無(wú)人直升機(jī)的多功能特性

在無(wú)人機(jī)里有一種特殊的無(wú)人直升機(jī)，它是指由無(wú)線電遙控飛行或自主控制飛行的無(wú)人駕駛、不載人的垂直起落旋翼飛行器。它依靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼產(chǎn)生升力和操縱力，能垂直起落、空中懸停，能向任何一個(gè)方向靈活飛行。真正意義上的無(wú)人直升機(jī)以長(zhǎng)航時(shí)、多任務(wù)、穩(wěn)定性等為標(biāo)志，與時(shí)下一些航模性質(zhì)的無(wú)人機(jī)根本不在一個(gè)量級(jí)上。

無(wú)人直升機(jī)無(wú)論在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)還是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、日常生活中都具有獨(dú)特作用。以民用為例，無(wú)人直升機(jī)具有成本相對(duì)較低、無(wú)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)、生存能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性能好、使用方便等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于包括：航空拍攝、航空攝影、地質(zhì)地貌測(cè)繪、森林防火、地震調(diào)查、邊境巡邏、應(yīng)急救災(zāi)、禁毒、反恐、警用偵查巡邏、治安監(jiān)控、消防航拍偵查、通信中繼、城市規(guī)劃等多個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，無(wú)人機(jī)在民用市場(chǎng)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國(guó)民用無(wú)人機(jī)將進(jìn)入快速發(fā)展期。

國(guó)外無(wú)人直升機(jī)的發(fā)展

無(wú)人直升機(jī)研制始于上世紀(jì)50年代初，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家率先對(duì)無(wú)人直升機(jī)進(jìn)行研究。當(dāng)時(shí)美國(guó)為加強(qiáng)反潛搜索能力以應(yīng)對(duì)前蘇聯(lián)龐大的潛艇威脅開(kāi)始無(wú)人直升機(jī)研制，委托“螺旋動(dòng)力”公司為美海軍研發(fā)了第一架無(wú)人直升機(jī)——QH-50，該機(jī)為遙控?zé)o人直升機(jī)，先后交付近800架。上世紀(jì)70年代，美國(guó)陸軍使用其改進(jìn)型QH-50D在越南戰(zhàn)場(chǎng)上執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察和炮兵目標(biāo)觀測(cè)任務(wù)，由于該機(jī)為遙控直升機(jī)，使用不甚方便，失事率也非常高，美軍無(wú)奈于70年代末期取消了QH-50的訂貨計(jì)劃，其任務(wù)使命由無(wú)人機(jī)代替，無(wú)人直升機(jī)在美國(guó)的研制呈蕭條趨勢(shì)。

在經(jīng)歷了試用、蕭條、復(fù)蘇之后，上世紀(jì)80至90年代，無(wú)人直升機(jī)的發(fā)展呈現(xiàn)出百家齊放的特點(diǎn)，出現(xiàn)了各種氣動(dòng)外形的無(wú)人直升機(jī)。國(guó)外無(wú)人直升機(jī)逐漸步入加速發(fā)展時(shí)期。上世紀(jì)90年代中后期，美國(guó)無(wú)人直升機(jī)研制呈迅猛發(fā)展趨勢(shì)，各大直升機(jī)公司紛紛介入，也帶動(dòng)了全球無(wú)人直升機(jī)的研制熱潮。2005年8月，美軍頒布2005～2030年《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)路線圖》，該路線圖表明美軍今后將大力開(kāi)發(fā)無(wú)人直升機(jī)，可以預(yù)見(jiàn)美軍無(wú)人直升機(jī)的研制將步入正軌并快速發(fā)展，這也正是美國(guó)各大直升機(jī)公司紛紛涌入無(wú)人直升機(jī)領(lǐng)域的主要原因。無(wú)人直升機(jī)作為一種重要武器裝備，其研制任務(wù)已由美國(guó)各大直升機(jī)公司全面接管，小公司承擔(dān)無(wú)人直升機(jī)研制的時(shí)代在美國(guó)將一去不復(fù)返。

