|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-9-30 11:20 编辑 , z, l9 P# K7 ]
e( j0 E( g6 @2 M. H
彩虹无人机是航天科技旗下的，这是中国无人机的生力军，很能打。彩虹-4、彩虹-5在中东大出风头，成为第一代中国新质军工产品的佼佼者。在憋了三年之后，彩虹在珠海再次放出大招，彩虹-6和彩虹10很出风头。彩虹-7缺席，但总师说到，一两年内可以看到实机首飞，这是比到珠海刷脸更重要的事情。
. ?" E' q6 _* U( U( \; `& |* u# P! |1 Z/ J( J; l; C
![]()
/ {' F! \; U7 p! `5 g5 E彩虹-4已经出口到缅甸、巴基斯坦、埃及、沙特、阿尔及利亚和伊拉克
$ a7 n: [3 a4 v, D6 K6 I) U% s( |( H' y" c
![]() ' B; m/ _% I/ o" a# R
彩虹-5更大、更猛，留空时间达到60小时，改进型将延长到120小时
7 X2 R3 y B. W
D. ^" z8 z7 [- w5 ^4 ~![]()
* B$ R( g; ~" D彩虹-6速度更快，升限更高，载弹量更大
2 A" c7 F$ n: V: e7 N. p9 D# M6 z& m* j7 t8 |: _/ Q7 @& \
![]()
) {+ _/ |5 e! h) D5 \2 ?+ i彩虹-7还只是模型，但展示的潜力更加令人遐想
/ O% R0 O: S; L
) s; _) b; j5 i5 A: M![]() 2 Q/ J- R' Q6 _2 Y) B' {! K
彩虹-10则是垂直起落的，指向另一个发展方向
) r; T/ h; I2 r& T. \9 ~, {; d
, J( i0 h7 o9 J, _4 a4 ^' t! Y4 D但最有意思的彩虹是这个小不点：彩虹817。
( |! q( e' ]# V3 f1 S! ^$ T& g0 w
; j0 F% y% J7 T' W
+ `2 |- A) p$ [3 O8 f
彩虹817，最小的彩虹可能体现了最天才的设计。本来已经很小巧，不用时旋翼可以折叠起来，进一步减少尺寸
7 O* c1 h) u9 M3 `2 n3 G7 T+ B) m, I& f; A- V
![]() 2 ?% O" o2 Z1 b5 o$ j/ @
小东西很小，中国乒乓球队的水杯大小，重量约0.8公斤，载荷约0.2公斤，典型的微型无人机的个头
+ g! I. X4 ?; m2 w4 G! C, B4 p, d) q1 j1 O
看来彩虹817不是“嫡系”，是“旁系”，否则不会用跳出常规命名序列的817，而不是彩虹-11、彩虹-12什么的。但这个迷你彩虹说不定是最重要的彩虹，形成比什么彩虹都大的影响。
" _8 _; | {5 `2 _0 G2 B) r- n0 t
首先，在设计上，这堪称天才，打破了一系列常规。% D7 @! D. d- x( K- c
* y5 }0 E* w- ]2 G
很多评论都指出，共轴反转双旋翼太复杂，使得这个设计“不必要地高配”，这是完全错失了设计的精妙之处。
! o' d- S' P: j" r/ {/ l- M' T$ m' x( E" j
![]() . J5 r7 l7 I, `, F5 y
直升机用旋翼旋转产生升力，需要一定的手段产生反扭力，最常见的就是用尾桨
' E/ Q9 E5 q) x; Z/ L( \" {
3 D$ Q7 x" ]& i; r![]()
j) d: V( u$ @3 ]' o. r9 r也可以用串列双桨，这样前后双桨都用于产生升力和推力
. g) P4 D* H( U' P/ k! [& q) g. }% ]. e# ?& I n4 `
![]()
/ t' t( B. e9 Q0 t8 l或者并列双桨* O, w6 N: Y5 t- s) B; w
0 }/ V2 [! ~) b) `![]() ; `$ [% X9 C. N5 L( ^
当然还有俄罗斯卡莫夫最拿手的共轴反转双桨
# w% m% I% q% c8 Q: Q( d4 n j# \4 L" e; Q
直升机用旋翼旋转产生升力，需要一定的措施产生反扭力。最常见的是用尾桨，但还有串列双桨、并列双桨、共轴反转双桨。彩虹817与卡莫夫的共轴反转双桨最相似，但也只是相似。两者实际上是南辕北辙的东西。
4 `$ _( \( t- T. A6 y/ w' T# l1 ?% y
用旋翼旋转产生升力，可以垂直地起飞、降落，这个道理很简单，做到也不难。难的是如何使得垂直起飞的直升机向前飞，如何控制俯仰和横摇。光靠旋翼和尾桨是不行的。* h y+ S- C& t; `' w
