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【无人系统副主任委员单位动态】揭秘战狼W20设计:小身材,如何炼就强大本领?

来源:时代星光科技 发布时间:2023-10-18浏览:393
揭秘战狼W20设计:小身材,如何炼就强大本领?

目前,多旋翼无人机已风靡全球,并广泛应用于国防军事、应急救援和线路巡检等众多领域。

现有的多旋翼无人机大多数是使相邻两个机臂上的电机转动方向相反,桨叶也是相邻的两个机臂一正一反安装,这种设计原理是用来抵消本身的反扭矩,防止无人机在正常工作状态下发生自旋。根据电机的旋转速度与其产生向上的拉力和扭矩的关系能够得到单个旋翼产生的升力值和扭矩值。通过桨叶的拉力与飞行姿态之间的关系能够对无人机的姿态进行调控,进而对无人机的位置进行调控。

但这种设计由于桨叶都在同一平面导致无人机的轴距和尺寸变大,无人机的整体迎风面变大,重量也有所增加,这就需要更多动力来支撑无人机的各种姿态飞行,飞行时耗能较大,导致飞行时间较短;不仅如此,还会导致无人机的抗风能力减小,稳定性变差。

为了解决以上行业难题,时代星光推出了战狼W20智能无人机。战狼W20采用行业独创非同平面错位布局设计,减小飞机尺寸,降低风阻系数、噪音的同时,极大增加了负载能力和续航能力,实现搭载三光吊舱续航50分钟,最大载重7.5公斤。各项硬核指标均达到行业同级尺寸无人机之最!


战狼W20非同平面布局设计结构示意图(专利技术)

为了揭开这款独一无二的非同平面布局无人机的秘密,小编独家采访了时代星光硬件部门的工程师。下面带来采访的详细内容。

「Q:能否介绍一下战狼X系列无人机到W系列无人机机体结构的变化,有什么重要的突破?」

A:战狼W20智能无人机,相比以往同平面的布局方式,采用了非同平面布局的方式,看似简单的非同平面布局桨叶背后,其实是先进工程技术和空气动力学的交互杰作。这使得战狼W20飞行时稳定性更好,确保飞机安全而稳定地起降和飞行。同时可以最大程度减小战狼W20的外缘尺寸,这样受到的风阻变小,抗风能力增强;基于减重与减小接触面积两个因素又提升了战狼W20的飞行时间。

「Q:这一全新的设计大大提高了咱们战狼W20的飞行稳定性,这是怎么做到的呢?」

A:通过将上桨叶设置在位于上侧的上机臂的顶面,将下桨叶设置在位于下侧的下机臂的底面,能够尽量扩大上桨叶与下桨叶的间距,减小上桨叶运转时产生的气流与下桨叶运转时产生的气流之间的相互影响,能够有效地提升战狼W20在飞行时的稳定性。

「Q:战狼W20在同级别尺寸中达到了最大载重量,飞行时间也遥遥领先,其中的原理是什么呢?」

A:首先,战狼W20在同一机臂上仅设置一个螺旋桨,有效地减小了战狼W20的整体重量,载重量也就提上去了;其次,战狼W20通过第一机臂组与第二机臂组交错设置,避免了相邻的上桨叶和下桨叶在运转时产生碰撞,可缩短机臂的长度从而达到减小战狼W20外观尺寸和重量的效果,这两个突破性设计让W20的载重能力和续航能力在同级别尺寸的无人机中遥遥领先。

「Q:战狼W20在尺寸上面也有所突破,这将为整个行业带来怎样的革新?」

A:众所周知小型无人机在俄乌冲突中发挥了关键性作用,无人机杀伤链战争正在改写未来战争的游戏规则。为提高无人机的机动性能和战场生存能力,机体正朝着小型化的方向发展。战狼W20采用折叠式设计,尺寸小、质量轻,因此具有很大的隐蔽性。特别是在复杂地形和城市作战,它可以在障碍物和建筑物之间穿梭飞行,实时获取局部战场信息。

不仅如此无人机整体的便携性也得到大幅提升,整机采用快速拆装机,机臂折叠设计,动力线、信号线、天线馈线跟随机臂折叠;可实现单兵式背负,使用更加灵活方便。

「Q:我们知道战狼W20采用的是静音桨,那它的静音原理是什么呢?」

A:多旋翼无人机桨叶在旋转过程中,会高速切割空气,从而会产生尖锐的噪声,目前我们推出的静音桨主要由两种途径来降低噪声。

一是改变战狼W20桨型。通过选取一个更优的桨型,降低无人机飞行过程中电机转速,使得无人机的桨叶切割空气的速度相对而言没那么快,就能降低一部分的噪声。

二是战狼W20桨尖特殊的结构设计。桨叶在旋转过程中,桨尖转动的线速度最大,基于这种原理,静音桨在设计的时候,桨尖稍往后掠,且变得更窄一点的结构方式能减小桨叶切割空气的声音,从而实现“静音”的效果。

「Q:在飞行过程中,如果战狼W20有一支或几支桨叶受损,飞机还有可能保持平衡吗?」

A:所谓“保持平衡”我理解为无人机的悬停状态,首先答案是如果受损区域不大的话,是可以保持悬停的。

对于无人机的悬停,从物理角度来考虑就是桨叶提供相同的拉力,这个时候就可以保持悬停。我们知道,桨叶的拉力跟电机的转速呈正相关,转速越大,拉力就越大。那么对于一个受损的桨叶而言,还要求能够提供那么大的拉力,只需要电机转速提高到一定程度即可,对于多只桨叶受损也是如此,因此,战狼W20一只或多只桨受损之后,如果受损区域不太大的话,战狼W20也是能保持平衡的,但即使能保持平衡,这也是一种不正常的平衡,无人机的机动性能会降低很多。

经过此番和硬件工程师的对话,小编更加认识到战狼W20无人机无论是为成都大运会保驾护航,还是在油罐火灾应急现场进行火场侦察,或是在水域救援实战中抛投救生物资,都能出色完成每一次任务。每一处细节的考量以及丰富的实战经验,炼就了战狼W20强大的本领,相信战狼W20未来将会为行业用户带来更高效、更省心、更安全的作业体验。

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