作者：虹攝庫爾斯克
近日，據中國航天科技集團航天彩虹無人機股份有限公司的訊息，一架換裝了重油發動機的“彩虹”-4中空長航時無人機完成了科研試驗，包括自主起降、航點飛行、滿載運輸、最高升限、航程航時等試驗科目都圓滿成功。這標誌著重油發動機在“彩虹”系列無人機上的使用，而“彩虹”-4無人機在經歷了數年境外作戰磨礪，在戰場硝煙的洗禮下不斷完善提高後，終於根據戰場需要，換裝了新一代國產重油發動機，飛行升限、巡航航時、載荷重量都得到大幅提升。
圖片：換裝重油發動機首飛成功的“彩虹”-4無人機。
近年各種衝突中都少不了無人機的身影。在這次俄烏衝突中，我們見識到了土耳其製造的TB-2“旗手”無人機，還有俄羅斯軍隊曇花一現的“獵戶座”無人機。
事實上，在這些無人機之前，國產的“彩虹”-4察打一體無人機就已經在域外戰場上嶄露頭角了。在21世紀初的反恐戰爭中，“彩虹”系列無人機開始遠銷南亞、中東、北非等地區，在伊拉克、沙烏地阿拉伯、約旦、奈及利亞、葉門和阿聯酋上空都有“彩虹”無人機家族的身影。
自2014年以來，我國已經向各國提供了數十架“彩虹”-4無人機，頻繁參與到打擊極端武裝的鬥爭中，成為了中東、北非地區的明星無人機，也受到使用國軍方的一致好評。
圖片：伊拉克陸軍操作的“彩虹”-4無人機。
圖片：沙特裝備的“彩虹”-4無人機。
圖片：約旦軍隊的“彩虹”-4無人機。
對於使用彩虹-4無人機的客戶來說，無人機長航時和遠航程的權重，要高於巡航速度，而行動式地空導彈的威脅又要求無人機能夠儘可能飛得高一些，這樣才能夠長時間確保無人機安全環境下的前線存在和準確情報獲取。
此前批次生產的“彩虹”-4無人機採用的是活塞發動機，巡航高度3000～5000米，升限7200米，最大續航時間40小時，最大飛行速度235千米/小時，巡航速度150～180千米/小時，最大起飛重量1330千克，任務載荷重量345千克。
要進一步提升“彩虹”無人機的航程和升限，現有的汽油發動機就必須全面升級，顯然重油航空發動機是必然的選擇。
圖片：一種國產重油發動機的資料表。
相對於傳統的航空汽油發動機，航空重油發動機使用航空煤油，耗油率非常低，可以達到0。23千克/千瓦時，比航空汽油發動機耗油率低20%左右，大約是中小功率渦槳發動機的一半。
由於高空環境下空氣稀薄，密度和溫度下降，導致進入缸內的空氣量減小，發動機充量係數下降，熱負荷增加，排溫升高，使得燃燒過程惡化，需要對其進行增壓。而用航空煤油的話，不但能夠確保無人機飛到9000米的高度，還不需要燃油系統增壓，相反用汽油的話，燃油系統如果不增壓一般升限必須限制在7500米，這樣才能避免汽油沸騰。
航空重油發動機是目前最適合長航時無人機使用的一種發動機型別，這使得在渦輪動力面前本已漸漸失色的重油發動機，在新的領域煥發出了新的活力。比如美國RQ-1/ MQ-1“捕食者”無人機最開始使用的是Rotax 914汽油活塞發動機，到了MQ-1C“灰鷹”無人機，則開始換裝航空重油發動機，為無人機提供更大的馬力和更高的燃油效率，並支援其在8000米的高空作戰。
圖片：換裝重油發動機的MQ-1C“灰鷹”無人機。
據介紹，“彩虹”-4無人機換裝100-110千瓦級的航空重油發動機，升限可提升至9000米，航時將從40小時增加到50小時，任務載重將達到400千克，另外高原起降效能也將提高不少，起飛滑跑距離顯著縮短。目前國產的重油航空發動機形成了“雲雀”和“金鷹”等代表性型號。“金鷹”發動機更大一些，比較適合大型長航時無人機使用，並且帶有渦輪增壓器。
在9000米的高度上，俄烏戰場經常出現的美製“毒刺”導彈根本就是望而生畏，這種先進的肩扛式防空導彈擊落了多架俄機，但其射高僅6000米，根本夠不到9000米高空飛行的“彩虹”-4無人機。
圖片：美軍“毒刺”防空導彈根本打不到9000米高度飛行的“彩虹”-4無人機。
“彩虹”-4測試重油發動機，不僅僅是為了“彩虹”-4這個型號，還能夠為最新型的“彩虹”-5無人機換髮。
“彩虹”-5作為現有量產的“彩虹”系列最先進、起飛重量最大的彩虹無人機系統，採用了全自動飛行控制系統，抗干擾的資料鏈（包括視距和衛通）以及全天候的偵察載荷和多種武器系統。該機可執行全天時偵察監視、目標精確定位、邊海防巡邏、打擊毀傷效果評估、對時敏目標攻擊等任務，為軍方作戰提供情報保障，為反恐維穩提供資訊支援和打擊手段。
該機翼展達21米，巡航高度3000～5000米，最大升限8300米，最大續航時間40小時，最大飛行速度300千米/小時，最大起飛重量3300千克，任務載荷重量500千克。“彩虹”-5無人機完成了7500米高度的飛行試驗，隨後又在高原上進行了8300米極限高度的飛行試驗，在換裝重油發動機後理論升限將達到9000米，直逼美軍MQ-9“收割者”無人機的萬米升限指標。
圖片：更加先進的“彩虹”-5無人機也將換裝重油發動機。