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各种常规运输工具在消耗5至7升燃料的情况下，可以连续运行多长时间?能跑多远的距离——1千米?10千米?100千米?1000千米?
如果是现代家用小汽车，“烧6个油”顶多能在高速公路上行驶100千米，用时大约－五六十分钟。对这一数据，大家差不多都耳熟能详，“驾车族”更是有亲身体验。假如是快艇的话，又会怎样?也许船尚未离港，这点油就耗完了。若换成有人驾驶的喷气式客机，飞行员只需用手推一下油门杆，6升的航油可能就没了。
在此，我们不妨先了解一下不同级别、不同类型飞机的相关情况。
有人机油耗之比较
苏联米格－21MF单发战斗机的机内载油量为2600升。从理论上讲，这种两倍音速的飞机在使用内部燃料时的最大航程可达1300千米左右(以亚音速巡航飞行)，大约每飞行1千米就要“消费”2升油，100千米的平均油耗差不多是普通轿车的33倍多。
图波列夫设计局研制的苏联第一款喷气式客机——图104的最大载客量为100人，最大载油量为33150升，最大载重航程2650千米。在这个距离内，这种双发中型客机每千米平均要烧掉12.5升油，飞行100千米所需的燃料比家用轿车高出208.3倍。其人均油耗是小排量汽车(按四座计)的8倍以上。
英法合作研制的“协和”号超音速客机配备有4台单发加力推力达17260千克的“奥林巴斯”593MK610型涡喷发动机，最大航速超过M数2。它的巡航速度虽然比普通客机高一倍多，但耗油率也上去了。“协和”飞机的最大载客量仅128人，机内油箱总容量高达119786升，最大油量航程(空机)为6580千米，平均每千米的油耗为18.2升。它的最大载重航程(机上满员)只有5110千米，飞行百千米需“喝掉”约2344升“能量饮料”。这种超音速客机在航线上的速度虽然比家用小汽车快了20多倍，但它“吃油”的能力却较后者高出了390多倍!
美国的波音747－200B大型客机在技术上要比图－104先进得多，在经济性方面也明显优于“协和”号。该机安装有4台非常省油的大涵道比涡扇发动机，机内载客量为400多人，最大载油量在198390升左右。当起飞总重为372吨时，它的航程可达10370千米。平均算下来，该机每千米的燃料消耗量约为19.1升。
从表面上看，在飞行同样距离的情况下，波音747－200B载客巡航时的耗油率似乎与“协和”差不太多，怎么能说其经济性就更好呢?这是因为它运载旅客的数量比“协和”高出几倍，从而使其百千米的人均油耗降到了4.7升左右。
欧洲空客公司生产的A340－600是一种21世纪初才投入航线使用的新型四发远程客机，最大起飞重量为365吨，最大载油量195620升，三级客舱布局的载客量为380人，全部经济舱布局的载客量多达485人。在机上满员，且余油还能飞行370千米的条件下，其最大航程可达13890千米，每千米的燃料消耗量约为14升，百千米人均油耗为2.9升。若按照理论值计算(将油全部烧光)，每千米的燃料消耗量只有13.7升，百千米人均油耗仅2.83升。
由此可见，现代宽体客机不但巡航速度是汽车的10倍左－右，而且在基本满座的情况下，其每名乘客在相同距离的旅途中耗费的能源要比一个人开车在公路上跑节省得多，也更为低碳环保。
如果不考虑人均经济性指标，只比较各类飞机用同等油量所能飞行的距离，我们不难得出另外的一组数据：米格21MF－战斗机消耗6升油可飞行3千米；图104客机在此条件下能前进0.48千米：A340－600可飞行0.44千米：波音747－200B飞机能航行0.31千米；而“协和”式超音速客机烧6升油只能向前运动256米!
无人机油耗之比较
那么，将6升燃料装在无人机上会得到什么样的结果，用这点油它们又能飞多远，飞多久?
