《挑戰(zhàn)飛行極限的禿鷹計(jì)劃.docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、【挑戰(zhàn)飛行極限的“禿鷹”計(jì)劃】禿鷹飛行速度　　20XX年4月17日，美國國防部先進(jìn)研究項(xiàng)目局宣布，分別授予極光飛行科學(xué)公司、波音公司和洛克希德?馬丁公司為期一年的研制合同，著手開展一種續(xù)航時(shí)間長達(dá)5年的無人機(jī)概念設(shè)計(jì)工作，這標(biāo)志著醞釀多年的“禿鷹”計(jì)劃正式步入實(shí)施階段。三家公司將在第一階段研究和設(shè)計(jì)各自的無人機(jī)概念，以應(yīng)對超長續(xù)航飛行所面臨的各種技術(shù)挑戰(zhàn)，滿足美國軍方對于持久監(jiān)視能力的迫切需求。設(shè)計(jì)目標(biāo)令人咋舌“禿鷹”計(jì)劃是“超高空、超續(xù)航、戰(zhàn)區(qū)巡航的無人偵察單元”的英文縮寫，旨在研制一種具有5年續(xù)航時(shí)

2、間的無人駕駛平臺。外界通常也將其稱為“無限續(xù)航”無人機(jī)。嚴(yán)格來說，這是一個(gè)技術(shù)探索計(jì)劃，主要目的是研究無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“無限續(xù)航”的可行性，力求推動(dòng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和成熟，特別是發(fā)展飛行器各系統(tǒng)的可靠性技術(shù)?！　∵@項(xiàng)計(jì)劃是DARPA近年來提出的“碧空”計(jì)劃之一，也是“綜合傳感器即飛行器結(jié)構(gòu)”計(jì)劃的后續(xù)補(bǔ)充。20XX年6月7日，DARPA的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)辦公室在公布這項(xiàng)計(jì)劃時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了超長續(xù)航時(shí)間在偵察、情報(bào)和監(jiān)視任務(wù)中具有很大的優(yōu)勢，可以為持續(xù)穩(wěn)定執(zhí)行任務(wù)提供前所未有的能力。然而，DARPA并沒有具體說明將續(xù)航

3、時(shí)間定為5年的原因，而且也沒有具體定義無人機(jī)的任務(wù)或有效載荷類型，只是希望將無人機(jī)的飛行邊界推進(jìn)到極限?！岸d鷹”計(jì)劃的橫空出世引發(fā)了飛機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的極大震驚，人們的第一感覺就像是“唐吉柯德在挑戰(zhàn)風(fēng)車”。就技術(shù)能力而言，目前大多數(shù)無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間是以小時(shí)計(jì)算，而“禿鷹”計(jì)劃則力圖推動(dòng)長航時(shí)無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，創(chuàng)造目前無法想像的飛行紀(jì)錄，希望由此改變?nèi)藗儗τ陲w機(jī)的固有觀念?！　♂槍撛诘能娛掠猛荆珼ARPA已經(jīng)將“禿鷹”計(jì)劃的目標(biāo)初步設(shè)定為：能夠攜帶450千克、額定功率5千瓦的有效載荷；具有足夠的巡航速度；

4、可以不間斷地在2萬～萬米高空飛行5年：可靠性達(dá)到99％，并具備很高的完成任務(wù)成功率。經(jīng)過初步論證，DARPA提出了三種基本結(jié)構(gòu)發(fā)展思路：一種是超可靠的獨(dú)立系統(tǒng)，相當(dāng)于一顆衛(wèi)星；一種是模塊化飛行器，各部分可以飛回基地進(jìn)行維護(hù)和修理；一種是無人機(jī)，能夠在空中時(shí)長期服役并可以及時(shí)得到替換?！　】梢钥闯觯岸d鷹”計(jì)劃的目標(biāo)實(shí)質(zhì)上是研制一種工作方式類似于衛(wèi)星的無人機(jī)，但是不會(huì)受到軌道參數(shù)的限制，也無需依賴國外基地。相比于繞地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星來說，它可以長時(shí)間地在戰(zhàn)場上空近2萬米的同溫層內(nèi)飛行，將有助于顯著增加機(jī)載

