揭秘我最大无人直升机 关键部件仍靠外援

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导读: [img]http://img9.itiexue.net/1303/13033725.jpg[/img] 国内最大无人直升机V750   近日,国内最大的无人直升机V750试飞成功。厂家预计,今年6月将正式首飞。这架无人直升机怎么飞起来的?它有哪些特点?5月18日,记者从山东潍坊生产厂家了解到,这架无人直升机起飞借助美国一款成熟直升机作为平台,通过近两年改装,将有人机变成无人机。该机能应用于港口导航、森林防火、警务巡逻等多个领域。该机使用的发动机今年下半年将在北京亦庄设立的工厂内实现批量生产。


揭秘我最大无人直升机 关键部件仍靠外援

国内最大无人直升机V750


近日,国内最大的无人直升机V750试飞成功。厂家预计,今年6月将正式首飞。这架无人直升机怎么飞起来的?它有哪些特点?5月18日,记者从山东潍坊生产厂家了解到,这架无人直升机起飞借助美国一款成熟直升机作为平台,通过近两年改装,将有人机变成无人机。该机能应用于港口导航、森林防火、警务巡逻等多个领域。该机使用的发动机今年下半年将在北京亦庄设立的工厂内实现批量生产。


直升机其实跟竹蜻蜓一样,两边旋翼不水平,双手一搓,它就飞起来了。


潍坊天翔航空工业有限公司车间主任黄广来介绍,飞行员手持操纵杆,前后左右摆动,就可以控制直升机飞行状态。油门装在操作杆上,旋转操作杆,飞机就能加油前进。


而直升机飞行时,主螺旋桨转动时,带动尾桨转动,然后起飞。“如果没有尾桨,直升机只会在空中原地打转。”


黄广来说,他们现在可以不用驾驶员,让直升机飞起来。


设想第一步


无人机怎么飞?


如果机上没有了人,如何飞起来?


“我们用舵机代替上述操纵装置。”黄广来介绍,在国内最大的无人直升机V750中,共用5个舵机代替飞行员操纵杆等设备的功能。


什么是舵机?


黄广来介绍,舵机就像人的手脚,3个控制无人机主桨,完成俯仰、左右飞行;另外三个分别控制尾桨、风门(油门)。


V750无人机是从有人机改装而来,工人将原来有人机机舱内的仪表设置、座位、操纵杆等“掏空”,然后装上一个个长方体的小盒子,数百根电线像血管一样,将它们联系起来。


工人介绍,这些盒子有计算机,有的是舵机控制器,“它们就像邻居,紧靠在一起”。计算机只有半个鞋盒大小,舵机控制器只有家庭电脑音响大。


无人机的原理是由一个计算机控制整个飞机飞行,“它像人类的大脑一样”,将飞行中每一秒的数据“过滤”一遍,随后将执行命令发送给舵机控制器,舵机控制器再将各项指令分配给不同的舵机,舵机再完成爬升、前进、盘旋、悬停等任务。


设想第二步


出现偏差如何纠正?


参与研制的工作人员曾提出疑问,无人机飞行时,实际情况要复杂很多。比如遇到4级侧风,飞行轨迹发生偏差,飞机如何发现并且纠正呢?


“感应器派上了用场。”黄广来说,这些安装在无人机各个部位的感应器,通过测量大气、无线电高度等数据,确定无人机空中位置。无人机就像在一个立体坐标中不断移动的点,感应器就是确定飞机坐标。


如果飞歪了,感应器通过测量,会将结果以数据的形式反馈到“大脑”———飞控计算机中。“大脑”处理数据,选择对策,将执行命令发送给舵机控制器,舵机纠正飞行。


设想第三步


飞行信息如何反馈?


