2023年6月法國巴黎航展期間,Turgis&Gaillard公司首次公開其研制的Aarok無人機。該公司于2024年4月發布聲明稱,Aarok無人機已經于4月10日首次成功進行發動機測試。該無人機是近年西歐不多的全新研制型號,其研制途徑和總體設計均有獨特之處。在此筆者嘗試進行初步分析。
Turgisamp;Gaillard公司創建于2011年,最初業務是和陸軍相關的數字化火力支援系統。2015年之后,通過一系列并購,公司規模逐漸擴大,并開始進入航空航天領域。在研制Aarok無人機之前,該公司的航空航天業務尚未涉及整機研制生產,僅限于法國空軍DHC-6雙水獺、法國陸軍PiatusPC-6等輕型運輸機的后勤保障、工具/零件的小批量訂制,以及為運輸機集成機翼外掛精確制導彈藥、外掛ISR系統、機載通訊節點等。公司目前規模為300人。
Aarok無人機項目概況
Aarok無人機是Turgisamp;Gaillard公司自費研制項目,在研發此無人機之前,該公司從未進行過航空航天領域整機的研發生產。
Aarok無人機據稱是迄今為止法國設計和生產的最大的無人機,該公司早在2020年就啟動該無人機項目,2023年6月巴黎航展期間首次公開原型機,并宣稱將在2023年第4季度或2024年初首飛,2025年可實現交付。公司當時宣布該無人機的主要設計用途是海洋專屬經濟區監視和控制、ISR/打擊、通訊中繼。設計重點是能適應簡易機場使用、低的采購和運營費用。
2024年4月,公司宣布Aarok無人機已經于4月10日首次進行發動機測試,并完成最初的穩定性測試和飛控測試,項目進展符合預期。2024年12月,有消息稱法國軍方已經與公司簽訂第1份采購合同,但金額、采購數量、交付日期均未公開。
Aarok無人機總體指標對比分析
目前與Aarok無人機規格較為接近的機型包括美國MQ-9A和韓國KUS-FS,三型無人機的數據對比如表1所示。
從數據對比可以初步看出:
Aarok的尺寸和重量均比MQ-9A高約 10% ,略低于KUS-FS,幾何參數仍在同一量級;
·Aarok的最大可用載油量顯著高于MQ-9A,但續航力仍然僅相當,可能是因為發動機更大功率導致的耗油量更高,無人機的氣動升阻比也可能偏低;
Aarok的發動機功率明顯高于
MQ-9A,但速度僅略高于后者,可能是重量更高、更多外掛帶來的更大阻力所導致;
●Aarok的續航力與MQ-9A相當,有效載荷搭載能力明顯高于后者。
總體看來,從設計性能指標看可認為Aarok已經是合格的中空長航時察打一體無人機。
Aarok無人機設計特點分析
通用原子MQ-9系列所采用的總體布局形式已經過一系列型號的發展優化,已經相當成熟。例如用于獲取高升阻比和長航時的大展弦比平直機翼;細長機身前端布置大型衛通天線及其整流罩、下方布置光電轉塔,后端布置發動機和推進式螺旋槳;機身后端區域布置外張大展弦比雙V尾等。這種總體布局較好地兼顧了飛行性能和任務性能,比較適合這個尺寸級別的察打一體無人機。所以之后的俄羅斯“獵戶座”、朝鮮“新星”-9、以色列“赫爾墨斯”900、韓國KUS-FS、伊朗“加沙”等型號都沿用了這個總體布局。

然而,Aarok無人機在按照相似的性能要求設計時,卻采用了截然不同的總體布局。這其中的設計取舍值得進一步分析。
發動機/螺旋槳前置
如果只考慮發動機/螺旋槳自身,那么布置在機身后端并非完全有利。前方機體產生的附面層,需要進氣口遠離機身表面,進氣口布置在機腹還有吸入外來物的風險,因此進氣口幾乎只能布置在機身頂部且遠離機身表面;前方機身/機翼帶來的氣流擾動,降低了螺旋槳前方氣流的品質。此外,螺旋槳后置,導致起降時螺旋槳與地面距離縮小、有觸地的風險,限制了起降時全機可用的迎角。
