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快乐十分:美着手将载人直升机改型成无人机 安全性暂不足

发布日期:2011-07-05??来源:网络??作者:全球无人机网我要投稿我要评论

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  “火力”-X无人直升机的基础是贝尔公司的ARH-70计划所用的贝尔407型直升机。

  西科斯基飞机公司的UH-60A“黑鹰”直升机样机在1974年第一次飞行的时候,可能没有人会想到日后有一天飞机能够作无人驾驶飞行??墒?,过了25年以后,一项名为载人/无人空中补给直升机计划(Project MURAL)会在短短几个月的时间里验证无人飞行理论。

  西科斯基飞机公司的总裁兼CEO 杰夫 皮诺(Jeff Pino)最近谈到了他们的交付可选载人无人“黑鹰”直升机计划。他的想法是在直升机座舱中设置一个控制装置,使直升机能够在一名或两名飞行员的操纵下飞行或者自主飞行。“黑鹰”直升机在自主飞行时,可以独自完成任务,或者几架无人直升机在编队中跟随载人领航直升机飞行。现在,西科斯基飞机公司的想法的重点发生了一些改变,正在集中精力形成无人的或可选载人的货物运输能力。

  载人/无人空中补给直升机计划是西科斯基飞机公司与美国陆军的航空导弹研究开发和工程中心共同执行的,目的在于提交一款能够在战场完成条件恶劣且枯燥的吊运任务的“黑鹰”直升机。计划在往下的几个月里使用2架装备有视线系统进行??刈远菔坏?ldquo;黑鹰”直升机中的一架空运4,000千克的载荷。

  西科斯基飞机公司的有关人士说,目前像“黑鹰”直升机之类的飞机可能一天就飞行五个到六个小时,其余时间就是保养,利用率较低。有了可选载人飞行能力之后,其利用率就有可能提高。西科斯基飞机公司自从2008年以来就开展了载人/无人空中补给直升机方面的工作,已经仔细检查了作战模拟概念,知道在模拟环境中飞机如何使用,经过了设计评审,准备在2011年初进行第一次飞行。

  飞机装有??刈远菔蛔爸孟嗟敝匾?,可以简化可选载人无人机的综合过程。这种综合更多地依靠软件更新,而不是硬件开发。这样的飞机能够在条件更差的极端环境中使用,甚至可以在风速达50节的情况下飞行。西科斯基飞机公司是为数不多的开发了直升机??刈远菔患际醯闹鄙圃焐讨?,可以在2015年前后将完全集成的可选载人无人机飞行系统安装到已有的西科斯基飞机公司直升机上。该公司最近演示了他们所说的自主编队飞行,目的是通过常规飞行自动化来减轻直升机飞行员的工作负担。他们认为类似的原则也可以用于直升机的空中加油,使机组能够更为顺利地与加油机连接。

  计划制造载人的和选择载人的“黑鹰”直升机只是现在将传统的直升机变换成无人直升机或者随意载人无人直升机的趋势中的一个例子。

  现代直升机设计的指导原则是衡量最终产品的砝码,超出任何关键参数可能会导致有效载荷减少,燃料容量降低,续航能力下降以及性能低下,而由此所产生的问题可能造成为时数月的延期和重罚,工程师们不得不采取折中措施来减少载荷。现代无人机是由于迫切需要而迅速发展起来的,因此开发人员指望利用已有的直升机设计并将其变换成无人直升机平台是完全可以理解的。

  这样的无人直升机包括波音公司的基于AH/MH-6系列轻型直升机的H-6U“小鸟”无人直升机,诺斯罗普格鲁曼公司的基于贝尔407型直升机的 “火力”-X(Fire-X)无人直升机,和欧洲航空防务与航天集团的基于法国Guimbal 公司的Cabri G2双座轻型直升机的Orka无人机(尚处在设计阶段)。此外,诺斯罗普格鲁曼公司的MQ-8“火力侦察兵”无人机,虽然不是基于现有的直升机设计,但是却利用了西科斯基飞机公司的S-434轻型直升机的许多部件。

