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【重磅】2016年无人机行业年中报告:机会与挑战并存(一)

2016-07-19 00:38
科技那回事
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  5、汉能太阳能无人机

  一款采用组合式的垂直起降固定翼,翼展3米。其飞行总重8千克;任务载荷0.8千克;巡航速度14米/秒;最大速度33米/秒;抗风5级。汉能的工作人员表示:其续航时间约1-2小时,在无光照情况下的续航为1小时、在光照良好时可达到2.5小时。

  机翼表面均铺设有汉能美国子公司AltaDevices的砷化镓薄膜太阳能电池芯片,这种芯片具有轻、薄、柔及高效率的特性,特别适用于太阳能无人机系统。目前,汉能砷化镓薄膜太阳能电池最高转换效率高达31.6%。可广泛应用于军用、民用和商用市场,如石油天然气管道巡线、农业监控、军用警用巡逻、灾害和应急救援、航拍和土地测绘、自然资源检测、边境和海岸线巡逻、矿业监测等。

  汉能全球研发中心副总经理童翔6月19日在2016北京国际无人机系统产业博览会上向媒体表示,针对传统无人机航时短的“痛点”,汉能把全球效率最高的薄膜太阳能电池应用在无人机上,集中研发持续飞行时间可达6至10小时的太阳能无人机。

汉能太阳能无人机

  (二)、国外

  1、ONGBIRD系列无人机

  Hans-PeterThamm博士创办了无人机公司Aerolution,他们的SONGBIRD系列无人机采用固定翼结构,却可以实现和多旋翼无人机一样的垂直起降,不需要跑道或其他辅助设施。

  在起飞阶段,SONGBIRD的螺旋桨平行于地面,这样就可以让无人机垂直升起。而在达到固定高度的时候,机翼上连接四个螺旋桨的轴便会逆时针旋转,从而成为向前飞行的动力。

  Aerolution在螺旋桨旋转这个步骤上花费了很多的时间,在材料、结构和算法上都进行了很长时间的优化。所以SONGBIRD这个“模式切换”的过程十分顺滑,在螺旋桨旋转的时候你并不会发现特别明显的抖动。而为了达到这样的效果,SONGBIRD可能会在一分钟里完成400次机身自动修正的平衡摆动。对于一些比较极端和严苛的场景,比如矿区和大型农场的勘测、森林救援和边界巡防,无人机的稳定性和续航里程都是这些应用必需的。

  标准版的SONGBIRD里预留了两个摄像机机位,可以将我们日常见到的微单放置其中。镜头负责记录画面信息,配合机身里暗藏的GPS等芯片记录的地理位置信息就可以生成一个信息更完整的视频内容数据。

SONGBIRD

  2、“空中骡子”无人机

  以色列城市航空公司(UrbanAeronautics)子公司--战术机器人公司研制的“空中骡子”(Airmule)垂直起降无人机首次在以色列米吉多军用机场成功进行了无系留飞行。

  该型无人机样机已经开展了近200次飞行,一旦列装,将能够为需要机器人运送物资的军队或民用机构提供有利支持,并能向难以进入的环境运送物资和补给。当前版本重量为1吨,采用透博梅卡公司(Turbomeca)“阿里埃尔”(Arriel)1D1涡轮轴发动机(730马力),而生产型将采用动力更强的“阿里埃尔”2发动机(985马力)。

  在执行战术支援任务时,1架“空中骡子”无人机在50千米工作半径内每架次能够运送500公斤货物,可在24小时内运送近6000公斤的货物,每日持续运送可在保障3000名作战人员的同时输送伤亡人员。

  “空中骡子”的变体,即出口型号“鸬鹚”(Cormorant)已经达到导弹及其技术控制制度(MTCR)II类。两款无人机都是采用单一发动机的紧凑型垂直起降飞机。

“空中骡子”

 

  3、可垂直起降的“雷击”

  首架“雷击”飞机样机已经上天。极光飞行科学公司称,这一版本样机检验了这种飞机的基本原理。该飞行样机重325磅(约合147.4公斤),只有极光公司未来两年为国防部高级研究项目局制造的全尺寸示范机的20%大小。这一设计

