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揭秘國內最大無人直升機︰部件未全部國產成憾事
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作者:
yxx01
時間:
2011-5-21 03:12 PM
標題:
揭秘國內最大無人直升機︰部件未全部國產成憾事
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國內最大無人直升機V750
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近日，國內最大的無人直升機V750試飛成功。廠家預計，今年6月將正式首飛。這架無人直升機怎麼飛起來的？它有哪些特點？5月18日，記者從山東濰坊生產廠家了解到，這架無人直升機起飛借助美國一款成熟直升機作為平台，通過近兩年改裝，將有人機變成無人機。該機能應用于港口導航、森林防火、警務巡邏等多個領域。該機使用的發動機今年下半年將在北京亦莊設立的工廠內實現批量生產。
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直升機其實跟竹蜻蜓一樣，兩邊旋翼不水平，雙手一搓，它就飛起來了。
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濰坊天翔航空工業有限公司車間主任黃廣來介紹，飛行員手持操縱桿，前後左右擺動，就可以控制直升機飛行狀態。油門裝在操作桿上，旋轉操作桿，飛機就能加油前進。
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而直升機飛行時，主螺旋槳轉動時，帶動尾槳轉動，然後起飛。“如果沒有尾槳，直升機只會在空中原地打轉。”
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黃廣來說，他們現在可以不用駕駛員，讓直升機飛起來。
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設想第一步
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無人機怎麼飛？
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如果機上沒有了人，如何飛起來？
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“我們用舵機代替上述操縱裝置。”黃廣來介紹，在國內最大的無人直升機V750中，共用5個舵機代替飛行員操縱桿等設備的功能。
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什麼是舵機？
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黃廣來介紹，舵機就像人的手腳，3個控制無人機主槳，完成俯仰、左右飛行；另外三個分別控制尾槳、風門(油門)。
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V750無人機是從有人機改裝而來，工人將原來有人機機艙內的儀表設置、座位、操縱桿等“掏空”，然後裝上一個個長方體的小盒子，數百根電線像血管一樣，將它們聯系起來。
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工人介紹，這些盒子有計算機，有的是舵機控制器，“它們就像鄰居，緊靠在一起”。計算機只有半個鞋盒大小，舵機控制器只有家庭電腦音響大。
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無人機的原理是由一個計算機控制整個飛機飛行，“它像人類的大腦一樣”，將飛行中每一秒的數據“過濾”一遍，隨後將執行命令發送給舵機控制器，舵機控制器再將各項指令分配給不同的舵機，舵機再完成爬升、前進、盤旋、懸停等任務。
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設想第二步
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出現偏差如何糾正？
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參與研制的工作人員曾提出疑問，無人機飛行時，實際情況要復雜很多。比如遇到4級側風，飛行軌跡發生偏差，飛機如何發現並且糾正呢？
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“感應器派上了用場。”黃廣來說，這些安裝在無人機各個部位的感應器，通過測量大氣、無線電高度等數據，確定無人機空中位置。無人機就像在一個立體坐標中不斷移動的點，感應器就是確定飛機坐標。
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如果飛歪了，感應器通過測量，會將結果以數據的形式反饋到“大腦”———飛控計算機中。“大腦”處理數據，選擇對策，將執行命令發送給舵機控制器，舵機糾正飛行。
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設想第三步
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飛行信息如何反饋？
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“測控系統發揮作用。”一名專業人士說，測控系統將地面系統的信息發送到無人機上，計算機將處理信息反饋給地面站。150公里內，地面站可遠程控制無人機。
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無人機下方安裝有天線，就像一條通道，把地面傳送的信息，送入無人機“大腦”中。
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地面站由一輛軍綠色南京依維柯改裝而成。車廂上方是接收天線裝置，車廂內有6塊顯示屏，其中一塊屏幕上出現各種飛行數據；還有一塊是測控系統顯示屏，上面顯示數據傳送狀況；另外幾塊屏幕，將會執行其他功能，比如無人機上攝像機所攝圖像。
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“這個地面站可以同時控制三架無人機。”這名專業人士介紹，地面站工作人員只要將飛行的相關數字，比如上升多少米，前進多少米等錄入電腦，地面站就會使用特定程序，壓縮信息，通過測控系統，發送到無人機上。
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落實第一步
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上萬部件測試改造平台
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說到這里，上面都是想法，而真正讓直升機無人起飛，還有繁瑣的事情要做。
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黃廣來稱，直升機經過改裝，重心位置改變，“如果頭重腳輕，一上去就會摔下來”。
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研發人員先把無人機上萬個部件畫下來，最後的圖紙長達兩米多，樹形結構，每個分支上都有上百個部件。
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“這里不能出絲毫差錯。”車間主任黃廣來說，經過設計後，每個部件在機上都有固定位置，都經過測試論證。比如舵機，都是根據飛機平台情況，專門設計制造。
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飛機平台改造完，幾個月過去了。
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落實第二步
