西科斯基的旋翼吹翼无人机以飞机和直升机模式飞行
快速阅读: 据《简单飞行》称，西科斯基公司成功试飞其旋翼吹气翼无人机原型，展示垂直起降与高速飞行切换能力。该技术未来可用于救援、监控等任务，甚至支持有人-无人协作。这得益于DARPA推动的垂直起降技术发展，包括自主飞行和人工智能应用。
在垂直起降（VTOL）航空领域的最新突破中，西科斯基公司成功完成了其旋翼吹气翼无人机原型的试飞。这款小型无人机不仅能垂直起降，还能在飞行模式下展现出稳定且灵活的操控性能。这款缩小版原型机由复合材料制成，并使用电池为其提供动力。这架翼展为10.3英尺的飞机在2025年1月创造了历史记录，成功完成了超过40次的起飞和降落。该无人机还多次成功完成设计中最难的操作，即在直升机模式和飞机模式之间切换。该飞机在水平飞行模式下的最大巡航速度达到86节。
照片来源：西科斯基
“我们的旋翼吹气翼已经展示了从悬停到高速机翼载荷巡航飞行，再返回的反复且可预测过渡所需的控制能力和独特的操控特性，”西科斯基创新部门主任伊戈尔·切尔平斯基说道。他接着表示，“为了使这种过渡操作顺畅且高效地完成，需要新的控制法则。数据表明，当扩大到更大尺寸时，我们可以在起伏的舰船甲板和未准备地面运行。”
在未来，这种类型的无人旋翼吹气翼飞机可以用于众多任务，从人道主义救援到管道监控、消防监测以及搜救（SAR）。在较大版本的设计中，可能实现远程情报、监视和侦察（ISR）以及有人-无人协作团队操作。为了在没有飞行员的情况下引导飞机飞行，西科斯基的MATRIX自主飞行技术将被纳入未来开发的所有旋翼吹气翼模型中。这个例子只是西科斯基正在研发的技术家族中的一个成员。该家族将包括单主旋翼飞机和带翅膀的VTOL无人机。西科斯基还在研发一款1.2兆瓦的混合电动演示器（HEX），以通过倾斜翼设计实现长距离人员或货物运输。预计HEX动力系统试验台将在2027年展示悬停功能。
**起源**
这一切都始于国防高级研究计划局（DARPA）旨在推进当前垂直起降技术的最先进技术的项目。DARPA发出了号召，西科斯基公司、奥罗拉飞行科学公司、波音公司和卡雷姆飞机公司响应并参与其中，将雄心勃勃的目标变为现实。在DARPA主页上，他们声明：
照片来源：奥罗拉
这正是2014年的垂直起降实验飞机（VTOL X-Plane）计划所要做的。在项目进程中，所有竞争开发者都选择使用无人驾驶航空系统（UAS）作为他们的技术演示器，尽管DARPA并未强制要求这样做。不幸的是，在2018年，DARPA关闭了该项目，因为未能实现任何成功的飞行测试。当时奥罗拉表现出了一定的希望，但项目被取消。
时间快进至2022年9月，DARPA启动了新的ANCILLARY项目：“先进飞机无基础设施发射与回收（ANCILLARY）项目旨在开发并飞行验证一架X型飞机，具备大幅提升长时间续航和[VTOL][UAS]性能的关键技术。”ANCILLARY项目下的X型飞机测试计划于2026年进行，反映了向适应快速变化环境的敏捷飞机转变的趋势。
参赛者有：AeroVironment、Griffon Aerospace、Karem Aircraft、Method Aeronautics、诺斯罗普·格鲁曼公司和西科斯基公司。
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**X-Plane**
西科斯基创新团队是洛克希德·马丁公司中负责激进设计理念的小组，例如旋翼吹气翼无人机。该小组的负责人是伊戈尔·切尔平斯基，他将其使命定义为：
照片来源：西科斯基
DARPA的VTOL X-Plane试点项目挑战“行业和创新工程师创造一种单一的混合动力飞机，同时在四个领域推动技术边界。”这是DARPA在2014年最初设定的标准：
速度：达到最高持续飞行速度300节至400节
悬停效率：将悬停效率从60%提高到至少75%
巡航效率：呈现更有利的巡航升阻比至少10，从目前的5-6提升到至少10
