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融合大潮下的创新思维

2017-03-17

航空知识 2017年1期
关键词:共轴旋翼续航

问:中航智作为一家新兴的无人机创新企业,正在积极进军军工装备研制领域,这很大程度上得益于国家提出的军民融合战略。请问您如何看待军民融合战略?

答:军民融合是目前乃至可以预见的未来中,我国武器装备发展的一个重要方式。之前我们民营企业为军方做配套生产、基础建设的比较多,而真正涉及武器装备本身的则比较少。中航智的发展得益于我们的核心产品——直升机。直升机的一个非常大的特点就是它本身就在军用和民用领域都有着广泛的应用。

军民融合能够打破垄断,积极引入竞争,产品的技术指标、可靠性、经济性和维护保障性等指标在竞争中会愈发优化。这对于整个无人机产业来说,无疑也会起到一个很重要的促进作用。当前,我国在经济总量上来说已经拥有了非常强大的实力,作为我国经济实力的一个重要组成部分,民营企业在近几年也得到了飞速发展。那么,从民族责任和国家需要的角度来说,拥有一定技术研发能力的民营企业,也有义务为国家的国防建设贡献一份力量。我国的国防力量发展得非常快,如果将以往的国家单向投入的发展模式和当下有民营企业参与的发展模式结合起来的话,就能够调动更多人的积极性,让国防武器装备的产品质量和产品经济性得到进一步的提升。同时,鼓励有资质的民营企业加入军事装备研发和生产,也能实现寓军于民,优化国家军事工业潜力。国家提出军民融合就是基于这种深远考虑。中航智作为一家民营企业,能够赶上这样的发展时机,应该感谢国家在战略发展层面的高瞻远瞩和深谋远虑,同时也感谢社会各界朋友的大力支持。把产品做好,把军民融合的试点效应发挥好,这就是中航智肩负的责任。

问:此次航展上,T333共轴双旋翼无人直升机以其30小时续航时间和3吨起飞重量的标称技术指标引发了众多关注。请问中航智在研发该款无人直升机时在技术层面有怎样的考虑?

答:T333无人直升机采用了中航智的国际发明专利。这个发明专利目前在中国、美国、俄罗斯、欧盟、日本和沙特等主要的航空国家和地区都得到了认证。T333的最大特色在于它是当前世界上包括有人驾驶直升机和无人直升机在内的所有直升机中续航时间最长的,携带200千克载荷情况下,续航时间能够达到30个小时。

另外,从最大起飞重量上来说,这款无人直升机也能够进入世界的第一梯队。该机的主载荷和续航时间等性能指标都已经超过了世界上大名鼎鼎美国诺斯罗普·格鲁曼MQ-8C“火力侦察兵”无人直升机。

为保证续航时间,T333采用了2台单台450马力(336千瓦)活塞式发动机。当飞行器续航时间超过10个小时以上,活塞发动机在低油耗和高可靠性等方面的优势就开始显现出来。而且,活塞式发动机的维护保养的便捷性方面也有相当的优势。

T333的机身结构重量做了全面优化设计,这使得该机有着非常高的有效载荷比。我举个例子,T333采用共轴双旋翼设计,但是相较于传统卡莫夫系列直升机的共轴双旋翼结构来说,T333的机械部件数量减少了50%以上。卡莫夫系列的共轴技术是通过连杆等机械部件通过复杂传动机构来实现的,而T333的共轴技术是通过高性能的自动控制系统来实现的。通过对自动控制算法的探究和旋翼系统的深度优化,新型的共轴技术可以在大幅减少机械部件的同时实现更好的控制效能和更快的响应速度。

另外,非常值得一提的是该机采用的主动抑振技术。T333无人直升机安装的活塞式发动机本身就是一个振动源,而且整机做了大量的结构优化之后减重效果明显,但是这给无人直升机带来了振动方面的大问题。其实直升机的振动从一开始就是全世界直升机研制单位所共同面对的一个问题。以往的解决方案是通过整机振动模态的计算和全机空气动力学的计算来对飞行器整体进行建模,摸索全机的振动模态。但是,这种方法的劣势很明显,那就是随着直升机载荷状态的变化,整机的几个主要共振点的位置会发生变化。

