X-猎手”无人机 ——“X-猎手”无人机的设计思路, @! \3 D, y9 Y# b7 S& f7 M
一、 设计前言# q# T( e) G- O+ R2 u& J6 U0 \9 Y# \
"长空一号"作为我国独立研制的第一种多用途喷气式无人机,开创了一个先例,奠定我国无人机发展的坚实基础。而作为“长空一号“技术骨干的我国无人机专家赵煦曾经说过:“在2050年左右,无人作战飞机将非常广泛地应用于各国部队,并有取代有人驾驶飞机的趋势。”( d0 x9 D3 k! K3 Q
鉴于无人机在我国军事发展中的重要性,以及自己平时对我国无人机的关注,这次飞行器大赛,我拿出的作品是一种新型的多功能无人机“X-猎手”,并且提供了两种不同的设想。希望通过这次比赛能展望未来无人机的发展方向,探讨我国无人机的先进技术,为祖国填砖加瓦。) y, @: ?6 T% y0 A0 M" ^( m& U$ R
“X-猎手1”效果图
& R0 O2 M5 m1 S “X-猎手2”效果图0 y. F4 @+ A' @4 t4 o
二、设计说明* M3 y1 `# j& X% K ^/ z% H& r2 F
1.设计定位:
/ q( w; X; {: K4 X3 i) { “X-猎手”系列的两款多功能无人机是为了增强我国的空军实力孕育而生的,它不仅具有侦察机的功能,可以用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战等;也可民用,如边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻、治安监控等。
' {# L5 K, |! y; j 北京时间2008年5月12日14时28分04秒,我国四川汶川发生了8.0级的地震,造成了无数的伤亡。2008年5月31日下午,51岁的羌族飞行员邱光华在驾机执行任务返回途中,在映秀镇附近不幸失事。试想,如果派的是无人机来执行这个任务的话,可能悲剧就不会发生,控制者可以在监控室里观察灾区的每一个气象变化,从而有效采取相应对策来顺利完成救援和运送任务,同时也可以大大提高地震监测,灾情监视等任务的工作效率,降低人员的伤亡率。7 a; S9 Z3 j6 R
由此可见,现在的无人机应当是多功能的,而不仅仅体现在军事作战方面。) ]: \; m7 P( }# i, c E
2.设计灵感:
0 @7 b( Q8 U& x% v0 x# S' k 正当我为无人机的设计冥思苦想的时候,我从网上无意中看到一篇关于拉丁26个字母由来的文章,对于文章中所描述的字母演变深深吸引。对于字母“X”,它是这样叙述的:字母“X”是“S” 演变来的, 初期形式与“S”不分,后来西部希腊人将其改为斜十字形 ,才最后确定下来。
6 i; X$ C8 Y/ | 而正是拉丁字母的这种演变赋予了我设计“X-猎手”的灵感,我决定将字母“X”的造型融入到无人机的设计中。仔细观察“X”的造型,我们发现它显得很稳固,往四周各加一条边就成了四个同顶点的三角形,科学表明三角形有稳定性 ,由此可见将机身和机翼完全融合为一个“三角形”,这种结构牢固可靠,即使高速状态下也一样能保持稳定。
0 R5 G4 V4 Y/ b, F7 a3 b. m5 M 3.细节设计:
# W! M; t1 }* Z6 I a.发动机及轮子( C; d. q1 H. g! f$ |/ x
简要说明:
5 F+ O( E |9 |0 `0 q5 } R" y 1.采用采用氢燃料涡轮螺旋桨发电发动机,使用电能驱动螺旋桨,低耗低噪。涡轮螺旋桨发动机(Turboprop Engines),涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同,是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的推进力。8 O& v7 S; O& @. p
2.发动机可围绕机翼进行360度的旋转,从而使“X-猎手”无人机的机动性大大增强。
# v: d+ [) ]1 x- f/ _/ I) a b. 雷达装置0 e0 S0 e' _% C
简要说明:# i; r) j/ ?; O {
1.雷达通过底座的一系列支架固定与机身上,支架的镂空设计可以一定程度上减轻飞机的重量。! Y+ o7 a; q: }
2. 雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。在这里,它不仅作为军事上必不可少的电子装备,还具有气象预报、资源探测、环境监测、洪水监测、地质调查等作用。( V7 `4 Z- h; m3 d
c. “X-猎手2”中的探照灯及摄像机
6 E* x/ G, P' `9 X1 c; [ 简要说明:
. b; t0 X2 v, m' b, D 利用相应的设备能进行探照功能,并且还能将所观察到的信息通过安装在机上的发报装置,反馈回地面。
: Y9 v: z/ y8 Q& |2 S6 M9 f d. “X-猎手1”中的螺旋桨* A3 `& c3 I8 k+ }0 v0 ]& [
简要说明:
( q6 ^. _: L1 o5 | 强有力的螺旋桨可以极大的提升飞机的机动性,使得“X-猎手1”的运输能力大大增强。4 {3 c/ O' P% e8 j" ^3 o, D
e. 导弹2 j7 {" G3 z2 V5 D3 H2 ]. A9 f
简要说明:
- Z1 g; H+ t' j3 t$ A 有三种方案锁定敌机:(依情况而定)- U( L- K$ r. o) c
1.红外制导.........美国响尾蛇,俄罗斯R73,以色列怪蛇,中国PL-9C
% t8 W5 T. h1 t/ J 2.雷达主动制导..........美国AIM120,俄罗斯R77,中国SD-10
$ k0 s1 H# g2 n+ p6 L. P4 b7 e! K 3.雷达半主动制导........美国麻雀,俄罗斯R27
& e- l$ e% y2 T, r. P f.表面涂装& m( a4 i( i" @# c
1.机身整体采用迷彩涂装,能利用颜色色块使飞机形体融汇于背景色中。
$ _4 S- ]( n( O! J; {6 v8 C8 s 2.等离子体包裹机身后部不仅可以对雷达完全隐身,还可以借助等离子气体减少机身和空气的摩擦提高飞行速度。2 Q3 `9 {1 |8 t3 u: a1 i) ?