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飛機大腦裝飛行信息
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飛控計算機等設備安裝更為復雜。
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飛控系統需要大量實驗數據和信息，需要不斷調試。為此，車間工人們每天都要把直升機推到停機坪上，工程師進行待飛測試。
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所謂待飛測試，就是將操作過程全部轉化成參數。比如，有人直升機上駕駛員拉起操作桿多少，螺旋槳變化多少度。諸如此類的問題。
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通過數百次測量，飛行員操作的每一個動作，最終都轉化成一個個數據。工程師把它們寫進程序，而這是飛機“大腦”控制飛行的智力分子。
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落實第三步
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系著繩子飛起來
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黃廣來說，無人機升空前，依舊是一堆零部件和圖紙。要飛起來，還要進行系留試驗。
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系留試驗，就是在無人機上系著與地面相連的繩子，讓飛機飛行。
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第一步，黃廣來等人在無人機底下系上4根不到1米的鋼絲繩。通過遙控，螺旋槳轉動幾分鐘後，無人機升空了，不過高度只有鋼絲繩那麼高。
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“它就在空中停了一會兒。”不過，在黃廣來眼中，這一會兒意義重大，證明飛機已具備在空中懸停的本領。
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問題是，飛機在空中不能只上下，還要前進或後退。
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為了讓無人機前進後退，黃廣來等技術人員在停機坪上設計了兩個固定鐵環，用一條鋼絲將兩個鐵環連接起來，並在鋼絲繩上再套一個小鐵圈。同時，他們又在直升機下方找到兩個固定點，一條鋼繩相連，繩子也套著一個小鐵圈。兩根鋼絲上的兩個小鐵圈，用一根鋼絲繩連接起來，這條連接繩叫系留繩。這樣，無人機便可在空中前進後退了。
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起初，這樣的繩子不能太長。從最開始的0.4米，到0.6米，再到0.8米，最後到1米，系留繩一點點變長，無人機越飛越高。
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“就像小孩學走路一樣，它在空中也變得越來越自如。”黃廣來說。
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試飛
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甩掉繩子“脫韁”而起
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4月19日，無人機甩掉系留繩“脫韁”首次試飛。十多名技術人員站在停機坪周圍，無人機慢慢上升到31米……
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“無人機飛起來，是一個質的變化。”一名技術人員介紹，該機飛控系統有兩個通道，正常一個通道工作。當通道出現損壞，另一個通道就會自動替代上崗。“如果與地面站失去聯系，它會利用儲存的數據，原路返回。”
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廠家稱已接到5架訂單。來自福建國網電力的一名工作人員稱，他們用無人機攜帶攝像機等設備，沿著高壓電線巡查，拍攝電線損壞情況。
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一名不願意透露姓名的無人機研究者稱，V750身軀笨重，體現了改裝有人直升機的弊端，很多不需要的重量無法消除。另外，該機使用的是美國飛機平台和發動機，不能完全國產。
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一名產業人士透露，V750目前還處于試驗階段，還要調控測試。國內設計的飛控系統，飛行時並不穩定會發生偏差，增加風險。
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與國外同類產品對比
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奧地利S—100無人直升機
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售價︰約190萬歐元
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尺寸︰長約3米、寬和高1米多
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空重︰110公斤
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最大載荷︰50公斤
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最大時速︰240公里
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巡航時速︰120公里
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使用升限︰5400米
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巡航時間︰6小時
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抗風能力︰6級
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常用燃料︰航油
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售價︰1000萬元左右
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尺寸︰長8.53米、寬2.08米、高2.11米
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空重︰757公斤
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最大載荷︰80公斤
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最大時速︰161公里
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巡航時速︰145公里
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使用升限︰3000米
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巡航時間︰4小時
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抗風能力︰5級
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常用燃料︰航油
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