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振翅高原——淺談我兔縱列雙翼無人機

2024-01-26軍事

近日,網絡媒體報道:【航天國器大載重長航時無人直升機圓滿完成嚴寒高海拔地區實用化投運任務】。

兵器迷點評如下:

一、航天國器

南京航天國器智能裝備有限公司(以下簡稱「航天國器」),為中國航天科工集團旗下企業,是上市公司航天工業發展股份有限公司的控股子公司。航天國器的主營業務,就是無人機系統、綜合靶標/靶機等產品的研發生產,和技術保障業務。

目前,航天國器已經陸續研制了GQ680型、GQ-580型(縱列雙翼)、GQ-320型(縱列雙翼)、GQ-110型、GQ-130型、GQ-280型等多款無人機系列產品。

2022年10月,航天科工報道:航天國器簽署了山東省臨沂市公安局交警支隊高速公路無人機專案,為國內首個套用中大型無人直升機執行警務的專案。

註意:在上圖的左上角和右下角圖中,我們都可以看到有航天國器的縱列雙翼無人機產品。

航天國器官宣:其研發的空地一體無人機綜合指揮系統,將中大型無人直升機與警航指揮中心連線,與數碼集群呼叫系統實作資訊互動,透過搭載光電偵察、SAR雷達、救援裝備投放系統、通訊中繼、喊話器等任務載荷,利用不同機型的執行不同任務組合,實作事故現場快速勘察、事故人員快速救援、違法行為快速處理、交通秩序快速疏導、全天候巡邏管控、道路交通隱患快速排查以及宣傳警示教育等多種功能。解決了以往警用微小型多旋翼無人機飛不遠、看不清、追不上、載不重等諸多需求難點。

在本文開頭新聞中出現的兩款無人機,應該是航天國器的GQ-580(雙列縱翼)和GQ-680(單旋翼尾槳)無人機。連同GQ-320(縱列雙翼)無人機在內,這三款無人機都在2022年14屆珠海航展上,由航天國器公開展示。

我們下面就來分別聊聊這三款機型。

二、填補兩項空白的GQ-320無人機

根據航展介紹,GQ-320型無人艦載直升機機體機長3.15米,機寬1.05米,機高1.4米,最大飛行速度140公裏/小時。其動力為重油航空發動機,最大起飛重量320公斤,最大有效載荷100公斤,最大航程500公裏,最長航時4小時,最大實用升限3500米。

從航展介紹中可以看出,GQ-320無人機的機高和機寬都只有1米多,尺寸相當緊湊,更符合空間有限的艦載任務需求。別小看了這款任務載荷才100公斤的無人直升機,其擔負的任務包括電子對抗、戰場偵察、監測監控、指揮通訊等,任務彈性相當不錯。而且該機的電磁雜訊低,電磁相容特性好,具有通訊中繼節點機的潛力。特別是官宣稱:GQ-320填補了國內無人直升機」海上艦載起降電子對抗實戰化空白‘’和「海上多機編隊任務飛行「的兩項空白。未來該機可能在兩棲攻擊艦和航空母艦上部署,以單機或編隊形式,參與海上作戰任務。

三、高原長航時縱列雙翼的GQ-580型無人直升機

根據航展介紹,GQ-580最大起飛重量580公斤,最大有效載荷200公斤,最大航程1200公裏,最大使用升限7000米,最長航時8小時,最大飛行速度158公裏/小時。機體機長3.6米,機寬1.25米,機高1.7米。

GQ-580型縱列雙翼無人直升機,是專門針對中國西部高原設計的無人直升機。青藏高原地處高寒山地,空氣密度下降,氧氣含量低,造成直升機發動機的地面啟動功率不足,在海拔4000米的機高時,大氣密度就只有海平面的60%左右。而發動機動力不足,將直接影響直升機槳葉的工作效率,整機升力下降。高寒和高溫差以及惡劣氣象復雜多變,多變的氣候環境對戰機的抗風效能要求更高。因此對無人機的飛行控制提出了很高的要求。

GQ-580采用了縱列式雙旋翼布局,這種布局取消了尾槳,其減少的10%-15%功耗就可用於提高旋翼升力;雙旋翼設計可以減少主減速器和旋翼的重量,有助於降低結構重量,提升有效載荷。同時,縱列式雙旋翼飛機的機長較大,全機重心變化的安全裕度提高。再有:前後旋翼大大提升了懸停控制能力,也提高了爬升效能。