5、傳感器的分辨率，而且具備更大的靈活性，特別是能夠徘徊在軍事沖突地區(qū)的上空、　　DARPA將“禿鷹”計(jì)劃分為三個(gè)階段：首先是概念定義階段，通過優(yōu)化概念來降低風(fēng)險(xiǎn)；第二階段將制造一架1/6縮比無人機(jī)進(jìn)行為期三個(gè)月的飛行試驗(yàn)；第三階段將制造、裝配和試飛一種全尺寸驗(yàn)證機(jī)，要求攜帶設(shè)計(jì)載荷試飛長達(dá)一年時(shí)間。目前，各家公司正在第一階段內(nèi)進(jìn)行軍事用途分析，發(fā)展各種作戰(zhàn)概念，詳細(xì)定義目標(biāo)系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)亟待解決隨著“禿鷹”計(jì)劃的公之于眾，“無限續(xù)航”無人機(jī)概念面臨的諸多技術(shù)挑戰(zhàn)也逐步引起關(guān)注。這些挑戰(zhàn)涉及到環(huán)境能量獲取、

6、高密度能量儲存、高效的推進(jìn)系統(tǒng)、增加系統(tǒng)可靠性、高效的飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、緩解材料和系統(tǒng)在同溫層內(nèi)長時(shí)間飛行出現(xiàn)老化等一系列問題。其中，能量系統(tǒng)和可靠性則成為重中之重。　　首先必須解決的是推進(jìn)系統(tǒng)方案，其核心是能量獲取和儲存的方式，對于超長續(xù)航時(shí)間飛行器而言，目前有三種能量循環(huán)的解決方案。其一是核動(dòng)力，但被明確禁止考慮。其二是通過空中補(bǔ)充燃料，很大程度上依賴自主空中加油技術(shù)，然而與活塞式發(fā)電機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)相比，最令人感興趣的是燃料電池，因?yàn)樗鼈兙哂懈叩男屎透叩目煽啃浴５谌N方案是太陽能?！　∠啾戎?/p>

7、下，無人機(jī)采用太陽能動(dòng)力展示出了良好的發(fā)展前景，似乎成為一個(gè)較為穩(wěn)妥的途徑，但仍然局限在日照時(shí)間較長的夏季使用。20XX年，NASA曾經(jīng)公布了一系列高空長續(xù)航無人機(jī)的概念，然而，這些概念中沒有一個(gè)最終能夠達(dá)到6個(gè)月續(xù)航時(shí)間的目標(biāo)。因此，如何更加有效利用太陽能，發(fā)展一種行之有效的能量儲存技術(shù)，以解決夜間提供足夠電能的問題，已經(jīng)成為超長續(xù)航無人機(jī)必須跨越的一個(gè)技術(shù)障礙?！　　盁o限續(xù)航”無人機(jī)的系統(tǒng)可靠性成為重點(diǎn)考慮的一個(gè)方面。據(jù)DARPA介紹，“禿鷹”計(jì)劃的可靠性目標(biāo)是當(dāng)前“全球觀測者”無人機(jī)的200倍，目

8、前除了衛(wèi)星之外，沒有人會(huì)考慮飛機(jī)連續(xù)飛行5年的可靠性。為此，DARPA強(qiáng)調(diào)“禿鷹”計(jì)劃的設(shè)計(jì)方案必須按照航天工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，而不是按照航空工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能滿足苛刻的任務(wù)要求。與衛(wèi)星相比，無人機(jī)的工作環(huán)境是明顯不同的。對無人機(jī)而言，晝夜的循環(huán)交替時(shí)間更長，因此，它在相當(dāng)寒冷的環(huán)境內(nèi)浸透之后，又進(jìn)入到了極端酷熱的環(huán)境中、與空間運(yùn)行的衛(wèi)星相比，無人機(jī)受到的輻射較少，但是相比于地面而言，仍然受到了更強(qiáng)的紫外線照射，這涉及到各種材料的老化問題?！?/p>