中國未來無人機(jī)的動(dòng)力發(fā)展思考文檔

1、中國未來無人機(jī)的動(dòng)力發(fā)展思考無人機(jī)作為一支新興的空中力量在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要的作用，特別是在海灣戰(zhàn)爭、阿富汗反恐戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中，無人機(jī)執(zhí)行了偵察、監(jiān)視、電子對(duì)抗和遠(yuǎn)距攻擊等任務(wù)，取得了相當(dāng)好的戰(zhàn)果，使人們更加確信無人機(jī)作為有效軍事武器在未來戰(zhàn)爭中的重要作用。無人機(jī)已經(jīng)成為航空科技領(lǐng)域中最活躍和最重要的發(fā)展方向之一，無人作戰(zhàn)飛機(jī)極有可能取代常規(guī)有人作戰(zhàn)飛機(jī)稱雄未來的天空。無人機(jī)的發(fā)展離不開動(dòng)力技術(shù)的推動(dòng)，作為無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的基石，無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展直接關(guān)系到無人機(jī)裝備的發(fā)展。本文在分析國外與我國無人機(jī)及其動(dòng)力現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了未來我國無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展的思考。國外無人機(jī)及其動(dòng)力發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢無

2、人機(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢從國外無人機(jī)的發(fā)展來看，無人機(jī)的研發(fā)工作得到了很多國家的高度關(guān)注，全世界范圍內(nèi)約有30多個(gè)國家和地區(qū)開展無人機(jī)的研究工作，有50多個(gè)國家裝備了無人機(jī)，全球已有10多萬架無人機(jī)。無人機(jī)以其平臺(tái)特有的能力成為了牽引21世紀(jì)航空科技發(fā)展的核心力量。無人機(jī)的飛行高度涵蓋了從低空到200米0以0上，航程從短程到500千米0以上。隨著無人機(jī)越來越受到重視，其承擔(dān)的任務(wù)種類越來越多，從最初的靶機(jī)、偵察機(jī)、通信聯(lián)絡(luò)機(jī)等輔助性作戰(zhàn)任務(wù)到從執(zhí)行空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視到壓制敵方防空系統(tǒng)、對(duì)地攻擊等主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)偵察/打擊/攻擊一體化，所發(fā)揮的作用越來越大。未來無人機(jī)發(fā)展主要沿著“靶機(jī)一一察打一體化一無

3、人作戰(zhàn)飛機(jī)空天一體化”的軌跡發(fā)展。從國外無人機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)來看，未來無人機(jī)發(fā)展將會(huì)有以下四個(gè)發(fā)展趨勢：第一、無人偵察機(jī)從低空偵察向高空長航時(shí)發(fā)展。高空長航時(shí)無人偵察機(jī)將具備高隱身、高速、高空、長航時(shí)等發(fā)展特點(diǎn)。第二、無人機(jī)從單一偵察向察打一體、無人作戰(zhàn)飛機(jī)發(fā)展。無人作戰(zhàn)飛機(jī)以任務(wù)為中心，無需考慮飛行員的承受能力等因素，它能夠壓制敵防空、實(shí)施對(duì)地轟炸與攻擊，可以實(shí)現(xiàn)大過載，確保零傷亡，在速度、高度、航程和隱身性、機(jī)動(dòng)性方面有鮮明的優(yōu)勢。第三、無人作戰(zhàn)飛機(jī)從對(duì)地攻擊向制空型無人戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展。無人戰(zhàn)斗機(jī)除具有對(duì)地攻擊的特點(diǎn)外，側(cè)重于進(jìn)行空中攔截、空中格斗，一般用于消耗戰(zhàn)，爭奪制空權(quán)，既可以縱深打擊，又可

