2、复合材料在高空长航时无人机上应用
“全球鹰”作为世界上最为着名的高空长航时无人侦察机,是由美国诺斯罗谱· 格鲁门公司为美空军研制的,由沃特(Vought)飞机工业公司生产。其采用大展弦比下单翼,细长机身,V 形尾翼,前三点起落架布局,机翼1/4 弦长处后掠5°54′,V 形尾翼(上反角50°)。复合材料机翼长达35m,复合材料占结构重量的65%。沃特(Vought)飞机工业公司生产改进型“全球鹰”RQ-4B 飞机机翼时,使用了商用复合材料和环氧材料。新机翼更增至39.9m,重约1814kg。“全球鹰”的活动半径为5500km,航程26000km,续航时间达到42h,实用升限19.8km,整机起飞重量11640kg,燃油重量6727kg,超过总重量的一半,具有从美国本土起飞对全球任何地点进行战略侦察和战术侦察的能力,是目前世界上最先进的高空长航时无人侦察机,它代表了目前高空长航时无人机发展的水平和趋势。
中国“翔龙”无人机2006 年珠海航展上首次亮相。由成都飞机工业公司制造,初期采用金属机翼,翼展25m,机身长度14.3m,巡航速度750km/h,最大任务载荷650kg,最大续航时间9.3h。
可以看出:“全球鹰”无人机的航程是“翔龙”的3 倍,翼展较“翔龙”多10m,任务载荷多250kg。比较国内、外高空长航时无人机各项性能指标,研究发现:影响我国无人机性能的关键是设计制造并使用大展弦比复合材料柔性机翼。根据使用环境(通常高空)和性能要求(通常续航时间大于24h 和一定的任务载荷),高空长航时无人机需要携带尽量多的燃油(可以提高航程)和使用大展弦比柔性机翼(可以提高升力)。利用树脂基复合材料密度小、比强度、比刚度大和可剪裁的优点,可以设计出大展弦比柔性机翼;利用复合材料整体化设计/ 制造技术,可以在机翼上设置整体油箱,提高无人机的续航时间和航程。由此可见,无人机大展弦比复合材料柔性机翼整体化设计/制造技术是提高我国高空长航时无人机各种性能,特别是高空、长航时性能的关键技术之一。