淺說(shuō)尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)

■許洪昌  宋愛民

“先兆”O(jiān)men尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)。

今年1月，美韓兩國(guó)相關(guān)公司在阿布扎比舉行的UMEX2026國(guó)際防務(wù)展上簽署了一份協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，由美國(guó)一家公司研發(fā)的V-BAT無(wú)人機(jī)將搭載韓國(guó)一家公司生產(chǎn)的L-MDM導(dǎo)彈。值得關(guān)注的是，V-BAT是一種尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)。

什么是尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)？以V-BAT為例，該無(wú)人機(jī)采用狹長(zhǎng)的機(jī)翼、棍狀機(jī)身，機(jī)尾是燃油動(dòng)力裝置和涵道控制系統(tǒng)。涵道內(nèi)，是提供動(dòng)力的螺旋槳。升空前，V-BAT的機(jī)身不是平行于地面，而是垂直于地面。它之所以能如此，是因?yàn)檠邪l(fā)人員為其設(shè)計(jì)了一個(gè)尾座。這個(gè)尾座由4組尾撐連接涵道外側(cè)與機(jī)身組成，讓V-BAT機(jī)身可以穩(wěn)穩(wěn)地豎直向上。

對(duì)此類無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，尾座這個(gè)設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。它不僅可以為無(wú)人機(jī)在起飛前和降落時(shí)提供支撐，也可以在飛行過(guò)程中提供助力。比如，空中客車公司的Flexrotor尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)起降時(shí)，機(jī)尾可分開為4瓣，呈現(xiàn)X形，起到支架的作用；巡航過(guò)程中，其尾部可以收攏，發(fā)揮安定面的作用。

可垂直起降的無(wú)人機(jī)種類很多，為什么還要發(fā)展尾座式這種構(gòu)型？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，各國(guó)需要更易部署、航速更高、航程更遠(yuǎn)的此類無(wú)人機(jī)。在這方面，無(wú)人直升機(jī)可挖的潛力顯然有限。

在各國(guó)研發(fā)的可垂直起降無(wú)人機(jī)中，多旋翼無(wú)人機(jī)較為常見，雖然其空中姿態(tài)的調(diào)整很靈活，但受限于旋翼相對(duì)固定，因而航程有限。復(fù)合翼構(gòu)型無(wú)人機(jī)相當(dāng)于為固定翼飛行器額外“嫁接”了幾個(gè)旋翼，如以色列Trojan無(wú)人機(jī)等，在一定程度上解決了易于部署和遠(yuǎn)航程的問(wèn)題，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，飛行效能較低。傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)與傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，減少了旋翼數(shù)量，提高了飛行效能，但它增加了運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，故障率不低。

尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)沒有局限于旋翼的位移，而是選擇了改變機(jī)身指向。也就是說(shuō)，與前面幾類可垂直起降的無(wú)人機(jī)相比，尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)的機(jī)身在空中有一個(gè)明顯的從豎直向上到水平放置的調(diào)整過(guò)程。

正是這種對(duì)身姿的調(diào)整，讓尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)可以順利銜接到平飛狀態(tài)，發(fā)揮大展弦比固定翼的作用，獲得更遠(yuǎn)航程。

此類無(wú)人機(jī)發(fā)射和回收時(shí)，借助尾座可以讓機(jī)身直指天空，因而占地面積較小，易于部署；在空中，可以轉(zhuǎn)換到平飛狀態(tài)，像固定翼飛機(jī)那樣，飛得更快更遠(yuǎn)；主要靠對(duì)感知設(shè)備、動(dòng)力系統(tǒng)、氣動(dòng)布局及推力矢量策略的綜合運(yùn)用來(lái)調(diào)整身姿，運(yùn)動(dòng)部件較少，因此維護(hù)使用成本和故障率較低……正是這些優(yōu)勢(shì)，讓尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)駛?cè)氚l(fā)展快車道。

不少尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)采用了模塊化設(shè)計(jì)和開放式架構(gòu)，因此可選擇搭載不同的任務(wù)模塊，執(zhí)行情報(bào)偵察監(jiān)視或?qū)Φ毓舻榷鄻踊蝿?wù)。隨著人工智能等新興技術(shù)的運(yùn)用，它們也開始向自主化、集群化和跨域協(xié)同方向演進(jìn)。

去年11月，美國(guó)一家公司與阿聯(lián)酋EDGE公司聯(lián)合推出的“先兆”O(jiān)men尾座式垂直起降無(wú)人機(jī)，在這方面具有一定代表性?；趯ｉT研發(fā)的人工智能模塊，該無(wú)人機(jī)能實(shí)時(shí)處理傳感器數(shù)據(jù)，規(guī)劃飛行線路并規(guī)避威脅。

V-BAT搭載L-MDM導(dǎo)彈，也是此類無(wú)人機(jī)持續(xù)拓展功能的表現(xiàn)之一。