由于大小和重量不同，外形和尺寸差异很大，加之选择的动力装置和携带的能源也不一样，各型无人机在航程、留空时间、载重能力和耗油率等方面相去甚远。
一般而言，采用小型涡喷发动机的靶机、航模，用6升煤油大约可以飞行20来分钟。它们的最大飞行速度在300－450千米／小时之间，巡航速度在220－250千米／小时左右，航程也就一百多千米。
采用涡扇发动机的RQ－4“全球鹰”是目前世界上体形最大的无人驾驶侦察机。该机“体内”可加注6577千克(约9010升)燃料，其最大航程高达22224千米，远远超过大多数有人驾驶的飞机。若按平均数计算，该机飞行100千米大约需烧掉32千克油，每千米耗油量为0.405升，用6升油大约可向前推进14.8千米。
采用涡桨发动机的“捕食者”B中型无人机，能装载1361千克以上(约合1745升)的煤油。该机的最大航程为4167千米，平均每千米消耗燃料0.42升，百千米的用油量约32.7千克，耗油6升能飞行14.3千米。
采用Rotax582型活塞式发动机的“徘徊者”Ⅱ型无人侦察机，最多可装载90.7千克(约合124升)燃料。该机的最大航程为1390千米，平均每千米耗油0.09升，百千米约为6.5千克，烧6升油可“跑”66.7千米。其经济性与一辆中型汽车相当。
改装重油发动机的“徘徊者”Ⅱ型无人机的载油量减至45.4千克(约合58.2升)，而其最大航程却有所增加，扩展到了1620千米，平均每千米的油耗降至0.036升，仅用6升燃料就能飞越167千米的距离。其经济性已超过了小汽车。
如果为一架应用了高升阻比气动外形设计，并配装高效率活塞式发动机的轻小型无人机加注5、6升汽油，又将出现何种情况?
它能轻松地飞越大西洋，留空时间超过一天!
这样的结论你信不信?反正航空界的人都相信，因为这是得到科研试飞验证的。创造了如此惊人成绩的机型，就是由澳大利亚爱罗松德无人机公司开发的“航空探测器”型远程、长航时无人机。
“航空探测器”的设计特点
“航空探测器”型无人机的外表看似普通，但却是精心设计、加工的产物。因为要想实现远程、长航时飞行，在方案设计中必须注意这么几个要素：一是提高全机的升阻比：二是降低发动机的耗油率；三是减轻结构重量。 这种无人机采用流线型短机身、张臂式大展弦比高置机翼、双尾撑、V字形尾翼布局。技术人员对它的主翼翼梢进行了半圆弧修形，以改善翼尖流场，达到增升降阻的目的。
“航空探测器”配有一台安装于机身后部的活塞发动机及推进式螺旋桨。动力系统设于机尾(或机翼后缘)的好处是，螺旋桨后方的区域比较“干净”，没有太多、太大的遮挡物影响高速滑流的向后运动。与前置引擎和拉进式螺旋桨相比，这种发动机布局的排气比较顺畅，因而推进效率很高，仅用较小的功率、较低的燃油消耗量就能为飞机提供维持平飞所需的动力。有鉴于此，许多配装螺旋桨的无人机(如美国的RQ－1、RQ－5，中国的ASN－206、“天翼”－1，意大利的“米拉奇”－26，以色列的“搜索者”等)均选择了此类尾置发动机的方案。
为了降低结构重量，“航空探测器”的主翼、尾撑、尾翼、机身等均用强度大、重量轻的复合材料制造，且不装设起落架。这种小型无人机的起飞可采用弹射器自动发射或手控弹射的方式离陆，也能从安装于汽车背部的发射架上加速升空(汽车的前行时速达到80千米时，即可获得足够的起飞升力。题图)。降落时，该机可以采取自动方式接地，或由操纵员控制用机腹擦地的方式着陆。
该型无人机于1991年开始设计研究，几经修改完善，技术性能不断提高，先后发展出了Mkl、Mk2、Mk3等多种不同的型别。Mkl型无人机的翼展为2.90米，机长1.70米，机高0.60米，机翼面积0.55平方米。其动力装置为一台推进功率仅1马力(约0.75千瓦)的单缸气冷四冲程活塞发动机，配装一副直径0.51米的螺旋桨，使用100号低铅航空汽油。该机的空机重量为8.2千克，最大燃油重量5.11千克(7公升)，任务载荷约2千克，最大发射重量13.4千克，最大平飞速度104千米／小时，巡航速度74千米／小时，最大使用高度4500米，最低使用高度100米，最大航程2778千米，最大续航时间32小时。其机内配备有全自主飞行控制系统、GPS导航定位系统、通信系统等设备。根据用户的要求，还可在这种科研试飞平台上安装各种传感器，将其改装为气象、侦察、环境监测用的无人机。