相反,Aarok無人機將1200shp渦槳發動機和5葉螺旋槳布置在機頭,可能是為了獲得以下某個或某些收益:
? 在這個位置,發動機進氣口可以做到最短最簡單,螺旋槳也處于最“干凈”的氣流中,有利于提高螺旋槳的推進效率;
●動力裝置前置于機頭,是小型民用飛機的常用布局,有更多成熟型號可供借鑒;
? 螺旋槳位于機頭,在起降時與地面間距更大,也幾乎沒有觸地的風險,允許無人機以更大迎角起降,從而縮短起降距離,也更適應不平整的簡易機場。
機身
Aarok無人機機身的設計也相當獨特。
參照以上照片可以看到,其機身截面接近方形,且截面尺寸很大。截面尺寸最大的翼身對接段區域,截面尺寸高達約 1.2×1.3m ;而發動機段之后的機身段,截面尺寸也能達到約 1.2×1m0 因此,至少就尺寸而言,確實能夠在發動機段之后的機身內布置出1個單人駕駛艙,這從側面印證了公司“前起落架側向偏置是為了給駕駛艙留出空間”的說法。
在動力裝置和螺旋槳布置到機頭后,后機身可以顯著上翹,與地面保持很大間距。因此,允許在起降時有更大的迎角,有助于降低起降距離。
起落架
類似的,Aarok無人機的主起落架設計,也是有其特定考慮。
根據公司發布的內容,該機的設計特點是充許同時搭載1套大型光電轉塔 +1 套大型對面雷達 +1 套ELINT有效載荷等傳感器。這就要求在機腹盡量提供開敞無遮擋的空間,用于同時布置至少兩套成像傳感器。而且設計時考慮的光電轉塔是尺寸相當大的WescamM×25或Euroflir610。WescamMX25轉塔全高767mm,球體直徑653mm,轉塔本體重量不大于118kg,全套轉塔重量約130kg;因此,僅就其尺寸和重量而言,也確實不適合布置在機頭前端這樣遠離全


40|無人機2025No.3/總第128期

Aarok無人機機腹設計為能同時搭載2套大型傳感器。
機重心的位置,唯一可用的位置,就是翼身對接區域之后的機腹。因此客觀上,機身底部已經沒有空間來布置主起落架。
如前所述,Aarok的氣動布局,與同類無人機型號的常用氣動布局區別很大,實際產品是否能達到公司所宣稱的性能、尤其是長航時性能,決定了該型號是否能最終批生產交付。
現有氣動布局達到設計指標的可行性初步分析
為此,原型機將主起落架布置在機翼上,且設計為機翼短艙形式,起落架收回后位于短艙內而不是機翼內,能夠盡量保證機翼主承力結構的完整。
力。但在公司發布的公開信息中并無相關內容。筆者猜測:原型機位于發動機艙和機身油箱艙之間、用于布置駕駛艙的區域,如果將突出的座艙蓋改為鼓包,其內部尺寸充許布置活動式衛通天線
此外,筆者認為采用這種方式布置主起落架還有另外一個考慮。公司明確宣稱:原型機當前采用的起落架,是直接借用了現有的小型民用飛機的現成產品;在批生產型無人機上,將使用專門針對無人機使用場景優化的、能適應簡易機場嚴酷使用條件的專用起落架。換言之,最終生產狀態的主起落架,可能和現狀有明顯變化。因此,采用這種方式布置主起落架,允許機翼與主起落架“解耦”一主起落架的尺寸、結構變化不需要導致機翼結構相應修改,機翼的厚度也無需去強行適應起落架收回后所需的高度;因此,在研制階段如果起落架結構形式、尺寸發生明顯變化,主要影響的僅僅是起落架短艙,而基本不影響機翼的基本結構。
衛星通訊天線的布置
現役各種長航時察打一體無人機,幾乎都將衛星通訊天線布置在機頭頂部,且配裝尺寸很大的天線罩,以允許衛通天線有足夠的俯仰范圍去對準衛星。
