ScanEagle -drönaren fångas av det patenterade SkyHook -systemet. Den mobila och flexibla metoden för att starta och returnera detta fordon möjliggör installation av olika utrustningar samtidigt som man maximerar användningen av den volym som finns ombord på drönaren.
En serie artiklar kommer att diskutera ny utveckling inom området obemannade flygfordon (UAV), markbaserade mobila robotar (NMR) och automatiska yt- / undervattensfordon (ANA / APA)
2015 var ett hektiskt år för den internationella självkörande fordonsmarknaden. Den nuvarande utvecklingsnivån för UAV ökar ständigt, eftersom tillverkare utvidgar gränserna för autonomi, flygtid och komplexitet ombord utrustning och kunder implementerar program för att distribuera tredje generationens system i nya roller, samtidigt som kraven för befintliga system klargörs.
NMR-sektorn fortsätter att utvecklas för att möta behoven hos den postafghanska krigsteatern. (TVD). De framväxande hoten, tillsammans med det nuvarande tydliga behovet av att upptäcka och neutralisera rebellbomber och landminor, tvingar fram utvecklingen av nya, mer avancerade system med ökad kapacitet, särskilt när tyngdpunkten allt mer läggs på nationell säkerhet och omedelbar insats, särskilt i motinsatser..
Inom maritima system, både inom yt- och ubåtssektorer, utvecklas också nya allmänna verksamhetsprinciper, med särskild tonvikt på att förbättra minåtgärderna och hitta effektiva medel för att motverka ubåtar.
RQ-4B Global Hawk UAV skapades för detaljerad observation av stora geografiska områden och för att ge militärt kommando information i realtid om platsen för fiendens mänskliga och materiella resurser.
Marin UAV
Den mest avancerade marina UAV-operatören är US Navy, som driver drönare som Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout och den större MQ-8C Fire Scout som just nu testas.
MQ-8B med en nyttolast på 137 kg och en flygtid på 7,5 timmar spelade en viktig roll i utvecklingen av det allmänna konceptet för den amerikanska flottan för användning av marina UAV. Denna drönare, som kan utföra spaning och belysa mål med sin laserdesignator, placerades ut i Afghanistan för att stödja den internationella koalitionens motinsatser.
Helikopter-typ drönare MQ-8C Fire Scout
Denna UAV integrerades med det avancerade högprecisionsvapensystemet APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System) från BAE Systems. Prioriterat regeringsprogram som lade till semi-aktiv laservägledning till den tidigare ostyrda luft-till-mark-Hydra-70-missilen monterad på Bell AM-1Z Viper-överfallshelikoptern och UH-1Y Venom light multipurpose helikopter från US Marine Corps (KMP), vilket gjorde det möjligt att fånga mål på land och till sjöss med hög noggrannhet. MQ-8B UAV har också spelat en viktig roll i utvecklingen av gemensamma obemannade och bemannade flygplansoperationer, så att marinen kan bestämma riktningen för utvecklingen av motsvarande principer för stridsanvändning.
Den större MQ-8C UAV, baserad på den lätta Bell 407-helikoptern, är utformad för oberoende start och landning på alla fartyg med landningsplatta, samt från förberedda och oförberedda markplatser. Flygplanet, som kombinerar MQ-8B: s kapacitet med nyttolast och prestanda för en Bell 407-helikopter, flög 11 timmar i augusti 2015 som en del av flottans operativa tester. I början av 2015 slutfördes programmet för testflygningar och nu är systemet redo att genomgå en operationell beredskapsbedömning i slutet av 2016, så snart flottan bestämmer hur denna drönare ska integreras i systemkomplexet i kommande decenniet.
