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中國無人機動力現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

發(fā)布日期:2012-09-23??來源:網(wǎng)絡??作者:全球無人機網(wǎng)我要投稿我要評論
 我國無人機的發(fā)展很大程度上受制于動力,隨著我國無人機譜系的健全,現(xiàn)有動力裝置的發(fā)展越來越無法滿足平臺的需求?,F(xiàn)有的發(fā)動機譜系只能滿足無人機動力的“有無”,不能滿足平臺對飛行速度、飛行高度、起降方式、續(xù)航時間、航程和經(jīng)濟性等指標的不同要求。

  為使動力與平臺更好的匹配,未來無人機動力的發(fā)展趨勢大致為:由于無人機平臺的多樣性,需求推力范圍大約為100~10000kgf的渦噴/渦扇發(fā)動機來配裝中高端無人機;功率不大于100kW活塞發(fā)動機配置低速無人機;功率不大于500kW的渦軸配裝旋翼無人機;功率不大于600kW的渦槳發(fā)動機配裝中低速無人機;沖壓組合發(fā)動機是最有希望用于高超聲速無人機的發(fā)動機;隨著新型發(fā)動機技術的發(fā)展,燃料電池推進系統(tǒng)、太陽能推進系統(tǒng)、脈沖爆震發(fā)動機、核動力渦輪發(fā)動機等新型動力也將發(fā)展成為于無人機的動力。其中,未來需求最強烈、裝備意義最大的幾型發(fā)動機包括用于高空長航時無人機的高性能大涵道比渦扇發(fā)動機、對地型無人攻擊機和制空型無人機配套的中等推力渦扇發(fā)動機,以及臨近空間超聲速無人機使用的渦輪沖壓組合發(fā)動機。

  未來我國無人機動力發(fā)展思考

  為了更好地發(fā)揮無人機作為有效軍事武器的作用,發(fā)揮平臺的潛力,我們應高度重視無人機動力的研發(fā)。美國在《無人機系統(tǒng)路線圖(2005-2030)》指出:“推進技術和處理器技術是無人機的兩大關鍵技術”,由此可見動力技術的發(fā)展對無人機系統(tǒng)的發(fā)展起著尤為關鍵的作用。我國無人機動力發(fā)展應該以我國各軍兵種無人飛行器發(fā)展需求為依據(jù),針對未來重點發(fā)展的無人作戰(zhàn)飛機、高空長航時無人機、高超聲速空天無人機等高端無人機平臺,兼顧其他無人機需求,以核心機及渦輪沖壓組合發(fā)動機為主線,遵循“加強預研、自主創(chuàng)新,統(tǒng)籌規(guī)劃、系列發(fā)展,填補空白、占領高端”的發(fā)展原則,突破無人系統(tǒng)動力裝置關鍵技術,通過新研和現(xiàn)有動力系列發(fā)展等方式,研制出滿足國內(nèi)軍民用無人機系統(tǒng)發(fā)展需要的各類動力裝置。

  為了滿足高端無人機對動力的需求,本文提出以下無人機動力發(fā)展設想:

  (1)戰(zhàn)斗機是天空當仁不讓的主角,無人作戰(zhàn)飛機以其“零傷亡”、“非接觸”、“無流血”和超機動、大過載等特有優(yōu)勢成為未來空戰(zhàn)的主力,因此無人作戰(zhàn)飛機的發(fā)展迫切。無人作戰(zhàn)飛機的發(fā)動機,一方面可以在現(xiàn)有的先進中等推力渦扇發(fā)動機核心機基礎上,研制無人作戰(zhàn)飛機專用動力裝置。這種發(fā)展方法,技術風險較小,成本可控。另外一方面可以發(fā)展新一代的具有低油耗、大過載、矢量推力、隱身性能好等特點的先進航空發(fā)動機。

  (2)知己知彼方能百戰(zhàn)不殆,高空長航時無人機作為戰(zhàn)場偵察的主力,是信息時代戰(zhàn)爭不可或缺的組成元素,它可以使我們了解戰(zhàn)場的變化,從而做出應對。對高空長航時無人機,鑒于其長壽命,高經(jīng)濟性的特點,可以采用大涵道比渦扇發(fā)動機,但由于其對高空低速性能要求較高,需要考慮高空低雷諾數(shù)的情況。國內(nèi)高空低雷諾數(shù)設計技術基礎較為薄弱,可以優(yōu)先發(fā)展。

  (3)善攻者攻于九天之上,更高的高度、更快的速度始終是任何一個國家、一支軍隊不懈的追求。超高空超高速無人飛機或空天飛機則始終是更新更強的裝備,也是世界各國都不遺余力努力發(fā)展的方向。針對這類具有前瞻性發(fā)展?jié)摿Φ臒o人機,其動力的發(fā)展我們可以根據(jù)現(xiàn)有的技術儲備,優(yōu)先考慮發(fā)展渦輪沖壓組合發(fā)動機、超燃沖壓發(fā)動機等新型動力。

  措施與建議

  1.加大投入,強化基礎。

  我國發(fā)動機研制基礎本身就比較薄弱,而對于無人機發(fā)動機研究才起步不久,對應的基礎設施更加薄弱。由于無人機動力使用特點對發(fā)動機的特殊要求,如高空低雷諾數(shù)、大過載等,需要在研制過程中提前進行驗證與研究。同時,由于用于無人機所帶來的交聯(lián)控制、電磁環(huán)境等方面的技術挑戰(zhàn),一方面需要建立相應的試驗設施,另一方面需要開展大量的基礎研究工作。所以,發(fā)展無人機動力首先就要加大投入,強化基礎。

  2.加強預研,自主創(chuàng)新。

  應長期堅持動力先行的原則,積極開展無人機動力技術的預先研究和自主創(chuàng)新工作,為適應未來無人機發(fā)展的要求打好基礎。動力裝置的類型不同,預先研究的關鍵技術也不同,應分別制訂針對各種無人機動力的預研計劃,建議國家用類似于民用飛機發(fā)動機計劃的形式,將無人機動力技術預研項目打包,重點抓關鍵技術驗證和轉化。

  3.統(tǒng)籌規(guī)劃,系列發(fā)展。

  無人機是當前國防裝備研究的熱點,應制定合理的無人機發(fā)展路線,合理謀劃無人機動力的發(fā)展戰(zhàn)略,尤其對國防和經(jīng)濟建設有顯著影響的中小型渦扇發(fā)動機應予以重點研究。在高性能核心機的基礎上,系列化派生發(fā)展發(fā)動機,解決不同類型無人機平臺對動力裝置的需求。

  4.填補空白,占領高端。

  重點突破中等推力渦扇發(fā)動機和高空長航時大涵道比渦扇發(fā)動機技術,填補無人機動力型譜空白。圍繞高空長航時、無人作戰(zhàn)以及臨近空間高超聲速等高端無人機,解決相應動力裝置研制的關鍵技術,重點研制幾型發(fā)動機,滿足高端無人機的動力需求。(作者系中航工業(yè)燃氣渦輪研究院副院長、總設計師)

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