- 更新 2024-08-30 23:16:41
- 背景
西科斯基“无人飞行器计划”于1986年7月启动，是由美国国家航空航天局（NASA）资助的一项小型的美国国防部高级研究计划局（DARPA）合同，以评估常规旋翼无人机的替代构型。该研究于1987年3月完成，其结论是带罩的同轴式旋翼产生了紧凑的构型、安全的操作，同时保持了垂直起降系统的操作灵活性。
西科斯基飞机公司通过进行小规模风险降低试验，利用内部资金继续开发，从而设计和制造了一款概念验证飞行器。首飞是在1988年7月13日。概念验证飞行器是一种低成本系统，可以评估飞行器/旋翼构型以及生产，制造方法，后勤和无人系统的一些执行方面的内容。
Cypher“密码”的概念验证机
概念验证（POC）在环形机身内有同轴旋翼的“密码”。圆环面护罩提高了操作安全性并有助于提高升力。Cypher“密码”的概念验证机直径为5.75英尺（1.75米），高1.8英尺（55厘米），重43磅（20千克）。它于1988年7月13日首飞。这种设计由四冲程3.8马力（2.85千瓦）发动机提供动力，两个3桨叶“施吕特”（Schluter）旋翼直径5英尺。
POC飞行器是使用可得到的无线电控制(RC)型直升机的零件制造的，并由远程无线电控制飞行。通过无线电链路，飞行器接收到来自操作者的命令信号，这些信号是电子混合的，用于驱动位于旋翼下方的伺服机构。混合单元还包括来自位于飞机俯仰、滚转和偏航轴上的速率陀螺的输入。速率陀螺为飞行器提供了一定程度的稳定性。
Cypher“密码”概念验证无人机
POC飞行器有一些限制，但在悬停过程中被发现在所有方向上都是完全可控的。由于发动机性能的限制，只能通过将飞行器安装在一辆在跑道上来回行驶的平板卡车上，才能获得向前飞行。尽管发动机存在局限性，但还是成功地进行了一系列试验，验证了该概念的有效性。
Cypher“密码”的技术验证机
概念验证无人机导致产生了一架Cypher“密码”技术验证(TD)飞机，它重250磅，直径6.5英尺，由一台紧凑的52马力转子发动机驱动。Cypher-TD于1992年4月首次以系留模式升空，并于1993年初实现了首次自由飞行。在20世纪90年代的大部分时间里，Cypher-TD被用于飞行试验和验证，在此期间飞行超过550次，最终导致了下一代设计，Cypher II“密码II”，这是美国海军VT-UAV(垂直起飞-无人驾驶飞行器)竞争的竞争者。西科斯基Cypher®无人机（UAV）最初是作为空中侦察资产开发的，目的是在高威胁战场环境中为战术指挥官提供实时目标锁定和跟踪信息。随着Cypher“密码”系统的成熟，它逐渐发展成为一个多用途的任务平台，能够执行各种任务，如远程哨兵，地下结构探测或有效载荷传送系统。Cypher“密码”可以在机体上方的支柱上携带遥感器组件，或者可以运输重达50磅（23千克）的载荷。
Cypher I技术验证机悬停
Cypher II“密码II”/Dragon Warrior“龙战士”
Cypher II“密码II”，也被称为Dragon Warrior“龙战士”，被美国海军陆战队选中，用于评估无人机的使用，以支持超视距目标锁定。西科斯基获得了一份546万美元的合同，交付2架原型机和4个地面站，并有376万美元的选项，以交付另外10架达到生产标准的飞机。在该计划由于与将机翼添加到基本Cypher“密码”构型相关的若干技术