縱觀歷史，國(guó)外無(wú)人直升機(jī)發(fā)展趨勢(shì)在創(chuàng)新構(gòu)型、提升任務(wù)載荷和續(xù)航能力之外還具有其他特征。一是以信息支援任務(wù)為中心，作戰(zhàn)任務(wù)進(jìn)一步擴(kuò)展，最終形成偵察、攻擊任務(wù)綜合一體化的無(wú)人直升機(jī)；二是無(wú)人機(jī)系統(tǒng)研制由“以平臺(tái)為中心”向“以任務(wù)為中心”轉(zhuǎn)變，充分考慮作戰(zhàn)使用的特殊要求；三是不斷提高智能化水平和自主飛行控制能力，具備故障隔離/排除故障、自動(dòng)航路規(guī)劃等智能控制能力；四是具備執(zhí)行多任務(wù)的作戰(zhàn)能力；五是采用鈦合金、復(fù)合材料、模塊化設(shè)計(jì)等新材料和新技術(shù)。

國(guó)產(chǎn)無(wú)人直升機(jī)后來(lái)居上

早在“七五”和“八五”期間，我國(guó)就已開(kāi)始重視無(wú)人直升機(jī)的發(fā)展，多家院校、科研單位開(kāi)展了無(wú)人直升機(jī)的研制。比如南京航空航天大學(xué)研制的“翔鳥(niǎo)”無(wú)人直升機(jī)，北京航空航天大學(xué)研制的BZK010無(wú)人直升機(jī)，總參60所Z-3 、Z-5型無(wú)人直升機(jī)等，取得了一系列可喜成果。

中航工業(yè)直升機(jī)所是我國(guó)唯一的直升機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)機(jī)構(gòu)，2004年底，直升機(jī)所自籌資金研制200千克級(jí)U8無(wú)人直升機(jī)，開(kāi)展無(wú)人直升機(jī)飛行控制技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、試驗(yàn)/試飛技術(shù)及設(shè)計(jì)規(guī)范等關(guān)鍵技術(shù)為核心的技術(shù)攻關(guān)和設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作。兩年后，U8無(wú)人直升機(jī)實(shí)現(xiàn)首飛。

在此基礎(chǔ)上，直升機(jī)所發(fā)展了500千克級(jí)AV500無(wú)人直升機(jī)，它曾在天津直博會(huì)等多個(gè)國(guó)內(nèi)重要航展上靜態(tài)展示，受到廣泛關(guān)注。AV500無(wú)人直升機(jī)最大起飛重量450千克，最大平飛速度達(dá)170千米/時(shí)，升限可達(dá)到3500米，最大續(xù)航時(shí)間大于6小時(shí)，控制半徑200千米。

無(wú)人直升機(jī)飛行控制水平達(dá)到了美國(guó)劃分的自主飛行控制等級(jí)中第2～3級(jí)水平，領(lǐng)先國(guó)內(nèi)水平，與國(guó)外無(wú)人直升機(jī)當(dāng)前技術(shù)水平相當(dāng)。首先具有先進(jìn)安全性，AV500無(wú)人直升機(jī)飛控系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計(jì)，傳感器信息高度融合，具備故障隔離/排除故障飛行能力，安全可靠性高。其次是AV500不僅具有按預(yù)定航路飛行、自動(dòng)起飛、自動(dòng)返航和降落的飛行能力，還具有在線航線變更和重規(guī)劃能力，以及鏈路中斷后的自主返航能力，以此保證無(wú)人直升機(jī)安全回家，真正實(shí)現(xiàn)“自由飛行，隨意翱翔”的飛行能力，用戶操作簡(jiǎn)單、使用方便，可大大減輕操作人員的心理負(fù)擔(dān)和精神壓力。

2015年，AV500無(wú)人直升機(jī)在內(nèi)蒙古阿拉善地區(qū)開(kāi)展了高原試飛，驗(yàn)證了優(yōu)良的高原飛行品質(zhì)。2016年，它在7級(jí)陣風(fēng)情況下完成了海上試飛。大量實(shí)戰(zhàn)性試飛演練，均證明AV500無(wú)人直升機(jī)具有可靠的飛行性能和強(qiáng)大的任務(wù)能力，是我國(guó)無(wú)人直升機(jī)領(lǐng)域的一顆璀璨明星。

據(jù)悉，直升機(jī)所多旋翼無(wú)人直升機(jī)的研制也在加緊推進(jìn)。隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人直升機(jī)必然成為直升機(jī)發(fā)展的重要發(fā)展方向，且必然成為一種重要的武器裝備。