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贝尔公司的垂直起降货运无人机探索新技术路径
2018-02-05
【据美国航空周刊与空间技术网站2017年12月8日报道】12月4日,贝尔直升机公司在沃思堡展示了混合动力无人机——九头蛇。该无人机有环形机翼,机翼上和机翼与机身连接的辐条上均装有电机。这些小型电机提供分布式推进动力,满足飞机升力需求,可在飞机遇到故障时提供额外升力。在使用尾部推进垂直起飞后,九头蛇爬升至安全高度,向前旋转九十度至水平飞行,看起来和外星飞船一样。
演示当天达拉斯沃思堡的风比较大,但九头蛇的起飞和爬升完全没受影响。当转为水平飞行时,风力使无人机的飞行高度高于预期。操作团队保持冷静将无人机转回垂直飞行模式,降落至起飞点。
贝尔公司的创新总监斯科特•德雷南称九头蛇无人机通过轴对称设计克服尾部立式起降设计的不稳定问题。分布式的电动螺旋桨意味着飞机没有必要安装直升机的传动系统。研发团队也在为九头蛇开发混动液压推进系统,通过液压泵驱动电机,使飞机飞行时的温度不至于过高。
从九头蛇的概念开发到首飞只用了五个月时间。设计还在迭代,推进系统和设计构型的试验也在继续开展。由于该飞机的试验性质,有时会发生意想不到的事故。该飞机的另一个特点是其可维护性。
尽管九头蛇看起来很科幻,但展出的另一架飞机也出尽风头。改飞机名为APT,意为自主交通舱。向九头蛇一样,APT汲取了垂直起降和固定翼前飞效率高的优点。该无人机的吊舱在两个机翼和四个像曲棍球棒一样的尾巴/腿之间。每个机翼上有两个电机,看起来最大可倾转45度。APT是尾部立式起降货运飞机家族的一员。如果有人感兴趣,该飞机可迅速投入市场。
目前的模型重10磅,足以运送三大包花生巧克力(须挤出包装袋内的空气)。由于固定翼飞行的效率很高,贝尔把目光投向了中型版本的APT,可飞行75-200海里,以至于可飞行300海里的更大型的APT版本。即使是只可载重15磅的无人机,贝尔也将其日常航程设计为50海里,在低速巡航时可达70海里。
大部分货运无人机采用从货车到家门口的运送方式,或仅仅服务于零售商几英里范围内的客户,可飞越城镇的无人机将带来根本性的变革。
贝尔还将APT看作可满足军事后勤要求,可在战斗中为士兵提供补给的无人机。德雷南引用了若干五角大楼的征询信息,认为APT可满足军方需求。由于军用和民用空域的管制区别,APT无人机有可能在国外为部队提供服务早于在国内实现商用。
试飞的模型由一个固定的吊舱,但是APT的首要设计原则是模块化。在演示期间,风力太强,APT没完成由垂直飞行向水平飞行的转变。但是该无人机向一个特别高的四旋翼无人机一样完成了垂直飞行,偶尔向前倾转。在一段转换飞行的视频中,APT看起来像是20世纪20年代的人幻想出的未来飞行器,像火箭一样垂直升空后转为前向飞行的双翼飞机。(航空工业发展研究中心 蔡琰)

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