问题导致的成本和进度超支而被取消之前，2架原型机被制造并进行了地面试验。 Cypher“密码”家族无人机采用涵道风扇，由两个四桨叶同轴旋翼组成，为悬停模式产生升力。对于Cypher II“密码II”，常规机翼连接到环形机身，以提供向前飞行的升力，减少升力风扇的载荷。机翼与飞机尾部第二个较小的涵道风扇一起用于向前推进，大大提高了这些改型的航程和续航时间。Cypher II“密码II”/Dragon Warrior“龙战士”能够携带45磅的有效载荷到达100海里外的位置，并在那里盘旋2小时。全复合材料飞机的最大总重量为100千克，最高速度为125节（230千米/小时）。
Cypher II“密码II”/Dragon Warrior“龙战士”
Mini Cypher“迷你密码”
Cypher“密码”飞机可以按比例放大或缩小以满足特定任务要求。西科斯基设计了一款Mini Cypher“迷你密码”，它是Cypher“密码”的便携版。Mini Cypher“迷你密码”可以被携带在人的背上，通过便携式地面站或带头盔显示器的穿戴式计算机进行操作。与较大的Cypher“密码”无人机一样，Mini Cypher“迷你密码”不需要训练有素的飞行员；它在所有飞行模式中都是自主的，只需要操作员的任务导向指令。Mini Cypher“迷你密码”向军事和民事执法机构销售。没有收到任何询价。
Mini Cypher“迷你密码”直径36英寸，高8英寸，空重30磅。其有用载荷为20磅，在燃料和有效载荷之间分配，起飞重量为50磅。它共享Cypher“密码”无人机带罩的同轴旋翼构型，确保在人员、建筑物、树木和其他障碍物附近相对安全地运行。Mini Cypher“迷你密码”可以在没有准备的地形上远程降落，可以在3平方米的狭小区域内起降。Mini Cypher“迷你密码”系统预计的特征总结如下：
Mini Cypher“迷你密码”特征
机体直径：3英尺 高度：0.66英尺 旋翼直径：2英尺 标称重量：30磅 最大起飞重量：50磅。 飞行高度（最大）：5000英尺 速度（最大）：60英里/小时 续航时间（最大）：1-2小时 最大航程：3.1英里（5公里） 有效载荷：光电（EO），前视红外（FLIR），小型雷达，化学污染探测器和磁力仪，无线电中继和非致命有效载荷。重量20磅。 可运输性：汽车或皮卡车
Mini Cypher“迷你密码”概念 Cypher“密码”发展时间线 1988年7月13日。概念验证无人机首飞。 1992年4月。Cypher“密码”技术验证机第一次系留飞行。 1993.。Cypher“密码”技术验证机首次无系留飞行。 1999年9月21日。美国政府为美国海军陆战队接到了用于2架Cypher II“密码II”原型机和地面控制站的546万美元合同。美国海军陆战队将Cypher II“密码II”命名为Dragon Warrior“龙战士”。 2001年6月15日。Cypher II“密码II”第一次系留飞行。 由于开发问题导致成本/进度超支，Cypher II“密码II”合同被取消。 构型特征 Cypher“密码”设计
发动机
Cypher“密码”飞机由英国无人机发动机有限公司（UAV Engines LTD）制造的AR801型汪克尔式转子发动机提供动力。该发动机以其高功率重量比和良好的局部动力油耗而被选用。AR801是单转子，自然吸气，294毫升内燃机，结合了空气和液体冷却。内部发动机转子是风冷系统，其通过转子发动机外壳吸入冷却空气。空气是由安装在发动机壳体外的风扇拉动的。发动机外壳由水-乙二醇混合物冷却，该混合物通过安装在护罩壁内侧旋翼之间的散热器循环。AR801在7,000转/分转速时产生50马力。发动机运行由飞机飞行控制系统控制和监控。
AR801发动机推荐的燃料是100LL航空汽油，但是RON 94或更高的汽车汽油是可接受的替代品。无人机发动机有限公司开发了一款更大排量的核心发动机，在重燃料构型下产生了60马力。该发动机与其他重燃料发动机一起被评估为Cypher“密码”发展版的替代品。
