Sjöfartsövervakning, spaning och informationsinsamling från luftfartyg, liksom patrulluppdrag har traditionellt utförts antingen av specialiserade långdistansmotorer med flera motorer speciellt utformade för förlängda flygningar över havet, eller av kommersiella plattformar anpassade för sådana uppgifter. Dessa flygplan användes vanligtvis för att övervaka stora områden på havsytan, inklusive övervakning av sjöfart och annan aktivitet längs kritiska kommunikationsvägar och i exklusiva ekonomiska zoner (EEZ).
Kostnaden för att förvärva och driva bemannade plattformar medför emellertid en outhärdlig börda för många länder och respektive luft- och marinstyrkor, och därför kan olika sjösäkerhetsstrukturer få problem med att genomföra systematisk övervakning av suveräna vatten på grund av brist på medel. Luftpatruller och ett litet antal sorter.
Behovet av ett prisvärt alternativ till bemannade flygspaningsflygplan bidrar oundvikligen till många länders växande intresse för landbaserade och havsbaserade obemannade luftsystem (UAS), särskilt de med stora EEZ och gemensamma skyddade gränser. Samtidigt vill andra länder ha sensorsystem ombord som kan öka lägesmedvetenheten för utplacerade civila och militära fartyg genom att tillhandahålla nödvändig information.
Moderna UAS, särskilt medellång och hög höjd drönare med lång flygtid (kategorierna MALE och HALE), har visat sig väl som spanings- och strejkplattformar till stöd för markoperationer, med egenskaper som lång räckvidd, lång uppdragstid och förmåga att bära sensormålsbelastningar. Medan dessa plattformar av flygplanstyp krävs för att starta och landa på marken, lockar deras inneboende kapacitet ändå det maritima samhället som letar efter ett sätt att observera stora områden.
I andra änden av spektrumet finns mindre UAV: er av VTOL-flygplanstyp, som också har fått stor acceptans de senaste åren. Sådan regelbunden övervaknings- och spaningsutrustning kan snabbt sjösättas och returneras och samla information på begäran för att säkerställa att fartyg fungerar.
Mänskliga klassplattformar
Precis som i fallet med bemannade patrullflygplan för kustflyg, är förmågan att täcka långa sträckor och patrullera under långa perioder en viktig egenskap hos MAN -klassens multifunktionella UAS som är anpassningsbara för sådana uppgifter. Utvecklarna har också identifierat andra önskvärda egenskaper, inklusive en stor nyttolast, så att du kan bära både fjärrkommunikationssystem och utrustning ombord av olika typer.
Det israeliska företaget Elbit Systems marknadsför en specialkonfigurerad version av sin Hermes 900 MALE UAV, som drivs av minst åtta operatörer. Flygplanet, som huvudsakligen används i markövervakningsoperationer, kan ta emot målbelastningar av både sin egen design och tredje part.
Enligt företaget kan Hermes 900, med en maximal startvikt på cirka 1180 kg och ett vingspann på 15 meter, ta upp till 350 kg målutrustning, inklusive 250 kg i det 2,5 meter långa inre facket. I en marin konfiguration kan flygplanet utrustas med en specialiserad marin övervakningsradar, ett automatiskt identifieringssystem och ett stabiliserat optoelektroniskt / infrarött sensorsystem och elektronisk krigföring och spaningsutrustning.
Elbit Systems noterade att dess universella markkontrollstation kan erbjuda ett läge för samtidig styrning av två UAV: er med hjälp av två redundanta dataöverföringskanaler. Företaget hävdar att detta har en positiv effekt på utnyttjandet av systemet, sparar personal och driftskostnader. Drönaren drar också nytta av integrationen av ett långväga över-horisont-kommunikationssystem baserat på en satellitkanal och integrationen av Elbit-systemets egenutvecklade marina automatiserade styrsystem.
Haji Topolanski från Elbit Systems sa:
”Även om Hermes 900 lyfter och landar endast på marken kan styrningen av UAV själv och driften av dess sensorer integreras i fartygets kommando- och kontrollsystem. Detta gör att fartyg kan ta emot spaningsinformation från UAV i realtid och använda den efter eget gottfinnande."
