無人機(jī)重油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用

王小剛 楊恒

隨著無人機(jī)在作戰(zhàn)中的廣泛運(yùn)用，軍方非常重視無人機(jī)的使用靈活性和維修性。美軍大力推動(dòng)無人機(jī)重油發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用，越來越多的國家開始重視無人機(jī)重油發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)。

重油的優(yōu)勢是通用性強(qiáng)，存放條件要求低，路邊的礦泉水瓶盛裝重油也不必?fù)?dān)心。安裝重油發(fā)動(dòng)機(jī)的無人機(jī)擁有更遠(yuǎn)的航程。

汽油一直是無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)燃料，易于采購。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)相對簡單，生產(chǎn)成本低。汽油雖然是汽車的標(biāo)準(zhǔn)燃料，但并不十分適合軍用裝備。卡車或飛機(jī)運(yùn)輸汽油，安全風(fēng)險(xiǎn)大，成本高。另外，汽油易遭受污染，達(dá)不到航空油料的標(biāo)準(zhǔn)。

與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，重油發(fā)動(dòng)機(jī)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，一是油耗率低，可以顯著提升無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間和航程；二是重油發(fā)動(dòng)機(jī)能提高無人機(jī)的飛行高度，有利于無人機(jī)在高海拔地區(qū)飛行；三是重油燃點(diǎn)高，無人機(jī)裝配重油發(fā)動(dòng)機(jī)后，飛行更加安全，有利于部署于艦船上；四是重油價(jià)格比汽油低，降低了使用成本。

國外無人機(jī)重油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用

增程型“灰鷹”配裝了重油發(fā)動(dòng)機(jī)

美軍眾多無人機(jī)型號的發(fā)動(dòng)機(jī)都使用重油。在作戰(zhàn)行動(dòng)中，美軍已經(jīng)建立了強(qiáng)大的重油供應(yīng)鏈。美軍要求無人機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能使用重油。

MQ-1“捕食者”中空長航時(shí)無人機(jī)由美國通用原子航空系統(tǒng)公司研制，主要執(zhí)行戰(zhàn)場偵察、監(jiān)視、目標(biāo)打擊任務(wù)，2018年MQ-1無人機(jī)退役。據(jù)悉，MQ-1無人機(jī)以奧地利“羅泰克斯”914F（Rotax 914F）汽油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，該型發(fā)動(dòng)機(jī)功率為85kW。

基于MQ-1無人機(jī)技術(shù)，美國通用原子公司為美國陸軍研制了MQ-1C“灰鷹”無人機(jī)。MQ-1C配裝了德國蒂勒爾特飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司“百夫長”1.7柴油渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)具有更大的功率，更高的燃油效率，支持了美國陸軍“戰(zhàn)場單一燃料”理念的運(yùn)用。MQ-1C“灰鷹”無人機(jī)最大起飛重量1633kg，增程型“灰鷹”無人機(jī)換裝更大功率的重油發(fā)動(dòng)機(jī)后，最大起飛重量達(dá)到1905kg。

“掃描鷹”的重油發(fā)動(dòng)機(jī)

艦載型“掃描鷹”無人機(jī)是一種小型無人機(jī)，由美國波音公司旗下英西圖公司開發(fā)，主要執(zhí)行海上情報(bào)、監(jiān)視、偵察、目標(biāo)識別、通信中繼等各種戰(zhàn)術(shù)支援任務(wù)。初始量產(chǎn)型“掃描鷹”配裝的是汽油活塞發(fā)動(dòng)機(jī)?！皰呙楮棥焙笃趽Q裝了重油發(fā)動(dòng)機(jī)，使用JP-5燃油，達(dá)到海軍應(yīng)用的安全級別，遠(yuǎn)程部署所須的油料供應(yīng)和儲存等保障工作量因此減少。以汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的“掃描鷹”無人機(jī)，其最長續(xù)航時(shí)間為22h10min。2007年1月，配置重油發(fā)動(dòng)機(jī)的“掃描鷹”無人機(jī)在一次飛行中，續(xù)航時(shí)間達(dá)到28h44min。重油發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷環(huán)境中可能會出問題，雖然此次飛行的氣溫為-16℃～-6℃，但“掃描鷹”成功完成了飛行任務(wù)。

S-100無人直升機(jī)的重油發(fā)動(dòng)機(jī)不僅美國，其他國家也在積極發(fā)展無人機(jī)重油發(fā)動(dòng)機(jī)。奧地利西貝爾公司自主研制的“坎姆考普特”S-100無人直升機(jī)進(jìn)行了重油發(fā)動(dòng)機(jī)測試。2020年3月，該公司稱，為“坎姆考普特”S-100無人直升機(jī)新設(shè)計(jì)的S2重油發(fā)動(dòng)機(jī)，已成功完成澳大利亞皇家海軍的驗(yàn)收測試。S2重油發(fā)動(dòng)機(jī)提高了S-100無人直升機(jī)系統(tǒng)的整體性能，最初使用JP-5和Jet-A1燃油，未來還可能使用其他類型燃油。

“管鼻鹱”無人機(jī)以重油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力

泰雷茲集團(tuán)西班牙分公司研制的“管鼻鹱”（Fulmar）小型無人機(jī)最大起飛重量20kg，續(xù)航時(shí)間8h，采用重油發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，該型發(fā)動(dòng)機(jī)可使用JP-8和JP-5等燃料?！肮鼙丘住睙o人機(jī)配備有應(yīng)急電池。

重油發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用前景

隨著無人機(jī)數(shù)量的快速增長，發(fā)動(dòng)機(jī)的需求量隨之增加。目前，重油發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)工作的重點(diǎn)內(nèi)容是，減小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸，進(jìn)一步增強(qiáng)實(shí)用性。眾多廠家正在研制功率為2.2kW的重油發(fā)動(dòng)機(jī)，功率小于2.2kW的重油發(fā)動(dòng)機(jī)效用有限，因此微小型無人機(jī)采用電池為動(dòng)力能源更合適。但是電池儲存的能量有限，如果微小型無人機(jī)大量使用電池，無法承受電池的重量?？梢哉f，在替代動(dòng)力系統(tǒng)正式出現(xiàn)前，或者油價(jià)不高得離譜，重油發(fā)動(dòng)機(jī)擁有十分廣闊的應(yīng)用前景。■