设计对标美国V-280，6吨小无人机完成中国航空工业大跨越

编者按：在低空经济产业不断升温的背景下，镧影R6000倾转旋翼机成为今年珠海航展的亮点之一。 作为迄今为止我国公开展出的最大倾转旋翼机原型机，镧影R6000采用与美军最先进倾转旋翼机V-280类似的转动旋翼轴、而非旋转整个发动机短舱的构型，在飞控和动力系统设计方面实现了跨越式追赶。 值得注意的是，由于其构型特殊，使得其同时拥有与固定翼无人机类似的性能，而对机场的要求却远低于固定翼无人机。据专家预计，其吨公里运输成本虽高于W5000型无人货运飞机，但将远低于数十元/吨公里。 针对这一跨越式创新，观察者网连线了联合飞机公司倾转飞行器研发中心总经理夏齐，请他对R6000的性能和未来市场定位做深入探讨。

【文/观察者网 唐晓甫】

观察者网：长期以来，对航空工业关注的朋友都十分关心我国倾转旋翼机的发展，从飞机设计的角度看，倾转旋翼机相比于传统直升机有什么优势？

夏齐：倾转旋翼飞机是一类革命性机型，这类飞机通过其独特的旋翼倾转设计，能够实现在垂直起降和高速水平飞行之间自由转换。这使得其同时兼具传统直升机和固定翼飞机的特点，具有大航程、大载重、高速巡航以及短距起降的能力。

由于倾转旋翼飞机的具有固定翼飞行模式，一般来说其飞行速度是传统直升机的2倍左右，有效载重是传统直升机的3倍左右，航程是传统直升机的5倍，飞行高度是传统直升机的2.5倍，优势非常明显。这使其飞行包线和活动范围要比传统直升机高得多，也就意味着飞机的应用场景更加广泛。

另外，可通过对机翼和桨叶的折叠，倾转旋翼机可以减小飞机停放的投影面积，这是传统固定翼飞机在狭小空间停放时不具备的优势。

总的来说，倾转旋翼飞机以其独特的性能和功能，不仅能够满足复杂地形和条件下的飞行需求，还能够为各种任务提供高效、灵活的解决方案，在军用和民用领域都具有广阔的应用前景。

观察者网：我们可以看到镧影R6000有两个特色：一个是无人机，另一个是在切换飞行模式时只需转动旋翼轴部分。这就带来两个问题，第一，为什么会选择无人机？第二，为什么放弃旋转整个发动机短舱的构型而采用只旋转旋翼轴的构型？

夏齐：R6000在技术路线选择上考虑无人机主要是有以下几个原因：

1.无人驾驶正处在技术的蓬勃发展期和迭代期，是未来航空器的重要发展趋势； 2.无人机采用先进的自动控制系统，并具有故障冗余设计，能够显著提高飞机飞行的安全性； 3.无人机的机载感知测量与飞机健康管理系统功能比有人驾驶飞行器更加完备，可以实现对飞机机载系统全方位的实时状态监控，提高可靠性与安全性； 4.无人机不用考虑飞行员及其相关的人因工程设计，设计难度降低，可提高飞行器的设计性能。

基于上述理由，我们按照“安全、易用、低成本”理念，制定了先无人载货后无人载人的研制路线，先期通过货运版构型进行技术难点攻关和验证，掌握核心关键技术，后期再进行无人载人的研制。

具体到飞机设计方面，其实短舱倾转路线相较于仅倾转旋翼路线的技术难度更低，更容易实现。但采用旋转发动机短舱设计会导致飞机在起落阶段，发动机尾喷口的高温气流会吹向地面。这可能影响飞机侧舱门位设计、货物搬运，并可能对机组人员和乘客上的登机、下机和人身安全造成影响。于是我们选取了技术难度大的设计方案。

