大，機身及旋翼在運動過程中慣性較大。當(dāng)旋翼失控時，如不能及時對其制動，首先影響開傘，容易纏繞降落傘繩，另外其強大的破壞力將可能對地面人群或設(shè)施造成極大危害。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機采用了制動部件和傳動部件對稱設(shè)置的結(jié)構(gòu)對主軸齒輪進行制動減速，減少了現(xiàn)有技術(shù)中主軸齒輪制動減速時承受的扭力和應(yīng)力相對集中導(dǎo)致的主軸齒輪磨損，同時增加了旋翼減速傳動時的穩(wěn)定性。制動減速反應(yīng)快，剎車速度可以根據(jù)剎車片的松緊進行控制，制動效率較高。

 

獨立的尾槳動力系統(tǒng)

 

傳統(tǒng)的無人駕駛直升機的旋翼和尾槳由同一動力源提供動力，處于無人機動力及傳動的同一系統(tǒng)之中。無人駕駛直升機在空中進行作業(yè)時，無人機的旋翼一旦失控，地面操縱人員就無法再調(diào)整旋翼、剎車保持機身平衡，處于旋翼失控狀態(tài)下的無人駕駛直升機飛行方向混亂，地面操縱人員無法捕捉其飛行軌跡，運動中的旋翼強大的破壞力會給地面造成極大的不可預(yù)知危險，造成極大傷害，因此我們要對旋翼進行剎車。

 

曙光5-A-01傘降無人直升機采用獨立的尾槳動力系統(tǒng)，實現(xiàn)主旋翼與尾槳不受同一動力源控制，無人機在飛行過程中主旋翼一旦失控，可以進行旋翼剎車，尾槳不受發(fā)動機、旋翼連帶控制，可以有效調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)。

 

未來用途：

 

近年來，隨著世界上無人機在軍事、民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多、越來越廣泛，國內(nèi)也興起一股無人機熱，大家的注意焦點集中在能夠在軍事領(lǐng)域應(yīng)用的重型、偵查打擊一體的固定翼無人機上，但其投資成本高、維護復(fù)雜、需要高標準機場等一系列缺陷也制約了其在民用領(lǐng)域的推廣。輕型、短距起飛的長航時固定翼無人機也作為垂直起降無人直升機性能的補充，它二者的結(jié)合，涵蓋了絕大多數(shù)民用無人機的應(yīng)用領(lǐng)域。

 

曙光5-A-01傘降旋翼無人直升機在軍、警及民需方面都有廣泛的用途，在民用方面的用途它可以應(yīng)用于空中360全景航拍可為碼頭、大規(guī)模建筑、景區(qū)、大型戶外活動等項目進行空中360全景拍攝服務(wù)；在農(nóng)林植保方面，可搭載農(nóng)藥噴灑設(shè)備，對大面積農(nóng)林進行低空近距精確農(nóng)藥噴灑；在海洋監(jiān)測方面，可搭載高清相機或紅外檢測設(shè)備對海洋溢油、赤 潮等環(huán)境問題進行跟蹤監(jiān)測，為海洋環(huán)境問題的解決提供依據(jù)；在森林防火方面，可對大面積森林進行巡航監(jiān)測，為火災(zāi)的預(yù)防和發(fā)生提供依據(jù)；在高海拔救援方面，配備噴氣渦輪軸發(fā)動機，有效應(yīng)對高海拔氣候影響，進行高海拔地區(qū)人事救援。

 

在軍警方面，360高清廣域偵察，對事發(fā)區(qū)域地面情況進行實時拍攝，并對特定目標和對象進行定點捕捉，同時將空地數(shù)據(jù)信息一體化快速傳輸，能夠全面監(jiān)控事發(fā)區(qū)域的態(tài)勢，為指揮和決策提供可靠依據(jù)。據(jù)介紹，該無人機攜帶高清探頭，若天氣狀況允許，其伸縮式“眼睛”可以在千米高空看到地面上巴掌大小的物體。它還適用于高海拔偵察、城市維穩(wěn)、海洋艦載，最終到面向國土測繪、海洋巡查等眾多應(yīng)用領(lǐng)域的需求提供的應(yīng)用服務(wù)。