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打破动力瓶颈 “重庆造”无人机载重100公斤

222 人阅读 | 时间:2018年05月07日 14:01

过来十几年间,国际在无人机设计和研发方面停止了深化的探究和研讨,并获得了令人注目的效果,但是国际的无人机动力安装研发程度均远逊于国外。动力安装是制约无人机开展的重要要素,无人机研发首先遭遇到的是发起机技术的瓶颈。

日前,重庆理工大学车辆工程学院动力研讨所发布音讯称,他们正向研发的一项工业级无人机发起机,打破了国际在无人机用小型活塞式发起机范畴的瓶颈,补偿了自主知识产权空白,将率先抢占国际自主研发的无人机发起机市场。该发起机可以使零件搭载100kg负荷,具有功重比大、寿命长、续航里程长等优势。不久之后,将在九龙坡区完成产业化。

为难

我国无人机发起机多出口

我国目前多款无人机均采用奥天时Rotax 914型活塞发起机,这种发起机是世界上多种地面长航时无人机的次要动力零碎,但是一旦对方限制出口,国际无人机就将堕入缺乏动力设备的困难地步。

由于国外兴旺国度关于无人机的研发开端较早,因而获得了较为先进的技术效果,在无人机用小型活塞式发起机研发范畴也获得了长足的开展和提高。如2013年,欧洲研制成功一款为轻型单发直升机设计的V8活塞发起机,该发起机具有良好的功重比和优秀的经济性及动力功能,验证了在轻型直升机上配装活塞发起机的合感性。

“在无人直升机动力设备这一最重要的技术范畴,我国直升机用发起机根本依赖于出口来满足,尤其是降落分量在200kg~300kg级的动力零碎,国际动力范畴完全是一片空白。”重庆理工大学车辆工程学院动力研讨所所长杨靖教授引见,目前,无人直升机采用的动力安装可分为三大类,活塞式发起机、涡轴发起机和电活动力零碎。其中,活塞式发起机是无人直升机最重要的动力安装构成。由于无人直升机用发起机对功重比要求较高,其任务环境又极为苛刻,而我国无人直升机研制起步较晚,尤其在无人直升机用活塞式发起机这一范畴的研发尚无成熟的产品。

打破

自主研发无人机发起机

“我们正向开发研制的发起机,将打破国际在无人机用小型活塞式发起机范畴的瓶颈和补偿无自主知识产权技术的空白,率先抢占国际自主研发的无人机发起机市场。”杨靖通知记者,针对目前市场上的小型工业级无人直升机动力充足的现状,团队正向开发了2V86发起机,功率55kW、分量38kg。在发起机冷却零碎、光滑零碎、熄灭零碎及标定办法等方面,依据航空发起机的需求停止了多项创新并请求了创造专利,使其在小型活塞式航空发起机中,具有功重比大、寿命长、续航里程长等优势。

这些技术瓶颈都是如何攻破的?

首先,经过降低发起机的体积和质量,无效进步了发起机的功重比,即发起机的功率和分量之比。“活塞式发起机相较于涡轴发起机的次要优势就在于功重比不够大,本项目针对降落分量200Kg~300Kg、飞行高度在3000m以内的无人直升机停止动力设备设计,无效进步功重比以充沛发扬活塞式发起机制形成本低、寿命长、热效率高、油耗率低、续航里程长等特点。”杨靖解释,活塞式发起机的功重比进步具有较高的难度,普通在1左右,本项目研发额外功率55kW的无人直升机公用发起机,其分量控制在38Kg以内,功重比1.4,增压后功率可达80kW,功重比则接近2,这在活塞式发起机里都是非常先进的目标。

“由于直升机的任务环境较空中任务环境严峻、恶劣得多,假如直接将传统活塞式发起机装载在直升机上,则势必会极大地影响发起机的寿命和无人机的操控波动性等,发起机甚至会直接发作过热、拉缸和失火等毛病,直升机就会由于得到推进力而丧失速度与高度,形成严重的事故。”杨靖称,因而,经过正向开发对发起机构造停止相应调整和完善,无效进步发起机搭载直升机任务时的牢靠性和波动性,充沛保证无人直升机任务的平安性和寿命。

关于普通义务载荷的无人直升机降落分量大多在200~300kg,较轻的降落分量不只对发起机本身的分量有所限制,同时也制约着其燃油携带质量,而无人直升机停止军事侦查、交通监控、航空摄影等义务时,均要求长航时长里程,所以发起机燃油经济性目标显得尤为重要。该项目研发的发起机创新性地将车用发起机的双火花塞、四气门、高紧缩比、虚拟增压等高效熄灭零碎运用到无人直升机用发起机的研发上,从而大大进步发起机的经济性,进步无人直升机的续航里程。

项目为无效进步发起机的动力性和任务牢靠性,还开发了新型高效熄灭零碎,在无效控制热负荷的同时进步了发起机升功率。“针对国际的机械制造和资料工艺程度,设计了新型合理的构造来补偿对零部件加工精度和资料工艺的严苛要求。”杨靖解释,经过集成古代内燃机先进技术,在不自觉提升关键零部件要求的前提下确保零件牢靠性和耐久性寿命,片面完成发起机消费的国产化,在降低发起机本钱的同时,构成零件系列化开展并与企业结合完成产品市场化。

使用

小型航空发起机将产业化

记者在重庆理工大学车辆工程学院实验室看见了使用2V86发起机的无人直升机,这也是该研发团队开发的,在机身设计和颜色渲染等细节方面,发扬了该学院工业设计专业专长,使机身在制造复杂、具有隐身功用的前提下,同时具有古代感,不只流体阻力小而且端庄大气。零件可以搭载100kg的义务载荷,无论医疗急救或农林植保等民用范畴都可以很好地胜任。

“虽然发起机研讨和开展任务的特点是技术难度大、耗资多、周期长,但其对飞机的功能以及飞机研制的成败和进度有着决议性的影响。”杨靖表示,这款发起机将经过其优秀的功率分量比、任务牢靠性和波动性、良好的节油性等特点为国际无人直升机提供牢靠的动力,打破国产无人直升机动力配备根本依托出口的困顿现况,为国产无人直升机提供一颗微弱的“中国心”。

这款正向研制的发起机将打破国际在无人机用小型活塞式发起机范畴的瓶颈和补偿无自主知识产权技术的空白,率先抢占国际自主研发的无人机发起机市场。目前已与北京比扬航空无限公司签署了配套搭载协作意向,与西安翔安测控设备无限责任公司签署了动力/飞控一体化协作协议书。

此外,这款无人机发起机的产业化也指日可待。重庆理工大学方案经过产学研协作的方式,在九龙坡区成立航空发起机消费企业,专门消费自主研发的系列化小型航空发起机。

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