近日，国产镧影R6000无人倾转旋翼机下线，引发了大众对倾转旋翼无人机的关注。借助于集各家之长的特殊设计，倾转旋翼无人机在理论上拥有一系列性能优势，发展应用潜力不俗。不过，这种无人机的技术“门槛”较高，推广应用势必面临不少挑战。

追求性能“1+1>2”

倾转旋翼无人机属于旋翼类无人机家族的特殊成员，它的“亲戚”包括无人直升机、多旋翼无人机等。它们的共同特征是借助螺旋桨产生升力，驱动无人机飞行。

国产镧影R6000无人倾转旋翼机飞行效果图

无人直升机和多旋翼无人机可以垂直起降，不受场地限制，但飞行速度慢，续航时间短。相比之下，传统的固定翼无人机飞行速度快，续航时间长，但起降往往离不开跑道，机动性受限。倾转旋翼无人机正是将无人直升机的垂直起降功能与固定翼无人机的高速巡航性能相结合，依靠另辟蹊径的独特设计，展现出特殊的性能优势，填补了无人机应用领域的“空白”。

倾转旋翼无人机起源于20世纪80年代中期，逐渐发展为双旋翼、三旋翼、四旋翼及三轴六桨等不同配置的“兴旺家族”，而技术原理是相近的。

以美国鹰眼双旋翼倾转旋翼无人机为例，其在固定翼两端配备了可倾转的发动机短舱，加上顶端桨叶，构成了倾转旋翼，飞行中根据需要在垂直状态与水平状态之间切换，从而实现无人机在直升机模式与固定翼飞机模式之间转换。

当倾转旋翼垂直于机身时，无人机具备类似普通直升机的垂直起降、空中悬停、前飞、后飞和侧飞能力；当倾转旋翼向前旋转90度、从垂直状态转到与机身平行状态时，旋翼就变成了前向螺旋桨，无人机切换为固定翼飞机模式，能够高速远程巡航飞行。

这种飞行模式切换给倾转旋翼无人机带来了不少性能优势。

其一是速度快、航程远。在巡航阶段，倾转旋翼无人机的机翼产生升力，所有动力用于向前飞行，旋翼不会产生额外阻力，从而提高了整体气动效率，飞行速度、燃油效率和同等载油量下的航程均远远超过直升机。

其二是使用更灵活，应用范围更广。倾转旋翼无人机可以在较平坦地面和舰船甲板上垂直起降，适应性较强，有利于执行更加多样化的任务。

其三是整体使用成本低，性价比高。虽然倾转旋翼无人机结构复杂，维护保养消耗不低，但有望替代更多无人直升机和固定翼无人机的组合，降低整体使用成本，也具备更出色的性价比。

军民应用前景光明

随着多方面相关技术逐渐发展成熟，一些性能优化的倾转旋翼无人机设计方案逐渐普及。

例如，美国推出了绰号“警惕”的V-247大型舰载双旋翼倾转旋翼无人机，没采用复杂的固定翼两端可倾转发动机舱，而是在固定翼上安装两具可倾转旋翼，又在机身内配置单台涡轴发动机，借助传动轴驱动可倾转旋翼。这样一来，其设计难度有所降低，安全性显著提高。据公开资料显示，国产镧影R6000无人倾转旋翼机也采用了类似方案。

随着倾转旋翼无人机进化发展，其技术优势在军民两用领域备受关注。

在军民通用领域，依靠航时航程较长、速度快、机动性强等优势，倾转旋翼无人机可以执行快速运输、物资投放和搜救等任务，进而提高整体响应速度和灵活性。在应对恶劣环境、处置突发事件方面，倾转旋翼无人机可以完成一些固定翼无人机“无可奈何”的任务。

在军用领域，倾转旋翼无人机的直接用途包括物资运输、侦察、监视、通信中继、目标指示、电子干扰等。“鹰眼”自2006年加入美国海岸警卫队后，凭借360公里/时的最大飞行速度和6小时续航时间，在这些方面表现不俗。

配备武器后，倾转旋翼无人机还能执行武装封锁、对地对海打击、快速部署特种部队突袭、战场支援等任务。美国海军陆战队近年测试的V-247倾转旋翼无人机实现了560公里/时的最大飞行速度和近2000公里的航程指标，载重270公斤状态下，续航时间长达11～15小时，有望在近海和岛礁战事中发挥重要作用。

在民用领域，倾转旋翼无人机发展成熟后，五花八门的用途包括城市交通管理、物流配送、农业植保、影视拍摄、应急救援、海事巡逻等。

技术挑战不容忽视

需要注意的是，倾转旋翼无人机的性能优势是通过在结构、气动、控制等方面加剧复杂化换来的，因此在研发和应用过程中需要克服诸多挑战。

首先是复杂结构设计问题。在固定翼无人机的基础结构上增加倾转旋翼后，倾转旋翼无人机的设计难度显著提高。如何保障倾转旋翼无人机各飞行阶段的稳定性和操控性，消除固定翼和倾转旋翼的隐患，是其结构设计调整的关键难题。

其次是多重气动干扰问题。倾转旋翼产生的气流与无人机机身相对气流呈现耦合作用，很可能遭遇剧烈气动干扰，同时涉及倾转旋翼相互干扰以及倾转旋翼与尾翼等舵面之间发生干扰。尤其是在无人机处于垂直飞行和悬停状态下，倾转旋翼与固定翼的气动干扰最严重，还会对有效载荷产生较大影响。

再次是倾转过渡状态的建模问题。倾转旋翼无人机在直升机模式和固定翼飞机模式之间切换时，存在过渡状态。科研人员发现，这时候其气动特性是非线性的，翼面干扰状况复杂，难以准确建模，缺乏精确的数学模型，给设计控制率带来了难题。

最后是倾转过程的控制问题。倾转旋翼无人机融合了多旋翼无人机和固定翼无人机的部分控制特性，使控制算法的难度和复杂程度显著提升。为了避免控制失效，更好地实现倾转旋翼和固定翼的协调控制，有必要重建分析模型和控制算法。

此外，倾转旋翼无人机也不能忽视无人驾驶相关控制和安全问题。想要解决这些问题，科研人员必须不断深入研究，推动试用验证，早日促使倾转旋翼无人机在军民领域大放异彩。

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