4.飞机大致数据8 _: S u/ V: Q5 |
三视图* J6 X/ D6 l5 W6 H
“X-猎手1”
7 w5 y5 J# {4 ?4 R X “X-猎手2”( F0 t: Q9 {' }/ h* e% o/ A, U( \$ x
动力装置:
- J* K/ i c2 H, W: K0 g 发动机:4台新型涡轮螺旋桨发动机;) B6 n7 L! V o6 k
最大加力推力:2 x 100 千牛;+ j* z" l9 b! f# z
最大军用推力:2 x 80 千牛;$ `: A, N, k! f2 I
发动机推重比:11:1 (初步);
) V0 G( ?0 B$ r! d “X-猎手1”. V" ~, l8 W& {9 a
尺寸:- [& j: k0 ?* m s* E
机长:9米;
+ E& Y4 t( H5 Z: j% b+ f" r 翼展:16 米;
% ~2 {) W( h: Z3 R 机高:6m;, Y' @ h; j* }% o5 ]' `8 E
“X-猎手2”
0 f8 S% B. `, Y 尺寸:/ r1 X$ |# k3 M/ _# ]9 B
机长:9 米;( C7 l% Q! V5 C1 u, X$ r' `, n, x
翼展:16 米;- y* H: [- v: q+ ?( x7 ~+ F0 j2 a
机高:4m;" r- F0 s/ {! _
武器:
r, w+ m% f4 M ^- u* y9 o2 o 可装载我国现行和未来研制的各种空空、空地、空舰、反辐射导弹,以及各种常规炸弹、精确制导炸弹甚至核弹。/ M, C+ U- O5 W5 H. ^
补充:
! @* Q5 l; a! Q, a+ L 1.造型上采用飞翼式设计,机翼机身融合技术;1 e) u5 ]. t) t3 I* [
2.采用氢燃料发电发动机,使用电能驱动螺旋桨,低耗低噪;
# E$ w( u: v) d- _6 c) G 3.在机翼上可装太阳能电池板,在高空巡航时充分利用太阳能,转化为自身耗电装置的能源来源,甚至为螺旋桨提供能量,延长巡航时间,实践飞行器耗能设计的可持续发展思想;+ h# [$ x, g* ~! `8 ^. i# I
4.还可设计抗风险数据回收的装置,即:当飞机遇险失事、行将坠毁时,可以通过自动控制装置将机载的数据黑匣子弹射出去,通过降落伞安全着陆,失事的黑匣子自行向卫星发出隐蔽信号,将自己定位,等待回收。
7 D2 k% _/ R: S3 v# J 5.不同环境下飞行; `1 v2 n) q3 J. r" V0 s
注: 由于篇幅所只举了“X-猎手1”飞行场景。
5 f- ]! M' l; |# S: b" J 三.未来前景, o, i. ?. m1 b, l3 x/ k
“X-猎手”大致性能如上,具有相当超前的设计。虽然有些技术还有待实现但是我想相信终有一天 “X-猎手”无人机会在天空飞翔。; ]/ V- R D7 B, C, {% q
我国无人机事业还处在研究之中,本设计方案的无人机不仅有一定的军用前景,在民用或科研领域则有更大的发挥空间。长航时的设计使飞行较经济,发动机由氢燃料发电机和电机组合构成,可拆分维护更换,经济性好。我国地域较大,有许多的地方等待人们的研究和勘探,需要有先进的有效率的勘探侦察工具。此外,“X-猎手”在自然灾害的预测以及救灾方面也能发挥举足轻重的作用,通过其反馈的信息,控制者可以在监控室里观察灾区的每一个气象变化,从而有效采取相应对策来顺利完成救援和运送任务,同时也可以大大提高地震监测,灾情监视等任务的工作效率,降低人员的伤亡率。 |