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美新型舰载无人机将投入使用 可能不用垂直起降

发布时间:2021-09-15

  理查-德斯科特发现,经过一番漫长的发展,有迹象表明舰载无人机现已准备交付使用。

  2009年10月初,美国海军在海军航空史上写下了新的篇章——搭载两架诺斯罗普格鲁门MQ-8B型“火力侦察兵”垂直起降舰载无人机的佩里级“麦金纳尼”号护卫舰(FFG-8)在美国第四舰队部署,此次部署标志着大型自动垂直起降无人机首次大范围独立随舰行动。佩里级“麦金纳尼”号护卫舰(FFG-8 )和舰载“火力侦察兵”从佛罗里达州的梅港出发,一直往南航行到加勒比海参加反毒行动。在行动中,MQ-8B“火力侦察兵”垂直起降舰载无人机发挥其侦察监视作用,极大增强了战场态势感知能力。然而,《无人机》的读者们因该已经注意到全副武装的陆基无人机很多年前就能对陆地、海岸线和远海进行战略战术的侦察监视,海军自己在很多年前也意识到无人机在侦察监视、兵力防卫和电子战中的潜在作用。那究竟是什么阻碍了舰载无人机的发展?

  究其深层次的原因,有两个方面的因素障碍了海上无人机系统的开发和试验。一是技术原因,包括:操作与功能的集成,如空域的冲突、通信频率的分配整合、带宽的限制、传感器数据在作战管理系统的融合;由于舰载无人机系统的特殊性,在舰艇平台上操作存在固有困难,,尤其是其应对复杂海况的牢固性和可靠性、发射及回收的复杂性和限制性;机身与机载设备与完成指定任务需要的航程、续航力以及载荷方面的矛盾。二是是像内部知情人士与非海军飞行员暗示的一样来自海军航空团体中许多飞行员的文化抵制。据内部知情人士向《无人机》杂志透露:“海军航空兵内部对这种新生事物存在抵制情绪,质疑的声音很多,说服他们需要时间。同时,许多直升机飞行员和装备预算人员还倾向于把无人机看成为舰载直升机的威胁而非补充。”因此,虽然一直努力使垂直起降舰载无人机系统相关支持设施装备在护卫舰大小的舰艇上,能在战舰比较小的空间上操作,在直升机飞行甲板区起降,但道路还比较漫长。事实上,从美国海军第一次把旋翼机原型——雄蜂反潜直升机QH-50降落在“黑泽尔伍德”号上已近47年。该机已退役30余年,且一直是唯一服役的垂直起降无人机。在此期间,许多海军无人机计划中途流产:包括贝尔公司的“鹰眼”、庞巴迪公司的“CL-327卫士”、IAI公司的“地狱之星”和EADS公司的“海上霸主”。

  2003年具有垂直起降自主操作能力的“火力侦察兵”(MQ-8B)被选为美国海军的濒海战斗舰(LCS)舰载无人机,一举开创舰载无人机先河。“火力侦察兵”(MQ-8B)与之前中途夭折的RQ - 8A一样是在西科斯基S-333载人直升机的基础上研制的,安装劳斯来斯公司250-C20W型涡轮轴发动机(使用北约标准重质燃料)。该发动机装有四桨叶旋翼(取代RQ - 8A的双桨叶旋翼),提高了传动系统的功率,增加了燃料容量,最大起飞重量可达1840公斤,最大载荷272公斤,能携带90公斤有效载荷在超过200公里外连续巡航超过5小时。为了与4586标准配套,能由战术控制系统操控,美国海军“火力侦察兵”标准载荷由“BRITE Star II”前视红外系统、红外传感器、激光测距仪、带语音功能的目标指示器以及数据通信传输系统组成。同时,诺斯罗普格鲁曼公司正在竞标多模式雷达作为MQ-8B光电传感器的配套组件,为其侦察监视行动提供多种操作模式(包括逆合成孔径雷达和移动目标指示)。2005年6月,签约系统设计开发首批MQ- 8B,剩余2批于2007年2月订购。2006年12月,首批无人机在进行了试验飞行,并于2007年5月获得“Milestone C”认证,为其小批量试生产铺平道路,9架飞机分3个批次订购。2008年美国海军宣布,MQ-8B在“麦金纳尼”号护卫舰(FFG-8)上的飞行试验和评估是为了降低正式入主濒海战斗舰(LCS)后的风险。2008年12月开始美海军展开了适用性检查和匹配测试,其范围包括载舰着陆、使用“无人机通用自动回收系统”复飞以及风速对旋翼啮合/松开的限制测试。其他测试还包括在母舰甲板运动、防风气囊打开时的飞行和着陆(包括在使用网格坐标和鱼叉系统时的着陆),所有无人机在回收过程中都使用“无人机通用自动回收系统”的位置数据。在5天的测试中,无人机12次飞行历时19小时、54次着舰,其中37次使用北约标准地图坐标。测试在航速为26公里/小时、舰摆5度,甲板风速46公里/小时的条件下进行。2009年10月,首批生产的2架MQ-8B部署在“麦金纳尼”号护卫舰(FFG-8)上,并进行其军事效能评估测试。这些评估数据将为其入主改进型濒海战斗舰(LCS)做好准备。