作為續航力超過24小時的無人機,Aarok幾乎可以肯定需要具備衛星通訊能
為此,筆者將其與德國Grob飛機公司的G520NG進行了對比。G520NG同樣采用大展弦比配置機翼、前置渦槳發動機/螺旋槳、機翼短艙內布置收放式主起落架、常規平尾 + 單垂尾,也是針對高空長航時設計;有單座型、串列雙座型和可選有人駕駛型。其最大起飛重量、全機尺寸(除翼展外)也比較相近,因此有參考對比意義。
對比數據可以看到:Aarok的最大載油量幾乎是G520NG的3倍;且G520NG的續航時間指標是搭載1名飛行員時。因此,只要兩種飛行器的升阻比差別不大,依靠幾乎3倍的最大載油,Aarok達到大于24h的續航力設計指標是可行的。


對Aarok無人機后續發展的初步研判
法國很可能采購一定數量
法國與其非洲前殖民地各國有很密切的經濟和軍事聯系,因此法軍長期在這些國家執行低烈度作戰,客觀上存在“中空長航時查打一體”的作戰需求。為此法國早在2013年就從美國購買了MQ-9系列無人機在非洲使用。在世界局勢劇烈變動的現在,法國如果列裝本國的同類無人機系統,能一定程度避免國際局勢變化時所需的察打一體能力不被嚴重影響。
類似的,Aarok無人機與歐洲國家聯合研制的Eurodrone無人機系統在功能、能力、交付時間等都有較大的重合。因此,前者可以視為法國在后者上的備份,如果后者的發展和批生產出現拖延、甚至項目解體,前者就能作為后者的替補,確保法國不徹底喪失相關研制生產能力,也保留了出口的可能性。
此外,Eurodrone無人機系統過于昂貴,也給予了Aarok無人機很大的機會。有互聯網消息稱:Eurodrone無人機目前估計的價格是采購6套系統(每套含3架無人機 +2 套地面站)的費用約20億歐元,相當于每套系統超過3億歐元。相應的,Aarok當前的機體報價是600萬到1000萬歐元范圍,也就是說,在相同的3架無人機 +2 套地面站的配置下,單套系統采購價不會超過1億歐元。這種程度的價格優勢,是法國政府和法國軍方在采購無人機系統時無法忽視的。
基于上述考慮,筆者推測:除非Aarok無人機項目出現非常嚴重的進度推遲和實際性能大幅度低于設計指標,法國政府都將采購一定數量。
批生產和交付等時間節點很可能繼續推遲
參見前文,它的發展商Turgisamp;Gaillard此前從未涉足過大中型飛行器,尤其是無人機整機的設計生產領域。甚至從某種角度來說,以公司現有的“為法國空天軍和陸軍的小型運輸機機隊提供后勤服務”業務而言,公司對有人機的熟悉程度和經驗甚至高于無人機。所以,Aarok無人機的總體布局明顯不同于無人機常用布局、反而更類似常規輕型有人民用飛機,可以理解為公司的發展思路是“盡可能借鑒輕型有人飛機的成熟特點,以降低發展風險”。從這個角度看,公司“在原型機上借用其他飛機的現成起落架”、“計劃用有人駕駛模式(但不打算發展可選有人駕駛構型)完成最初部分試飛架次”等手段,也可以理解為盡量降低發展奉獻、確保項目能持續推進。
很可能同樣也是因為缺乏整機發展經驗、對發展難度估計不足,事實證明公司最初的發展規劃是過于樂觀的。2023年巴黎航展期間,公司宣稱將在2023年第4季度或2024年初完成首飛,實際上直到2024年4月才完成首次發動機開車,且截止2024年年底時都尚未有已經首飛的公開報道。考慮到批生產之前還要實施更換發動機、前起落架重新布置回中心線、起落架重新設計生產等一系列重要設計修改,其批生產/交付日期很可能還將進一步推遲。
