以色列微型混動系統(tǒng)，將自殺式無人機(jī)的續(xù)航時間提升5倍

根據(jù)《防務(wù)要聞》（breakingdefense）等網(wǎng)站報道，以色列埃爾比特公司已經(jīng)選擇了本國洛文塔爾混合動力公司（LowentalHybridLtd.）的新型油電混合動力發(fā)動機(jī)，作為包括自殺無人機(jī)在內(nèi)的多種小型飛行器的動力系統(tǒng)。

洛文塔爾混合動力系統(tǒng)

埃爾比特是以色列主要的無人機(jī)研制生產(chǎn)商，也是世界無人機(jī)市場上活躍的銷售商。埃爾比特制造的無人機(jī)已經(jīng)裝備多個國家，并參與了近年來的多起軍事沖突和戰(zhàn)爭。例如，其“空中打擊者”系列自殺式無人機(jī)/巡飛彈，在阿塞拜疆與亞美尼亞的納卡沖突中就摧毀了大量防空系統(tǒng)和裝甲目標(biāo)。

兩家公司都表示，新型動力系統(tǒng)的使用，有望將小型無人機(jī)的續(xù)航時間提升數(shù)倍，從而使其戰(zhàn)場效能獲得變革性的突破。

從這兩家公司發(fā)布的宣傳資料來看，在對于小型無人機(jī)動力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢描述中，他們都相當(dāng)強(qiáng)調(diào)聲學(xué)隱蔽性，這是傳統(tǒng)無人機(jī)系統(tǒng)和動力系統(tǒng)供應(yīng)商不經(jīng)常宣傳的性能。

依靠遠(yuǎn)程通信的支持，大量麥克風(fēng)陣列可以分布式部署在一大片區(qū)域內(nèi)，形成被動探測網(wǎng)絡(luò)。

對于低空低速飛行的無人機(jī)，分布式的聲學(xué)傳感器陣列，受探測視野盲區(qū)等因素的影響很小，能夠在雷達(dá)鎖定目標(biāo)之前，先行探測到推進(jìn)系統(tǒng)的特征信號。

在部署了聲學(xué)偵測或地震探測網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)區(qū)，無人機(jī)系統(tǒng)可以在距離目標(biāo)數(shù)公里外就被探測到——這一時間差足以讓防御方做好攔截準(zhǔn)備工作，或者重新部署。

需要說明的是，無人機(jī)，尤其是燃機(jī)無人機(jī)飛行時，噪聲的聲波傳遞到地表，會在地表形成有別于自然地震、車輛行進(jìn)等常見的信號特征，可以被針對性的識別出來。這是一個近年來獲得業(yè)界關(guān)注的新領(lǐng)域。目前，業(yè)界已經(jīng)可以采用非傳統(tǒng)的探測手段，以先進(jìn)傳感器和信號處理算法的進(jìn)步作為基礎(chǔ)，對于體積比較大、噪聲比較強(qiáng)烈的無人機(jī)實(shí)現(xiàn)初步的識別。

目前，鋰電池的儲能密度依然遠(yuǎn)小于燃油。

從聲學(xué)隱蔽性來說，無論是活塞還是小型渦輪發(fā)動機(jī)，燃機(jī)面對純電動力系統(tǒng)都有較大劣勢。但在對重量極其敏感的飛行器上，電池的儲能密度則面臨更嚴(yán)重的劣勢。只有混動系統(tǒng)才能盡可能的實(shí)現(xiàn)“燃油儲能+純電飛行”的聯(lián)合優(yōu)勢。盡管從實(shí)際角度而言，混動系統(tǒng)只能間歇性地支持一定時間內(nèi)的純電飛行模式，但這足以使無人機(jī)的末端飛行突防能力獲得很大的提升。

截至目前，洛文塔爾公司沒有過多公布其混動動力系統(tǒng)的詳細(xì)技術(shù)原理和特征。從其通過社交平臺公布的視頻和圖片資料來看，其動力系統(tǒng)是在現(xiàn)有的航模類小型活塞發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上，與發(fā)電機(jī)進(jìn)行緊湊化、小型化、輕量化的整合設(shè)計而來。

