二等奖 时空要塞临近空间长航时侦察打击-一体化无人机.docx

“时空要塞”长航时侦察打击一体化无人机??2008年10月08日 16:33??新浪航空节点无人机高空飞行假想图气动控制技术气弹抑制技术直接力控制技术　　设计原则：　　“创新 + 合理”+ “可行 + 可用 + 可承担”　　设计目标：　　结合目前和将来一段时间内的先进技术，进行原理性和集成性的创新，设计出一款满足在临近空间长航时飞行的侦察打击一体化无人机。　　该机能凭借其出色的临近空间飞行性能和较长的续航时间，利用其先进的传感器载荷和通信数据链，全方面获取海陆空天电等信息，通过先进的信息融合、信息处理和信息分发功能，使己方能准确地判断战场态势，迅速及时地做出战场决策。同时为该机配置精确、灵巧的攻击载荷，能够对移动的导弹发射架、敌方关键人员等时间敏感目标进行实时打击。　　该机具有较强的战场突防能力和生存能力，能够与其他作战飞机进行配合执行联合作战任务。　　该机技术和成本都应能控制在合理的承受范围之内，在设计、试验、工程制造等方面均具有可行性，能够在20-30年内具备实战能力并装备部队。　　该机平台应具有通用性，能够基于该机发展出加油机、轰炸机以及其他特种作战飞机，以降低研制和使用成本。　　总体参数：　　起飞总重： 27205 kg 空机重量： 10882 kg　　燃油重量： 13323 kg 有效载荷： 3000 kg　　翼 展: 55.00 m 机 长： 28.50 m　　机 高： 7.00 m 展 弦 比： 18　　性能参数：　　待机时间：24 h 作战半径：5000 km　　巡航耗油率：0.6(kg/kg.h) 待机耗油率：0.5(kg/kg.h)　　巡航升阻比：L/D=30 待机升阻比：L/D=35　　巡航速度：Ma0.82 待机速度：Ma0.78　　巡航高度：18000-25000 m 待机高度：25000-27000 m　　起飞距离：1200 m 着陆距离：1000 m　　主要技术及创新设计点：　　1.平台与系统相结合的理念集成和概念创新　　“时空要塞”体现的首先是平台与系统相结合的理念集成和创新。　　“时空要塞”作为一款高性能大型无人机，将临近空间、长航时、侦察打击一体化三个未来无人机的主要发展方向集成在一起；其整个平台与系统的设计基于未来网络中心战和有人无人平台联合作战的作战模式；其应用将满足未来海陆空天电全方位一体化侦察、时间敏感目标打击、反航母作战、反隐身作战和电子攻防战的需要。“时空要塞”所有技术的应用、系统的设计、作战的使用都是着眼未来发展方向、基于未来作战模式和满足未来作战需要。　　理念上的集成和概念上的创新，使“时空要塞”在未来的天空中拥有无限的动力。　　(技术示意图见图“创新1-理念集成与创新”)　　2.具有优良气动、结构、控制性能的双体双飞翼总体方案设计　　临近空间飞行器气动上要求高升阻比、高升力系数；结构上要求轻质承载、大量采用复合材料；动力上要求发动机低重量、低耗油率、大推力和高可靠性；同时飞机还要具备较高的飞行速度、突出的隐身特性、良好的操纵性与稳定性等。　　针对以上问题，“时空要塞”临近空间长航时侦察打击一体化无人机采用了双体双飞翼布局，内倾双垂尾，背置进气道，这种布局在应用方面的优势有：　　气动：采用大组合展弦比，实现高升力和高升阻比；前后翼面积和升力进行了优化分配，保证飞机在长时间的续航中实现俯仰无舵偏自配平；分布式的前后翼控制面，始终保持飞机最佳的气动效率；　　结构：双体双飞翼的框架结构，显著增加机体刚度和强度，减小机翼的气动弹性变形，提高机体抗坠毁能力；　　控制：前后飞翼控制面与全动垂尾进行组合，可以实现灵活多样的配平、操纵控制；　　隐身：充分利用前后飞翼、左右机体以及双垂尾等部件之间的遮挡，降低雷达反射面积。　　装载：双飞翼和双机体，改善空间分布，增大装载空间，利于燃油、航电和武器载荷的布置；　　(技术示意图见图“创新2-总体方案设计”)　　3.针对临近空间长航时侦察打击特点的先进技术综合应用　　“时空要塞“针对临近空间、长航时、侦察打击的特点综合应用的多项先进技术，主要包括：　　(1)先进气动控制技术　　针对临近空间低大气密度，低雷诺数、气动性能恶化的特点， “时空要塞”采用了先进的增升减阻技术，主要包括：　　主动层流控制：在翼面气流分离点设置分布式微型气流引射孔进行气流引射，使分离的紊流流动重新变为层流流动，提高可用升力，降低摩擦阻力。　　主动干扰控制：在前后翼、机身、垂尾以及各种存在不利干扰气流的部位不知扰流器和气流引射孔，降低不利干扰，增加有利干扰，降低干扰阻力。　　自适应柔性控制面：在前后翼后缘布置柔性控制面，利用电聚合物制动装置(“人工肌肉”)进行驱动，在飞行控制系统控制下实现最优效率的控制面偏转，提高可用升力，降低诱导阻力。　　主动大流场控制：在前后翼中间区域等存在