Mk2、Mk3型的外形尺寸、机翼面积等参数没有太大的变化，但做了一些微调，主要改进是更新了动力装置。Mk2配一台1.36马力(约1千瓦)的26毫升活塞发动机，Mk3装一台1.36马力(约1千瓦)的24毫升喷射燃料发动机(使用无铅汽油)，并将V字形尾翼调转了180°，变成了倒V字状。换装发动机后，Mk2、Mk3的性能均有明显改善。Mk2的最大发射重量为14千克，最大平飞速度115千米／小时，巡航速度65千米／小时，实用升限大于5000米，最大无风航程超过3000千米，最大续航时间30小时以上。Mk3的最大发射重量增至15千克，实用升限提高到了6000米左右，其它的性能与Mk2差不多。
一次创纪录的飞行
1998年8月，爱罗松德公司将精心加工的4架“航空探测器”无人机运到纽芬兰的贝尔岛，开始进行一项创纪录的“横渡”大西洋的飞行试验。8月17日，该公司首批发射了两架“航空探测器”。可惜的是，它们升空后不久便与地面失去联系，不知所终。三天后，第二批的两架同型无人机也走上了探险的征途。其中一架代号为“莱马”的无人机经过26小时45分钟的长途跋涉，最终抵达外赫布里底群岛的南乌伊斯特，成功完成了跨越大西洋的任务。在这段3270千米的距离上，“莱马”号只是在其航线首尾各44千米的范围内，处于地面无线电的控制之下。其余时间，该机完全依靠机上安装的自动驾驶仪、GPS导航定位系统等设备进行自主飞行。到达目的地后，人们发现，它携带的5千克燃料仅消耗了4千克，仍有余力继续前行。
此次创纪录的飞行，“航空探测器”型无人机平均每千米的耗油量只有0.0017升!不到小汽车百千米油耗的3％。从理论上讲，该机将燃油全部烧完的最大航程也不过3000千米，它怎么可能超出自己的极限能力，飞行了3270多千米的距离，还剩余1／5的油量?这与该机的设计人员在试飞阶段制订了比较科学的计划，合理利用了大西洋上的季风有很大关系。
在所有的采用活塞式、涡桨式、喷气式发动机的远程、长航时无人机方案中，“航空探测器”的航程并非最远的，留空时间也不是最长的。但到目前为止，它肯定是最省油的方案之一。就这点而言，“航空探测器”无人机于1998年8月进行的探索性飞行，为航空界树立了一个里程碑，它也因此而在世界航空史上占据了一个非常重要的位置。
编辑／李海峰
如果是现代家用小汽车，“烧6个油”顶多能在高速公路上行驶100千米，用时大约－五六十分钟。对这一数据，大家差不多都耳熟能详，“驾车族”更是有亲身体验。假如是快艇的话，又会怎样?也许船尚未离港，这点油就耗完了。若换成有人驾驶的喷气式客机，飞行员只需用手推一下油门杆，6升的航油可能就没了。
在此，我们不妨先了解一下不同级别、不同类型飞机的相关情况。
有人机油耗之比较
苏联米格－21MF单发战斗机的机内载油量为2600升。从理论上讲，这种两倍音速的飞机在使用内部燃料时的最大航程可达1300千米左右(以亚音速巡航飞行)，大约每飞行1千米就要“消费”2升油，100千米的平均油耗差不多是普通轿车的33倍多。
图波列夫设计局研制的苏联第一款喷气式客机——图104的最大载客量为100人，最大载油量为33150升，最大载重航程2650千米。在这个距离内，这种双发中型客机每千米平均要烧掉12.5升油，飞行100千米所需的燃料比家用轿车高出208.3倍。其人均油耗是小排量汽车(按四座计)的8倍以上。
英法合作研制的“协和”号超音速客机配备有4台单发加力推力达17260千克的“奥林巴斯”593MK610型涡喷发动机，最大航速超过M数2。它的巡航速度虽然比普通客机高一倍多，但耗油率也上去了。“协和”飞机的最大载客量仅128人，机内油箱总容量高达119786升，最大油量航程(空机)为6580千米，平均每千米的油耗为18.2升。它的最大载重航程(机上满员)只有5110千米，飞行百千米需“喝掉”约2344升“能量饮料”。这种超音速客机在航线上的速度虽然比家用小汽车快了20多倍，但它“吃油”的能力却较后者高出了390多倍!