GQ-580載荷大、抗風能力強,可廣泛套用在高原偵察、通訊中繼、電子對抗、物資救援運輸等軍民兩用市場。特別是對於高原戰事中的緊急運輸任務,如:前線傷員病員緊急後送任務、應急保障物資(如食水、彈藥、藥品、電池)的緊急前送任務,具有很好的適應力。從某種意義上說,堪稱我兔的小型無人版「CH-47」。

四、高原長航時單旋翼的GQ-680察打無人機

GQ-680型單旋翼無人直升機,機長5.8米,機寬1.6米,機體機高2.4米。最大起飛重量680公斤,最大有效載荷260公斤,最大航程1400公裏,最大升限7300米,最長航時8小時,最大飛行速度180公裏/小時。

GQ-680采用傳統的單旋翼帶尾槳構型,結構簡單可靠,垂直起降方式,可以方便其前沿部署。搭載8枚空地彈,可進行縱深偵察和火力攻擊。如果采用重油航空發動機,還將具備艦載部署能力。成為」上得了高原,下得去大海」的無人察打多面手。

五、 大載重長航時無人直升機嚴寒高海拔地區實用化投運的意義

這次報道透過嚴寒高海拔地區實用化投運的GQ-580,GQ-680,對我兔西部防務具有重大意義。

我兔西部戰區多為高寒山地,地域廣大——西藏自治區在青藏高原的西部和南部,122萬平方公裏面積占青藏高原的一半以上,海拔4000米以上的地區占全區總面積的85.1%;新疆自治區平均海拔2188米,雖然稍低也算是高原了,而且面積達到166.5萬平方公裏。這樣大的面積,又是山脈縱橫——昆侖山脈、喀喇昆侖山脈、唐古拉山脈、橫斷山脈、岡底斯山、喜馬拉雅山脈、念青唐古拉山、祁連山脈等密布其中,交通極為不便,機場建設困難。加上氣候惡劣,危險性高,有人駕駛飛機安全性難以保證。因此,對西戰前沿的應急支援,就非常需要航程足夠遠的高原型大載重垂直起降無人機。

我兔在高原垂直起降無人機領域的的研究也已經持續多年,但目前大部份機型,卻很難同時兼顧大載重、長航時和高海拔這三個需求要素。

在單旋翼無人機方面,目前最適應高原需求的,應該是航空工業直升機所研制的著名機型AR-500C,巡航時間6-7小時,也算很不錯了,但任務載荷120公斤有些不足,5000米的實用升限還有些低。

在縱列雙翼無人機方面,南戰的某型無人機載重120公斤,升限4800米,巡航時間只有3-4小時;央媽報道的某型縱列雙翼無人機,任務載荷300公斤——非常不錯的指標,實用升限4800米,但巡航時間只有2.5小時。重慶X航的某型縱列雙翼無人機,任務載荷200公斤,巡航時間更是只有1小時,作業半徑只有100公裏。北航的某型縱列雙翼無人直升機,最大載荷220kg,最大升限6000m——相當不錯的指標,但巡航時間也只有2個小時。

載重、長航時和高海拔,長期成為垂直起降無人機研發的「不可能三角」。

而執行此次實用化投運任務的兩個機型,在突破這個魔咒方面,讓我們看到了希望——

GQ-680單旋翼機,最大有效載荷260公斤,最大航程1400公裏,最大升限7300米,最長巡航航時8小時。

GQ-580縱列雙翼機,最大有效載荷200公斤,最大航程1200公裏,最大實用升限7000米,最長巡航航時8小時。

可以看出,這兩機型均很好的兼顧了載重、航程/航時和高海拔適應力的綜合需求,實用升限突破7000米,巡航時間達到8小時,最大任務載荷超過200公斤——當然這三個指標不可能同時達到,但目前這樣的指標組合,在我兔業內也已經是首屈一指了,因此成為國內高原無人直升機的佼佼者。

GQ-680的高原察打能力,GQ-580的高原多工/勤務保障能力,是西戰特殊作戰環境下急需的裝備,以邊境300公裏間隔直升機停駐點為依托,既可以將後方保障基地的物資直接或接力傳遞到前沿,也可以迅速應對前沿危機升級時所需的偵察、打擊和傷員後送作戰場景。在高任務彈性快速響應的收益之下,其部署、維護、損毀成本,都是比有人機更可控和可接受的。

希望航天國器的高原型無人機,能夠繼續完善成熟,盡快實作批次裝備,實作其」淬長空利劍,鑄大國重器」的企業願景,為中國的國防安全和邊境安寧,做出更大的貢獻。

最後開個小玩笑——龍年將至,新春在即,既然航天系統拿出了這樣的硬貨給西戰拜年,那麽航空工業的同誌們,也要加把勁才是啊!