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谷歌让你认识尾座式无人机的前世今生
2016年12月21日
  

  不得不说,谷歌无人机最近真是火到爆,不仅重新回到全球科技媒体聚焦的中心,还得到了白宫明确的支持。燃!

  不过小编的处女座同事却注意到海外也有一些声音称ProjectWing为艺术品,看得到摸不着,难点太多,距离落地还遥遥无期,所以谷歌很有可能这次要跳票。

  强大谷歌会跳票?这怎么可能?

  冷静下来想想,这种质疑也不是没有可能。虽然在这个项目中,谷歌几乎把全世界的点子都集中到了一起。其中有来自中国对于小型电池驱动立式起落技术的研究,也有Kalwa在ProjectGREX中对于无人机在不确定环境下控制的研究,甚至还参考了川岛正在反灾难系统NEDO上获得的研究成果。但是要想成功研制出能在两种飞行形态之间自由转化,可垂直起降转水平飞的尾座式无人飞行器,对谷歌公司来说也是巨大的挑战。

  今天小编就来带大家了解下尾座式无人机的前世今生,以及顺便剧透一款中国先进的尾座式无人机,但愿剧透完,小编不用被请去喝咖啡。

  一、艰难的摸索

  尾座式飞行器最早始于二战纳粹德国。1944年春,盟军开始对德国本土实施纵深轰炸,这让纵然拥有庞大截击机群的德国纳粹,连一条还算完整的起飞跑道都难以寻获。由此,德国纳粹便开始考虑研制一种不依赖机场,能利用小片空地进行起降的飞机。最终,德国纳粹接受了巴赫姆公司的Ba349垂直起飞截击机方案,并欲打造一种能从任意地点升空,然后用火箭弹突袭盟军轰炸机的新概念战机,分散部署在隐蔽地点,在盟军轰炸机群经过时攻其不备。这种用火箭弹突袭盟军轰炸机的新概念战机也就是尾坐式飞行器的起源。但是战争很快在次年就结束了,尾座式飞行器也成为了德国纳粹头子的末日科技。  

  二战后,美国和欧洲同样对尾座式飞行器非常感兴趣。1948年,美国海军在招标研制能从军舰(不是航母)甲板上垂直起降的战斗机时,共有6家公司提出的8种设计方案竞标。两年后,美国海军在竞标方案中选择了康维尔公司XFV-1和洛克希德公司XFY-1进入总决赛。但是在试飞过程中,XFV-1原型机在降落时坠毁,XFY-1原型机因操控困难,发动机动力不足等问题也最终搁置。同期,美国空军和瑞安航空公司也研制出了X-13验证机。1957年,X-13成功的进行了试飞,验证了喷气尾座式飞机的技术,不过由于实用性能很差,也没有获得进一步发展。这一时期,最值的一提的是“甲虫”系列方案。欧洲的尾座式飞机主要由二战期间曾担任过德军工程师的奥地利人兹博罗夫斯基博士牵头,并设计了“金龟子”、“蜣螂”、“象虫”、“豆象”这一系列以甲虫命名的方案。1959年,“甲虫”进行了8次试飞,第9次试飞时失控爆炸,之后,这一项目被终止。

  “鹞”式战机一度让垂直起降固定翼飞机重新回到公众视线。马岛海战,让英国的“鹞”式战机一战成名,甚至阿根廷空军飞行员无不恐惧地把“海鹞”称为“空中黑魔鬼”。战后,很多媒体和分析家认为“鹞”式战机因为拥有了矢量推力能力,所以使得它在马岛空战中几秒钟内就能从高速转入悬停,而这时跟踪的敌机就会飞越目标,鹞式飞机藉此便可轻松占据尾追的有利位置,并将敌机击落。但不久,另一种质疑鹞式的声音相继出现。与“鹞”式战机的突出优势相对的是这一战机的航程太短,载荷不高。最终,“鹞”式战机因性能低下、作战效率不高等因素,在2013年宣告退役。

  二、军事转折点:TERN

  “鹞”式的退役也标志着一代探索的终止。受“鹞”式战机影响,美国还后来主持设计了AV-8以及F-35。F-35属第五代战斗机,具备较高的隐身设计、先进的电子系统以及一定的超音速巡航能力。迄今,F-35也是世界上最大的单发单座舰载战斗机和世界上唯一一种已服役的舰载第五代战斗机,美军方甚至不惜为其制造了两栖攻击舰。但不得不说,与同代战机相比,F-35的性能依然受到广泛诟病。

  尾座式飞行器在军用领域的真正转折出现在2013年。这一年,美国国防高级研究计划局(DARPA)与美国海军研究局(ONR)合作开展了”战术应用侦察节点”(TERN)项目。  

  TERN项目

  综合DARPA官网的信息,TERN项目,可实现在海上移动平台上发射和回收中空长航时无人机系统,这将为前沿部署的小型舰船提供空前的作战能力。其目的是赋予前沿部署的小型舰船成为中空、长航时无人机系统(UAS)机动发射和回收平台的能力。中空长航时无人机能够提供远程情报、监视和侦察及其它能力,相比于舰载直升机,航程和航时将显著提升,所需专用基础设施资源要远少于传统固定翼有人/无人机。

  OK,上面可能看上去和尾座式无人机关系并没有那么密切,但实际上这个项目的核心是美军方开始研制新一代垂直起降型舰载无人机。一款集情报、监视和侦察(ISR)无人机,该机可在阿利?伯克级驱逐舰的飞行甲板上起飞使用。其性能与捕食者等路基、中空、长航时系统(MALE)相类似。主要目的在于使得美军在全球范围内开展持久“情报、监视和侦察”和打击更容易、快速和低成本。

  按照项目征询书的说法,“TERN系统最终目标是发展可进行持久ISR和打击的中空长航时无人机。该机有效载荷为600磅,并可在900海里外舰船上操作。

  TERN项目第二阶段预计在2015年9月底完成,DARPA将从两家中选择一家设计方案,进入第三阶段。该项目第三阶段则是生产一款全尺寸TERN原型机,来验证发射和回收的关键技术。预计将在2016财年第四季度进行飞行验证。”

  经过三轮角逐,2015年,DARPA宣布诺斯洛普-格鲁曼的尾座式方案获准进入项目第三阶段合同,尾座式飞机在军用领域终于有所建树。海事应用物理公司、卡特航空技术公司、极光飞行科学公司以及航空环境公司都参与了竞标。

  三、中国的空中幽灵:VD200

  中美无人机研制的起步时间差了有半个世纪之多,但是不得不说中国的航空发展进入本世纪以后简直就是开了外挂,自上世纪末成功研制歼-10开始,中国航空的步伐那是突突突的向前迈进。尤其是无人机这样的弯道超车项目更是和美国的距离大幅缩小,甚至在一些关键技术上率先完成突破。

  从全球军售市场的情况看,以翼龙为代表的由中国自主研制的先进的军民两用无人机在国际市场上成为欧美同量级产品中最大的挑战者。并且,由于中国无人机飞机性能好,产能充足,人工成本低等原因,成为了各国购买的最优选择。

  不过,今天小编要剧透的肯定不是翼龙,而是一款全新的飞行器VD200。VD200可以说是名副其实的空中幽灵,可车载,可舰载,在山地、岛礁、城市等缺少固定翼飞机起降条件的地方使用,并可承担通讯中继的任务。

  巡航高度:1000~3000m

  最大飞行高度:5000m

  最大飞行速度:260km/h

  最小飞行速度:0km/h

  任务载荷:20kg

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