T300无人直升机将采用共轴双旋翼布局,采用这种气动布局可即保持较高的重量、气动效率,同时又具有体积小结构紧凑的特点,该机旋翼直径3.6 米,机身的体积由于采用共轴双旋翼布局比同级别无人直升机要小,只是机体的高度相比略有增加。该设计的出发点是,这样一个较大载荷、较大航程和航时、可满 足多种需求的无人直升机可方便的用一辆福特全顺面包车拉走。其综合使用和维护成本达到最优。
本无人直升机系统采用两台发动机水平对置,总功率为70马力,按该功率设计的直升机总重可达到250公斤以上。在实际使用中如果不需要高升限,也可通过增加燃油增加航时,或增加载荷的形式扩大其使用范围。
1.产品特点
T300无人直升机系无人驾驶飞行、安全可靠,可替代有人飞机完成一些危险任务(拍摄、勘察),避免飞行员伤亡。
可垂直起飞和降落,无需任何辅助装置,应用时不需要专门的机场和跑道,对环境的综合要求比较低,在野外随处可起飞降落,展开时间短。
飞行精度高,可长时间悬停,可前飞、后飞、盘旋等,速度可控范围大,有极高的飞行品质和灵活性。
智能化程度高,除手控目视飞行之外,可实现超视距测控飞行。具有多重保护系统,在失控情况下可自动降落,操作十分简便有效,有较强的容错能力。
可根据用户的多样化需求搭载多种任务设备,实现一机多用,适应性强,适用范围广。
系统性能稳定可靠,机动灵活,所需机组成员人数和技能要求远少于有人飞机。远程转场作业靠地面运输来完成,运营成本低。
由于轻型无人直升机系统偏重于低空作业,不会对民航航线飞机构成影响,申请空域相对有人飞机较容易。大多数无人或人口稀少的区域以及不属于机要区域无需申请空域。
无人飞行器不受适航条例的约束,在以本产品为商业活动的企业构成方面不属于通用航空范畴,除了在北京地区之外,审批相对容易。
2.性能优势
2.1.纵向尺寸小
旋翼直径小:在相同桨盘载荷下,采用两副旋翼,使一副旋翼的面积减小;
总体纵向尺寸小:机身可完全在旋翼桨盘的范围内。而单旋翼直升机的尾桨部分须超出桨盘部分,共轴式直升机的纵向尺寸是单旋翼的60%;
由于体积小、结构紧凑,共轴式直升机在相同重量下较单旋翼直升机更便于应用,有利于地面运输、车载、在小场地起降;
2.2消除尾桨
无需尾桨,通过上下旋翼平衡反扭矩。没有尾桨的功率损耗(单旋翼直升机尾桨在悬停时最多可消耗总功率的15%。);由于不消耗功率,航向操纵效率不随高度及发动机可用功率而变化。
消除了由于尾桨带来的事故隐患(具有关资料显示,尾桨故障占整个直升机的20%左右);
2.3.气动效率高
据《飞机设计手册》:“共轴式直升机的悬停效率高,与单旋翼式比,要高出17%~30%,这是因为在悬停时,旋翼间的相互干扰产生了有利影 响,上旋翼尾流的由于下旋翼的引流得以扩张,从而增强了尾流的有效区。”共轴式直升机在悬停、中低速飞行时的气动效率高。这正是无人直升机的主要作业状 态。
2.3.气动效率高
共轴式直升机上下旋翼共轴反转,使其旋翼的气流对称,纵横向运动耦合小,纵横向通道的操纵性相对独立,有利于实现直升机的纵横向飞行自动控制;
3.工作原理
垂直起降无人机系统是一个基于计算机的独立的集成系统。它可以实现任务制订及侦察路线的制订,并且通过控制站(控制站可以在船上或是陆地)把任务指令传输给飞机,并由控制站自动控制任务的完成。
