垂直起降固定翼无人机发展趋势研究

垂直起降固定翼无人机发展趋势研究

刘俊石

贵州电网有限责任公司智能作业中心     贵州省贵阳市    550000 

摘 要：新中国成立以来，我国整体经济以及科学技术水平不断提高，在此背景下，各行业及各领域都基于现代科技进行了相应的现代化转型，时代对各行业发展也提出了新的要求。无人机作为一种新型科技产品，相较传统技术而言具有诸多优势，而垂直起降固定翼无人机作为无人机的一种，又具有一定特殊性，如可以垂直起降等，这使得其在诸多领域和特殊场景下拥有应用优势，且近年来发展速度较快。本文就主要结合实际情况对于垂直起降固定翼无人机的特点、优势、发展现状和未来趋势进行简要分析，希望能够为垂直起降固定翼无人机的发展和应用产生推动作用，使其应用价值能够得到充分开发。

关键词：无人机；垂直起降；固定翼无人机

引言

相对比起其他类型的无人机来说，垂直起降固定翼无人机存在诸多优势和特点，从目前我国的社会整体发展情况来看，可以发现无人机以及垂直起降固定翼无人机在我国的各个领域当中都有所应用，而且虽然说相对比起部分西方发达国家来说无人机在我国起步较晚，但是一经问世就受到了相关人员重视，而且近年来专家以及学者等不断加大对无人机的研究力度，政府相关部门也大力支持相关企业发展，促进了我国无人机的体系构建。比如说目前我国自主品牌大疆无人机就在测绘电力巡线侦查以及航拍等各个领域都有所应用。垂直起降固定翼无人机的主要优势在于其载重更大，而且能够在这基础之上实现，能源节约耗能并不严重，具备较强的空气动力学优势，基本能够满足远距离的航行，因为其整体的续航时间较长。我国最初是为了提高相关技术的智能性和便捷性而研发无人机的，而现阶段无人机也确实满足了人类社会发展的一些需求，在民用领域及军用领域，垂直起降固定翼无人机起到至关重要的作用。

1 无人机机型类别及特点

虽然说相对比起部分西方发达国家来说无人机在我国起步较晚，但是发展至今，其也已经有了较为完善的体系和系统，目前我国的无人机机型种类相对较多，比如无人直升机、多旋翼无人机以及固定翼无人机等，不同类型的无人机等，优点和缺点各不相同，在实际应用过程当中，需要根据具体的需求对无人机种类进行合理选择。在目前比较常见的几种无人机类型当中，多旋翼无人机和无人直升机的升力主要是靠螺旋桨旋转产生的，其主要是通过螺旋桨旋转克服自身重力的方式实现最终飞行，因此无论是多旋翼无人机还是无人直升机，都属于旋翼机类型，这一类无人机的螺旋桨产生的生理需要大于自身重力才能够实现飞行，那么这样的特质就决定了这类无人机的能耗相对较高，而且飞行时间较短，但是其也具备一定优势，那就是操控的便捷性更高，而且更容易悬停。相对比起旋翼机类型来说，固定翼无人机的机翼的形状是根据攻击动力学原理设计的即产生的拉力或者推力是由动力装置产生的，飞机上下表面受到的攻击的压力不同而产生相应的胜利，因此这一类无人机是由固定的机翼产生升力的。其主要优势在于飞行时间长，飞行速度快，而且能耗较低而缺点，而其劣势则刚好与旋翼无人机相反，就是较难操控。

2 垂直起降固定翼无人机发展现状

2.1 倾转旋翼垂直起降无人机

世界上最早的一款典型的垂直起降固定翼飞机是美国贝尔公司研制的鹰眼倾转旋翼无人机，相对比起传统的无人机来说，这一垂直起降固定翼飞机在问世后受到了一定重视，但是后续在其实际发展过程当中发现且存在着难以解决的问题，那就是制造成本提高，因此后续并没有被广泛投入使用。美国陆军的垂直起降飞行器计划的基础是贝尔公司研制的第3代倾转旋翼机v-280有人机。我国在2018年11月的珠海航展上，展示了航天实验研发的彩虹-10无人倾转旋翼机，这标志着我国在第3代轻转旋翼飞行器技术已取得了巨大进展。