  欧洲奥地利西贝尔集团目前正着手汇集多功能坎普特S-100型旋翼人机的优点来满足舰载无人机日益凸现的需求。批量生产的S-100已在陆基行动中广泛使用,并为感兴趣的海军进行了大量舰载试验。相较于火力侦察兵,S-100最大起飞重量只有200公斤(而火力侦察兵1400公斤以上),旋翼直径只有3.4米(不到火力侦察兵8.4米的一半)。发动机由“钻石”公司生产,达7100转/分的转速、提供50马力的动力;碳纤维结构机身具有优良的强度/重量比,最大优化载荷与续航能力。S-100在5500米高空最大航速为222公里/小时(经济巡航速度为100公里/小时)。该机总有效载荷(加装感应器和燃料)约为100公斤(其中传感器的最大有效载荷为55公斤)。一般情况下,S-100在携带25公斤的传感器情况下航时超过6小时。它设计有2个载荷舱,1个侧面固定转辙器,和1个内置辅助电子设备舱。首载荷舱位于主转轴下方,有效载荷50公斤;可装备塞勒克斯伽利略公司的PicoSAR合成孔径雷达和/或万向支架式光电设备/红外传感器转动架,如IAI公司的Tamam-200、泰雷兹公司的 AGILE 2或MicroSTAR II前视红外系统(这三种传感器都在 15-25公斤的重量范围内)。

  西贝尔公司宣称S-100结构坚固,具有减速着陆能力(降落架抗10G冲击力),不需要额外的着陆辅助设备就能在飞行甲板上降落,特别适合执行海上任务。在舰上操作时,只要安装标准 “坎普特”控制计算机和软件包,并在舰艇甲板上安装惯性测量装置,就能记录和测量船只的移动数据并传输到控制器和无人机中。该控制系统可使无人机准确降落在北约坐标标准直径为2.75米的甲板上。西贝尔公司 S-100价格低、对舰船影响小,海上持续操作只需3个勤务人员,可配置于舰顶或舰尾,比大型无人直升机系统降低空间要求和维护费用(尤其是在工作人员配备、住宿和机库方面设置方面的要求)。近年来,S-100被多国海军引进。分别于2007年10月在印度的“舒亚塔古尔”号海上巡逻船、2008年3月在巴基斯坦21型护卫舰、2008年4月在西班牙“里约美浓”号民用警卫巡逻船、2008年年中在德国K130护卫舰、2008年9月至10月在法国驳船及“蒙卡尔姆”号护卫舰上完成试飞。其中德国进行为期 3个星期的试验,在最大起飞重量超过190公斤包括、超过130公斤的有效载荷、甲板上的相对风速74 公里/小时的情况下,飞机在潮湿的甲板能在约± 15度的倾角下着陆。法国海军先在条件略高于三级海况下的驳船上进行试验,随后在“蒙卡尔姆”号护卫舰上进行为期三天的试验,第一试验使用了DCNS公司开发的自动甲板降落和起飞系统。2009年,西贝尔公司和作为市场营销领军人物的波音公司合作,向美国潜在的客户出售S-100。虽然普遍认为S-100和波音公司的“扫描鹰”有一些市场交叉,但两家公司认为这两型无人机在无人机领域相得益彰。