與此同時，洛文塔爾公司針對軍事用途的后勤維護(hù)等需求，也對產(chǎn)品進(jìn)行了特定的強(qiáng)化。比如在燃料上，洛文塔爾的發(fā)動機(jī)同時支持汽油和重油兩類燃料，但需要預(yù)先加入4%的二沖程機(jī)油滿足潤滑需求。

根據(jù)公開資料，洛文塔爾的混合動力系統(tǒng)產(chǎn)品大致可分為兩個類型：

純增程器類型

GH-02增程器

GH-04增程器

GH系列產(chǎn)品相當(dāng)于一臺超小型的二沖程燃油發(fā)電機(jī)，并不提供對外的機(jī)械功率輸出，設(shè)計上最大程度減小了體積和重量。其設(shè)計目的主要是用于旋翼類的飛行器，特別是多旋翼飛行器。但也適合很多其他現(xiàn)有電動無人機(jī)平臺的改裝，相較于動力電池，增程器需要額外考慮進(jìn)排氣和熱管理的問題。

GH增程器適合裝配多旋翼類無人機(jī)。

該系列目前有GH-02/04兩個型號，針對不同重量級別的無人機(jī)。GH-02采用單缸發(fā)動機(jī)設(shè)計，提供2.7千瓦功率輸出，支持25千克最大起飛重量的多旋翼無人機(jī)。GH-04采用水平對置雙缸發(fā)動機(jī)和電噴供油設(shè)計，提供4千瓦功率輸出，支持35千克最大起飛重量的多旋翼無人機(jī)。兩種發(fā)動機(jī)都支持多種遙測協(xié)議，可以在空中實(shí)現(xiàn)啟動/停止?fàn)顟B(tài)切換。

帶軸輸出混合動力發(fā)動機(jī)

LH系列產(chǎn)品的設(shè)計特點(diǎn)是，除發(fā)電功能外，還保留有機(jī)械功率的輸出軸，可以直接帶動螺旋槳。

LH系列產(chǎn)品主要針對固定翼無人機(jī)，以及基于傳統(tǒng)固定翼布局衍生（比如添加多個旋翼）的垂直起降類無人機(jī)。

LH動力系統(tǒng)的典型適用構(gòu)型：自帶軸輸出用于驅(qū)動主螺旋槳，負(fù)責(zé)水平方向的推進(jìn)動力；動力電力輸出用于驅(qū)動垂直方向的4個小型旋翼，主要負(fù)責(zé)垂直起降。

LH系列產(chǎn)品支持在電力和燃油動力飛行間隨意切換，最大支持120千克級別的固定翼無人機(jī)，并宣稱能提供5倍的續(xù)航時間。LH系列目前有從01到04共4個型號，總體設(shè)計特征近似，但外形隨二沖程活塞燃機(jī)部分的體積和具體布置有所差異。

其中01、02和03型的燃機(jī)都是單缸設(shè)計，04型采用水平對置雙缸設(shè)計。全系電噴供油設(shè)計，自重從2.5千克到6.1千克不等，動力電力輸出功率從最大2755瓦到9135瓦不等，航電設(shè)備供電/充電的最大功率從150瓦到700瓦不等，支持的飛行器最大起飛重量從15至30千克到120千克不等。

根據(jù)公開信息，洛文塔爾是2018年在以色列本土建立的一家初創(chuàng)企業(yè)，目前還沒有信息可以對洛文塔爾產(chǎn)品的口碑等進(jìn)行可靠評價。但從現(xiàn)有的戰(zhàn)場實(shí)際需求反饋和技術(shù)規(guī)律上看，洛文塔爾的混動動力產(chǎn)品在總體規(guī)劃上較為合理，工程技術(shù)上具備可實(shí)現(xiàn)性，能有效克服純電/純油類動力的缺陷。（文案：候知健）