由于R6000采用与V-280类似的倾转旋翼系统的构型，不仅可以避免发动机尾喷产生的高温气流，在起降阶段对飞机机身侧面的上下机活动造成不利影响，减小对侧舱门的设计的影响。此外，R6000的设计不会对未添加防烧蚀层的海上动平台表面产生高温烧蚀，有利于飞机未来在普通海上动平台起降。基于上述考虑，我们选择了仅倾转旋翼的设计方案。

R6000设计有利于乘员、货物上下飞机 联合飞机公司

观察者网：我们可以看到镧影R6000的的设计指标是最大飞行距离4000km，最大商载是2000kg。在包括飞鸿-95、HH-100之类的很多无人货运飞机航程定位为500-2000km的当下，这个设定无疑是一个大胆尝试。对R6000来说，市场定位是怎么样的？

夏齐：由于参与国际货运赛道需要考虑对应地区的地理环境限制，而目前R6000飞机受到动力系统的限制，无法在高海拔地区正常起降。所以，目前R6000的市场定位依然是平原地区的中远距离点对点货运。未来通过更换2000kw级功率的发动机，R6000将获得良好的高原起降能力，对于国际货运任务的适应性也将极大增强。

观察者网：从现在看来，如果将这型飞机载人，则舱内高度将很明显偏小，但我们注意到，镧影R6000额定载人是4-12人。这是否意味着未来会为了载人，做出一些针对性改进呢？

夏齐：目前R6000机身内的地板布置是按照货运型设计的，因此载人的人因工程方面考虑较少。后期载人型可通过下沉过道的方法，增高舱内最大高度（这种方案在AW609飞机和同重量级的小型公务机上也普遍使用），从而提高乘客的舱内活动舒适度。

在载人构型研发中后续将考虑人机工程相关技术要求，包含空调系统、压力调节系统、水-废水系统等相关系统的研发，确保载人构型符合适航条款要求。

观察者网：从现有情况看，大型无人机航线规划以及飞行器适航证获得都有一定挑战，倾转旋翼机的适航证获取以及航线资格审批会有什么不同？是否会有难点？

夏齐：倾转旋翼飞机在适航取证上最大的特点，在于要同时满足直升机和固定翼飞机的两种适航要求。此外，飞机设计层面还包含多项目前成熟度等级不是很高的关键技术，这都会显著提高后期飞机适航符合性验证的难度和周期。目前适用于倾转旋翼构型的适航标准各国都未正式发布，均是以专用条件的方式分别编制，这也是适航取证的一个非常大的难点。

航线资格的审批则需要结合倾转旋翼飞机的适航取证结果，目前还无法预估。但是随着低空经济的蓬勃发展，我们相信关于航线资格审批和运营审批将会大大简化流程，在保证安全的前提下应该会有很多新的政策和流程。

观察者网：在研究美国贝尔公司在倾转旋翼机实用化历史时，我们发现其早期试验机是于R6000吨位相近的7吨级XV-15，经过几十年的实用化发展，现在其拳头产品是27吨级的MV-22倾转旋翼机和15吨级V-280，可以说已经实现了谱系化发展。请问你们是否有类似的谱系化发展方案？能否向读者透露一下相关规划？

夏齐：对于倾转旋翼飞机，我们有谱系化发展的计划，包括计划在R6000基础上衍生出的更大或更小吨位、不同能源动力形式的产品，预计产品可能将覆盖油动、油电混动、纯电动等。后续将根据产品成熟度向着大吨位的构型开展研发工作。

现在R6000的001号原型机搭载的是中国航发动研所为主自主设计研发的AES100型涡轴发动机，高国产化率为未来相关机型发展打下了良好基础。根据我们的规划，下一步将首先开展无人载人构型的研发，同时将重点放在匹配发动机的研发上，作为后续大吨位倾转旋翼研发的基础条件之一。