美国的波音747－200B大型客机在技术上要比图－104先进得多，在经济性方面也明显优于“协和”号。该机安装有4台非常省油的大涵道比涡扇发动机，机内载客量为400多人，最大载油量在198390升左右。当起飞总重为372吨时，它的航程可达10370千米。平均算下来，该机每千米的燃料消耗量约为19.1升。
从表面上看，在飞行同样距离的情况下，波音747－200B载客巡航时的耗油率似乎与“协和”差不太多，怎么能说其经济性就更好呢?这是因为它运载旅客的数量比“协和”高出几倍，从而使其百千米的人均油耗降到了4.7升左右。
欧洲空客公司生产的A340－600是一种21世纪初才投入航线使用的新型四发远程客机，最大起飞重量为365吨，最大载油量195620升，三级客舱布局的载客量为380人，全部经济舱布局的载客量多达485人。在机上满员，且余油还能飞行370千米的条件下，其最大航程可达13890千米，每千米的燃料消耗量约为14升，百千米人均油耗为2.9升。若按照理论值计算(将油全部烧光)，每千米的燃料消耗量只有13.7升，百千米人均油耗仅2.83升。
由此可见，现代宽体客机不但巡航速度是汽车的10倍左－右，而且在基本满座的情况下，其每名乘客在相同距离的旅途中耗费的能源要比一个人开车在公路上跑节省得多，也更为低碳环保。
如果不考虑人均经济性指标，只比较各类飞机用同等油量所能飞行的距离，我们不难得出另外的一组数据：米格21MF－战斗机消耗6升油可飞行3千米；图104客机在此条件下能前进0.48千米：A340－600可飞行0.44千米：波音747－200B飞机能航行0.31千米；而“协和”式超音速客机烧6升油只能向前运动256米!
无人机油耗之比较
那么，将6升燃料装在无人机上会得到什么样的结果，用这点油它们又能飞多远，飞多久?
由于大小和重量不同，外形和尺寸差异很大，加之选择的动力装置和携带的能源也不一样，各型无人机在航程、留空时间、载重能力和耗油率等方面相去甚远。
一般而言，采用小型涡喷发动机的靶机、航模，用6升煤油大约可以飞行20来分钟。它们的最大飞行速度在300－450千米／小时之间，巡航速度在220－250千米／小时左右，航程也就一百多千米。
采用涡扇发动机的RQ－4“全球鹰”是目前世界上体形最大的无人驾驶侦察机。该机“体内”可加注6577千克(约9010升)燃料，其最大航程高达22224千米，远远超过大多数有人驾驶的飞机。若按平均数计算，该机飞行100千米大约需烧掉32千克油，每千米耗油量为0.405升，用6升油大约可向前推进14.8千米。
采用涡桨发动机的“捕食者”B中型无人机，能装载1361千克以上(约合1745升)的煤油。该机的最大航程为4167千米，平均每千米消耗燃料0.42升，百千米的用油量约32.7千克，耗油6升能飞行14.3千米。
采用Rotax582型活塞式发动机的“徘徊者”Ⅱ型无人侦察机，最多可装载90.7千克(约合124升)燃料。该机的最大航程为1390千米，平均每千米耗油0.09升，百千米约为6.5千克，烧6升油可“跑”66.7千米。其经济性与一辆中型汽车相当。
改装重油发动机的“徘徊者”Ⅱ型无人机的载油量减至45.4千克(约合58.2升)，而其最大航程却有所增加，扩展到了1620千米，平均每千米的油耗降至0.036升，仅用6升燃料就能飞越167千米的距离。其经济性已超过了小汽车。
如果为一架应用了高升阻比气动外形设计，并配装高效率活塞式发动机的轻小型无人机加注5、6升汽油，又将出现何种情况?
它能轻松地飞越大西洋，留空时间超过一天!
