《高空长航时无人机发展现状和趋势_张德虎.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高空长航时无人机发展现状和趋势_张德虎.pdf（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高空长航时无人机发展现状和趋势 张德虎李军府 王银虎 中航工业第 一 飞机设计研究院） 摘 要 ：本文首先介绍了高空长航时无人机当前的应用领域，然后详细描述了其国内外发展现状，尤其对 美国高空 长航时无人机的发展历程以及其在隐身高空长航时无人机方面的最新进展进行了细致说明 。继而 以高空长航时无人机发展现状为基础 ，并结合现代军事与民用需求，对高空长航时无人机发展趋势进行了 分析。 关键词：无人机 ； 高空 ； 长航时 引言 年 月 日 ，航空周刊杂志披露美国正在研制 隐身髙空长航时无人机，引起了世 界各国的广泛关注。从早期的 “ 罗盘斗篷 ” 项目到无人机 ，高空长航时无人机研发工作至今巳
2、开展了余年，目前世界上有多个国家正在开展髙空长航时无人机的研制工作。本文将对采用常规动力 的髙空长航时无人机的应用领域、发展现状和发展趋势进行介绍。 高空长航时无人机当前应用领域 美国 “全球鹰” 无人机是目前唯 一一型巳服役 的髙空长航时无人机。此外，洛克希德马丁 公司的 哨兵 ” 无人机和通用原子公司的 “ 复仇者 ” 无人机虽然未被列装部队 ，但也曾被派往 战场执行任务。从 全球鹰无人机、 “ 哨兵 ” 无人机和 “ 复仇者 ” 无人机执行的任务以及其他国家髙 空长航时无人机目前的发展情况来看，髙空长航时无人机当前主要被用于执行大范围区域的情报、侦察和 监视任务。目前未见高空长航时无人机
3、应用于民事领域。 国内外发展现状 国外商空长航时无人机发展现状 美国是最早开展高空长航时无人机研究工作的国家 ， 也是相关技术水平最髙的国家。现分别对美国及 其他国家的髙空长航时无人机发展现状进行介绍。 美国发展现状 早期项目 美国早期的高空长航时无人机研发项目主要包括 “ 罗盘斗篷 ” 项目和 “ 棕色雨 ” 项目。罗盘斗篷 ” 项目始于年 ， 该项目要求研发 一种采用跑道起降方式 ，升限超过 负载 ，续航时 间超过 的无人机。在该项目下 ，波音公司和当时的泰勒 雷恩公司分别研制了又称为 “ 斗篷 ” 型）和又称为 “ 斗篷 ” 型 ）原型机。 两型原型机均进行了试飞 ，并且都达到了 项目要
4、求的性能指标。后来该项目因侦察负载不成熟于 年 月被取消。 “棕色雨” 项目由美国 国防髙级研究计划局 （于年启动， 旨在开发 一种 由活塞发动机 驱动的高空长航时无人机。波音公司在该项目中研发了 “ 秃鹰无人机 ，该无人机具有由起飞到降落的 自主飞行能力，于年月首飞 ，巡航速度为，使用升限为，续航时间长达部 分资料显示为 。尽管 “ 秃鹰 ” 无人机的性能在当时颇为惊人 ，但并未进行量产或进 一步开发 ， “棕 色雨 ” 项目最终被取消。 2 014 (第五届） 中国无人机大会论文集 全球鹰 ”“人鱼海神” 全球鹰 ” 无人机始于年 启动的先进概念技术验证 项目 ，该项目旨在 对超第二等级（
5、 长航时无人机进行探索和验证 ，当时的特莱达茵 瑞安航空公司（ 年 月被诺斯罗普 格鲁门 （诺 格）公司收购）获得了研制合同。 全球鹰 ” 无人机在年月首飞 ， 年月通过评审。其后，诺格公司获得了工程制造与研制合同，并制造了两架 型无 人机。此后美国国防部和美国空军按渐进式采办原则不断推动该无人机进行改进，发展出了多个型别和 批次，目前正在服役的 全球鹰 ” 无人机主要是 型和型。 与 型相比 ， 型 全球鹰 ” 无人机增大了几何尺寸、发动机功率、任务载荷重量和最 大起飞重量 ，改进了燃油系统和综合传感器系统。 型无人机巡航速度 ，巡航髙度 最大续航时间能够携带的任务载荷。任务载荷包括光电红外