  由波音子公司英西图生产的“扫描鹰”轻型固定翼无人机在美国海军服役超过4年后,已牢牢确立自己在舰载机领域的地位。此外,它的成功表明,垂直起降绝不是舰载无人机唯一的做法。“扫描鹰”无人机利用其紧凑性、简单性和牢固性,可提供低成本、高效益、持久的侦察监视能力。www.410505.com,此外,使用发射弹射车和英西图公司专利“天钩”(SkyHook)回收系统组合,“扫描鹰”可在海上进行发射和捕捉回收,使其跑道独立,这大大减少了对舰上作业的影响。“扫描鹰”能在1500米以上高空飞行,在其行动海域巡航超过24小时,携带惯性稳定的光电或红外成像摄像机可跟踪静止和移动目标。飞行器可从气动楔形弹射器自主发射,可按照预编程序飞行或操纵人员发出的任务指令进控制制导飞行,完成任务后采用专利的“天钩”(SkyHook)回收系统回收(利用从15米高的立柱上悬挂的绳索捕获)。“扫描鹰”的尺寸小、视觉低和红外特征低,先进的消声器又降低其噪音,具有良好的隐身性。2005年7月美国海军开始采用“扫描鹰”无人机系统,该系统已经在一系列平台上运行过。截至2009年底,“扫描鹰”已在飞行超过1600架次,该系统最近经已数次被发现在也门海湾地区作为一个重要的装备,有偿在索马里海岸执行反海盗行动。“扫描鹰”还作为联合无人机试验计划的一部分,在英国皇家海军23型护卫舰上进行试验,第一次试验是从2005年3月开始,验证“扫描鹰”从英国萨瑟兰到奇奈蒂克的赫布里底群岛范围内的控制能力。在Trial Vigilant Vipe机构的赞助下,英国2006年3月又组织进一步联合无人机试验计划的试验。这次试验旨在进一步拓展“扫描鹰”已展示的能力,并成功地实现了第一架无人机在皇家军舰上的发射和回收。其他海军也已经进行了“扫描鹰”的试验。2009年初,波音国防澳大利亚部与新加坡共和国海军进行了一次试验,可看到飞行器从护卫舰的飞行甲板上发射,在着陆舰船上回收。从此次演示来看,“扫描鹰”在白天使用光电摄像机执行任务,晚上转换成红外成像摄像机模式来执行任务。2009年11月,英西图宣布“扫描鹰”成功地从加拿大金斯顿级海岸防卫舰加拿大皇家海军舰艇“ Glace Bay”号 起飞 。据英西图报道,由加拿大部队海上作战中心所进行的演示包括一个在飞行中把“扫描鹰”控制权从 “ Glace Bay”号舰上的加拿大海军指挥部交由设在哈利法克斯的海军基地由加拿大陆军指挥部管理的陆基控制计算机来控制。扫描鹰的任务配置就像水中的物体和潜水员,包含定位、跟踪预先进入阵地的船只和海岸线上可疑的活动。

  其他的舰载无人机设计厂家也觊觎这块肥肉。萨伯公司对舰载无人机市场野心勃勃,旗下暂处于预生产阶段的SkeldarV-200型旋翼无人机瞄准与S–100相同市场定位,定于2010年期间开始甲板降落试验。其设计团队与瑞士无人机公司合作,进行了为期12个月工程开发与测试活动。V-200旨在通过大量试验,寻找新飞行子系统并扩展飞行数据系统。2009年8月为潜在客户成功地进行了首次飞行演示。萨伯同时进行诸多改装整合,包括无人机控制站与萨伯9LV Mk4作战管理系统的整合、飞机结构的优化以适应严酷的海洋环境以及开发性能更佳的重油发动机,使其更适合舰载操作。另一个竞争对手IAI公司Malat部门提出另一个舰载无人机设计方案,在标准舰载直升机上安装远程控制器,以减少需求论证,维持其对舰船的影响基本不变。根据现海军舰载直升机修正规范,旋翼无人机要能携多种传感器及通信载荷从活动平台上自主起飞和回收,并提供实时侦察监视、超视距攻击和毁伤效果评估。据印度海军近期需求,IAI公司结合“赫伦”和“搜索者”固定翼无人机舰载设备单元和任务技术支撑验证,以HAL Chetak直升机的结构为基础,研制了舰载旋翼无人机。两种原型机对旋翼无人机的开发和飞行测试贡献较大。该型旋翼无人机舰艇部件由C2控制站组成,集成舰船信息作战中心、现有机库以及安全通行系统。Chetak旋翼无人机载最大燃油重量(内部燃油),携200公斤任务载荷设备,在远离控制平台90公里处能巡航4小时;携150公斤任务载荷能巡航6小时。可供选则的任务载荷传感器包括IAI公司的Elta电子设备、M-2022多模式雷达、Tamam MOSP光电传感器转塔、雷达和宽带通讯电子侦察系统等。