  将飞机的固定翼技术和直升机的旋翼技术结合在一起。

  它有两个巨大尾翼,两个略小的前鸭翼,头部附近还安装了短翼。安装在机身的涡轮轴发动机可以提供3兆瓦动力,相当于一般的商业风力涡轮机。这个发动机可带动24片导管风扇,每个尾翼上有9片,每个鸭翼上有3片。这种飞机可以快速飞行和盘旋,并且可在没有停机坪的区域降落。

  极光公司首席技术官汤姆·克兰西说:“样机的成功飞行,对极光公司和我们的客户来说,是激动人心的重要一步。我们这一设计的分布式电力推进系统,为复杂的飞行控制系统开辟了新领域。”

“雷击”

  4、Wingtra研发的复合型无人机

  Wingtra研发的复合型无人机采用复合翼方案,配有固定翼,翼前装有螺旋桨,对起降场地没有过多要求,即便是房屋之间的狭小地带或者土路也能起降自如。无人机在升空后将转为固定翼模式,航程可达60千米,速度能够达到100千米/小时。

  飞行期间,还可以完成悬停、盘旋等操作,从而更准确地执行监察任务。Wingtra飞机外型小巧,载重能力为1.5公斤,但足以搭载小型载荷执行监察任务,其问世后的第一项任务很可能是森林管理。

复合型无人机

  5、Martin UAV公司VV--Bat

  V-Bat无人机采用尾座式垂直起降形式,形似扫帚底部的涵道风扇使无人机可以直立起降,升空后转换成水平飞行模式,向普通飞机一样飞行。尾座式控制难度高,特别是平飞转悬停过程中难平顺转换,可靠性比较低,但是效率比较高。

  据马丁无人机(Martin UAV)公司介绍,V-Bat能够以80千米/小时的速度连续飞行8小时,在携带足够燃料的情况下航程可达300英里(482千米),速度最高达到160千米/小时,升限15000英尺(约4572米)。

VV--Bat

 

  6、Son GBIRD 500系列

  Son GBIRD 500系列是由德国Aerolution公司研发的复合翼垂直起降无人机,同样采用复合翼垂直起降方案,既可以保障无人机的垂直起降,也可以使无人机保持较高的飞行速度和较长的续航时间。

  在正常天气条件下飞行时间长达一小时,而现场安装时间仅需不到10分钟,这使其成为一款非常高效、高回报率的无人机。根据需要的精度,飞行覆盖面积

  2-15平方千米。Son GBIRD 500先进的自动飞行具备“Click&Fly”特性,一个操作员就能完成操控,不需要专业的操控技巧。可以在各种严峻的环境条件下正常运行。例如在8级大风(风速高达20米/秒)、高温高湿环境、炎热、寒冷等等恶劣的极端环境中,都能正常完成飞行。强悍的环境适应能力使得它成为一个强有力的可靠工具。有效载荷为500克,可以配备一台相机,也可以定制化提供可见光相机、多光谱相机、近红外和热成像相机等。

  由于不需要跑道和起降空域,使得Son GBIRD 500能在山区、丘陵、丛林等复杂地形和建筑物密集的区域顺利作业,极大扩展了无人机应用范围,可应用于精准农业、高精度测绘、专业搜索和救援等众多领域。

Son GBIRD 500

  宇辰结语:

  复合翼无人机结合了旋翼和固定翼的优点,因此兼具垂直/短距离起降和高速巡航的特点。这种技术诞生伊始,主要应用于军事领域。最具代表性的倾转旋翼无人机当属美国的“鹰眼”无人机。该无人机由美国贝尔公司研制,于2006年进入海军现役,主要用于执行侦察、监视、搜索、战损评估、通信中继和电子对抗等操作。

  得益于其诸多优势,如今,这种技术不再局限于军事领域,已经开始为民用所青睐,发展前景广阔。但与此同时,我们也应该看到,虽然复合翼性能较强,但其结构要比一般的飞机复杂的多,如旋翼/机翼耦合引起的气动干扰、气弹稳定性、旋翼倾转过程中的飞行控制等等。

  不过现在有越来越多的单位、企业和研究人员投入到这一领域,我们相信,未来随着复合材料技术、航空发动机技术、自动化飞行控制系统和小型化高性能雷达等电子设备的进步,垂直起降无人机会逐步克服自身的“先天不足”,创造出一个又一个让人拍手称赞的奇迹。

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