共軸雙旋翼無人直升機，中國不輸俄羅斯

凱新

俄羅斯雖是傳統航空強國，但在無人機領域，其并未享有與之相匹配的聲譽和地位。不過，俄羅斯正在追趕，無論是北約大兵壓境的現實威脅，還是軍用無人機外銷市場的廣闊前景，都讓俄國人覺得無人機是必須發展的裝備。某種程度上，靠自己最為擅長的技術作為支撐往往更容易取得成功。俄國人多年來在傳統航空領域的技術積累依舊讓人艷羨。將久經考驗的成熟技術應用到無人機領域，不失為迅速發展無人機的可靠途徑。而在5月9日閱兵中亮相的“角鯊”無人直升機或許正是這一思路下的產物。

卡莫夫版無人直升機

如果對俄軍裝備稍有了解，就會覺得“角鯊”似曾相識。沒錯，經典的可折疊共軸雙旋翼和標志性的雙垂尾與卡莫夫的卡系列直升機如出一轍。目前還沒有關于“角鯊”研制單位的官方說法，但相關媒體進行了揣測，一些媒體直接點出這就是卡莫夫設計局的產品，但也有人認為“角鯊”出自一個名為Rotorfly的俄羅斯民營直升機公司。后者成立于2007年3月29日，毗鄰卡莫夫設計局，恰巧公司創始人鮑里斯也來自卡莫夫設計局。Rotorfly公司最核心的技術就是共軸雙旋翼直升機，主要產品為R-30輕型直升機。R-30旋翼直徑6m，動力為一臺73.55kW的羅泰克斯912發動機，有趣的是這兩項配置與“角鯊”公布的資料完全吻合。不過有一點不同的是，R-30為軸外操縱技術，而根據照片看，“角鯊”所采用的應該是軸內操縱。但無論如何，“角鯊”擁有卡莫夫血統應該沒有爭議，可以確信這就是一款卡系無人直升機。

在俄軍，尤其是俄海軍的卡系列直升機可謂經久不衰，長期占據主力艦載直升機的位置。之所以有如此表現，是因為共軸雙旋翼布局有諸多與生俱來的優勢。首先，由于兩副反向旋轉的旋翼可以抵消扭矩，因此這種直升機沒有尾槳，也不需要裝長的尾梁，機身長度可以大大縮短。由于兩副旋翼產生升力，每副旋翼的直徑也可以縮短。根據測算，在槳盤載荷、發動機和相同總重的情況下，共軸雙旋翼直升機縱向尺寸僅為常規單旋翼直升機的60%。這也是卡系列直升機深受俄羅斯海軍青睞的重要原因，更短的機身意味著更小的機庫面積。其次，共軸無人直升機的機體部件可以緊湊地安裝在機體重心處，因而減少了無人直升機俯仰和偏航的轉動慣量。同為lOt級直升機，共軸雙旋翼直升機的俯仰轉動慣量只是常規單旋翼直升機的一半，這意味著直升機將有更好的加速性和靈活性。此外，由于共軸直升機取消了尾槳，所以徹底消除了常規單旋翼直升機尾槳的故障和事故隱患，增加了飛行安全性。

仍是一條幼鯊

毫無疑問，卡莫夫在共軸雙旋翼領域有著豐富的經驗，但這并不意味著“角鯊”也會像卡系列有人機那樣成為經典。除了基本的氣動設計以外，所采用的飛控和導航技術更是關鍵，而這方面目前并沒有太多公開資料。從目前俄羅斯公布的數據看，“角鯊”機長3.7m，旋翼直徑6m，最大起飛重量490kg，任務載荷120kg。這一級別的無人直升機可以應用的范圍非常廣泛。比如，對特定目標的偵察監視和電子干擾，或者在空中對一定區域進行光學和紅外監控。此外，“角鯊”也可以作為艦載無人機部署在航母或者其他大型艦艇上。總而言之，無人直升機本身僅僅是平臺，其執行的任務取決于搭載的任務載荷。載荷重量越大的無人直升機，可搭載的任務載荷種類越多，性能越好，可執行的任務也就越多。從閱兵照片看，“角鯊”無人直升機機身可能采用了新式復合材料，與傳統金屬材料相比，這類復合材料更堅固，重量更輕，可增加無人直升機的任務載荷重量。但閱兵亮相的“角鯊”一無電子設備、二無任務載荷，因此可以推斷這條“角鯊”是一條仍處于研制階段的“幼鯊”，真正長成尚需時日。

中國的大鯊魚

基于共軸無人直升機與生俱來的優異性能，很多國家都在研制。其中較早服役的是美國旋翼機公司（GyrodyneCompany of America）研發的QH-50共軸無人直升機。該機旋翼直徑6.1 m，最大起飛重量1036kg，升限5000m。在1962～1969年間，美國旋翼機公司一共生產了755架QH-50，擁有12個改型，分別在美國陸軍、美國海軍和日本海上自衛隊服役。

而近年來在共軸無人直升機取得矚目進步的當屬中國。北京中航智科技有限公司（簡稱中航智）的一種名為TD450的共軸無人直升機在數據上與“角鯊”較為接近。該機機身長4m，旋翼直徑6m，最大起飛重量500kg，任務載荷達到140kg，這意味著該機可以搭載更大的任務載荷進行作業。

TD450采用的飛行控制技術、旋翼技術、操縱技術和綜合航電系統等均具有國際領先水平。全自主研發的HeliAP飛行控制系統可實現無人直升機航向、速度、高度等飛行姿態穩定控制，具有航路自主飛行和自主起降等功能。該機是國內首次應用無軸承旋翼和復合材料槳葉的無人直升機，依靠槳葉柔性梁的彈性變形實現揮動、擺振和變距運動，控制精度高、性能穩定。電控共軸操縱系統則是TD450的另一大優勢，該系統同樣由中航智自主研發，已在中國、俄羅斯、美國和日本等十幾個國家獲得專利。區別于傳統機械操縱，電控共軸操縱系統使用電氣控制，優化了機械結構，提升了操作靈敏度，系統的零部件減少了50%，重量減輕了40%，具有結構簡單、操縱方便、穩定可靠等特點。模塊化設計是未來無人直升機發展的重要方向，中航智則較早地在這一領域進行了探索和嘗試。TD450無人直升機的綜合航電系統依照模塊化設計理念，將飛控計算機、航電計算機、電源管理計算機等優化為功能性板卡，高度集成，具有電磁兼容性好、重量輕、體積小等特點，可靠性和維修性等性能獲得很大提升。

融合了眾多先進技術，讓TD450性能不俗，在飛行條件惡劣的高原試飛和海上6級強風試飛中，TD450都表現出可靠的飛行性能和強大的任務能力。如果說俄羅斯的“角鯊”仍是一條“幼鯊”，那么TD450應該算得上是長成的“大鯊魚”。據了解，TD450已經獲得世界500強某公司2000架的農業植保無人直升機訂單，并將在未來兩年內出口到北美、南美、歐洲等農業大國。