作者:陈彬 来源:中国科学报 发布时间:2021/10/28 10:09:22
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北航团队推出特殊构型垂直起降飞行器

 

日前,在北航首届前沿论坛上,北京航空航天大学新概念飞行器团队公开了其研制的特殊构型垂直起降飞行器——“灵跷”。

“灵跷”飞行器  北航供图

据了解,垂直起降飞行器,尤其是电推进垂直起降飞行器不需要跑道,可以垂直起降,又可以实现高效率巡航飞行,同时具有低成本、低噪声、低排放等特点,这些特点十分契合未来飞行器需求,是当前航空领域最火热科研与投资方向,最强增长点。

与此同时,此类飞行器也存在需要平整起降场地、起降耗时长、起降与巡航的过渡态存在安全隐患,以及垂直起飞造成较大的额外重量等问题。

“作为一款新型的飞行器,‘灵跷’采用了独特的倾斜翼跷体垂直起降方式。依靠腹部的曲线,‘灵跷’会划出一道连接地面与天空的诡异曲线,腾空而起。”在接受《中国科学报》采访时,北航新概念飞行器团队技术负责人赵龙飞表示,这种独特的跷体起降方式使这种飞行器不依赖任何倾转或者冗余动力结构,就可实现无跑道垂直起降。

“灵跷”飞行器飞行轨迹  北航供图

更重要的是,“灵跷”并不需要其它垂直起降飞行器所必须的平整起降场地。赵龙飞说,“灵跷”在原理上可以在沿机腹曲线翻滚至水平的任何中间角度停机,可以自由地在具有坡度的地形起降。

同时,由于被螺旋桨加速的气流始终吹掠机翼表面,使飞行器在起降和过渡状态极低的飞行速度下,机翼也具有足够的动压,从而保证稳定安全的升力与控制特性。因此,“灵跷”几乎可以在过渡态的任何迎角下保持稳定飞行,随时进入巡航或实施着陆。

值得一提的是,由于具有上述优势,在直升机山地救援等救援难度角度的活动中,“灵跷”可以做到在山坡上关闭发动机,从容装载伤员或卸下救援物资。此外,“灵跷”较大的机身高度也可以使其方便地以机身半埋状态稳定漂浮于水面,在水上实施垂直起降。这使得“灵跷”可以被其它船只拖曳航行,随时执行任务。“这将摆脱对配备飞行甲板的大型舰船的需求,一艘快艇即可拉着‘灵跷’出海。”赵龙飞说。

除了独特的起降优势外,“灵跷”在商业化之路上也具有极大的潜力。赵龙飞告诉记者,多旋翼之所以比直升机更能打动普通消费者,就在于其结构简单、安全。而从本质上说,“灵跷”的结构就是一架异型多旋翼,由固定的机架和多个电机-桨系统组成。“因此,‘灵跷’只需依赖模具制造一个机架,然后安装电机-桨系统,就完了,无需任何调试,真的是成本透明。”

赵龙飞表示,未来研究团队将以“灵跷”布局对接未来城市空中交通、空中物流、特殊救援、战术快速投递等领域,完善成熟度,进一步提升“灵跷”的飞行性能与可靠性。

“虽然垂直起降飞行器以及或电推进垂直起降飞行器行业是当前地投资热点,产业急于落地。但我国在复杂构型飞行器设计、大功率电推进、航空电子以及机载系统等领域的基础仍然偏弱,难以支撑行业的快速发展。”受访时,团队带头人、北航全国首个机载系统创新中心主任、北航宁波创新研究院院长焦宗夏表示,团队将同步攻关领域的核心痛点,实现全自主知识产权,从发展初期遏制“卡脖子”问题,在技术领域坚实进步,引领电推进垂直起降飞行器领域关键技术发展。

 
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