ScanEagle startar på egen hand med en pneumatisk katapult för enkel sjösättning till sjöss och på land
Uppfattning om hot
För det mesta är hotet i det maritima området asymmetriskt. Till skillnad från användningen av UAV över jordytan, där sådana anordningar huvudsakligen är utformade för att skapa en bild av miljön där markstyrkor verkar, är den marina miljön mer reaktiv. Värdet av att använda UAV i denna miljö ligger i det faktum att besättningar kan studera potentiella mål utanför räckvidden samtidigt som de utökar spaningsförmågan hos skeppsburna optoelektroniska enheter och radarer och med en betydande minskning av driftskostnaderna jämfört med bemannade helikoptrar.
Den snabba utvecklingen av UAV för marin miljö underlättades också starkt av hot mot nationell säkerhet och behovet av patrullfartyg för att övervaka kusten och försvara sig mot hot från havet. Allt detta är en följd av de ekonomiska, politiska och kulturella problemen som har uppstått inom sjöfartssektorn, som har tvingats möta det senaste decenniet. "Det är ett faktum att varje landlockat land behöver en tydlig identifiering av hot från havet och tidig neutralisering", säger Dan Beachman, marknadsdirektör för UAV på Israel Aerospace Industries (IAI). "Dessa hot kan ha små eller stora effektiva reflektionsområden i enlighet med deras storlek och därför behöver landets väpnade styrkor noggrann kapacitet för att identifiera dem."
IAI var ett av de första företagen som vände sig till det maritima temat och skapade på 80-talet av förra seklet RQ-2A Pioneer och RQ-5 Hunter-drönare, som arbetade från amerikanska hangarfartyg, justerade avfyrningen och därefter genomförde spaning för landningsstyrkan. Idag erbjuder företaget två system i detta segment: Naval Rotary UAV (NRUAV) vertikala start- och landningsflygplan och Maritime Heron fastvingade flygplan. Båda är enligt Mr. Beachman utformade för att ge användarna ett integrerat maritimt system som matchar "de aktuella operativa målen för varje land."
NRUAV kan klättra till 4600 meters höjd, dess räckvidd är 150 km och den maximala flygtiden är sex timmar. Den har en maximal hastighet på 100 knop (185 km / h), en slingrande hastighet på 60 knop (111 km / h) och kan bära en last som väger upp till 220 kg, bestående av ett mångsidigt multisensorsats med avancerade funktioner. Satsen innehåller optoelektronik dag och natt, som också ger automatisk spårning och avståndsmätning till målet, en multilägesradar som ger havsövervakning och långdistansobservation, en syntetisk bländarradar (SAR) och en invers syntetisk bländarradar (invers) SAR) med urvalslägen för rörliga mark- och luftmål, navigering och undvikande av negativa atmosfäriska fenomen. Dessutom kan drönaren bära antingen en elektronisk intelligenssensor eller en elektronisk krigssensor. Systemet kommunicerar med markkontrollstationen via en dataöverföringskanal inom siktlinjen.
UAV vertikal start och landning Naval Rotary UAV (NRUAV)
NRUAV -drönaren är baserad på HeMoS (Helicopter Modification Suite) transformationskit som utvecklats av IAI Malat. HeMoS kan automatiskt lyfta och landa från fartyg, bedöma stridsskador och målbeteckning dygnet runt, under horisontella förhållanden. - Marinens UAV uppfyller ett brett spektrum av operativa behov, till exempel ovärderliga för att bekämpa olagligt fiske, piratkopiering, uppror och andra aktiviteter som syftar till att undergräva landets suveränitet, fortsatte Beechman. "Detta mycket effektiva system ger ett viktigt bidrag till att skapa en integrerad uppfattning om den marina miljön utan att riskera människoliv."
