固定翼四旋翼复合飞行器(复合四旋翼)
是最近发展成功的一种新型垂直起降飞行器
这是一种简单有效的垂直起降解决方案
具有技术可实现性好,成本较低等优点
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固定翼四旋翼复合飞行器(Fixed Wing Hybrdi Quadrotor),可简称为复合四旋翼(Hybrid Quadrotor,HQ),是一种具有垂直起降性能的新型飞行器。复合四旋翼是一项创新飞行器技术,综合了四旋翼飞行器的垂直起降能力和固定翼飞机的效率、速度和航程优势。
固定翼四旋翼复合飞行器通过综合固定翼飞机和四旋翼飞行器获得了独特的垂直起降性能优势,同时较大限度地保持固定翼飞机平台的飞行性能,特别是续航性能和速度性能。复合四旋翼飞行器具有比直升机和多旋翼飞行器更长的续航时间,而起降飞行场地比固定翼飞机小很多。它使得固定翼飞机能够在极小的场地使用,这是其他方式都不能实现的。
复合四旋翼几乎能够执行固定翼无人机所有任务,以及无人直升机和多旋翼飞行器的很多任务,包括航拍、监视、监测、侦察、巡逻等等。目前发展商预期的用途有:向偏远地区提供医疗物资,在冰面上布设传感器,从特定区域的收集小组拾取样本。未来,复合四旋翼在解决一些相关问题之后在舰载使用方面很有潜力。
Latitude Engineering
美国LatitudeEngineeringLLC.公司是目前世界复合四旋翼技术领域领先者。Latitude公司成功开发HQ系列产品,其四旋翼套件还用于多款无人机系统的改装,包括Arcturus T-15和T-25无人机(称为Jump 15和25),Sensintel SilverFox B4无人机等。Latitude公司已经这项技术申报专利,并已经向无人机制造商提供授权。Latitude复合四旋翼及改装套件使用Cloud Cap Technology公司专门开发的Piccolo自动驾驶仪。
Latitude公司目前开发了HQ-20和HQ-50两款复合四旋翼飞行器。
HQ-20的机体采用混合结构,包括碳纤维复合材料蒙皮、泡沫和巴尔沙木材,以及ABS塑料。配装两个锂聚合物电池组供电,每组电池容量11 Ah。主发动机为一台功率0.5hp的活塞发动机。全机重量11kg,可以装载0.9kg载荷。最大巡航速度达到约74 km/h,最大续航时间15小时。
HQ-20可以由地面操作手控制,或者由机载自动控制系统控制。Piccolo自动驾驶仪允许使用一些不同类型的控制,从完全手动到完全自动。
HQ-20复合四旋翼
HQ-50根据与美国海军的合同研制,计划在2014年6月交付。HQ-50采用全碳纤维复合材料机体。重量27kg,商载3.6kg,发动机功率5hp,预期航时为24小时。每个旋翼单元使用上下两组串列,以提供更大升力。HQ-50预期售价约为6万美元,HQ-20约2.5~3万美元。
HQ50
Arcturus Jump™
美国Arcturus UAV公司在T-15/T-25等系列无人机产品上安装Latitude公司的四旋翼套件,发展出Jump-15和Jump-25系列复合四旋翼飞行器,目前已经接受订货。
Jump四旋翼系统与自动飞行控制系统、Piccolo自动驾驶仪指令中心软件完全集成,能够实现从起飞到着陆的完全自动飞行。飞行准备时间15分钟以内,只需两名操作人员。可选主发动机起动/不停产状态下的垂直起飞和降落,这样能够省去复杂的过渡阶段以及机载发动机起动器。为了防止螺旋桨碰到地面,使用专用起飞工作平台,使用数字GPS在目标点精密着陆。
Arcturus Jump-15
Arcturus公司正在发展更大的Jump-25复合四旋翼飞行器,总重约100kg。该机能够携带TASE500 HD高性能成像吊舱系统(长度0.254m,重量12kg),续航时间达到12小时。
DronetechUAV“信天翁(Albatross)
美国德克萨斯州的Dronetech UAV公司在其“信天翁(Albatross)”电动无人机(AV-1“信天翁”无人机的缩比型)基础上发展复合四旋翼飞行器,采用全电动力系统,配装Veronte自动驾驶仪系统。最大重量约15kg,续航时间可达12小时。
Dronetech公司还正在设计重量达25kg的加大型,有效载荷可达7kg。配装六台发动机,包括:一台功率2.5~3 hp的主发动机,一台备份主电机,四台用于提供垂直升力的电机。预期能在海面舰艇上发射,用于执行海上监视任务。后续还有更大的型号,主动力装置为一台内燃机,续航时间达60小时,有效载荷重量达50kg。估计是使用AV-1“信天翁”无人机平台。
Sensintel SilverFox B4
Sensintel SilverFox B4无人机上改装Latitude 四旋翼系统并成功进行验证。
昊翔电能运动科技公司成功申报专利,目前正在进行最大重量12kg的复合四旋翼飞行器的研制。
复合四旋翼技术及产品经短短几年时间发展已经取得很大的进展。但是,复合四旋翼的一些关键技术问题尚未完全解决,包括垂直起降系统、总体和气动技术等。目前仅发展成功30kg以下的小型产品,且性能不是很高,实用性有待检验。大型产品研制面临技术瓶颈。总之,复合四旋翼技术需要进一步研究和突破。
复合四旋翼这种简单有效的垂直起降飞行器,具有多方面的优势,市场需求较大,发展前景较好,最终将可能发展成为一个重要的飞行器门类。