无人配备演进心脏加快军工国际丨

　　2024年10月，心脏法国达索公司对外宣告 ，军工进其行将推出“阵风”战斗机的国际丨无无人僚机，用以未来辅佐“阵风”战斗机履行冲击使命 
。人配有音讯称，备加该无人僚机选用涡扇发动机供给动力 ，快演以使无人僚机具有长期的心脏续航才能和优异的高空功能
。

　　关于无人配备而言，军工进动力配备的国际丨无重要性显而易见 。动力配备宛如无人配备的人配“心脏”，在无人配备中首要担任动力生成 、备加传递以及作战能量的快演供给，其选型是心脏否适宜与无人配备研制作业的胜败休戚相关。

　　从“单一动力主导”到“多源协同”、军工进从机械年代到智能年代，国际丨无动力动力技能的一次次行进，支撑着无人配备从实验室走向战场 、从概念验证迈向大规模运用，正在对无人范畴的战场规矩发生不容忽视的影响。

　　今日
，让咱们一起走近无人配备动力技能演进史，一起了解其从单一化到多元化、从高耗能到高效能、从依托化石动力到拥抱清洁动力的跨越式开展过程
。

无人配备动力动力技能行进或将从头界说无人战场规矩——。

无人配备“心脏”加速演进
。

　　■夏潇潇　 陈国兵　 侯 融
。

混合运用多种动力供给动力的英国C-Enduro无人水面艇。供图：阳 明。

　　 。无人配备开展初期 ，热能动力设备“鹤立鸡群”。

　　20世纪下半叶 ，世界各国开端对无人机 、无人水面艇等无人渠道进行深化探究，各型无人配备开端在长途冲击、侦查勘探等范畴发挥重要作用，无人配备的研制处于新式阶段。

　　这一时期
，凭仗老练的技能体系和安稳的输出功率，内燃机等热能动力设备成为新式无人配备动力源的肯定主力。

　　其时无人配备常用的热能动力设备，首要有活塞发动机、涡轮发动机 、火箭发动机3类 。

　　在这3类常用热能动力设备中
，活塞发动机最为常见。

　　在密闭的容器内，汽油、火油等燃料与空气混合，焚烧胀大做功终究发生动力。这类发动机具有耗油低、故障率低和质量轻等长处 ，是无人配备开展前期遍及选用的动力源计划 ，广泛运用于地上无人车 、无人水面艇和中小型无人机的制作中。

　　美军大名鼎鼎的“捕食者”无人机，便是选用这类发动机的典型代表。

　　搭载罗塔克斯914增压汽油活塞发动机 ，即便在气象条件较为杂乱的沙漠与高原环境 ，“捕食者”也能安全安稳运转 。

　　别的一种涡轮发动机，多用于无人直升机的动力源，首要包括涡喷、涡扇、涡桨和涡轴发动机等  。这类发动机能够前进无人机的载荷才能、巡航速度和滞空时刻，如美国MQ-8B火力侦查兵就运用了单发涡轴发动机。

　　火箭发动机首要用于高速、超高速无人机。这类无人配备自带推进剂 ，推进剂在火箭发动机内转化为动能，构成高速射流排出发生推力 。例如
，美国研制的超声速AQM-37系列无人靶机，首要用于军事演习中模仿空对空方针、空对地弹药以及弹道导弹等
，选用火箭发动机供给动力，飞翔速度可达3~4马赫，射程超越180公里 ，能够模仿高速飞翔方针，满意军事训练和兵器测验的需求。

　　与此同时，热能动力设备的缺陷也不容忽视。

　　以活塞发动机为例，原动机和驱动轮之间一般选用齿轮传动等刚性衔接设备，导致活塞发动机结构规划灵活性差，且发动机在运转时有必要不间断开机
，噪音大
、红外特征显着 、荫蔽性差。

　　大部分热能动力设备还存在热功率低的通病。很多能量以废热方法流失 ，这些显着的热信号简单被敌方声呐或红外勘探设备确定 ，约束了其作战的荫蔽性  。

　　例如 ，美军AQM-34无人侦查机，首要履行侦查、监督和电子战等多种使命，曾被很多投入越南战场 。但该无人配备动力体系的红外特征显着
，在战场上简单被红外制导导弹发现并击落
。

　　总的来说，热能动力设备为无人配备的初期开展奠定了根底
，但其高能耗、低荫蔽性的缺陷，也迫使科研人员不断寻求更清洁 、高效的代替计划。

　　。随同电池技能行进 ，无人配备迎来爆发式开展。

　　21世纪初 ，电池技能的打破大大加速无人配备的开展进程，无人配备的动力源有了电力驱动这个新选项 。

　　凭仗低噪声
、零排放等特性 ，电力驱动使无人配备在侦查、监督等使命中展现出一起优势
。

　　不过，无人配备的续航才能受限于电池的能量密度和功率密度 。因为电池贮存的能量有限 ，以及户外作战环境下无人配备的能量补给困难等，电力驱动现在首要运用在轻型
、小型和微型无人配备上。

　　在这些无人配备中，人们最常看到的是镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池等可充电电池
。这类电池往往能够输出相当可观的功率  ，遭到运用者的喜爱
。

　　以锂聚合物电池为例，该电池选用聚合物电解质替代了传统浸泡在电解液中的多孔隔阂。这种固态聚合物规划让用户能够自在选择电池形状 ，以满意不同运用范畴的特别需求
。

　　西班牙的“罗德”轮式机器人
 ，是较早选用电力驱动的无人配备 。据悉，为该机器人供电的蓄电池可接连供电2小时，机器人最高时速可达6.5公里。

　　曾在伊拉克战役中为美国海军查找和打扫水雷的美国REMUS-100无人潜航器  ，相同选用电力驱动作为动力源
。假如该无人潜航器以每小时3公里的速度行进 ，潜航器中搭载的锂电池能保证其接连飞行9小时。