Maritime Heron i sina huvudparametrar liknar mycket den vanliga UAV Heron som lanserades från marken - en enhet i klass MAN (Medium Altitude Long Endurance - medelhöjd med lång flygtid), men med den ytterligare möjligheten att marinversionen kan lyfter och landar på ett hangarfartyg på egen hand. Drönaren har ett vingspann på 16,6 meter och en startvikt på 1250 kg. Det maximala taket är 9000 meter och flygtiden är upp till 40 timmar, beroende på uppgiften och konfigurationen av utrustningen ombord. Flygplanet kan bära en mängd olika sensorer och kan samtidigt använda olika instrument och enheter för att överföra aktuell information om stora områden under lång tid. I en marin konfiguration bär UAV sensorer som är utformade speciellt för denna miljö, inklusive till exempel system som en optoelektronisk station MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload) från IAI, marinradar EL / M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR) från IAI ELTA och AIS (Automatic Identification System).
För att öka driftsflexibiliteten kan drönarens markkontrollstation baseras på marken eller fartyget, och kontrollen kan överföras från en station till en annan i realtid. "När man arbetar i det öppna havet är det mycket viktigt att uppfylla specifika miljöförhållanden, driva plattformen från vilken offshoreplattform som helst och utföra ett bredare utbud av uppgifter", fortsatte Beechman. "Den största operativa fördelen ligger i förmågan att slutföra hela cykeln för den aktuella uppgiften: upptäckt, klassificering och identifiering med ett integrerat och mycket effektivt system."
I oktober 2015 visade Schiebel Camcopter S-100 UAV sin förmåga att interagera med ett fartyg från den sydafrikanska flottan (foto nedan)
Ocean scan
Idag är en av de mest framgångsrika marina UAV: erna ScanEagle, skapad av Boeing och Insitu. Denna UAV för en flygplanskonstruktion kan fungera på en kryssningshöjd på 3000 meter i 20 timmar, med utrustning ombord för olika operativa behov, inklusive optoelektronik, elektronisk spaning och elektronisk krigföring, kommunikation och repeater, kartläggningsutrustning och radar (med syntetisk bländare och funktion val av markrörliga mål).
ScanEagle startar självständigt med en pneumatisk katapult och återvänder med SkyHook-systemet, som skiljer det från andra UAV-flygplanstyp på den maritima marknaden. En kraninstallation med en hängande repslinga är installerad ombord på fartyget, när UAV: n flyger över den fångas med denna ögla av vingspetsen (schemat liknar en virvel för att fånga fåglar), stängs av motorn och sedan UAV återvänder säkert till fartyget genom att vrida kraninstallationen.”Havslanseringen och återvändandet av ScanEagle är unikt; det är verkligen den enda UAV av flygplanstyp som för närvarande finns på marknaden med omfattande driftserfarenhet som du kan sjösätta och fånga på ett fartyg. Det är därför så många flottor använder den här enheten”, säger Andrew Duggan, VD för Insitu Pacific. - Catapult -lansering är inte så unik, men det som verkligen skiljer det från är SkyHook -systemet. För att returnera andra flygplanstyp UAV till fartyget används nät, och problemet är att om nätet är fäst på fartyget och UAV missar, träffar drönaren fartyget, medan med SkyHook-systemet flyger UAV parallellt till skeppet, så om det missar, flyger du helt enkelt iväg för en körning till."
ScanEagle -drönaren är i tjänst med flottorna i USA, Kanada, Malaysia och Singapore; Dessutom har den under de senaste åren deltagit i ett antal tävlingar för att verifiera och utvärdera prestanda, inklusive tester utförda av den brittiska flottan och senast av den australiensiska flottan. Ur Insitus synvinkel hjälper utrullningen av sådana välkända operatörer definitivt att driva marknaden framåt.”Efterfrågan är ganska stor, och mycket av den drivs av ScanEagles unika egenskaper. Det finns ganska stor konkurrens i den landbaserade sektorn, men ur ett maritimt perspektiv finns det väldigt få fordon som på ett tillförlitligt sätt kan sjösätta och återvända till ett fartyg, fortsatte Duggan.”Det finns ett stort intresse för flottorna som tittar på systemet som används av USA, Kanada och Singapore och andra och bedömer dess betydelse ur ett taktiskt perspektiv. Detta system kan i hög grad hjälpa särskilt de operatörer som antingen är begränsade i utrymme, som har en enda helikopterhangar på fartyget, eller inte har något utrymme ombord för att rymma en konventionell däckhelikopter. Även om du inte har ett helikopterdäck kan du med hjälp av en ScanEagle -drönare få ut mer av det här fartyget, i den meningen att det nu har ett flygplan som kan utföra flygövervakning och stanna där i upp till 15 timmar. Med utseendet av en UAV ombord utökas fartygets möjligheter att patrullera den exklusiva ekonomiska zonen, utföra sök- och räddningsoperationer, bekämpa olagligt fiske eller piratfartyg omedelbart. Detta möjliggör många ytterligare funktioner som fartygets kommando kan dra nytta av, så det är perfekt för mindre fartyg, till exempel korvetter eller patrullbåtar, som inte rymmer en helikopter."