2.2 旋翼固定翼复合式垂直起降无人机

旋翼固定翼复合式垂直起降无人机，最早是由美国的洛克希德马丁公司制造出来的，这款无人机属于商用混合动力无人机，其主要是由锂离子电池和燃料电池混合驱动的电动无人机，洛克希德马丁公司在研制出这款无人机之后，对其进行了相应研究发现及飞行时间大概在8个小时，在此基础之上，洛克希德马丁公司进一步对这款无人机进行相应的改进，在2018年的佛罗里达州谈判室举行的特种作战部队行业展销会上，其公布了该款无人机的能力表示公司已在原有基础之上，增加了无人机的垂直起飞能力和着陆能力，提高了无人机的灵活性，扩大了该款无人机的可适用范围。相对比起倾转旋翼机来说旋翼固定翼复合式垂直起降无人机不但保留了固定翼的动力装置，而且还在原有基础之上增加了4旋翼动力装置，因此一共有两套动力装置，而且这两套装置是相互独立的，在实际应用过程当中，可以通过相应的技术实现这两种模式的灵活转变。

3 垂直起降固定翼无人机的优势及发展趋势

传统的旋翼无人机在实际运行过程当中，可能会受到航速以及航程等现实因素的限制，但是垂直起降固定翼无人机据完全解决这一问题，而且相对比较常规的固定翼无人机来说，垂直起降固定翼无人机的发射方式和回收方式是较为稳定及较为简洁的，而常规固定翼无人机的发射与回收方式较为复杂，流程较多，任何一个环节出现问题，都有可能导致无人机发射和回收，不能正常进行，除此之外垂直起降，固定翼无人机对操作人员的专业能力的要求也并不是很高。从这些角度来看，垂直起降固定翼无人机与其他类型的无人机相比具备诸多优势，这也是目前在我国应用范围较广的最主要原因之一。

从目前我国社会整体发展形势来看，相关人员对于垂直起降固定翼无人机的重视程度、研究力度越来越大，垂直起降固定翼无人机的运行模式发生了相应转型，可以预见的是相关人员必然会在未来不断积极引入现代化技术和信息化技术，从而提高垂直期间固定与无人机的平滑性以及其可靠性。目前我国大中已经可以做到对无人机的自行制作或者自行改造了，因为垂直器将固定有人机，融合了一些开源飞控。

4 结语

垂直器将固定式无人机作为无人机的重要类型，其在实际运行过程中所涉及到的内容相对较多，对于其最终运行质量和运行效率造成影响的因素也较为复杂，从目前我国社会整体发展形势来看，可以发现时代对于垂直起降固定翼无人机的需求量越来越大，对于其质量的要求也越来越高，在这样的背景下，相关人员需要在原有基础之上，进一步加强对垂直即将固定翼无人机的重视程度，并明确其运行原理，结合现代化技术和信息化技术，进一步对垂直期间固定无人机进行优化与调整，从而提高其运行效率，扩大其应用范围，充分发挥促进社会价值。

参考文献

[1] 林硕威,吴湘莲,楼平,等.一种新型固定翼无人机的研制[J].电子制作,2019(7)：91-92,84.

[2] 刘俊龙. 推力换向式垂直起降无人机结构设计研究[D].西北农林科技大学,2017.

[3] 刘凯,叶赋晨.垂直起降飞行器的发展动态和趋势分析[J].航空工程进展,2015,6(2)：127-138,159.

作者简介：刘俊石（1992.2-），男，汉族，籍贯：湖南邵阳，本科，工程师，研究方向：无人机、三维激光数据分析、输电技术等。