Sedan april 2019, på begäran av European Maritime Safety Agency, har Hermes 900 -drönare använts för att patrullera sjöfartsområden. Island var det första landet som använde denna tjänst. Enligt Elbit Systems har de isländska sjöfartsmyndigheterna identifierat Hermes 900 som Egilsstadirs östra flygplats, från vilken den kan täcka mer än hälften av landets ekonomiska zon. Denna enhet har också modifierats för att motstå de höga vindar och isförhållanden som finns i Nordatlanten.
”Det är uppenbart att en marinflygplan-typ UAV, som opererar från en kustbas och kontrolleras från en markstation, bör ha en annan prestanda och målbelastning än ett landobservationssystem. I synnerhet dikterar behovet av storområdesspaning integrationen av kraftfull multilägesradar med bildbehandling för att upptäcka och klassificera objekt på långa avstånd och högupplösta långdistans-OE / IR-system för positiv identifiering och avbildning."
- förklarade Topolanski.
”Dessutom integreras dataöverföringskanaler för siktlinjer och en satellitkanal för över horisonten-kommunikation i de marina LHC: erna. Det faktum att en marin drönare ibland behöver gå ner för positiv identifiering av objekt med hjälp av sin övervakningsstation och flyga under radiofrekvenshorisonten ökar vikten av bredbandskanalen över horisonten.”
Samtidigt har Israel Aerospace Industries (IAI) levererat marinversioner av sin Heron 1 MALE UAV till de indiska och israeliska flottorna.
Heron 1 -drönaren som utvecklats av Malat -divisionen har en startvikt på 1100 kg och en nyttolast på upp till 250 kg. Dess standard nyttolast är IAI Tamams bågmonterade multi-mission Optronic Stabilized Payload, som inkluderar en högupplöst kamera, en infraröd kamera och en laserpekare / avståndsmätare.
Enligt företaget drivs flygplanet av en fyrtaktsmotor på 1 211 cc Rotax 914 som roterar en tvåbladig, propeller med variabel stigning som utvecklar upp till 100 hk. maximal kontinuerlig effekt vid höjder upp till 4500 meter. Detta gör det möjligt att slentra med en hastighet av 60-80 knop och nå en maximal hastighet på upp till 140 knop med en flygtid på upp till 45 timmar, beroende på bärlast. En siktlinje-dataöverföringskanal i en mobil eller stationär version ger kontroll inom en radie på cirka 250 km, men vid installation av ett satellitkommunikationssats ökas räckvidden till 1000 km.
IAI -ingenjörer noterar att Heron 1 har två interna lastutrymmen med en total volym på upp till 800 liter - fören och mittfacken med en volym på 155 respektive 645 liter.
Avståndet från flygplanets lägsta punkt till marken är 60 cm, vilket gör att enheten kan utrustas med externa mållast, medan kraftgenerering ombord på upp till 10 kW ger plattformen möjligheter till uppgraderingar och möjliggör också installation av kraftfulla system, till exempel IAI Elta EL maritim övervakningsradar. / M-2022U eller modulär övervakningsradar för spaning av markrörande mål EL / M-2055.
Enligt Jane's C4ISR & Mission Systems - Air handbook kan EL / M -2022 Marine Surveillance Radar spåra en mängd olika mål i avstånd upp till 200 nautiska mil. När den används i omvänd bländarsyntesradarläge kan radarn fånga misstänkta objekt och bestämma deras typ.
Förutom standardövervakningsstationen och marina radar kan marinheron 1 också bära elektroniska intelligenssystem, till exempel IAI Elta ELK-7071 eller ELK-7065-systemen. Den typiska cykeln för att upptäcka och identifiera misstänkta ytobjekt börjar med måldetektering, varefter de elektroniska spaningssystemen slås på för att bestämma objektets riktning och tillhörighet genom det automatiska identifieringssystemet, sedan under den följande inflygningen är artspaningsstationen används för visuell verifiering.
HALE -plattformar
"Toppen av tekniskt tänkande inom marin UAV är den amerikanska marinens MQ-4C Triton-spaningsdrona av HALE-kategorin (höghöjdsflyg med lång varaktighet), som är planerad att vara klar för service i april 2021 och full -skalproduktion börjar två månader senare."
