上周,美國海軍遠征快速運輸船“前鋒”號(USNS Spearhead)在海上測試了許多尖端技術,其中包括MartinUAV公司的全新V-Bat無人機。
V-Bat是一種垂直起降無人機,該機外形非常獨特,飛機尾部的螺旋槳被包裹在一個涵道結構中,涵道后端是8片放射狀布置的控制翼面,同時在機身后部三分之一位置安裝有大展弦比機翼。該機起飛時機身呈豎直狀態,依靠涵道產生的直接升力升空,然后在爬升加速中過渡到平飛姿態,此時涵道同時兼具平尾和垂尾的作用。降落時則完全反過來,所以V-Bat是一種標準的尾座式垂直起降飛行器。
尾座式垂直起降飛行器并不是什么新發明,早在上世紀50年代美國就研制過XFV-1和CFY-1渦槳動力尾座式垂直起降戰斗機,最后都因飛行員在垂直降落中視野受限,控制難度大而以失敗告終。對于體形更小的無人機來說,尾座式垂直起降不存在任何操控難題,并且能解決目前困擾艦載小型無人機的最大痛點。
現役艦載小型無人機基本分為兩類,一類是固定翼,如美國海軍的“掃描鷹”無人機采用彈射起飛和空中阻攔鉤回收方式,雖然滯空時間長速度快,但其sidearm發射與回收系統昂貴而笨重,阻攔鉤回收也存在一定失敗率。另一類是無人直升機,如MQ-8“火力偵察兵”,雖然無需復雜的發射和回收裝置,但具有直升機滯空時間短速度慢的先天缺陷。
要想無人機在不依賴基礎設施的前提下獨立垂直起飛和降落,同時還保持固定翼飛機的高效率來執行長航時任務只有一個辦法,那就是研制具有垂直起降能力的固定翼無人機。其中一個解決方案就是傾轉轉旋翼無人機,但存在結構復雜成本高的問題。對比之下尾座式垂直起降無人機無疑更加實用,在實現相同性能的同時成本要低上許多。
V-Bat無人機的最大速度167公里/小時,可4500米高度持續巡航8小時,有效載荷3.6千克,可攜帶各種多光譜傳感器、電子情報儀器、雷達、電子戰和通信中繼設備執行多種多樣的任務。該機只需9平方米的平整場地就能起降,非常適合部署在小型軍艦上,大幅提高其情報收集和態勢感知能力。
在去年11月的珠海航展上,我國南方科技大學展出了一種名為“蒼鷺”的原創尾座式垂直起降無人機。該機采用大型十字形尾翼,在機翼后緣安裝兩臺推進式螺旋槳發動機,有效載荷10千克。該機已經完成1/3比例原型機的試飛,經過完善后完全能夠被發展成為一種優秀的艦載小型無人機,同時在民用領域也有著廣泛應用前景。