结合先进的电子技术,包括确保飞机能稳定飞行的计算机,以及相应的姿态、速度、加速度传感器。通过飞控计算机,综合各种信号,通过计算给出飞行器在 各种状态下的操纵信号,以满足无人直升机在空中飞行的稳定性和需要的任务飞行状态。即可进行长距离,大范围的自主飞行,又可在需要的时候随时转入人工遥控 飞行。直升机的增稳系统在飞行中始终自动保持纵横向姿态,飞行的稳定性全由计算机来自动完成。即使在人工控制方式下,操作员只需要考虑如何移动飞机、控制 飞机的方向,不需考虑是否能让飞机稳定的飞行。地面控制站负责向飞机发送和从飞机接纳信息,它可以实时地控制飞机的飞行和有效载荷工作。
采用差分全球定位系统(DGPS)和惯性导航系统,并集成到电子和动力模块中,这2个系统结合在一起,相互补充。从而可以使飞机按照预先设定的航线自动飞行,其中航线信息是由地面控制站在飞行前下传到飞机中,该信息包括:飞行高度(海拔高度)、飞行速度以及航向。
4.地面控制站
地面控制站由一台任务控制计算机,一台飞行控制计算机组成和数据链,并且包括了地理信息系统(GIS)和一台飞行控制器。GIS信息是通过数据链传送给无人直升机的。
4.1.飞行控制器
飞行控制器是一个手动操纵仪,可简单的采用一般航模操纵的遥控器,也可采用上面有数字显示和飞行控制杆的特制操纵设备。操作员通过它对无人 机进行操纵。在舰上,控制站可以安装在甲板上的隐蔽处;在陆地,它可以安装在军队的坚固的房屋中;在移动中,可以安装在便于拆卸、装载的适用的交通车中。
4.2.数据链系统
数据链系统由数传电台和追踪天线组成。数传电台选用工作频段在2000 MHz-2500 MHz的跳频通讯电台,视电台的发射功率和天线直径,可以完成10 Km-100 Km的双向数据通信。其中包括下行链路的视频和数据信息,和上行链路的控制指令信息等。
4.3.地面指挥车
各种各样的轻便的多用途的交通车辆均可以用于,车辆的空间大小可参照目前市场的“福特全顺面包车”。该车内可固定控制站、固定运输无人直升机相关维护设备、工具、发电机、电缆,并可装置与无人直升机通信的天线。
该车包括了无人直升机的全套系统。控制站可以永久安装在某地,或临时地安装在任何地方。以及支持设备均可以全部放在一辆车中,以便运输及水陆两用。
4.4.无人直升机操控
无人直升机操控系统易学,操作员只需花较少的时间培训即可掌握。系统集成了故障-安全功能,使得飞行失事的可能性减到最小,惯性导航系统及 差分全球定位系统的结合以及依靠GPS卫星的星群,可以提供精确的飞行定位。精确度与预先安排的飞行路线的真实地理位置或在舰船运行中对于船的相对位置误 差正负不到0.02米。所有的飞行数据及其它信息,如数字化视频的数据,都可被实时地传回到控制站,控制人员可根据传回的数据对飞行任务进行迅速的及时的 反应。.技术指标
经初步飞行性能计算,本无人直升机系统的技术指标如下:
几何参数:
旋翼直径 | 3.6 m |
直升机高 | 1.6 m |
机身最大宽度 | 0.9 m |
起落架跨度 | 1m |
机身总长 | 2.3m |
实度 | 0.0424 |
桨叶片数 | 2×2 |
桨尖速度 | 140m/s |
发动机功率 | 70马力 |
重量:
空机重量 | < 120㎏ |
任务载荷+燃油重量 | 120㎏ |
最大起飞重量 | 250㎏ |
飞行性能(50公斤载荷,60公斤燃油):
海平面最大平飞速度 | 150km/h |
海平面巡航速度 | 60~90km/h |
动升限 | 3500m |
静升限 | 300km |
最大航程 | 2.3m |
续航时间 | >4 h |