6、传感器、合成孔径 雷达、拖拽雷达诱饵、电子信号传感器和信息分析与分发设备等，能够全天时、全天候提供静止和运动目 标的位置、速度和方位等信息 ，具备强大的情报、侦察和监视 能力。 继美国空军采购 全球鹰 ” 无人机之后，美国海军的广域海上监视无人机项目最终也选择 “ 全球鹰 ” 无人机。美国海军在年曾订购了两架型无人机开展 “ 全球鹰 ” 海上验证（ 工作 ， 目的是开发海上无人机战术以及作战程序。 年月，美国海军项目正式立项，诺 斯罗普格鲁门公司获得了 无人机的研制合同 。无人机由 “ 全球鹰 ” 无 人机为基础发展而来，被命名为 “ 人鱼海神 ” ，该型无人机已于 年月日成功首飞。美 国海军
7、计划采购架无人机 ，并计划于 年形成战斗力。 隐身髙空长航时无人机 虽然以 “全球鹰” 为代表的髙空长航时无人机具有很强的侦察能力，但由于该类型无人机不具有隐 身性能 ，在髙威胁战场环境下的生存能力较差。为了提高现代高威胁战场环境下的侦察能力 ， 目前世界上 多个国家正在开展隐身髙空长航时无人机研究工作。下面对典型的研究工作进行介绍 。 暗星 ” 臭鼬 ” “ 哨兵 ” “ 暗星 ” 无人机是美国研制的第 一型隐身高空长航 时无人机 ， 由洛克希德 马丁公司 “ 臭鼬 工厂 ” 和波音公司联合开发，最早被作为美国 国防部 髙空长航时无人机项目的竞标方案。第 一架 “ 暗星 ” 原型机于年 月
8、日首飞 ，在 月日的第二次试飞中坠毁。改进后的 原 型机于 年月首飞 ，整个项目在年月被取消。 继 “ 暗星 ” 无人机之后 ，洛克希德 马丁公司利用内部资金研发了 臭鼬无人机 ， 内部代号为 。该无人机是 一款验证机 ，主要用于验证大展弦比小后掠飞翼布局形式的气动特性和新型复合材 料制造技术。项目始于 年初，共历时 个月 。洛克希德马丁公司在年范保罗航展上 首次披露了该无人机的存在。 原型机在 年 月日的试飞过程中因地面设备故障激发了 自 毁模式而坠毁。 哨兵 ” 是洛克希德 马丁公司研制的第三型隐身高空长航时无人机 ，目前该项目的开始时 间未知。该无人机最早于年底出现在阿富汗南部坎大哈机场
9、 ，被称为 坎大哈野兽 ” 。 年 月，美国空军首次证实了该型无人机的存在。年 月 日 ， 一架隶属于美国 中央情报局隐形无人机 队的 无人机在执行任务过程中坠毁在伊朗境内 ，并被伊朗捕获。据称此次事件以后， 无人机项目被长期冷冻。 “ 复仇者 ” 无人机 “ 复仇者 ” 无人机是通用原子公司在 “ 捕食者 ” 无人机和 死神 ” 无人机的基础上发 展而来的 一款隐身高空长航时无人机 。与 “ 捕食者 ” 和 “ 死神无人机相比 ， “ 复仇者 ” 无人机采用涡 扇发动机代替了活塞发动机 ，采用了内埋弹仓和形喷口等隐身设计措施。第 一架 “ 复仇者 ” 原型机于 年月首飞。该项目于年 月被美国
10、空军取消 。项 目被取消以后 ，通用原子公司并没有停止 “ 复仇者 ” 无人机的改进工作 ，该公司目前正以 “海 上复仇者 ” 无人机方案竞标美国海军的舰载无人空中 监视与打击项目（ 。 2 发展现状及趋势 无人机 年 月日 ， 美国 航空周刊杂志披露美国空军目前正在秘密研制 一型 隐身高空长航时侦察 无人机，无人机编号 ， 目前已进入试飞阶段。截至目前 ，美国空军对该无人机还没有发表任何 意见。经专家分析认为 ， 无人机由诺斯罗普 格鲁门公司研制 ，该项目最早源于美国空军和海 军的联合无人作战系统 （ 项目 ， 该项目由于美国空军和海军的需求存在较大差异于年被取 消。此后 ， 美国海军转向舰