4、以遠(yuǎn)程偵察和監(jiān)視，具有多用途、高機(jī)動(dòng)、自適應(yīng)等特點(diǎn)。第四、無人機(jī)從低空低速向高空高速、臨近空間高超聲速發(fā)展。從航空航天技術(shù)發(fā)展方向與技術(shù)制高點(diǎn)出發(fā)，無人機(jī)向高空高速、臨近空間高超聲速無人機(jī)發(fā)展是必然的發(fā)展趨勢，其發(fā)展特點(diǎn)是：飛行馬赫數(shù)3以上；具有時(shí)效敏感性；能夠快速打擊與偵察；能夠空天往返；可實(shí)現(xiàn)全球到達(dá)等。無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢目前，國外無人機(jī)的動(dòng)力主要以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)為主?；钊l(fā)動(dòng)機(jī)適用于低速、低空以及起飛重量小的無人機(jī)。對(duì)于速度、高度、質(zhì)量都較高的無人機(jī)而言，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是最合適的動(dòng)力裝置。隨著燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如耗油率、推進(jìn)能力和壽命等越來越

5、優(yōu)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在無人機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛。國外高端無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展趨勢是以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率相對(duì)較低，具有壽命長、成本低、易于實(shí)現(xiàn)系列化等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于未來無人機(jī)平臺(tái)對(duì)動(dòng)力的需求。從國外無人機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看，目前在研和擬研的高端無人機(jī)動(dòng)力也基本以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主。例如，歐洲的“神經(jīng)元”驗(yàn)證機(jī)選用“阿杜爾”渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。美國“聯(lián)合空戰(zhàn)系統(tǒng)計(jì)劃”（）中發(fā)展的/和無人戰(zhàn)斗機(jī)的驗(yàn)證樣機(jī)選擇了現(xiàn)有渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著無人機(jī)從低空低速向高空高速、臨近空間高超聲速發(fā)展，常規(guī)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)不能完全滿足其對(duì)動(dòng)力裝置的要求，需要研制新型動(dòng)力，如發(fā)展變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)（）和渦輪基組合循環(huán)動(dòng)力（）等。通過對(duì)

6、國外無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展趨勢的分析，可以推斷出未來無人機(jī)的動(dòng)力將主要以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主，其推力量級(jí)大致處于之間，低油耗將是未來無人機(jī)動(dòng)力最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。未來的無人機(jī)向高空、高速發(fā)展，要求待機(jī)時(shí)間長、留空時(shí)間長和續(xù)航能力強(qiáng)，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率要求非常嚴(yán)格，最優(yōu)的耗油率將是未來無人機(jī)選擇動(dòng)力的關(guān)鍵因素。未來無人作戰(zhàn)飛機(jī)具有非常好的機(jī)動(dòng)性、靈活性和突防能力，因此最大過載有可能達(dá)到，無人機(jī)動(dòng)力必須要考慮無人機(jī)的大過載設(shè)計(jì)要求。未來無人機(jī)，特別是無人作戰(zhàn)飛機(jī)的隱身設(shè)計(jì)要求非常高，需要全程隱身、全方位隱身和全頻段隱身，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。未來的無人機(jī)要根據(jù)任務(wù)需要，能夠進(jìn)行自適應(yīng)控制，適應(yīng)多任務(wù)

7、平臺(tái)需求，因此動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)時(shí)肯定要考慮自適應(yīng)控制的要求?？傊?，未來無人機(jī)的動(dòng)力關(guān)鍵技術(shù)將以低油耗、大過載、高隱身、自適應(yīng)控制、長壽命等為發(fā)展重點(diǎn)。我國無人機(jī)及其動(dòng)力現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢我國作為一個(gè)幅員遼闊的大國，身處復(fù)雜的國際環(huán)境，現(xiàn)代化國防對(duì)無人機(jī)發(fā)展的需求同樣十分強(qiáng)烈，特別是隨著人們對(duì)未來戰(zhàn)爭觀念、作戰(zhàn)形式和任務(wù)要求的改變，無人機(jī)的研發(fā)得到了一定的關(guān)注。由于我國地域?qū)拸V，陸?？崭采w面積大，無人機(jī)是朝著高中低空、遠(yuǎn)中近程、低速和高速無人機(jī)搭配使用方向發(fā)展。未來的空戰(zhàn)將是無人機(jī)之間的空戰(zhàn)，為了滿足戰(zhàn)爭的需要，我國需要有從短程到遠(yuǎn)程，從低空到高空，從輕型到重型，從偵察到作戰(zhàn)，涵蓋各

