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                  鈦合金傘翼無人機
                 

                顧名思義,傘翼機或傘翼航空器是以傘翼作為升力面而飛行的,近些年來它得到了很大發展,不僅是飛行愛好者得心應手的運動裝備,而且在軍事領域有著廣闊的應用前景。圖1是加拿大研發的“雪雁”傘翼無人機的機體,據稱美國特種部隊已訂購了200多套“雪雁”。它擁有6個模塊化貨艙,采用軟式傘翼,動力為羅泰克斯活塞發動機,可攜帶的載荷約272kg。

                圖一   加拿大研發的“雪雁”傘翼機系統

                “雪雁”實際上是一具無人飛行器,由方形翼傘提供升力,一臺82.1kW羅泰克斯914UL發動機提供動力,可由C-130或C-17型運輸機從空中投放,也可以由悍馬越野車拖著從地面放飛,一次可投放272kg貨物,飛行速度47km~55km/h,飛行升限7600m,航程942km,續航時間20h!把┭恪毕到y含2部飛行器的價格為75.6萬美元。據國內媒體報道,中國中航工業航宇公司也在研發類似的傘翼無人機,另外北方工業公司也在開發這類航空器,都取得了可喜的階段性成就,達到了預期的目標。


                傘翼機的特點

                與固定翼飛機器相比,由于傘翼機作為升力面,因而具有體積小、載荷大、續航時間長、起降距離短、自穩定、控制簡單、雷達反射面積小等優點。由此可見,在當前條件下,為滿足低成本、大載荷、長航時、野外起降任務,傘翼機應該是一種優選的無人飛行器。傘翼機的不足之處是飛行速度慢,且易受氣流影響。

                圖二    中國研發的350kg級鈦合金傘翼無人機

                是俯仰還是滾轉,由于鐘擺效應傘翼會自動恢復平衡。在設計上,傘翼的下拉式翼尖相當于雙穩面,在空中會自動對正風向。若遇到強氣流或紊流,傘翼可能會發生單邊塌陷而夾翼,但通常不用旋轉一周便會恢復原狀,達到正常狀態,不過高度不得低于50m。傘翼機很安全,不會出現失控式墜毀,它的下沉速度為1.5m/s~3m/s。

                傘翼機的翼載小,為3.5kg/m2~4kg/m2,因此,起飛距離甚短,一般不可超過30m,采用低壓機輪可以在草地或簡易平整地坪上起降,是野外使用的理想無人機。傘翼的設計強度一般為10個g,增強型設計的能達到12個g,由于采用了多氣室和傘繩分叉控制,通常100mm以下的破損不會影響正常飛機和執行任務。

                中國傘翼機鈦合金打造

                據媒體報道,中國有兩款傘翼無人機:一架350kg級(圖2)的,一架150kg級,它們的骨架都是用鈦合金制的。筆者認為,它們應當是用(α+β)型材料(型材、管材、棒材、鍛件等)為主的半成品制造的,是一種產量最大與最成熟的鈦合金,強度中等,綜合性能好,在航空航天工業中獲得了應用,可在400℃長期工作,是制造航空發動機風扇和壓氣機盤、葉片以及飛機梁、框、接頭等零件的上乘材料。

                至2016年中國投產的海綿鈦廠約有23家,其中產能>5kt/a的有11家,為人熟知的是遵義鈦業公司、洛陽雙瑞萬基鈦業公司、錦州寶鈦華神鈦業有限公司、唐山天赫鈦業有限公司等,它們各自生產能都分別>10kt/a,而洛陽雙瑞萬基鈦業的達25kg/a;中國鈦錠的生產能力已達120kt/a,其中寶鈦股份公司生產能力不錯,約占全國的24%。中國從2010年起鈦材產量達38.3kt,占世界總產量34.3%,國內實際消費量35.6kt。全球航空航天工業是鈦材的主要用戶,約占總消費量的30%,而中國此領域的消費量只不過10%左右,但今后20年是中國航空工業的大發展時期,將迎來鈦工業的高速持續大發展。

                 
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