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西工大垂直管射折疊翼無人機研究取得重大突破
2023年05月29日 11:07 中國新聞網(wǎng)

  中新網(wǎng)西安5月26日電 (記者 阿琳娜)“嘭!”“發(fā)射正常!”“機翼尾翼展開正常!”“螺旋槳最大功率推進!”“姿態(tài)改平正常!”“開始巡航!”“到達目標上空發(fā)現(xiàn)目標!”“目標鎖定成功!”“完成打擊!”。

  伴隨著這一連串的指令,西工大無人系統(tǒng)技術研究院昌敏老師負責的大仰角彈射長航時“游隼”管射折疊翼無人機(以下簡稱“游隼”長航時折疊翼無人機)捷聯(lián)圖像末制導閉環(huán)試驗成功。

  管射折疊翼無人機是近年來興起的新型巡飛與精確制導裝備。由于考慮便攜性和靈巧性,管射折疊翼無人機采用儲存、運輸、發(fā)射一體,發(fā)射管的有限空間約束極大限制了無人機機翼尺寸,從而影響了折疊翼無人機氣動性能,是一門“螺螄殼里做道場”的藝術。單次折疊的串列翼布局是國際上主流的折疊翼無人機布局形式。

  經(jīng)過長期研究,昌敏老師團隊發(fā)現(xiàn)串列翼布局對于有限尺寸的發(fā)射管來說,機翼面積更大些。但是受發(fā)射管長度限制,機翼展弦比不高。而且隨著攻角的增加,串列翼布局的前后翼遠距氣動耦合誘導阻力增加得很快,串列布局的折疊翼無人機最佳升力系數(shù)不高,升阻比也較低,并且很難再有所提高,這意味著飛行器平臺的飛行性能被這個天花板牢牢壓制,因此這就成為了折疊翼無人機技術發(fā)展的瓶頸。

  “折疊翼無人機頂層設計沒有錯,問題在于飛行平臺本身,必須想辦法補齊空間強約束下的總體、氣動、結構綜合設計短板,我們有信心在5個月內(nèi)完成垂直發(fā)射大展弦比折疊翼無人機演示驗證。”昌敏在項目開題會上向工程單位立下“保證書”。

  在分析試飛數(shù)據(jù)和反推動力學模型后,團隊發(fā)現(xiàn)多次折疊方案中“Z型折疊”總體上能夠滿足設計要求,但是其技術資料極少,其核心是高動態(tài)變體結構的氣動、結構和動力學精確建模與預報技術。在團隊不斷攻關下,成功提出了“氣動-結構協(xié)同的大展弦比折疊翼無人機設計技術”,首次將中國“由陸到空”“由海到空”折疊翼無人機升阻比大幅提升,將中國巡飛平臺的氣動性能提上了一個新的平臺。

  在成功完成大展弦比折疊翼無人機設計后,團隊又將目光投向了?湛缬蝻w行。

  由陸到空、由海到空是折疊翼無人機的主要跨域路徑,而基于海面、陸地的高仰角發(fā)射飛行是約束折疊翼無人機使用范圍的技術瓶頸。研究團隊通過探明折疊翼面瞬時變體中的力系生成機制,揭示了變體幾何布局-動力拓撲-氣動力系架構-高仰角起飛瞬時轉彎等時變耦合機理,突破了水面搖晃態(tài)垂直發(fā)射氣動力系拓撲結構變體重構技術,實現(xiàn)“游隼”長航時折疊翼無人機國內(nèi)首次深水釋放、水面漂浮垂直冷發(fā)射無人機自主飛行驗證與首次電動后推螺旋槳陸地垂直冷發(fā)射折疊翼無人機自主飛行驗證。

  “空天地海互通,有人無人協(xié)同,這是無人系統(tǒng)技術研究院的努力方向,借助無人系統(tǒng)技術在國民經(jīng)濟和國防建設中產(chǎn)生催化效應,完成我國相關技術體系的智能化水平提升,是我們無人系統(tǒng)專業(yè)的時代使命!睙o人系統(tǒng)技術研究院常務副院長白俊強如是說。(完)

責任編輯:崔景靚