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振翅高原——浅谈我兔纵列双翼无人机

2024-01-26军事

近日,网络媒体报道:【航天国器大载重长航时无人直升机圆满完成严寒高海拔地区实用化投运任务】。

兵器迷点评如下:

一、航天国器

南京航天国器智能装备有限公司(以下简称「航天国器」),为中国航天科工集团旗下企业,是上市公司航天工业发展股份有限公司的控股子公司。航天国器的主营业务,就是无人机系统、综合靶标/靶机等产品的研发生产,和技术保障业务。

目前,航天国器已经陆续研制了GQ680型、GQ-580型(纵列双翼)、GQ-320型(纵列双翼)、GQ-110型、GQ-130型、GQ-280型等多款无人机系列产品。

2022年10月,航天科工报道:航天国器签署了山东省临沂市公安局交警支队高速公路无人机项目,为国内首个应用中大型无人直升机执行警务的项目。

注意:在上图的左上角和右下角图中,我们都可以看到有航天国器的纵列双翼无人机产品。

航天国器官宣:其研发的空地一体无人机综合指挥系统,将中大型无人直升机与警航指挥中心连接,与数字集群呼叫系统实现信息交互,通过搭载光电侦察、SAR雷达、救援装备投放系统、通信中继、喊话器等任务载荷,利用不同机型的执行不同任务组合,实现事故现场快速勘察、事故人员快速救援、违法行为快速处理、交通秩序快速疏导、全天候巡逻管控、道路交通隐患快速排查以及宣传警示教育等多种功能。解决了以往警用微小型多旋翼无人机飞不远、看不清、追不上、载不重等诸多需求难点。

在本文开头新闻中出现的两款无人机,应该是航天国器的GQ-580(双列纵翼)和GQ-680(单旋翼尾桨)无人机。连同GQ-320(纵列双翼)无人机在内,这三款无人机都在2022年14届珠海航展上,由航天国器公开展示。

我们下面就来分别聊聊这三款机型。

二、填补两项空白的GQ-320无人机

根据航展介绍,GQ-320型无人舰载直升机机体机长3.15米,机宽1.05米,机高1.4米,最大飞行速度140公里/小时。其动力为重油航空发动机,最大起飞重量320公斤,最大有效载荷100公斤,最大航程500公里,最长航时4小时,最大实用升限3500米。

从航展介绍中可以看出,GQ-320无人机的机高和机宽都只有1米多,尺寸相当紧凑,更符合空间有限的舰载任务需求。别小看了这款任务载荷才100公斤的无人直升机,其担负的任务包括电子对抗、战场侦察、监测监控、指挥通信等,任务弹性相当不错。而且该机的电磁噪声低,电磁兼容特性好,具有通信中继节点机的潜力。特别是官宣称:GQ-320填补了国内无人直升机」海上舰载起降电子对抗实战化空白‘’和「海上多机编队任务飞行「的两项空白。未来该机可能在两栖攻击舰和航空母舰上部署,以单机或编队形式,参与海上作战任务。

三、高原长航时纵列双翼的GQ-580型无人直升机

根据航展介绍,GQ-580最大起飞重量580公斤,最大有效载荷200公斤,最大航程1200公里,最大使用升限7000米,最长航时8小时,最大飞行速度158公里/小时。机体机长3.6米,机宽1.25米,机高1.7米。

GQ-580型纵列双翼无人直升机,是专门针对我国西部高原设计的无人直升机。青藏高原地处高寒山地,空气密度下降,氧气含量低,造成直升机发动机的地面启动功率不足,在海拔4000米的机高时,大气密度就只有海平面的60%左右。而发动机动力不足,将直接影响直升机桨叶的工作效率,整机升力下降。高寒和高温差以及恶劣气象复杂多变,多变的气候环境对战机的抗风性能要求更高。因此对无人机的飞行控制提出了很高的要求。

GQ-580采用了纵列式双旋翼布局,这种布局取消了尾桨,其减少的10%-15%功耗就可用于提高旋翼升力;双旋翼设计可以减少主减速器和旋翼的重量,有助于降低结构重量,提升有效载荷。同时,纵列式双旋翼飞机的机长较大,全机重心变化的安全裕度提高。再有:前后旋翼大大提升了悬停控制能力,也提高了爬升性能。