MQ-4C Triton-drönaren som utvecklats av Northrop Grumman har en längd på 14,5 meter och ett vingspann på 39,9 meter, en deklarerad räckvidd på 2000 nautiska mil och en flygtid på upp till 24 timmar. Drönaren utvecklades på grundval av Block 30 RCMN-marinversionen av US Air Force RQ-4 Global Hawk-drönaren som en del av Broad Area Maritime Surveillance Demonstrator-programmet för att förse flottan med kontinuerlig övervakning av havsområden.
Även om MQ-4C: s grundläggande design är mycket lik RQ-4B, har den fortfarande betydande ändringar som syftar till att optimera prestanda för långsiktiga ytuppdrag. Till exempel kommer flygplanet att ha aktiv kontroll av bränslesystemets tyngdpunkt, en förbättrad antennradom med ökad styrka och förbättrad aerodynamik, ett luftintagssystem mot isbildning samt en förstärkt vingstruktur med skydd mot luftstötar, hagel och fågelinträde, blixtskydd och en förstärkt flygkropp för att öka den inre målbelastningen. … Tillsammans gör dessa förbättringar det möjligt för MQ-4C UAV att sjunka och stiga vid behov, vilket är nödvändigt för att kontrollera fartyg och andra föremål till sjöss.
Under flygplanskroppen installeras den huvudsakliga havsökningsradaren AN / ZPY-3 i X-bandet med en aktiv fasad antennmatris, där elektronisk skanning kombineras med mekanisk rotation av 360 ° i azimut. Northrop Grumman säger att MQ-4C: s flygtid och ZPY-3 sensortäckningsradie gör att MQ-4C kan undersöka mer än 2,7 miljoner kvadratfot i en enda flygning. mil. Radaren kompletteras av Raytheon AN / DAS-3 MTS-B sensorstation, som ger dag / nattbild och högupplöst video med automatisk målspårning, samt AN / ZLQ-1 elektroniskt spaningssystem från Sierra Nevada Corporation.
Medan drönaren fortfarande är under utveckling har den australiensiska regeringen lovat att köpa två MQ-4C-plattformar för landets flygvapen på Air 7000 Phase IB-projektet. Det första flygplanet förväntas komma in i flygvapnet i mitten av 2023. I slutet av 2025 planeras köp av sex plattformar, värda 5 miljarder dollar, att distribueras vid Edinburgh Air Force Base i södra Australien.
Den amerikanska regeringen godkände också försäljningen av fyra MQ-4C-drönare till Tyskland i april 2018 för 2,5 miljarder dollar. Flygplan under den lokala beteckningen Pegasus (Persistent German Airborne Surveillance System) måste modifieras i enlighet med nationella krav.
Skeppsburen TANK
Skeppsburna eller däckbaserade drönare har väckt stor uppmärksamhet från militären de senaste åren. Särskilt viktiga är de välkända komplexen, till exempel flygplanstypen ScanEagle utvecklad av Boeing-lnsitu och helikoptertypen Fire Scout från Northrop Grumman, utplacerad av den amerikanska flottan. Samtidigt levererade Boeing-lnsitu-gruppen också Integrated winged vehicle till Marine Corps under beteckningen RQ-21A Blackjack.
Med det befintliga underskottet på plats på däcken på de flesta moderna fartyg ökar tydligen intresset för LHC med vertikal start och landning bara i andra flottor. Det schweiziska företaget UMS Skeldar vill till exempel replikera sin senaste framgång med sin nyaste V-200B rotorcraft, som köptes av den kanadensiska och tyska flottan.
Företagets nyaste plattform, V-200 Block 20, med en startvikt på 235 kg, har en 4-meters flygkropp, som troligtvis är gjord av kolfiber, titan och aluminium; den är utrustad med en tvåbladig propeller med en diameter på 4, 6 meter, ett ventralfack och ett icke-infällbart landningsutrustning för två skidor. UMS Skeldar -drönare har en toppfart på 150 km / h och ett servicetak på 3000 meter.
Förbättringar av motorn och bränslehanteringssystemet har minskat vikten med 10 kg jämfört med den tidigare modellen V-200B, samtidigt som flygtiden ökas till 5,5 timmar med en målbelastning på 45 kg eller mer genom att minska tiden i luften. Andra förbättringar inkluderar en ny datalänk, en uppdatering av fordonets elektriska konfiguration och ett system med åtta kameror för visuell detektion och intervall som kan spåra upp till 20 miles i varje riktning. Den kan också utrustas med fasade array -antenner som gör det möjligt för operatören att överföra bilder i realtid.
