2024年10月 ,心脏法国达索公司对外宣告 ,军工进其行将推出“阵风”战斗机的国际丨无无人僚机 ,用以未来辅佐“阵风”战斗机履行冲击使命 。人配有音讯称,备加该无人僚机选用涡扇发动机供给动力 ,快演以使无人僚机具有长期的心脏续航才能和优异的高空功能 。
关于无人配备而言,军工进动力配备的国际丨无重要性显而易见。动力配备宛如无人配备的人配“心脏” ,在无人配备中首要担任动力生成 、备加传递以及作战能量的快演供给,其选型是心脏否适宜与无人配备研制作业的胜败休戚相关。
从“单一动力主导”到“多源协同” 、军工进从机械年代到智能年代,国际丨无动力动力技能的一次次行进 ,支撑着无人配备从实验室走向战场、从概念验证迈向大规模运用,正在对无人范畴的战场规矩发生不容忽视的影响。
今日 ,让咱们一起走近无人配备动力技能演进史 ,一起了解其从单一化到多元化、从高耗能到高效能、从依托化石动力到拥抱清洁动力的跨越式开展过程 。
无人配备动力动力技能行进或将从头界说无人战场规矩—— 。
无人配备“心脏”加速演进。
■夏潇潇 陈国兵 侯 融 。
混合运用多种动力供给动力的英国C-Enduro无人水面艇 。供图 :阳 明。
。无人配备开展初期,热能动力设备“鹤立鸡群” 。
20世纪下半叶 ,世界各国开端对无人机 、无人水面艇等无人渠道进行深化探究 ,各型无人配备开端在长途冲击、侦查勘探等范畴发挥重要作用,无人配备的研制处于新式阶段 。
这一时期 ,凭仗老练的技能体系和安稳的输出功率,内燃机等热能动力设备成为新式无人配备动力源的肯定主力 。
其时无人配备常用的热能动力设备,首要有活塞发动机、涡轮发动机、火箭发动机3类。
在这3类常用热能动力设备中,活塞发动机最为常见。
在密闭的容器内,汽油 、火油等燃料与空气混合 ,焚烧胀大做功终究发生动力。这类发动机具有耗油低 、故障率低和质量轻等长处,是无人配备开展前期遍及选用的动力源计划 ,广泛运用于地上无人车、无人水面艇和中小型无人机的制作中。
美军大名鼎鼎的“捕食者”无人机,便是选用这类发动机的典型代表。
搭载罗塔克斯914增压汽油活塞发动机,即便在气象条件较为杂乱的沙漠与高原环境,“捕食者”也能安全安稳运转。
别的一种涡轮发动机,多用于无人直升机的动力源 ,首要包括涡喷、涡扇、涡桨和涡轴发动机等 。这类发动机能够前进无人机的载荷才能 、巡航速度和滞空时刻,如美国MQ-8B火力侦查兵就运用了单发涡轴发动机。
火箭发动机首要用于高速、超高速无人机 。这类无人配备自带推进剂 ,推进剂在火箭发动机内转化为动能,构成高速射流排出发生推力。例如 ,美国研制的超声速AQM-37系列无人靶机,首要用于军事演习中模仿空对空方针 、空对地弹药以及弹道导弹等 ,选用火箭发动机供给动力 ,飞翔速度可达3~4马赫,射程超越180公里 ,能够模仿高速飞翔方针,满意军事训练和兵器测验的需求。
与此同时,热能动力设备的缺陷也不容忽视 。
以活塞发动机为例,原动机和驱动轮之间一般选用齿轮传动等刚性衔接设备,导致活塞发动机结构规划灵活性差 ,且发动机在运转时有必要不间断开机,噪音大、红外特征显着 、荫蔽性差 。
大部分热能动力设备还存在热功率低的通病。很多能量以废热方法流失 ,这些显着的热信号简单被敌方声呐或红外勘探设备确定,约束了其作战的荫蔽性。
例如,美军AQM-34无人侦查机,首要履行侦查、监督和电子战等多种使命,曾被很多投入越南战场 。但该无人配备动力体系的红外特征显着,在战场上简单被红外制导导弹发现并击落 。
总的来说 ,热能动力设备为无人配备的初期开展奠定了根底,但其高能耗 、低荫蔽性的缺陷 ,也迫使科研人员不断寻求更清洁、高效的代替计划。
。随同电池技能行进 ,无人配备迎来爆发式开展。
21世纪初 ,电池技能的打破大大加速无人配备的开展进程,无人配备的动力源有了电力驱动这个新选项。
凭仗低噪声、零排放等特性,电力驱动使无人配备在侦查、监督等使命中展现出一起优势。
不过 ,无人配备的续航才能受限于电池的能量密度和功率密度 。因为电池贮存的能量有限,以及户外作战环境下无人配备的能量补给困难等,电力驱动现在首要运用在轻型、小型和微型无人配备上 。
在这些无人配备中 ,人们最常看到的是镍氢电池 、锂离子电池和锂聚合物电池等可充电电池。这类电池往往能够输出相当可观的功率,遭到运用者的喜爱。
以锂聚合物电池为例,该电池选用聚合物电解质替代了传统浸泡在电解液中的多孔隔阂。这种固态聚合物规划让用户能够自在选择电池形状 ,以满意不同运用范畴的特别需求 。
西班牙的“罗德”轮式机器人,是较早选用电力驱动的无人配备 。据悉,为该机器人供电的蓄电池可接连供电2小时 ,机器人最高时速可达6.5公里。
曾在伊拉克战役中为美国海军查找和打扫水雷的美国REMUS-100无人潜航器,相同选用电力驱动作为动力源。假如该无人潜航器以每小时3公里的速度行进 ,潜航器中搭载的锂电池能保证其接连飞行9小时 。
此外 ,在电力驱动范畴内,还有一种特别的动力设备——燃料电池值得人们重视。
燃料电池尽管姓名里包括“电池”这两个字,但其运作原理与惯例电池非常不同 。
惯例电池贮存电能时,一般经过燃料焚烧发生热能后,用机械设备将热能转化为机械能 ,再使用该能量驱动发电机发生电势和电流,然后存储到电池中。
燃料电池则无需中心过程,能够直接将贮存在氧化剂和燃猜中的化学能,经过电极反响转化为电能 ,具有能量转化功率高、环境污染小、噪声低一级长处。
环绕燃料电池 ,一些国家做出了较多测验 。
在“赫尔墨斯”系列无人侦查机的根底上,以色列探究开展以燃料电池为动力的高空长航时无人机;选用燃料电池的美国海马无人潜航器,最大航速为6节,可在半径90公里的规模内接连作业近百小时 ,满意履行长时段的长途情报搜集、监督和侦查使命……不过 ,受限于技能水平