一、无人机发射

一、无人机发射

对于无人机的发射,通常要求发射设备具备简单、距离短、可靠性高等特点。无人机的发射方式多种多样,归纳起来主要有起落架滑跑起飞、母机投放、车载发射、火箭助推、滑轨式发射、垂直起飞、容器发射、手抛起飞等几种类型。

(一)起落架滑跑起飞

起落架滑跑起飞方式即通过一定长度的跑道助跑,实现滑跑起飞。大展弦比机翼的长航时无人机,通常采用起落架滑跑起飞方式,例如美国的“捕食者”和“全球鹰”系列无人机。

这种起飞方式与有人机相似,其区别在于以下几点:①起飞滑跑跑道短,对跑道的要求不如有人飞机苛刻。②航程较远和飞行时间较长的大型无人机用收缩型起落架,中、小型无人机采用非收缩型起落架。③有些无人机采用可弃式起落架,在无人机滑跑起飞后起落架便被扔下,回收无人机时则采用别的方式,如伞降回收。

(二)母机投放

母机投放方式是先由有人驾驶飞机(母机)把无人机带到空中,当飞到预定的高度和速度时,在指定空域启动无人机的发动机,然后投放,称为空中投放。

固定翼母机携带无人机,一般采用翼下悬挂或机腹半隐蔽携带方式。这种方法简单易行,只需要在母机下增加若干个挂架,机内增设测控操纵台和通往无人机的油路与电路即可把无人机带到任何需要的地方,提高了使用的灵活性。

母机投放发射方式的主要优点是机动性高,发射点活动范围大,在不增加无人机燃油载量要求的条件下,增大无人机的航程。大、中、小型无人机均有采用这种发射方式的,例如美国的“火蜂”无人机由“大力神”母机携带,在空中投放。

(三)车载发射

车载发射,就是将无人机安装在一部起飞发射车上,车在公路或较为平坦的路面上迅速滑行,当车速增大时,作用在无人机上的升力也增大,当升力达到足够大时,无人机便可脱离发射车腾空而起。

起飞发射车可分为无动力发射车、动力发射车和轨道式发射车3种。

无动力发射车就是车上无动力,靠无人机的发动机推动。动力发射车是在汽车上装有自动操纵系统,载着无人机自动地在跑道上滑跑,并掌握无人机离地时机,随时向发射操作人员显示工作情况,出现事故时自动采取应急措施。轨道式发射车是将起飞发射车设置在专用的环形跑道上滑跑,起飞前,用一条钢索将起飞发射车和位于环形跑道中央的地面固定桩子连接。起飞发射车在环形跑道上绕桩子旋转、加速,当速度达到足以使无人机升空时,无人机就断绳离地起飞。

在起飞发射车的滑跑过程中,如果偏离了跑道中心线,机上的航向控制系统会自动发出信号,操纵起飞发射车在跑道中心线上滑跑。当速度接近无人机离地速度时,机上的自动控制系统会发出信号,无人机做好离地准备,如解下扣环,拾起机头,一旦速度达到,无人机抛弃起飞发射车,独立升空,起飞发射车惯性滑行一段距离后自行停止。澳大利亚的“金迪维克”和英国的GTS7901“天眼”都采用这种发射方式。

(四)火箭助推

将无人机装在发射架上,借助固体火箭助推器的动力和高压气体实现零长度发射起飞的方法称为火箭助推。

固体火箭助推器是一种固体燃料火箭发动机,某些小型无人机也可不用火箭助推器,而靠火箭筒或压缩空气弹射器弹射起飞。

无人机的火箭助推发射装置,由装有导轨的发射架、发射控制设备和车体组成,有些装置没有导轨,也叫零长发射架。发射之前,无人机发动机点火并开足马力,当固体火箭助推器点火时,无人机从导轨后端,沿导轨加速滑动至前端。无人机离开导轨时,速度可达10~40m/s,离轨后,有些固体火箭助推器短时间内可以继续帮助无人机加速,直至机上舵面产生的空气动力能够操纵并稳定住无人机的速度时,火箭助推器的任务就完成了,并自动脱离。脱离以后,无人机便靠自己的发动机维持飞行速度,固体火箭助推器从点火到自行脱离的时间一般只有1~3s。

火箭助推发射起飞装置可以在车、船上装载,其展开和撒收迅速简便,所需的发射场地很小,适合在冲突前沿地区、山区或舰上使用。

(五)滑轨式发射

无人机安装在轨道式发射装置上,依靠自身助飞发动机或发射装置上的动力装置(液压和橡皮筋等)起飞。

发射装置上的动力装置有弹力式、液压式和气动式。发射之前,无人机发动机已点火开足马力,无人机飞离发射装置后,在主发动机的作用下完成飞行任务。这种发射方式主要适用于小型无人机,例如,英国的“不死鸟”无人机是在液压弹射器作用下由车载斜轨上发射,法国的“玛尔特”MKⅡ无人机是在弹簧索弹射装置作用下从斜轨上发射。

(六)垂直起飞

无人机垂直起飞方式有两种类型:一是旋翼无人机垂直起飞;二是固定翼无人机垂直起飞。

旋翼无人机垂直起飞方式是以旋翼作为无人机的升力工具,旋转旋翼使无人机垂直起飞。

目前,主要有4种类型旋翼式无人机:主旋翼与尾旋翼式(美国ARC0O3无人机),共轴反旋双旋翼式(加拿大的“哨兵”无人机、美国的QH-50无人机),单旋翼式(德国的DO-34无人机)和倾斜旋翼式(美国的“瞄准手”无人机)。旋翼垂直起飞的方式不受场地面积和地理条件的限制,适用范围十分广泛。

固定翼无人机垂直起飞方式分两种情况:一种情况是无人机在起飞时,以垂直姿态安置在发射场上,由无人机尾支座支撑无人机,在机上发动机的作用下起飞;另一种情况是在无人机上配备垂直起飞用的发动机,在发动机推力的作用下,无人机实施垂直起飞。例如,美国格鲁门公司设计的754型无人机,机上装两种发动机,一种是巡航飞行用涡轮风扇发动机,沿无人机纵轴方向安装于机下发动机短舱内,另一种是起飞(降落)用涡轮喷气发动机,装于机身内重心处。另外,飞艇一般都采用垂直起飞的方式。

(七)容器发射

容器发射式装置,是一种封闭式发射装置,分单室式和多室式两种类型,兼有发射与储存无人机的功能。发射时,将无人机安放在容器内发射轨道上,靠容器内动力设备开启室门,将无人机推出轨道,也可同时齐发无人机。容器发射装置常用于发射小型无人机,或用于在舰船和潜艇的狭小区域内发射无人机。例如:德国KDAR无人机采用单室式容器装置发射;美国的“勇士200”无人机采用多室式容器发射装置,此装置可同时发射15架无人机。

(八)手抛起飞

手抛起飞的发射方式源于航模的“手抛发射”。

这种方式仅适用于重量相对较轻、对起飞初速度要求不高的无人机,这类飞行器载重量低、动力小。这种起飞方式不受场地面积和地理条件的限制,适用范围比较广泛,实用性很强。