GQ-580载荷大、抗风能力强,可广泛应用在高原侦察、通信中继、电子对抗、物资救援运输等军民两用市场。特别是对于高原战事中的紧急运输任务,如:前线伤员病员紧急后送任务、应急保障物资(如食水、弹药、药品、电池)的紧急前送任务,具有很好的适应性。从某种意义上说,堪称我兔的小型无人版「CH-47」。

四、高原长航时单旋翼的GQ-680察打无人机

GQ-680型单旋翼无人直升机,机长5.8米,机宽1.6米,机体机高2.4米。最大起飞重量680公斤,最大有效载荷260公斤,最大航程1400公里,最大升限7300米,最长航时8小时,最大飞行速度180公里/小时。

GQ-680采用传统的单旋翼带尾桨构型,结构简单可靠,垂直起降方式,可以方便其前沿部署。搭载8枚空地弹,可进行纵深侦察和火力攻击。如果采用重油航空发动机,还将具备舰载部署能力。成为」上得了高原,下得去大海」的无人察打多面手。

五、 大载重长航时无人直升机严寒高海拔地区实用化投运的意义

这次报道通过严寒高海拔地区实用化投运的GQ-580,GQ-680,对我兔西部防务具有重大意义。

我兔西部战区多为高寒山地,地域广大——西藏自治区在青藏高原的西部和南部,122万平方公里面积占青藏高原的一半以上,海拔4000米以上的地区占全区总面积的85.1%;新疆自治区平均海拔2188米,虽然稍低也算是高原了,而且面积达到166.5万平方公里。这样大的面积,又是山脉纵横——昆仑山脉、喀喇昆仑山脉、唐古拉山脉、横断山脉、冈底斯山、喜马拉雅山脉、念青唐古拉山、祁连山脉等密布其中,交通极为不便,机场建设困难。加上气候恶劣,危险性高,有人驾驶飞机安全性难以保证。因此,对西战前沿的应急支援,就非常需要航程足够远的高原型大载重垂直起降无人机。

我兔在高原垂直起降无人机领域的的研究也已经持续多年,但目前大部分机型,却很难同时兼顾大载重、长航时和高海拔这三个需求要素。

在单旋翼无人机方面,目前最适应高原需求的,应该是航空工业直升机所研制的著名机型AR-500C,巡航时间6-7小时,也算很不错了,但任务载荷120公斤有些不足,5000米的实用升限还有些低。

在纵列双翼无人机方面,南战的某型无人机载重120公斤,升限4800米,巡航时间只有3-4小时;央妈报道的某型纵列双翼无人机,任务载荷300公斤——非常不错的指标,实用升限4800米,但巡航时间只有2.5小时。重庆X航的某型纵列双翼无人机,任务载荷200公斤,巡航时间更是只有1小时,作业半径只有100公里。北航的某型纵列双翼无人直升机,最大载荷220kg,最大升限6000m——相当不错的指标,但巡航时间也只有2个小时。

载重、长航时和高海拔,长期成为垂直起降无人机研发的「不可能三角」。

而执行此次实用化投运任务的两个机型,在突破这个魔咒方面,让我们看到了希望——

GQ-680单旋翼机,最大有效载荷260公斤,最大航程1400公里,最大升限7300米,最长巡航航时8小时。

GQ-580纵列双翼机,最大有效载荷200公斤,最大航程1200公里,最大实用升限7000米,最长巡航航时8小时。

可以看出,这两机型均很好的兼顾了载重、航程/航时和高海拔适应性的综合需求,实用升限突破7000米,巡航时间达到8小时,最大任务载荷超过200公斤——当然这三个指标不可能同时达到,但目前这样的指标组合,在我兔业内也已经是首屈一指了,因此成为国内高原无人直升机的佼佼者。

GQ-680的高原察打能力,GQ-580的高原多任务/勤务保障能力,是西战特殊作战环境下急需的装备,以边境300公里间隔直升机停驻点为依托,既可以将后方保障基地的物资直接或接力传递到前沿,也可以迅速应对前沿危机升级时所需的侦察、打击和伤员后送作战场景。在高任务弹性快速响应的收益之下,其部署、维护、损毁成本,都是比有人机更可控和可接受的。

希望航天国器的高原型无人机,能够继续完善成熟,尽快实现批量装备,实现其」淬长空利剑,铸大国重器」的企业愿景,为我国的国防安全和边境安宁,做出更大的贡献。

最后开个小玩笑——龙年将至,新春在即,既然航天系统拿出了这样的硬货给西战拜年,那么航空工业的同志们,也要加把劲才是啊!