　　此外，在电力驱动范畴内，还有一种特别的动力设备——燃料电池值得人们重视 。

　　燃料电池尽管姓名里包括“电池”这两个字 ，但其运作原理与惯例电池非常不同。

　　惯例电池贮存电能时 ，一般经过燃料焚烧发生热能后，用机械设备将热能转化为机械能 ，再使用该能量驱动发电机发生电势和电流，然后存储到电池中 。

　　燃料电池则无需中心过程，能够直接将贮存在氧化剂和燃猜中的化学能 ，经过电极反响转化为电能 ，具有能量转化功率高 、环境污染小 、噪声低一级长处。

　　环绕燃料电池，一些国家做出了较多测验 。

　　在“赫尔墨斯”系列无人侦查机的根底上
，以色列探究开展以燃料电池为动力的高空长航时无人机；选用燃料电池的美国海马无人潜航器 ，最大航速为6节，可在半径90公里的规模内接连作业近百小时 ，满意履行长时段的长途情报搜集
、监督和侦查使命……不过
，受限于技能水平，现在燃料电池的本钱还比较高
，且体积较大  ，不适用于小型无人配备的运用规划。

　　电力驱动也极大拓宽了无人配备的运用场景 。

　　美国“悬停灯”无人机经过缆绳衔接地上电源，尽管机动规模被约束在缆绳长度内
，但完结了72小时滞空监控 。

　　英国“鸬鹚”太阳能辅佐电动无人机，被运用于履行生物多样性调查的使命 。在亚马逊雨林，依托电力驱动的无人机有用避免了燃油对环境形成的污染 。

　　与热能动力体系比较，电力驱动具有独有的优势，但咱们仍要看到其续航才能与环境适应性不强的局限性，由此 ，这也催生了第三代混合动力技能。

　　 。“混合动力+动力智能再生”，引领开展新方向。

　　跟着无人配备在情报侦查 、环境勘察
、跨域救援等范畴的推行运用
，一些杂乱使命对其续航才能、环境适应性、荫蔽性等提出了更高要求，传统单一动力动力形式逐步难以为继。

　　在这种布景下 ，混合动力与动力智能再生技能的行进打破了无人配备对单一动力的依托 ，无人配备动力动力体系敞开从“单一动力主导”向“多源协同”的改变 。

　　混合动力并非新概念 ，早在热能动力年代，就有惯例舰艇混用内燃机和柴油机的先例。

　　电力驱动技能开展老练后，越来越多无人配备在规划时，就将目光投向了油电混合动力。这种多动力协同机制不只能大幅提高动力体系归纳功率，还能够经过智能能量办理算法，完结不同动力的实时优化配备，使无人配备的续航时刻延伸至传统体系的数倍。

　　例如，美国MQ-25“黄貂鱼”无人加油机 ，运用涡扇发动机和电池组一起供能，高速巡航时由燃油驱动，荫蔽突防时切换为电动形式 ，噪声能下降约70%。

　　又如，乌克兰的马古拉V5无人水面艇，选用的也是油电混合动力，巡航速度可达22节 
，冲刺时更能到达42节。在挨近方针前 ，它运用噪声较大的发动机驱动 ，挨近方针后，便会切换至电池驱动完结静音飞行。

　　相较于将热能驱动和电力驱动等老练技能进行混合规划 ，将风能 、太阳能
、波涛能等新式动力技能整合叠加到现有动力体系中，则更具实验和探究性质 。

　　例如，英国C-Enduro无人水面艇 ，除传统的柴油发电机外 ，还搭载了720瓦功率的风力发电机和12块太阳能电池板，双直流电机驱动下，其最高航速可达7节 ，可继续自主飞行3个月，具有较好的归纳动力功能。

　　在开展方向上 ，动力再生技能的继续打破也正在重构能量补给体系——凭借压电资料，仿生扑翼飞翔器将机械振动转化为电能；水下潜航器使用洋流温差发电设备完结自我克制供电；地上无人车配备可折叠太阳能薄膜在驻停时自主蓄能……。

　　更具革命性的是 ，无线充电矩阵与空中能量中继技能的打破
，使无人机群能在使命途中经过电磁共振或激光输能方法完结“空中加油”，构建起立体化动力补给网络，如韩国科学技能院研制20m激光无线充电体系，可为5公斤级无人机实时补能，传输功率大幅提高。

　　多元交融不只体现在技能层面
，还将催生出全新的配备运用概念——具有生物降解特性的柔性电池与氢燃料电池结合 ，从而完结一次性侦查设备的零污染自毁；微型核电池与超级电容联用后，深空勘探器将获得数十年时刻的继续供能；能量信息一体化技能的老练，让动力体系自身成为数据中继节点
，在传输电能时同步完结信息交互……未来这些范畴中任何一项内容获得运用打破，都将引领无人配备又一次飞跃开展。

　　从内燃机的轰鸣到氢燃料电池的静寂 ，从系留缆绳的捆绑到激光补能的自在，无人配备动力动力体系的每一次跃迁 ，都在对无人战场规矩做出从头界说 。

　　未来 ，跟着核聚变
、量子电池等颠覆性技能老练，“无限续航”的无人配备或将完全改写战役形状：平流层太阳能无人机构建全天候通讯网络 ，核动力潜航器掌控深海航道，沙漠中的氢能无人车组成机动补给链——到那时，越来越多的机器兵士将深化各范畴战场。

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