因此,在实际飞行过程中,设计师很难真正把所有的共振点排除在飞行包线之外。而无人直升机本身的使用范围非常广,挂载形式和飞行状态也比较多样化,有的客户需要用它来挂载光学吊舱,有的客户或许会需要无人直升机的短翼挂载其他的仪器设备,因此其共振点的问题会更加突出。我们在T333无人直升机上采用了先进的主动抑制振动器技术。该技术使得无人直升机拥有随时测量整机振动状态的传感器,并且经过计算之后,能够用主动产生的振动来消解或者抑制整机的振动。这种目前在国内尚不多见的技术使得我们可以在全机减重方面走得更远,让飞行器拥有更高的载荷比和更长的续航时间。

问:研制一款具有竞争力的无人机产品,技术方面是唯一应该关注的问题么?除此以外还应关注些什么?

答:除了技术上的突破之外,我们进行研发和生产的时候,要在其他两个方面有比较深刻认识。

首先,作为一种产品或者说是一种商品,在设计的时候,就应当考虑用户的需求。T333无人直升机在设计的时候,预留了舱内、舱外的多个挂载位置,另外还专门设计了可以挂载多种载荷的短翼,还为吊载功能预设了机腹挂点。

另外,产品的经济性是个非常重要的因素。还是以T333无人直升机为例,该机拥有1.5吨的有效载荷,其续航能力全球领先,而且不需要飞行员。在这样的性能指标下,该机的售价与贝尔同级别的有人驾驶直升机相当,或者说售价仅仅是“海豚”直升机的一半。这样就拥有了比较强的市场竞争力。

问:作为一家以无人机研制、系统集成、行业应用研究及系统服务为主营业务的企业,中航智的未来愿景是什么?您对未来无人机产业的发展方向有怎样的研判?

答:T333无人直升机在2016年珠海航展上是首次公开亮相。我们为了研发这款无人直升机已经耗费了近8年时间。包括阿古斯塔、贝尔、西科斯基、空客直升机等机型来说,3吨级别的直升机市场最大。我们想把中航智打造成拥有共轴双旋翼直升机、单旋翼带尾桨直升机以及其他类型飞行器在内的多型号、大系统,且自身技术特色浓郁的创新型飞行器研制企业。上世纪前10年飞机刚刚上天不久的时候,很少人能够清晰地描绘出未来的飞机会是什么样子,但是真正能够摸清技术发展脉络和趋势的企业最终还是成长为具有技术引领效应的产业巨头。

如今,能够垂直起降的飞行器有直升机,也有倾转旋翼机,还有一些旋翼和固定翼复合的机型,我们对这些类型的飞行器都很有兴趣。但是,我认为,任何一家以技术为核心竞争力的企业都不应该去追赶技术,而是应该具备前瞻性,在技术发展的初期去关注各种可能性。因为,一旦错过了技术上的引领地位的话,有可能会耗费20年甚至30年的时间来追赶,在这段时期,资金、标准和话语权的失去会是任何一家明智的企业所不愿见到的。

另外,我们正在努力让T333无人直升机获得中国民航总局颁发的适航许可。之所以要坚持这样做,不仅仅是为了T333这款直升机本身,更重要的是我们想通过这件事情来探索出一套真正适用于无人直升机的适航标准,以及弄清楚这样的标准具体的产生过程。这对于未来无人直升机乃至整个无人机产业的发展有很大的意义。

根据我们的研究,未来有人驾驶的飞机和无人机之间的任务重合度会在60%左右。未来的有人机和无人机的发展会逐渐融合。有人机和无人机之间的界限会逐渐模糊。未来无人机的自主性会非常强,其可靠性也会有很大的提升。一款飞行器,当飞行员坐进去的时候,就是有人驾驶飞机,而它本身实际上又会拥有自主飞行的能力。因此,我们的目光不会仅仅局限在无人机领域。趋势不可违背,在有人机和无人机的技术发展道路开始相互融合的当下,我们会投入相当多的精力来研究无人机的飞行与人之间的关系。我们努力研发出具有技术继承性的成熟平台,这样在今后新型飞行器的研制过程中,在适航和可靠性方面就会有相當好的顺承性。

我们希望能够走出像卡莫夫、西科斯基、空客直升机那样的发展道路,拥有自己明确的技术路线。作为一家中国民营技术型企业,我们认为摸索并发展出一种能够代表中国工程师,代表中国航空飞行器特色的技术发展路线既是我们的梦想,也是我们当前正在努力的方向。

责任编辑:五边

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