军用无人直升机由于无人员伤亡、体积小、造价低、飞行机动灵活、战场生存力强等特点，具有独特的飞行性能及使用价值，也被日益重视。与此同时，其动力装置的发展在借鉴有人机经验的基础上，显示出与有人直升机动力的不同特点和新的趋势。

目前用于摄影摄像、农林植保、电力巡检、消防灭火等领域的消费级、工业级无人直升机，大多属于微型无人直升机，其最大起飞质量通常小于100 kg，多采用电动机作为动力，受制于电池的能量密度，飞行时间极为有限，通常小于1h。而有更大起飞质量和更长飞行时间要求的军用无人直升机，一般需要采用以化石燃料为能源的活塞式发动机或燃气涡轮发动机作为动力。从1962年QH-50C首飞算起，无人直升机作为一型重要的军用装备已经发展了近60年，在战场上承担的任务也越来越多元化：从最初的反潜侦察，到现在的物资运输、通信中继、火力打击等，成为战场上克敌制胜的重要角色。

国外军用无人直升机概况

表1和表2总结了各个国家已服役或正在研发的军用无人直升机基本参数，及其配备的发动机类型和功率参数。从中可以看出，2000年之前只有5款军用无人直升机进行了首飞（表中白色部分），其中以QH-50C和CL227“卫士”为典型代表；而在2000—2010年，以MQ-8A/B和S-100为代表的6款新型军用无人直升机开始亮相（表中绿色部分），并成为了目前在军中服役的主力装备；2010年以后，全新研制的新型军用无人直升机开始大量出现，截至2019年，进行首飞的新机型就达到了8款（表中蓝色部分），各国对新型军用无人直升机的研发投入呈加速上升趋势。

表1   全新开发军用无人直升机平台及其发动机参数

表2   有人改无人军用直升机平台及其发动机参数比较

奥地利西贝尔公司S-100无人直升机

此外还可以看到，无人直升机研发存在两种研发思路。一种是全新设计的无人直升机平台，其优点是结构更为紧凑，空间布局更为合理，能够减少体积和减轻质量。除了美国已经取消的“鹰眼”和“蜂鸟”项目，以及已经退役的QH-50C之外，所有全新设计的无人直升机平台的最大起飞质量均在750 kg以下，大部分更是在400kg以下。另外一种研发路线则是对成熟的有人驾驶直升机进行无人化改造，其优点是机体设计经久可靠、研发周期短、研发成本低，但最大起飞质量均在700kg以上。美国大量正在服役或研发的无人直升机均采用对有人直升机进行无人化改造的技术路线。

军用无人直升机的动力选择

从表1和表2可以看出，美国主要专注于最大起飞质量为1t以上级别的无人直升机，其载荷能力强、续航时间长。不论是全新设计研发还是采用无人化改造的技术路线，美国的无人直升机项目均采用涡轴发动机作为动力装置，单台最大功率均在300 kW以上。这也显示了美国直升机工业以及涡轮动力技术的强大实力。

对于1t以下级别的无人直升机，动力的选择展示出了较大的多样性。同样是700kg级的无人直升机平台，以色列的“斗牛骑士”（Picador）和法国的VSR700均选择有人直升机无人化改造路线，均采用100kW级汽油活塞式发动机。而俄罗斯的卡-175则采用全新设计技术路线，选用涡轴发动机作为动力装置。俄罗斯做出与以色列和法国完全不同的技术路线和动力装置类型的选择，与其独立的国防装备思想和雄厚的直升机和动力装置研发实力密切有关。

对于最大起飞质量700kg以下的直升机平台，所需的发动机功率基本都在100 kW以下，甚至在40 kW以下，在此功率范围内，活塞式发动机的效率远高于涡轴发动机。但考虑到军用无人直升机复杂恶劣的应用环境，用户除了对发动机的效率有要求外，还对油料使用、高原特性等提出了更高的要求，因此涡轴发动机的优点不容忽视。例如，加拿大的CL系列无人直升机主要作为指挥自动化技术系统（C3I）的中继站使用，其研发时间已经超过了40年。结合这个系列产品在美国海军以及北约部队的实际使用经验，最终将产品的最大起飞质量由最初的227kg提升且稳定在350kg左右，一直选用涡轴发动机为动力，功率从最初的40kW提升至100kW，续航时间由最初的3.5h提升至8h。而欧洲目前研发的小型无人直升机大部分为200kg级，最初选用汽油活塞式发动机为动力，在后期的改进型中换装重油活塞式或者涡轴发动机（如SD-150无人直升机），以满足舰载装备对燃料适用性的要求。

总体而言，以美国为首的北约国家及其盟友已经形成了完整的军用无人直升机体系，其最大起飞质量覆盖了0.2～5t的范围。其中，美国完全承担了其中研发难度最大、技术含量最高的1t以上级别无人直升机的研发，探索出了以现有直升机进行无人化改造的技术路线，重点发展了1.5t级MQ-8B和3t级MQ-8C“火力侦察兵”系列无人直升机，采用成熟的涡轴发动机作为其动力装置，功率在300 kW以上。而欧洲、加拿大、以色列、俄罗斯等国家受技术、资金等因素限制，均选择了1t以下级别无人直升机的研制，选用的动力装置多样化，既包括涡轴发动机,也包括汽油活塞式发动机和转子活塞式发动机，功率从25 ～140 kW不等。

美国海军MQ-8C“火力侦察兵”无人直升机

无人直升机动力装置发展方向

目前的无人直升机动力装置，无论是航空汽油活塞式发动机还是涡轴发动机，基本上都采用现有的成熟发动机型号，但是新的动力装置形式已经在加速孕育和发展之中。结合目前有人直升机动力装置的发展方向，并从军事用途的需求考虑，重油活塞式发动机和纯电/混合电推进或将成为军用无人直升机的动力选项。

重油活塞式发动机

从现有1t级以下直升机的动力装置来看，活塞式发动机依然占主导地位，且均为航空汽油活塞式发动机。但是航空汽油安全性和通用性较差，容易造成后勤补给的困难，因此限制了它在军事上的应用。发展使用柴油、煤油等燃料的重油活塞式发动机可以完美解决上述航空汽油燃料的问题。同时，由于压燃式重油活塞式发动机的热力循环效率在小功率范围（