% C! x7 U* Q$ X- N( N/ a: o
" V1 u& z# j3 W$ \5 L$ L) Z主轴（绿色）带动旋翼桨叶（灰色）旋转，飞行员的飞控是的控制连杆（黄色，下）上下偏转“固定滑盘”（蓝色，也叫下滑盘），这里固定只是不随着主轴和旋翼转动，旋转滑盘（红色，也叫上滑盘）随主轴和桨叶转动，但倾转角度通过滚珠由贴住的固定滑盘决定，俯仰控制连杆（黄色）拖动桨叶边旋转边上下挥舞，实现桨盘指向的改变。桨叶本身还可以改变迎角，以控制出力
1 M7 O1 E! k/ z" e) A H6 o6 E
, T/ }/ m- c( F$ u![]()
. q. c. @6 a. R% ?* L7 b. `' g. ^共轴反转双旋翼就需要上下两套这样的复杂机构，看着就头大，这是卡-26- `# Z+ Y4 R" f
7 C: O- a8 X2 g
伊戈尔·西科斯基在30年代发明了这套复杂但有效的机构，至今依然是直升机的基本结构。问题是，一套这样的机构已经够复杂了，卡莫夫这样的需要上下两套。加上轴套轴的驱动机构，机械复杂性确实很高，用于轻巧、廉价的直升机不合适。
. N2 ^. }- l) H) v" G: J( {1 D4 p v7 i; M, b/ U j$ s! a! |8 f* o
但这是在有人直升机年代的限制，全电无人机时代就新时代新招数了。
8 j( w9 A2 z/ ^. ^
& {1 Y( }+ M+ `0 K) O![]()
/ o/ E6 R( m8 W# C4 D$ r5 l仔细看看，没有任何控制连杆和滑盘结构
' W; @9 d- v% A- T, e5 H; s3 S N8 ?- m6 G @' ]) O
在全电时代，可以用固定在中轴上的盘式电动机驱动旋翼，这个不难想到、做到。上下两个盘式电动机反转，就自然抵消扭力了，而且中轴和机体并不转动，有利于载荷观察。控制上下电动机转速的差异，可以使得机体绕轴转动，这个也不难想到、做到。但如果单是要做到这些，彩虹817只需要“一坨”机体，并不需要哑铃形的上下两坨。垂吊在旋翼下的一坨还有利于自然稳定。为什么要多出来上面这一坨呢？" |& p" w/ U5 W2 ^7 O7 m
8 I( D. m4 a3 u+ a3 R6 F
反常即妖，彩虹817的“妖”正在上面这一坨。+ \& w, z! o7 ~1 C' }
) b# g3 |( G2 @反转双旋翼做到了稳定，接下来就是要有办法改变姿态。气动是一个办法，滑动配重是另一个办法，只是在飞机上很少用而已。其实，在莱特兄弟之前，李连达尔已经用滑翔机飞了好一阵了，就是用改变身体位置控制横滚和改变方向的。弹道导弹再入时，也用这个办法改变姿态，因为再入初期没有气动控制力可用。
7 L' \- `5 J. W& f
o% C2 \. `+ g q) m% o/ U7 @5 x" c下面是educated guess了，因为彩虹并没有说他们是怎么做到姿态控制的。但设想哑铃的上面这一坨里有一个滑轨，用步进电机控制滑块的移动。这样，有上下旋翼差速控制把滑轨对准前进方向，滑块向前滑动，就可控制机体前倾，双旋翼就在产生升力的同时，产生前飞的推力了。! k0 n& [* E$ O5 `* K. k# r
. e' W( U A# a/ T0 m( [
![]() / _4 I! j/ K1 x, X% |9 W
这里有十字形的两根滑轨，倾角控制更加方便，但未必必须，只要一根加上绕轴控制就可以了，当然控制律要复杂一点
4 q3 p/ p a4 _ H( U0 C
# C8 w8 B: p: W, n& e6 d F7 J这未必是彩虹发明的，其他地方也看到有这样用滑块控制重心移动而改变飞行姿态的。可以用十字形的两个滑轨，两个滑块，控制比较方便；或者将滑块控制与绕轴控制结合起来，节约重量，降低复杂性，但控制律要复杂一点，控制精度也要低一点。看彩虹817上面一坨挺高大，估计是十字轨。
" c. Z3 ]% x# \/ g" W9 b+ @
3 E- A" [. `1 }* t这里是另一个差别：在理论上，在下面这一坨里加上十字轨，也可以做到滑块姿控，就像上图所示。还更加紧凑。但重量垂吊在旋翼下，容易过度稳定，滑块需要移动很大幅度才能起作用。上下平衡的哑铃型降低稳定性（但不是不稳定），滑块移动幅度不需要那么大，就可以达到相同的姿控效果了。
- d+ K0 G+ |! A# u5 t" p% ?" i% L3 M' S" [$ P
这样的飞行和控制机制在理论上也可以用到大型直升机，但大型直升机的全电驱动问题现在还解决不了，有人的要求和无人的也不一样，所以这是微型无人机独特的机会。