镧影R6000 联合飞机公司

观察者网：现在各类飞行器动力选择越来越多样化，油动、电动以及各种形式的混动（例如氢能源、乙醇）等技术路线在同步推进。您是如何看待油动、电动以及混动的呢？他们各自有什么样的优势和劣势？你们未来会选择哪类动力作为主研方向？

夏齐：油动、电动和混动的动力形式各有其独特的优势和劣势，选择往往取决于飞机的应用场景、性能需求以及经济性和环保性的考量。

油动的动力当前应用最多的动力形式，能够满足重载和长航时的需求。因具有长期的应用历史，在技术成熟度（从环境适应性角度看）、可靠性和稳定性等方面较高。但油动也存在一些缺点，比如因油动系统复杂、需要定期维护和保养，导致油动系统维护成本高等。

电动形式在当前的eVTOL飞机上应用最多，其具有环保、维护成本低和噪音小的优势，但当前的电池能量密度制约了电动动力飞机的航程和载重能力。另外电池的充电时间长、充电设施不完善等问题当前还未完全解决。

混动的动力形式结合了油动和电动的优点，可以根据实际需求在油动和电动模式之间切换，既保证了飞机的重载和长航时能力，又降低了环境污染和噪音水平。当前众多飞机制造商，像波音、空中客车集团、GE、罗罗等知名企业已布局飞机混动发动机的研发。

在中国工信部等四部门联合发布的《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》中就明确了通航装备以电动化为主攻方向，兼顾混合动力等技术路线。但当前大功率的航空混动发动机面临了一些技术、成本和适航认证等方面的挑战。

其中技术挑战主要体现在电池能量密度提高、电动机功率密度提升、系统集成复杂性等方面。成本挑战主要体现在研发和生产成本较高，需要通过技术创新和规模化生产来降低成本，以实现商业化应用。适航认证挑战主要体现在需要满足严格的适航认证标准，这要求对其进行全面的测试和验证，以确保其安全性和可靠性。

我们这款6吨级旋翼飞机是大载重，长航时的飞机。目前国内外的动力系统中，因电动和混动的技术限制尚不能满足倾转旋翼飞机的动力需求，考虑到后期载人机型和适航认证，我们会以油动形式的飞机为主要研制方向，并同步规划和布局混动和电动构型飞机的研发。

未来倾转旋翼机将可能会尝试不同动力设计 联合飞机公司

观察者网：最后一个问题，我们可以看到全球现在进入实用化阶段的倾转旋翼机极少，而采用与R6000类似构型的可以实用的倾转旋翼机几乎就只有美国的V-280，你们是如何在复杂且没有足够可参考资料的情况下突破相关技术难关实现相关设计的呢？同时此类飞机的飞控设计也极难实现，你们是如何在复杂且没有足够可参考资料的情况下突破飞控技术的呢？

夏齐：目前我国多个高校和研究所对倾转旋翼构型都开始了长期的研究，包括理论、仿真、缩比模型验证等。国内相关论文、专利、模型等报道都可以表明我国在倾转旋翼机的理论方面具有相当的技术积淀，具备了倾转旋翼工程实现的基础。这也是为何这两年倾转旋翼的专利持续增多，多个公司公布倾转旋翼构型飞机产品的重要原因。

联合飞机作为国内无人机研制头部企业，与包括清华、南航、西工大、北航、北理工等国内的各大院校开展技术合作、人才交流；我们的技术骨干也大部分来自航空工业院所，团队人员有扎实的理论知识和丰富的工程经验。

2022年，我们组建了“新一代飞控系统攻关团队”，百多名研发人员进行了长期的封闭式技术攻关。同时进一步开展全球人才梯队建设，聘请行业专家，开展国际合作和交流，共同奋斗落实工程化实现。

因此，联合飞机发布的镧影R6000倾转旋翼无人机，在全自动飞控方面已经有了长足的突破和进展，后续将通过地面试验和飞行试验来验证相关技术的成熟性和可靠性，最终实现产品化。

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