Quadrocopter Phoenix-30 vertikal start och landning är utformad för att samla in information för militära, operativa tjänster och civila strukturer
Ett högupplöst fotografi taget av Schiebel Camcopter S-100 heliport överförs till kontrollstationen i realtid
Testning
Trenden, som har påverkat alla flottor och syftat till att öka antalet mindre fartyg med färre besättningar, utökar också kapaciteten hos UAV: er med vertikal start och landning, vilket Schiebel inte misslyckades med att utnyttja med sin S-100 Camcopter heliport. S-100 UAV har genomgått omfattande tester i många flottor, inklusive de sista testerna av den australiensiska flottan i juni 2015 och den sydafrikanska flottan i oktober 2015. Australian Navy-försök fokuserade på S-100: s multisensorkapacitet för att demonstrera hur systemet effektivt kan användas för att stödja sjö- och kustspaning. Australian Navy, till exempel, visades hur en kombination av S-100-drönaren och tre stora system, inklusive L-3 Wescam MX-10-kamera och SAGE ESM- och PicoSAR-radarer, kan utöka täckningen över horisonten av fartyg och öka situationsmedvetenheten.
Under testerna av den sydafrikanska flottan, som utfördes utanför Sydafrikas kust, sjösattes Schiebel S-100 heliport med SAGE ESM-systemet från däcket på det hydrografiska forskningsfartyget Protea för att demonstrera denna UAV: s förmåga att utföra havspaning och piratkopiering (två huvudsakliga intresseområden för denna flotta). För att utöka utbudet av sina uppgifter arbetar Schiebel med att utöka sortimentet av inbyggda system som är tillgängliga för S-100. Intelligenssensorer kan upptäcka radar från andra fartyg och därigenom identifiera potentiella hot i det omgivande området. Chris Day, UAV -projektledare på Schiebel, sa att företaget är engagerat i att erbjuda avancerade funktioner inom detta område.”Vi har flugit ett par radar under de senaste åren, men de är inte optimerade för havsförhållanden, de är konstruerade för land och har ytterligare kapacitet att arbeta till sjöss, men det kan vara en för stor kompromiss. Det finns flera företag som utvecklar mycket lätta, toppmoderna radar som är speciellt utformade för marina miljöer. Selex är en av dem, och vi fortsätter att samarbeta med det för att testa nya radar, vilket ger oss en mycket lång räckvidd och möjlighet att samtidigt övervaka många mål."