V-200, säger en UMS Skeldar-talesman, "inkluderar en Hirth Engines tung bränslemotor som kan köras på Jet A-1, JP-5 och JP-8 bränslen, en av de främsta fördelarna för sjöfartsindustrin."
"Tvåtaktsmotorkonfigurationen ger också en lång MTO tillsammans med den extra säkerheten för landning och start i en miljö där konventionella bränslen är förbjudna, som alla är mycket viktiga för maritim verksamhet."
Enligt honom kräver V-200-plattformen mindre material och tekniskt underhåll och har funktionell flexibilitet som kan jämföras med andra alternativ för flygplan och helikoptertyp i samma viktkategori. "V-200 UAV är kompatibel med STANAG-4586-standarden, som förkvalificerar UAC för militär användning och integration med andra system," tillade han. "Vi tänkte också bra på enkel integration med olika stridshanteringssystem, inklusive Saab 9LV marin stridssystem, som ger kommando- och kontrollmöjligheter för offshore -plattformar i alla storlekar, från stridsbåtar och patrullfartyg till fregatter och hangarfartyg."
Under tiden har det österrikiska företaget Schiebel utvecklat en helikoptertyp Camcopter S-100 UHC, som är utrustad med en tvåbladig propeller med en diameter på 3,4 meter och har en strömlinjeformad kolfiberkropp med dimensioner 3, 11x1, 24x1, 12 m (längd, bredd, höjd, respektive).
Enheten med en maximal startvikt på 200 kg kan bära upp till 50 kg last tillsammans med 50 kg bränsle. Den roterande motorn låter dig flyga i hastigheter upp till 102 km / h med ett praktiskt tak på 5500 km. Med en nyttolast på 34 kg är flygtiden 6 timmar, men med installation av en extern bränsletank ökar den till 10 timmar.
Enligt Schiebel inkluderar en typisk marin övervakningslastlast Harris Wescams optoelektroniska L3-station, Overwatch Imaging PT-8 Oceanwatch-kamera för att skanna stora områden och upptäcka små föremål och en automatisk igenkänningsmottagare.
"S-100-plattformen är idealisk för offshoremiljöer på grund av sin minimala logistik och storlek", säger en företrädare för företaget. "Dess kompakta storlek och låga vikt gör att den enkelt kan manövreras, lagras och servas i skeppshangarer … en typisk fregathangar rymmer upp till fem S-100-drönare tillsammans med en konventionell storbemannad helikopter." Plattformen har också integrerats med 35 olika typer av fartyg, som har flugit över 50 000 flygtimmar.
Camcopter S-100-helikoptern köptes under Australian Navy Minor Project 1942-programmet, som syftar till att tillgodose behoven hos landets flotta för ett mellanliggande skeppsburet UHC. Enligt ett separat program kommer vidare en lämplig UAV att väljas för integration med 12 kustpatrullfartyg, varav de två första byggs vid varven på ASC. Sedan kommer en annan typ av UAV att väljas för att utrusta nio Hunter -projektfregatter, som kommer att byggas för Australian Navy.
Schiebel meddelade i november 2015 att den hade testat en tung bränslemotor för Camcopter S-100 helikoptern. Modifiering av S-100 framdrivningssystem baserat på en kommersiell roterande kolvmotor har lett till en viktminskning på grund av moderniseringen av avgassystemet, en ny motorstyrenhet och nya batterier. Motorn tillåter S-100 att använda JP-5-bränsle, som har en högre flampunkt än flygbensin.
Företaget moderniserar S-100-plattformen främst med ett öga på interaktionen (interaktionen) mellan bemannade och obebodda plattformar och leverans på det sista avsnittet. I april 2018 tillkännagavs att det samarbetar med Airbus Helicopters i en gemensam demonstration som involverar H145-besättningen helikopter och S-100 UAV. Enligt Schiebel installerades en markkontrollstation för drönaren ombord på H-145, vilket möjliggjorde nivå 5-driftskompatibilitet genom att överföra full kontroll över drönaren till operatören ombord på helikoptern, inklusive lansering och retur.