8、個(gè)范圍、各種用途全系列的無人機(jī)。我國現(xiàn)有的無人機(jī)類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來戰(zhàn)爭的需要，為了滿足國防發(fā)展需求，更好的發(fā)揮無人機(jī)作為有效軍事武器的潛力，有必要發(fā)展以下類型的無人機(jī)：特種作戰(zhàn)偵察使用的微型無人機(jī)；近程戰(zhàn)術(shù)偵察或者作戰(zhàn)需要的無人機(jī)；采用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的旋翼無人機(jī)；中高空中遠(yuǎn)程無人機(jī)；超高空超高速無人機(jī)。無人機(jī)動(dòng)力現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢我國無人機(jī)的發(fā)展很大程度上受制于動(dòng)力，隨著我國無人機(jī)譜系的健全，現(xiàn)有動(dòng)力裝置的發(fā)展越來越無法滿足平臺(tái)的需求。現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)譜系只能滿足無人機(jī)動(dòng)力的“有無”，不能滿足平臺(tái)對(duì)飛行速度、飛行高度、起降方式、續(xù)航時(shí)間、航程和經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)的不同要求。為使動(dòng)力與平臺(tái)更好的匹配，未來無人機(jī)

9、動(dòng)力的發(fā)展趨勢大致為：由于無人機(jī)平臺(tái)的多樣性，需求推力范圍大約為的渦噴渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)來配裝中高端無人機(jī)；功率不大于活塞發(fā)動(dòng)機(jī)配置低速無人機(jī)；功率不大于的渦軸配裝旋翼無人機(jī)；功率不大于的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)配裝中低速無人機(jī);沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)是最有希望用于高超聲速無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī);隨著新型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展，燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)、太陽能推進(jìn)系統(tǒng)、脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)、核動(dòng)力渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等新型動(dòng)力也將發(fā)展成為于無人機(jī)的動(dòng)力。其中，未來需求最強(qiáng)烈、裝備意義最大的幾型發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于高空長航時(shí)無人機(jī)的高性能大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、對(duì)地型無人攻擊機(jī)和制空型無人機(jī)配套的中等推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以及臨近空間超聲速無人機(jī)使用的渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)。未來我

10、國無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展思考為了更好地發(fā)揮無人機(jī)作為有效軍事武器的作用，發(fā)揮平臺(tái)的潛力，我們應(yīng)高度重視無人機(jī)動(dòng)力的研發(fā)美國在無人機(jī)系統(tǒng)路線圖（2005-）2指0出3：0“推進(jìn)技術(shù)和處理器技術(shù)是無人機(jī)的兩大關(guān)鍵技術(shù)”，由此可見動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展起著尤為關(guān)鍵的作用。我國無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展應(yīng)該以我國各軍兵種無人飛行器發(fā)展需求為依據(jù)，針對(duì)未來重點(diǎn)發(fā)展的無人作戰(zhàn)飛機(jī)、高空長航時(shí)無人機(jī)、高超聲速空天無人機(jī)等高端無人機(jī)平臺(tái)，兼顧其他無人機(jī)需求，以核心機(jī)及渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)為主線，遵循“加強(qiáng)預(yù)研、自主創(chuàng)新，統(tǒng)籌規(guī)劃、系列發(fā)展，填補(bǔ)空白、占領(lǐng)高端”的發(fā)展原則，突破無人系統(tǒng)動(dòng)力裝置關(guān)鍵技術(shù)，通過新研和現(xiàn)有動(dòng)力系