“测控系统发挥作用。”一名专业人士说,测控系统将地面系统的信息发送到无人机上,计算机将处理信息反馈给地面站。150公里内,地面站可远程控制无人机。


无人机下方安装有天线,就像一条通道,把地面传送的信息,送入无人机“大脑”中。


地面站由一辆军绿色南京依维柯改装而成。车厢上方是接收天线装置,车厢内有6块显示屏,其中一块屏幕上出现各种飞行数据;还有一块是测控系统显示屏,上面显示数据传送状况;另外几块屏幕,将会执行其他功能,比如无人机上摄像机所摄图像。


“这个地面站可以同时控制三架无人机。”这名专业人士介绍,地面站工作人员只要将飞行的相关数字,比如上升多少米,前进多少米等录入电脑,地面站就会使用特定程序,压缩信息,通过测控系统,发送到无人机上。


落实第一步


上万部件测试改造平台


说到这里,上面都是想法,而真正让直升机无人起飞,还有繁琐的事情要做。


黄广来称,直升机经过改装,重心位置改变,“如果头重脚轻,一上去就会摔下来”。


研发人员先把无人机上万个部件画下来,最后的图纸长达两米多,树形结构,每个分支上都有上百个部件。


“这里不能出丝毫差错。”车间主任黄广来说,经过设计后,每个部件在机上都有固定位置,都经过测试论证。比如舵机,都是根据飞机平台情况,专门设计制造。


飞机平台改造完,几个月过去了。


落实第二步


飞机大脑装飞行信息


飞控计算机等设备安装更为复杂。


飞控系统需要大量实验数据和信息,需要不断调试。为此,车间工人们每天都要把直升机推到停机坪上,工程师进行待飞测试。


所谓待飞测试,就是将操作过程全部转化成参数。比如,有人直升机上驾驶员拉起操作杆多少,螺旋桨变化多少度。诸如此类的问题。


通过数百次测量,飞行员操作的每一个动作,最终都转化成一个个数据。工程师把它们写进程序,而这是飞机“大脑”控制飞行的智力分子。


落实第三步


系着绳子飞起来


黄广来说,无人机升空前,依旧是一堆零部件和图纸。要飞起来,还要进行系留试验。


系留试验,就是在无人机上系着与地面相连的绳子,让飞机飞行。


第一步,黄广来等人在无人机底下系上4根不到1米的钢丝绳。通过遥控,螺旋桨转动几分钟后,无人机升空了,不过高度只有钢丝绳那么高。


“它就在空中停了一会儿。”不过,在黄广来眼中,这一会儿意义重大,证明飞机已具备在空中悬停的本领。


问题是,飞机在空中不能只上下,还要前进或后退。


为了让无人机前进后退,黄广来等技术人员在停机坪上设计了两个固定铁环,用一条钢丝将两个铁环连接起来,并在钢丝绳上再套一个小铁圈。同时,他们又在直升机下方找到两个固定点,一条钢绳相连,绳子也套着一个小铁圈。两根钢丝上的两个小铁圈,用一根钢丝绳连接起来,这条连接绳叫系留绳。这样,无人机便可在空中前进后退了。


起初,这样的绳子不能太长。从最开始的0.4米,到0.6米,再到0.8米,最后到1米,系留绳一点点变长,无人机越飞越高。


“就像小孩学走路一样,它在空中也变得越来越自如。”黄广来说。


试飞


甩掉绳子“脱缰”而起


4月19日,无人机甩掉系留绳“脱缰”首次试飞。十多名技术人员站在停机坪周围,无人机慢慢上升到31米……


“无人机飞起来,是一个质的变化。”一名技术人员介绍,该机飞控系统有两个通道,正常一个通道工作。当通道出现损坏,另一个通道就会自动替代上岗。“如果与地面站失去联系,它会利用储存的数据,原路返回。”


厂家称已接到5架订单。来自福建国网电力的一名工作人员称,他们用无人机携带摄像机等设备,沿着高压电线巡查,拍摄电线损坏情况。


一名不愿意透露姓名的无人机研究者称,V750身躯笨重,体现了改装有人直升机的弊端,很多不需要的重量无法消除。另外,该机使用的是美国飞机平台和发动机,不能完全国产。


一名产业人士透露,V750目前还处于试验阶段,还要调控测试。国内设计的飞控系统,飞行时并不稳定会发生偏差,增加风险。


与国外同类产品对比


奥地利S—100无人直升机


售价:约190万欧元


尺寸:长约3米、宽和高1米多


空重:110公斤


最大载荷:50公斤


最大时速:240公里


巡航时速:120公里


使用升限:5400米


巡航时间:6小时


抗风能力:6级


常用燃料:航油


国内最大无人直升机V750


售价:1000万元左右


尺寸:长8.53米、宽2.08米、高2.11米


空重:757公斤


最大载荷:80公斤


最大时速:161公里


巡航时速:145公里


使用升限:3000米


巡航时间:4小时


抗风能力:5级


常用燃料:航油



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