战场之眼

陆　健

设计背景与设计创意

现代无人机技术的发展日新月异，我国的无人机技术与发达国家相比还比较落后，投入使用的产品种类不多，未来还有很长的路要走。

无人机具有载人机所不具有的优势，由于不用考虑人的生理限制，可以设计出具有如长航时与高过载等特点的飞行器。本款无人机正是利用长航时的特长，设计的一款具有超长航时，高高度巡航且利用环保能源作为动力的大型无人机平台。

整体设计

机载设备

作为大型无人操作平台，机载设备能够自由组合非常有必要。本方案的设计设想是在机身前部设置设备舱，提供相当可观的空间和负载能力；另外，机身下部还可安置挂架，可以携带大型预警雷达执行任务。

主要设备包括：

预警雷达及天线——可选择安装“平衡木”式或转盘式预警雷达天线，不执行预警任务时可以卸载下挂架和雷达，减轻负载，获得更长航程。

卫星通信中继站——安装在机首设备舱，为适应未来战场的信息网络化而设置。

高空侦察相机——安装于两侧副发动机舱，可提供战场的图像情报。

高性能热红外探测器——可于20000米高空探测和发现地面机动单位的热信号。

操控的实现

利用自主式控制系统对“鲲神”的巡航飞行进行控制，另外也可从地面、天空等控制单位进行直接操控。当飞机在地面(海面)或空中移动单位操作范围之外时，也可以由地面(海面)或空中控制单位发命令给卫星，再由卫星传送命令，实施间接操控，以此形成完整的信息交互网络。

“鲲神”的设计细节与说明

机翼设计

“鲲神”总体翼展45米，由主翼、副翼和独立翼梢小翼组成，为了获得最大的升力系数和航程，没有设计垂尾。所有机翼都采用非金属复合材料制造。“鲲神”主副翼呈水平错位的布局，是为增加飞行器的气动稳定性而设计的；其次，当机翼与太阳照射的夹角变小时，起伏的副翼可以比水平翼获得更多的辐射能，提高太阳能板的工作效率，增加航程。两副机翼通过副发动机舱联接，增加机翼的整体强度。

主副翼都安装有富勒式开缝襟翼，主翼襟翼为增升襟翼，副翼襟翼为机动式襟翼。其前后位置互相交错，是为了减少两翼间产生的下洗涡流对副翼襟翼表面气流的干扰，降低其机动效果。当飞机在低速低空飞行状态时，富勒式襟翼展开，以改善飞行器的升力系数。“鲲神”机翼造型与比例的设计参考了鸟类的翅膀，增加了整体造型的美感与动感。

主前冀设计主翼为水平下单翼，为变截面变后掠角设计。主翼根宽3.5米，后掠角40度；主翼末端宽0.5米，后掠角8度。主翼提供主要升力，其变截面的设计是造型的需要，也是为了配平纵向扭矩。主翼的翼根较宽，是保证结构强度的需要，同时翼根和机身的自然过渡，也符合造型设计的需要。

后副翼设计副翼宽0.8米，前段是上反15度的单翼，在离机体1／3处折弯呈15度下反角。副翼的拱型翼型是间接模仿了鸟类的翅膀形态，这种非水平翼翼型具有比水平翼更好的水平稳定性。另外，由于折弯，翼面面积增加，可以安装更多的太阳能板，机翼折弯也让太阳能板在太阳低照射角时仍能获得能量。

独立翼梢小翼设计翼梢小翼安装在副发动机舱末端，总长4米，翼根宽1米，翼尖宽0.3米，外倾45度角，上段部分为全动式设计。具有倾角的翼梢小翼可以起到垂直安定面的作用，同时由于翼展很长，力矩就很大，加上其全动式的设计，从而能够产生足够的扭矩来保证飞机的机动性。

机体设计

“鲲神”机身主要采用流线造型，结构可分为前部的设备舱和尾部的主发动机舱，形态上让机身前端具有相对较大的体量，既是为大型侦察设备提供安装空间，也与尾部的纤细感形成对比，获得视觉上的变化与平衡。

机体尾部主要采用尖细形态，有减阻的考虑，具体细节的尖锐化处理是为了协调整体造型，使人在视觉上产生一种向前的动感。

飞行动力配备

发动机设计假想是采用环保能源驱动，为太阳能及燃料发电机驱动，当飞机在同温层巡航时不会产生有害废气破坏环境。并且在两组机翼上都安置大面积太阳能板，机身内部也带有蓄电设备，太阳能可以为发动机的巡航补充部分能量。主要能量还是依靠主发动机内的燃料电池装置产生电力，分别驱动三台发动机及机载设备。

共设有一个主发动机，两个助力发动机。主发动机提供主要推力和加力推力，辅助发动机可以提高巡航稳定性，改善整体机翼的气动性能，并且可以通过转速差产生扭距，实现动力转向。副发动机舱同时也为高空侦察照相设备提供了安放空间。

带有防附面层特征的进气道，位于机身上方，设备舱之后。这个位置的气流没有其他部件的干扰，具有较好的进气效率。进气道口装有可拆卸隔离栅，一定程度上防止大型漂浮物被误吸入发动机。

在机身后部主发动机舱的末端两侧开有排气口，这个位置螺旋桨工作产生低气压，可以增加排气效率。排气口内部装有可关闭的栅栏，当进行巡航飞行时，主发动机使用功率降低，可以部分关闭排气口，以此减少进气道的进气量。

起落架设计

由于机体下方需要一定高度来装设雷达，起落架需要提供最大1.2米的悬高，所以设计为双段折叠结构，并采用自行车式的布局。机体前后为主承重起落架，副发动机吊舱中各有一辅助平衡起落架。

后三副起落架横向平齐，降落时能够同时触地。前起落架的舱盖横向开合，后部则都是纵向打开，能在降落时起到阻力板的作用。

“鲲神”应用前景

常规可作无人侦察机或预警机之用，可广泛地用于远程通信、气象研究、领空巡逻、森林监控、野外搜救等任务。超长巡航时间和高巡航高度的特点使其具有广阔的探测视野和探测范围，可以执行许多小型短航程、低高度侦察机无法完成的任务。

责任编辑：寒兰