Cypher“密码”的AR801型汪克尔式转子发动机
起落架
Cypher“密码”的起落架是滑撬。Cypher II“密码II”的设计有一套轮式起落架。
控制站
一台笔记本电脑被用于控制Cypher“密码”的飞行。它被设计成由只需要很少训练的非飞行员驾驶。Cypher“密码”不是由控制器驾驶的，而是自主飞行完成任务并回家。控制器的目的是选择任务和飞行点。在执行任务期间的任何时候，Cypher“密码”都可以被重定向，或者任务中止，而Cypher“密码”依指示回家。
控制Cypher“密码”执行任务的非飞行员军警
Cypher“密码”的系统管理器
Cypher“密码”飞机的先进飞行控制系统软件和综合航空电子子系统经过改进，因此任务执行高度自动化，几乎不需要操作员干预。可以从系统管理器显示屏规划，实施和监控整个Cypher“密码”无人机任务。系统管理器显示屏分为两部分。左侧显示感兴趣区域的数字地图，右侧显示有效载荷传感器的输出信号。若要规划任务，操作员将使用鼠标选择航线/目的地航路点或要搜索的区域。路线规划软件然后规划一条到选定航路点或搜索区域的安全路线。预定的路线显示给操作员以供采用。用于控制飞机功能的软按钮，例如：自动起飞、巡航、搜索等，也显示在系统管理器屏幕的底部。软按钮由鼠标控制。系统管理器显示屏的右侧显示来自机载传感器的实时数据。这些数据包括完整的视频或FUR图像。来自FUR的数据可以传输到MAC上安装的自动目标识别(ATR)系统。ATR检测目标并将目标位置信息提供给系统管理器。飞机和沿着全程轨迹的目标位置显示在数字地图上。
Cypher“密码”系统管理器显示屏
机身和同轴旋翼
Cypher“密码”的机身是一种全石墨结构，适于悬停和前飞的升阻比。位于机身中心的旋翼采用无轴承，全复合材料设计，在减轻重量的同时提高了可靠性和可维护性。通过使用同轴的反向旋转旋翼系统，不需要抗扭矩装置，并且可以使用差动总距控制来转动飞行器。该图是安装在飞机中的旋翼系统的近视图。
带罩的同轴旋翼的近视图
总体布置图
Cypher“密码”技术验证机(TD)总布置图
TD特征：特征值 机体直径：6.5英尺（1.9米） 重量：264磅（119.7千克） 高度：2.0英尺（.61米） 旋翼直径：4.0英尺（1.22米） 最高升限：8,000英尺（2438米） 最高速度：60英里/小时（96.6公里/小时） 最大航程：90英里（144.8公里。） 最大续航时间：2小时 任务系统 空中侦察
远程哨兵任务
探测系统
在印第安纳州麦迪逊的杰斐逊试验场，Cypher“密码”被用来自动搜寻未爆弹药。评估工作是作为西科斯基飞机公司和巴特尔研究所太平洋西北国家实验室之间的一项合作工作进行的。在评估期间，三个铯磁力仪安装在悬挂于Cypher“密码”飞行器侧面和背面的吊臂上。
西科斯基飞机公司负责操作Cypher“密码”飞行器，而巴特尔研究所负责处理和分析磁力仪数据。系统管理器的操作员通过在数字地图上绘制一个矩形来选择要搜索的区域。然后自动生成搜索模式，并通过数字上行链路上传给飞机。当飞机自主飞行搜索模式时，飞机全程轨迹被保存并叠加在地图上。这使操作员能够选择下一个搜索区域，而不存在空白或覆盖范围的过度重叠。搜索计划是在飞行前和飞行期间生成的，使用户能够灵活地使用飞机上的所有可用燃料，然后在派遣之前让其回到发射点着陆。在试验期间
第一视角无人机：无人机进出口贸易的第一视角！
The first perspective of UAV import and export trade!
