续航时间,一直是垂直起降飞行器的痛点,但是广大的工程师们也在不断努力提高其续航能力。
2008年5月15日 ,波音公司的A160蜂鸟无人直升机,创造了18小时45分钟的垂直起降飞行器续航世界纪录,着陆时仍然有90分钟的燃油保留。该纪录也是当时500-2500公斤级无人机(含固定翼)的续航世界纪录。
A160最初是由捕食者系列“无人机之父”亚伯拉罕-卡雷姆设计开发的,后来公司被波音收购。A160旋翼直径11米,带变速器,采用了最优速度转子技术,无铰链的旋翼设计,使得飞行器可以使用更少的燃料飞行,大幅提高航时。
A160采用一台普惠加拿大的PW207D涡轴发动机,410千瓦,前起落架可收放,最大速度258公里/小时,全机最大滑翔比达到7。A160载重能力强(空重1134公斤,最大起飞重量2948公斤),可以载起比自身重量大的物资,曾经参与美国陆军载重补给竞标,但最后美军选用了更可靠的卡曼公司K-MAX。
但是由于当时的刚性旋翼等技术并不成熟,A-160多次坠毁,最终美国陆军于2012年取消了该项目。
2016年8月10日,由L3系统公司主导,采用Latitude Engineering(纬度工程公司)的HQ-60B复合翼无人机,实现了22小时29分钟的续航。飞机起飞时使用4个电机(进入巡航后,4个旋翼顺航向固定),巡航采用单台Power4Flight B60i 活塞发动机,带有一个小型的光电吊舱。这次飞行,彻底改变了人们认为复合翼死重大,远不如倾转旋翼飞得久的固有观念,迎来了复合翼构型无人机的大爆发。
Latitude Engineering的该构型技术专利名称叫Hybrid Quadrotor(混合四旋翼),2013年第一次发布,后来还授权给了Arcturus(大角星)等公司。 Arcturus于2014年推出JUMP系列垂直起降无人机,该机也是2015年纵横发布的CW-20的一个参考。
L3系统公司于2018年7月收购了Latitude Engineering,改组到L3Harris(2019年6月29日成立),HQ-60无人机也改名为FVR-60,目前其主打产品为FVR-90、FVR-55、FVR-10。
32小时
2017年10月16日,Aerovel公司的Flexrotor(柔性转子)尾坐式垂直起降无人机创造了32小时8分钟的新的世界纪录。该机总起飞重量约22公斤,带有7.5公斤燃油,典型载荷1.5公斤(位于头部的光电系统),降落后燃油还可飞行3小时。
Flexrotor采用一个大的主旋翼,柔性设计,可变距,适用起降和巡航的不同工况,机翼上方还有两个起降时抗扭的小旋翼。小旋翼为单桨设计,具有极高的效率,并且在巡航时可自动转动到低阻位置。尾翼为开裂式设计,起降时打开,成为起落架,推进动力为燃油动力。
此前的文章也介绍过Aerovel公司及创始人:尾坐式无人机集锦
39小时
2022年2月19日,洛克希德·马丁公司的Stalker VXE(潜行者)垂直起降复合翼无人机加装了额外的燃料罐、采用先进高效的固态氧化物燃料电池技术后,实现了39小时17分钟的续航,打破了2017年Aerovel Flerotor创造的32小时纪录。Stalker VXE起飞重量22公斤,最大载荷重量2.5公斤,跟Flexrotor一样,都是属于Group 2级别的无人机。
Stalker VXE采用大展弦比机翼,在右侧机翼下方挂载了一个燃料罐增加航程,之所以不是机翼两侧挂两个,或者挂一个在机身,前者会导致超重且阻力增加,后者是对螺旋桨气流产生较大阻滞作用,大幅降低全机升阻比。挂载的燃料罐为专门定制开发,重量只有不到1公斤,容积8.6升,内装液态丙烷(propane)。
为了减小巡航阻力和噪声,便于侦察作业,该机也采用了Flexrotor类似的低阻单片旋翼,巡航可自动转到顺桨位置,且单桨叶效率更高。
下一个,又会是谁呢?