这样的结论你信不信?反正航空界的人都相信，因为这是得到科研试飞验证的。创造了如此惊人成绩的机型，就是由澳大利亚爱罗松德无人机公司开发的“航空探测器”型远程、长航时无人机。
“航空探测器”的设计特点
“航空探测器”型无人机的外表看似普通，但却是精心设计、加工的产物。因为要想实现远程、长航时飞行，在方案设计中必须注意这么几个要素：一是提高全机的升阻比：二是降低发动机的耗油率；三是减轻结构重量。 这种无人机采用流线型短机身、张臂式大展弦比高置机翼、双尾撑、V字形尾翼布局。技术人员对它的主翼翼梢进行了半圆弧修形，以改善翼尖流场，达到增升降阻的目的。
“航空探测器”配有一台安装于机身后部的活塞发动机及推进式螺旋桨。动力系统设于机尾(或机翼后缘)的好处是，螺旋桨后方的区域比较“干净”，没有太多、太大的遮挡物影响高速滑流的向后运动。与前置引擎和拉进式螺旋桨相比，这种发动机布局的排气比较顺畅，因而推进效率很高，仅用较小的功率、较低的燃油消耗量就能为飞机提供维持平飞所需的动力。有鉴于此，许多配装螺旋桨的无人机(如美国的RQ－1、RQ－5，中国的ASN－206、“天翼”－1，意大利的“米拉奇”－26，以色列的“搜索者”等)均选择了此类尾置发动机的方案。
为了降低结构重量，“航空探测器”的主翼、尾撑、尾翼、机身等均用强度大、重量轻的复合材料制造，且不装设起落架。这种小型无人机的起飞可采用弹射器自动发射或手控弹射的方式离陆，也能从安装于汽车背部的发射架上加速升空(汽车的前行时速达到80千米时，即可获得足够的起飞升力。题图)。降落时，该机可以采取自动方式接地，或由操纵员控制用机腹擦地的方式着陆。
该型无人机于1991年开始设计研究，几经修改完善，技术性能不断提高，先后发展出了Mkl、Mk2、Mk3等多种不同的型别。Mkl型无人机的翼展为2.90米，机长1.70米，机高0.60米，机翼面积0.55平方米。其动力装置为一台推进功率仅1马力(约0.75千瓦)的单缸气冷四冲程活塞发动机，配装一副直径0.51米的螺旋桨，使用100号低铅航空汽油。该机的空机重量为8.2千克，最大燃油重量5.11千克(7公升)，任务载荷约2千克，最大发射重量13.4千克，最大平飞速度104千米／小时，巡航速度74千米／小时，最大使用高度4500米，最低使用高度100米，最大航程2778千米，最大续航时间32小时。其机内配备有全自主飞行控制系统、GPS导航定位系统、通信系统等设备。根据用户的要求，还可在这种科研试飞平台上安装各种传感器，将其改装为气象、侦察、环境监测用的无人机。
Mk2、Mk3型的外形尺寸、机翼面积等参数没有太大的变化，但做了一些微调，主要改进是更新了动力装置。Mk2配一台1.36马力(约1千瓦)的26毫升活塞发动机，Mk3装一台1.36马力(约1千瓦)的24毫升喷射燃料发动机(使用无铅汽油)，并将V字形尾翼调转了180°，变成了倒V字状。换装发动机后，Mk2、Mk3的性能均有明显改善。Mk2的最大发射重量为14千克，最大平飞速度115千米／小时，巡航速度65千米／小时，实用升限大于5000米，最大无风航程超过3000千米，最大续航时间30小时以上。Mk3的最大发射重量增至15千克，实用升限提高到了6000米左右，其它的性能与Mk2差不多。
一次创纪录的飞行
1998年8月，爱罗松德公司将精心加工的4架“航空探测器”无人机运到纽芬兰的贝尔岛，开始进行一项创纪录的“横渡”大西洋的飞行试验。8月17日，该公司首批发射了两架“航空探测器”。可惜的是，它们升空后不久便与地面失去联系，不知所终。三天后，第二批的两架同型无人机也走上了探险的征途。其中一架代号为“莱马”的无人机经过26小时45分钟的长途跋涉，最终抵达外赫布里底群岛的南乌伊斯特，成功完成了跨越大西洋的任务。在这段3270千米的距离上，“莱马”号只是在其航线首尾各44千米的范围内，处于地面无线电的控制之下。其余时间，该机完全依靠机上安装的自动驾驶仪、GPS导航定位系统等设备进行自主飞行。到达目的地后，人们发现，它携带的5千克燃料仅消耗了4千克，仍有余力继续前行。
此次创纪录的飞行，“航空探测器”型无人机平均每千米的耗油量只有0.0017升!不到小汽车百千米油耗的3％。从理论上讲，该机将燃油全部烧完的最大航程也不过3000千米，它怎么可能超出自己的极限能力，飞行了3270多千米的距离，还剩余1／5的油量?这与该机的设计人员在试飞阶段制订了比较科学的计划，合理利用了大西洋上的季风有很大关系。
在所有的采用活塞式、涡桨式、喷气式发动机的远程、长航时无人机方案中，“航空探测器”的航程并非最远的，留空时间也不是最长的。但到目前为止，它肯定是最省油的方案之一。就这点而言，“航空探测器”无人机于1998年8月进行的探索性飞行，为航空界树立了一个里程碑，它也因此而在世界航空史上占据了一个非常重要的位置。
编辑／李海峰