有效负载能力：能够携带至少自身预计总重40%的有效负载以完成有用工作
目前在ANCILLARY计划中，目标已被重新定义为“将小型垂直起降（VTOL）无人航空系统的性能提升至现有技术水平的三倍”，这是ANCILLARY项目负责人史蒂夫·科马迪纳的表述。
**从灰烬到天空**
ANCILLARY计划正在顺利进行，但之前的那些设计走向了何处？新的参赛者包括Karem和Sikorsky，但值得注意的是，Aurora和波音已经不在最新的名单中。
波音公司的Phantom Swift配备了内置升力风扇和翼尖风扇，以确保垂直飞行模式下的稳定性。分析师预测其最高时速可达400节，超越了典型旋翼机的限制。2013年，一款缩比模型成功实现了概念验证飞行。
此后，关于其复活的传闻时有发生，但波音公司或任何国防部机构均未展示进一步发展的迹象。
照片来源：NASA
Aurora的Lightning Strike目标是达到10的升阻比并实现超过75%的悬停效率。该设计采用前翼风扇以提升控制性能，更有效地分配推力。工程师在机翼和前翼上安装了多个涵道风扇，每个风扇均由Rolls-Royce AE1107C涡轴发动机提供动力，通过三个Honeywell发电机发电。
缩小比例的飞行器演示器于2016年3月成功飞行，并随后赢得了DARPA VTOL X-Plane竞赛。然而，它们似乎已经退出了实质上是该项目后续项目的计划。
很难确切地说出原因，但也许自主性和人工智能（AI）的明确重点是最新一轮开发中的重要因素。这些恰好都是Sikorsky旋转吹翼无人机表现出色的领域。
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**空中的人工智能**
VTOL X-Plane计划可能没有实现全尺寸飞行演示，但关键成果包括在倾转旋翼、尾座式飞机和分布式电动飞行方面的知识扩展。DARPA在该计划下促成的合作关系为持续研究旋转吹翼、倾转翼原型和混合电动缩比测试奠定了基础。
这一开发周期也为当前AI和自主无人机设计浪潮铺平了道路，这些设计将在ANCILLARY竞赛中正面交锋。VTOL X-Plane时代能够在飞行平台的气动、动力系统和其他工程领域取得进展。
VTOL X-Plane计划可能没有实现全尺寸飞行演示，但关键成果包括在倾转旋翼、尾座式飞机和分布式电动飞行方面的知识扩展。DARPA在该计划下促成的合作关系为持续研究旋转吹翼、倾转翼原型和混合电动缩比测试奠定了基础。
现在，ANCILLARY的参赛者将有一个基础来帮助他们构建应对新挑战的飞行器——一个人工飞行员。这正是Sikorsky在先前项目中已取得进展的技术。
**Sikorsky的Matrix**
肯塔基州坎贝尔堡的自主BLACK HAWK演示表明，直升机在飞行员将驾驶舱设置从两人切换为零人并离开后，自主完成了所有起飞前检查及起飞过程。被标记为Model A且带有DARPA标志的直升机独立完成了所有起飞前检查及起飞过程。
同时，Sikorsky的自主研究飞机（SARA），一架改装的S-76B，正在作为飞行实验室，推动MATRIX技术应用于可选有人驾驶飞行以及潜在的商业用途，如灭火、货物运输和城市空中移动。
DARPA、Sikorsky和NASA之间的这种合作将帮助引入一个新的航空自主新时代，有可能节省资源、飞机和生命。这些测试还将协助联邦航空管理局（FAA）将自动化系统研究与飞行程序数据相结合，以促进高级空中交通系统进入国家领空。
**轮子放下**
Sikorsky最新涉足令人振奋的垂直起降飞机领域，预示着更加激动人心的事情即将来临。此前的努力以及并行的技术开发正在汇聚成一股力量，塑造航空的新时代。
照片来源：Sikorsky
未来的有人及无人飞行器将通过这款小型电池动力无人机验证的诸多技术受益。尽管它体型小巧，但凭借突破性的技术和理念弥补了这一短板，这些技术和理念将彻底改变我们的飞行方式。
(以上内容均由Ai生成)