I juni 2015 samarbetade Schiebel också med IAI ELTA Systems för att demonstrera EL / K-7065 3D högfrekventa (3-30 GHz) radioavlyssning och geolokaliseringssystem (3D) ombord på S-100 heliport. EL / K-7065-systemet ger snabb märkning och identifiering av högfrekventa signaler, vilket genererar en tillförlitlig lista över detekterade elektroniska system och deras exakta koordinater, medan den inbyggda kortvågsantennen som bara mäter 300 mm till 500 mm är optimal för S-100 Drönare.”Verkligheten och problemet vi står inför är att vissa individer eller grupper som verkar till sjöss inte vill att någon ska veta vad de sysslar med. Deras fartyg har ingen radar och är ofta inte ens gjorda av metall, vilket gör dem svåra att upptäcka, säger Dey.”Därför är ett av sätten att identifiera hot att fånga upp meddelanden. Även om de har mycket primitiva sjövärdiga medel behöver de fortfarande kommunicera, samordna, så dessa tekniker för avlyssning av kommunikation och platsbestämning kan ge befälhavaren en ledtråd när ingen annan teknik fungerar längre. Schiebel testade nyligen en tung eldningsoljemotor för sin S-100 när den strävar efter att möta behoven på marina systemmarknaden. Den nya motorn, en omdesignad kommersiell roterande kolvmotor, är utformad för att hantera problemet med en mängd olika bränslen i marina system. Den nya motorn kommer nu att kunna köras på JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) och JP-8 (F-34) bränslen.
Exportversionen av AirMule -drönaren, känd som skarven, testas för närvarande.
Från behållare
Ett helt nytt tillvägagångssätt har tagits av Lockheed Martin, som som ett led i utvecklingen av en liten UAV som lanserades från en container, arbetar med en omkonfigurerbar version av sin Vector Hawk-viknings-UAV. Vector Hawk UAV har en startvikt på 1,8 kg och en vertikal profil på 101 mm; dess konfiguration kan variera från ett fast vingsystem till ett vertikalt startsystem eller till ett tiltrotorsystem för att uppfylla olika driftskrav. Företaget anser att detta system är väl lämpat som en bärbar paketlösning, som inkluderar ett flygplan av flygplanstyp för standard- och långsiktiga uppdrag, ett hopfällbart vingflygplan som kan sjösättas från en rörledare från marken eller från vattnet, en vertikalt start- och landningsfordon, och slutligen en apparat av tiltrotortyp.”Det vi arbetar med har att göra med våra ansträngningar för att uppnå konsekvens. Vi vill ha ett fordon som har ett flygplan, flygteknik och styrsystem, men flera vingsalternativ så att det dynamiskt kan anpassa sig till olika typer av uppdrag, säger Jay McConville, chef för affärsutveckling för obemannade system på Lockheed Martin."En av dessa vingkonfigurationer är en infällbar vinge, vilket är bra för att starta från en startpod."
Vector Hawk -drönaren kan ha flera konfigurationer
Containerlansering är ett intressant sätt att lansera små UAV: er och har potential att ha massor av applikationer inom det maritima området. Fördelarna med denna metod är möjligheten att sjösätta fordon från olika platser med svåra miljöförhållanden. "Ta lanseringen av ett fordon från en container, efter lanseringen distribueras det under flygning, samtidigt som det underlättar för operatören", fortsatte McConville. - Antalet platser där du kan göra lanseringar ökar också; Tänk dig att starta under vatten eller från luften eller många andra scenarier, allt operatören behöver göra är att ställa in sekvensen för startkommandon och systemet klarar miljöförhållandena i detta scenario på egen hand. " Vector Hawk -drönaren landar på samma sätt som den utbredda Desert Hawk UAV, dyker skarpt och sedan smidigt står framför marken eller, i vårt fall, vatten. För att minska belastningarna som verkar på drönaren under landning, ger designen delning i delar; Dessutom har alla delar en flytreserv och därför kan den plockas upp från ytan och sättas ihop igen till en apparat.
När marknaden för marina UAV tar fart, finns det tydligare definierade principer för tillämpningen av dessa system. Bland de många fördelar som finns på marknaden för drönare letar seglare efter de system som bäst passar deras behov och kommer att förbättra marina fartygs kapacitet och hålla sina besättningar säkra från fara.
Tactical Robotics AirMule UAV slutförde framgångsrikt sin första obundna flygning på Israels Megido -flygplats i december 2015
US Air Force RQ-4B Clobal Hawk UAV klarade framgångsrikt det mellanliggande teststeget i maj 2015