6 y: q" I+ d! {6 n: S: e8 w% g( I( l Z* }, Z. o+ e4 }4 A/ |
但这样一个微型无人机的用处可太大了。首先，这东西军用的话，除了遥控和载荷要达到军标外，其他民标就可以了。故障了，损失了，换一个再上，反正也没几个钱。丢失了，缴获了，也没有什么大不了的。9 j9 M; ?* J2 D3 A0 x4 x' `/ i& I f
! ~% {0 `+ F% [+ T+ B这东西也不重，无人机加载荷才1公斤，和过去的反坦克手雷差不多，完全在步兵可携带范围里。15分钟的续航时间对步兵班也够用了。如果是机械化步兵班，车上装一箱也没有多重。! b( e7 c, }& w4 y1 r0 O& A8 H7 Y
+ R# H. _ i4 H
但步兵班手里有几个这东西，那就厉害了。带上摄像头，可以飞过去到前面院落或者山坡上的山洞口看个究竟，带上榴弹则是巡飞弹了。估计是遥控的，但要改造成自主制导也没有什么难的。步兵把手里“战略步枪”拍下来的目标图像通过数据链上传到迷你彩虹，然后放飞，接下来就是到敌人面前炸个满脸花了。只要距离在步兵轻武器射程内，遥控也没有什么大不了的。甚至可以飞到半途打开红色闪光灯指示自己的位置，便于遥控，更吸引敌人的注意力和火力。谁都不会看着这么个小东西飞过来而无动于衷的，但这就是步兵班发扬火力和机动的时候了，乘敌人注意力被迷你彩虹吸引过去的时候，摸上去打，或者趁机脱离战斗。0 Q8 M- G0 K1 S9 q2 B
4 M" H8 a( X9 I' {, B3 @2 A
这还可以从飞机上抛下来，用翼伞减速还可以滑翔一段，避免飞机飞越阵地。然后把遥控权交给地面的战友，由他们控制去打击所需的目标。试想：4 E+ `$ A, `4 b% u+ z# k4 I- }
% [; f2 T, Y9 g& a2 F& O3 R, \! O“喂，小飞哥，抛7个宝葫芦下来呗。”
: A2 e3 s$ h9 O6 ^$ `“饿了吧忙着呢，我们美团要不要？”
" E* ]9 a# ~* `) s5 K$ j2 d“我们不挑食，谁来都行。”8 o6 k" y1 @1 h @& w
“来啦，接着。”8 A: o; R4 k. u
: \" {" ]$ t1 M% i/ b5 Z5 u* u
这等于飞机帮着送弹药了。
( c3 N, S1 u, F$ B! j: j& r1 E$ N& Q) l( a2 ~$ ]% r L
彩虹817也有广泛的民用应用。这样的廉价双旋翼比大疆那样的四旋翼的成本还要低，作为玩具或者工具，有广泛的民用前景。
5 O* o- C- v7 M- ^' P5 K) G
# `: M1 d1 g' a* S/ }) H![]()
& S- Y: N2 |+ `3 ^ B- O& K s6 t连接翼作为概念已经存在很久了，但无侦-7是第一个实现的
( X# f# G& @$ v+ w
2 D" W. h8 j$ R% B* L1 ?* z![]()
/ ]' b( h5 k/ ^4 ]; |# F2 C [. u J“神雕”双体无人机是另一个突破常规思维的产物
, g a4 O* c9 c* h% N' W: i4 n1 V; a1 l9 I. R+ F8 V3 s! W1 Q! r. B! }
![]() 0 R6 C4 ^" X+ ^7 a4 _* m% \3 a
如果说飞鸿901巡飞弹还能找到外国现有产品的影子' K3 F: l! C$ E1 i4 V
! v3 K. O. J6 Q& t4 {
) S1 {- _* u. Y5 ~
飞鸿97这样就直逼世界领先水平了
; q, o' |) @8 E+ ?+ t( H
, R2 z O5 e" R在过去几年里，中国航空科技是世界上最活跃的。在常规飞机方面，中国航空还是追赶为主。但在无人机方面，由于门槛低，应用范围大，货架元件齐备，新发明的门槛很低。同时，军民应用的需求旺盛，使得各种新发明都有机会得到检验，优胜劣汰。无侦-7这样的连接翼在航空科技界里讨论了很多年了，但中国直接就做出来了，彩虹-10的带外翼倾转旋翼也是，还有至今依然犹抱琵琶半遮面的“神雕”双体无人机。现在又加上彩虹817。几近内卷的激烈竞争也逼迫厂家创新，彩虹817这样的新质无人机会越来越多。好事！
4 |. B: i# R& p$ J, y! K" ]- c3 A. v) W
接下来要在小涡扇、小涡桨方面取得突破，还要在飞控、载荷方面更上一层楼。飞得高高的，让美欧担心如何拖住中国的发展步伐吧，中国只需要考虑如何领先。 |
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2021-9-30 12:57:43
! n! _- b& c8 X, i m2 b! L