11、载无人机作战系统验证项目 （，而美国空军则转向 无人 机项目 。据推测 无人机项目于年立项 已于 年底进入低速率生产阶段。 其他国家发展现状 除美国以外 ，其他部分国家也开展了高空长航时无人机的研究工作。就目前已公开的信息来看 ，英国 在隐身髙空长航时无人机方面具有较为深厚的研究基础 ， 已完成了部分关键技术的验证工作。 世纪初 ，英国 系统公司开展了无人作战飞机和战略侦察无人机的探索和预研工作。在该项工 作中 ， 系统公司利用快速原型机技术制造了 “ 茶隼、 “ 乌鸦 ” 和 “渡 鸦 ” 三型验证机 ，其中， “ 渡 鸦 ” 即为喷气式战略侦察无人机缩比验证机。该验证机采用大展弦比飞翼布局
12、形式，机翼为平直梯形翼 ， 于年 月开始研制 ， 年 月首飞 ， 主要用来对隐身高空长航时无人机部分关键技术进行验证。 国内高空长航时无人机发展现状 “翔龙” 无人机是我国自主研制的 一款高空长航时无人机 ， 由成都飞机设计研究所研发 ， 中国贵州航 空工业（集团 ）有限责任公司生产。 该无人机最早以缩比模型的形式参加了第六届中国国际航空航天博 览会 ，于 年月首次曙光。翔龙 无人机采用了独特的大展弦比联接翼布局形式，前翼后掠、后 翼前掠，后翼翼尖通过端板连接在前冀半翼展位置 ，前翼设计有翼梢小翼； 飞机发动机短舱安装于后机 身 ，采用背部进气方式。 年 月 ， 翔龙 ” 原型机曝光 ， 与首
13、款原型机相比 ， “ 翔龙 ” 原型 机采用了 形外倾双垂尾 ，并调整了多处气动外形 。 据报道 ， “ 翔龙 ” 无人机巡航速度 飞行高度 ，续航时间 ， 可携带多种侦察设备， 具有全天时、全天候的侦察能力，可显著提髙我国军队的信息获取能力。 发展趋势分析 本节基于高空长航时无人机发展现状 ，结合现代军事与民用需求，对髙空长航时无人机发展趋势进行 分析。 更加注重隠身性能 由高空长航时无人机发展现状可知 ， 美国和英国巳开展了多年的隐身高空长航时无人机研究工作。美 国已研制了多型隐身高空长航时无人机 ，而且其最新型的 无人机很可能目前已完成研制工作 ， 并将在未来几年内形成作战能力，这标志着
14、军用髙空长航时无人机巳经进人隐身时代。未来发展的髙空长 航时无人机将会更加注重隐身性能，以提高在高威胁战场环境下的生存能力。 应用领域将进 一步 拓展 目前髙空长航时无人机主要用于执行战略侦察任务但随着隐身性能的不断提髙再结合其高空长航 才特性 ，髙空长航时无人机的军事应用领域将进 一步拓展 。未来将可能用于执行通信中继、导弹预瞀、电 子战以及对地攻击等任务。 除军事领域以外，高空长航时无人机在民用领域也具有广泛的应用前景，可用于执行空中交通管制、 海上航行管理、大气监测和通信导航中继等任务。 充分利用新型能源 采用碳氢燃料的高空长航时无人机其续航时间取决于发动机耗油率和携带的燃油量，续航时间
15、有限。 为了大幅延长无人机的留空时间 ， 目前世界上多个国家正在开展采用太阳能、液氢等新型能源的髙空长航 才无人机研究工作 ，并巳取得显著成果。可以预见未来新型能源将被广泛应用于髙空长航时无人机。 2014 (第五届） 中国无人机大会论文集 自主性不断揠高 提髙自主性是现代无人机发展的主要趋势之 一 。作为无人机系统的重要组成部分髙空长航时无人机 也必将依循这 一发展趋势 。随着控制理论和人工智能的持续发展，高空长航时无人机的自主性将不断提 髙。未来高空长航时无人机将具备完全自主能力，能够与有人驾驶飞机和其他无人机协同作战， 共同完成 作战任务。 参考文献 季晓光 ，李屹东 美国高空长航时无人机 “全球鹰” 北京：航空工业出版社 ， 诺曼弗里德曼著 ，聂春明，尹群译 全球作战无人机 北京 ： 中国市场出版社 ， 世界飞机手册编写组世界飞机手册北京 ：航空工业出版社， 翔龙无人机维基百科， 中国高空无人机侦察机 “翔龙” 人民网 ， 中国新无人机堪光 疑回击日本击落 超级大本营军事 ， 作者简介： 张德虎 （ 男 ，博士，工程师，研究方向 ： 飞行器总体设计。