11、列發(fā)展等方式，研制出滿足國內(nèi)軍民用無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)展需要的各類動(dòng)力裝置。為了滿足高端無人機(jī)對(duì)動(dòng)力的需求，本文提出以下無人機(jī)動(dòng)力發(fā)展設(shè)想：（1）戰(zhàn)斗機(jī)是天空當(dāng)仁不讓的主角，無人作戰(zhàn)飛機(jī)以其“零傷亡”、“非接觸”、“無流血”和超機(jī)動(dòng)、大過載等特有優(yōu)勢成為未來空戰(zhàn)的主力，因此無人作戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)展迫切。無人作戰(zhàn)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，一方面可以在現(xiàn)有的先進(jìn)中等推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)基礎(chǔ)上，研制無人作戰(zhàn)飛機(jī)專用動(dòng)力裝置。這種發(fā)展方法，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較小，成本可控。另外一方面可以發(fā)展新一代的具有低油耗、大過載、矢量推力、隱身性能好等特點(diǎn)的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。（2）知己知彼方能百戰(zhàn)不殆，高空長航時(shí)無人機(jī)作為戰(zhàn)場偵察的主力，是信息時(shí)代戰(zhàn)

12、爭不可或缺的組成元素，它可以使我們了解戰(zhàn)場的變化，從而做出應(yīng)對(duì)。對(duì)高空長航時(shí)無人機(jī)，鑒于其長壽命，高經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，可以采用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，但由于其對(duì)高空低速性能要求較高，需要考慮高空低雷諾數(shù)的情況。國內(nèi)高空低雷諾數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)較為薄弱，可以優(yōu)先發(fā)展。（3）善攻者攻于九天之上，更高的高度、更快的速度始終是任何一個(gè)國家、一支軍隊(duì)不懈的追求。超高空超高速無人飛機(jī)或空天飛機(jī)則始終是更新更強(qiáng)的裝備，也是世界各國都不遺余力努力發(fā)展的方向。針對(duì)這類具有前瞻性發(fā)展?jié)摿Φ臒o人機(jī)，其動(dòng)力的發(fā)展我們可以根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)儲(chǔ)備，優(yōu)先考慮發(fā)展渦輪沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等新型動(dòng)力。措施與建議1加.大投入，強(qiáng)化基礎(chǔ)

13、。我國發(fā)動(dòng)機(jī)研制基礎(chǔ)本身就比較薄弱，而對(duì)于無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)研究才起步不久，對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施更加薄弱。由于無人機(jī)動(dòng)力使用特點(diǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊要求，如高空低雷諾數(shù)、大過載等，需要在研制過程中提前進(jìn)行驗(yàn)證與研究。同時(shí)，由于用于無人機(jī)所帶來的交聯(lián)控制、電磁環(huán)境等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，一方面需要建立相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)施，另一方面需要開展大量的基礎(chǔ)研究工作。所以，發(fā)展無人機(jī)動(dòng)力首先就要加大投入，強(qiáng)化基礎(chǔ)。加強(qiáng)預(yù)研，自主創(chuàng)新。應(yīng)長期堅(jiān)持動(dòng)力先行的原則，積極開展無人機(jī)動(dòng)力技術(shù)的預(yù)先研究和自主創(chuàng)新工作，為適應(yīng)未來無人機(jī)發(fā)展的要求打好基礎(chǔ)。動(dòng)力裝置的類型不同，預(yù)先研究的關(guān)鍵技術(shù)也不同，應(yīng)分別制訂針對(duì)各種無人機(jī)動(dòng)力的預(yù)研計(jì)劃，建議國家用類似于民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)劃的形式，將無人機(jī)動(dòng)力技術(shù)預(yù)研項(xiàng)目打包，重點(diǎn)抓關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和轉(zhuǎn)化。統(tǒng)籌規(guī)劃，系列發(fā)展。無人機(jī)是當(dāng)前國防裝備研究的熱點(diǎn)，應(yīng)制定合理的無人機(jī)發(fā)展路線，合理謀劃無人機(jī)動(dòng)力的發(fā)展戰(zhàn)略，尤其對(duì)國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有顯著影