于广民，王奉明，卢 娟

(1.中国航空发动机集团有限公司，北京 100097；2.中国航空发动机研究院先进航空动力创新工作站，北京 101304)

1 引言

高空长航时无人机通常是指飞行高度超过18 km 且持续飞行24 h 以上的无人驾驶飞机，相比于低轨卫星、有人驾驶飞机、高空飞艇等具有侦察功能的飞行器，其具备任务高度范围广、滞空时间长、机动能力强、使用和维护成本低廉等综合优势，被广泛应用于军事和民用领域，执行侦察监视、搜索跟踪、灾情勘测、气象研究等任务[1-3]。

由于高空长航时无人机特定的飞行任务属性及其高空低雷诺数工作环境的特殊性要求，其配套动力通常需要具备以下几个特征：一是要具备较高推重比、低耗油率能力，以支撑飞机实现较强的载荷能力以及在携带燃油量一定的情况下实现较长的滞空时间。二是要具备可靠、稳定的高空工作能力，以应对高空低雷诺数环境下部件效率降低、流通能力衰减导致的喘振边界下移问题。研究表明，发动机高压压气机的喘振裕度在高空环境下只有在地面环境下的35%左右[4]，压气机中间级放气是提高喘振裕度的重要方法[5]。三是要具备支持大功率提取的能力，以满足无人机更高的用电需求及机载定向能武器的功率需求。

“全球鹰”无人机是高空长航时无人机的典型代表，最大飞行高度超过20 km，巡航空速650 km/h(马赫数约0.6)[6]。本文以“全球鹰”无人机为例，对高空长航时无人机用发动机的推力需求及技术特点进行分析，以期为高空长航时无人机动力方案设计提供输入和指导。……