Nya målbelastningar
Nya målbelastningar för UAV: er utökar utbudet av uppgifter för marina UAV: er och går längre än spanings- och observationsoperationer. Till exempel utvecklar L3 Harris SDS (Sonobuoy Dispenser System), som är utformat för att snabbt återanvända olika typer av flygplan för anti-ubåtuppdrag.
SDS utnyttjar erfarenheten av att skapa pneumatiska system SRL (Sonobuoy Rotary Launch) och SSL (Sonobuoy Single Launch) för Lockheed Martins P-8A Poseidon multipurpose anti-ubåt och anti-ship patrullflygplan.
Säkerhetsdatabladet är baserat på Modular Launch Tube (MLT), som företaget beskriver som "en individuell startstation för att skjuta upp en boj i A-storlek från en standard LAU-126 / A lanseringskärl." Företaget har också utvecklat ett moderniserings-tandem-lanseringssats som gör att LAU-126 / A-behållaren i storlek A kan ta emot bojar av två storlekar F eller G.
MLT är ett externt laddningssystem med ett vridbart bajonettlås för att fästa en boj med en egenvikt på cirka 4,5 kg. Den är utrustad med en boj -närvarosensor för att säkerställa säker fångst och sjösättning; bojarna matas ut under ett lasttryck i systemet från 70 till 105 kg / cm2.
Enligt L3 Harris kan SDS-systemet bestå av valfritt antal MLT-skenor, en jordladdad pneumatisk utlösare och en elektronisk styrenhet med ett universellt typ-1/2-gränssnitt ovanpå ett MIL-STD-1760-gränssnitt. Alla dessa komponenter kan integreras i en särskild extern behållare.
Företaget ser ett växande intresse i världen för UAV för långdistans- och långsiktiga sjöpatruller som en prisvärd ersättning för dyra patrullflygplan, till exempel P-8A-flygplan. De noterar dock de potentiella begränsningarna i SDS-konceptet, med tanke på att anti-ubåtsflygplan, som R-3 och R-8A, kan bära 87 respektive 126 bojar.
"Det är omöjligt att ladda ett SDS-system under flygning, till skillnad från ett bemannat flygplan, så helst ser vi många SDS-utrustade drönare som arbetar tillsammans i grupper eller flockar för att skapa en acceptabel lösning från ett tillräckligt antal ekolodbojar."
Uttra Electronics utvecklar också ett eget koncept för droppmaskinen SMP (Sonobuoy Mission Pod), som den erbjuder för obemannade och bemannade flygplan.
Enligt företaget kan SMP monteras på en extern MIL-STD-2088 upphängningspunkt, vilket gör att befintliga plattformar kan byggas om för ubåtsuppdrag. SMP -systemet rymmer 25 till 63 bojar i storlek G och F för små och stora plattformar.
Systemet är konstruerat för att fungera på höjder upp till 10 km vid flyghastigheter upp till 150 knop. Den kan släppa bojar med 2,5 sekunders intervall och är kompatibel med flera ultraelektroniska bojmodeller, inklusive ALFEA (Active Low Frequency Electro-Akustic) och HIDAR (High-Instantaneous-Dynamic-Range) och mini-HIDAR.
Även om landbaserade LHC: er är ganska vanliga nuförtiden, sker användningen av sådana system på sjöfarten i mindre skala idag. Situationen verkar emellertid gradvis förändras, eftersom flottor, kustbevakningar och andra maritima säkerhetsstrukturer alltmer förstår hur effektiva drönare från MALE och HALE kan komplettera bemannade plattformar i sjöpatrull och andra operationer, eller om möjligt användas som separata medel..
Det finns ett växande intresse för etablerade luftburna patrulleringskapacitet för marina fartyg, men flera utmaningar återstår att ta itu med. Till exempel, på mindre fartyg finns det inte tillräckligt med utrymme på däcket, användningen av sådana flygplan i kombination med bemannade helikoptrar är vanligtvis begränsad till”antingen - eller” situationen, när sjösättnings- och återhämtningsprocessen måste vara noggrant tidsinställd och överenskommen i för att drönarna ska stanna i luften inte längre än vad som är nödvändigt i väntan på att däcket ska rensas. Det är också svårt att återställa skadade plattformar när däcket är upptaget och inte kan tömmas på grund av en nödsituation.