  将全尺寸的直升机变换成无人机具有多种好处。在载人机里,人是一个最脆弱的部分,因此没有飞行员的无人机所带来的最为明显的好处就是能够释放重量储备来提升续航能力和增加有效载荷。在载人机里,不但飞行员本身,而且维持机组在飞行中的生存和舒适的装备在飞机重量中占了相当大的一部分。因此去掉这些项目具有明显的性能优势。西科斯基飞机公司以及其它公司都表明了,可靠的数字飞行控制系统和现代四轴自动驾驶仪能够取代飞行员,同时全规范数字引擎控制(FADEC)系统可以在各种情况下给出所需要的动力。去除机组和相关装备能够产生巨大的重量储备,节省的空间可以用来放置更多的燃料箱以增加续航能力,也可以放置收集情报的有效载荷,甚至加装武器。

  虽然有时购买和操作全尺寸的无人直升机比相应的载人机花费要更大一些,但是它们确实更加合算。无人直升机续航时间更长,可以覆盖更大的范围,可以装载更多的有效载荷。例如,一架海军舰艇上的全尺寸无人直升机,其燃料容量比载人直升机大,可以覆盖的水域也比较大。

  将大量生产的直升机改型成为无人直升机的另外一个好处是可以使用与载人机相同的零部件,可以使用已经建立的支援系统。而且这并不影响无人机完成枯燥的,危险的和条件恶劣的任务。

  各国海军越来越注重分析考察无人直升机在执行垂直补给、通信中继、超视距海面搜索和超视距监视这些任务中的潜力。领头的要算美国海军, “火力侦察兵”无人侦察直升机已经证明了它的垂直起落无人机概念。当2009年底这种无人直升机部署到加勒比海的时候,就帮助美国海岸警卫队抓获了一艘毒品走私快艇。在走私快艇到一条渔船上加油前,无人直升机远远地对它跟踪了几个小时。然后,麦金纳尼号军舰靠上去,查抄了60千克可卡因。此前,嫌疑犯还将大约200千克毒品抛出船外。“火力侦察兵”无人侦察直升机续航力强,因此海岸警卫队能够长久跟踪运动的目标,这是载人直升机不大可能做到的。例如,西科斯基飞机公司的“海鹰”直升机,难以长时间监视而不返回去加油,而且飞机的个头大,噪音大,比较容易被走私份子发现。[page]

  诺斯罗普格鲁曼公司从开发“火力侦察兵”无人侦察直升机取得了经验教训,于是与贝尔公司合作,以贝尔407型直升机为基础,开发较大的旋转翼无人机。贝尔407型直升机此前广泛用于执法、空中救护和飞行训练。“火力”-X无人直升机正在联合开发之中,计划于2010年底之前进行第一次无人飞行,希望满足美国海军的中程无人直升机要求。贝尔公司的XworX研究开发技术部制成了用于飞行试验的可随意载人无人机,不过正式使用时将是完整的无人机。“火力”-X无人直升机将保留贝尔407型直升机的性能,最大巡航速度达到135节,同时会大大增加航程。标准贝尔407型直升机的最大续航时间不足4个小时,但是去掉诸如座椅和机舱绝热装置之类的非任务所必须的装备并且装上4个辅助燃料箱以后,最大续航时间能够增加到16个小时。“火力”-X无人直升机最大续航时间差不多是“火力侦察兵”的2倍,因此能够作为稳固持久的监视平台使用。

  诺斯罗普格鲁曼公司的有关人士说,由于美国陆军在过去的几年里提出垂直无人机的要求,公司对于现有的直升机平台做了广泛的分析,以确定哪一种直升机适合作为垂直无人机家族中的下一个成员。研究的结果选择了贝尔407型直升机,这种直升机技术成熟,为联邦航空管理局所认可,自从1996年以来一直在进行商业生产和服役。贝尔407型直升机已经生产了1千多架,累计的飞行时间超过了250万小时,因此对其可靠性和包括其所有者和运行成本在内的各个方面都相当了解。将“火力侦察兵”无人直升机的结构体系与贝尔407型直升机平台综合在一起,就形成了一款性能可靠风险很低的无人机。这种无人机的开发和生产成本很低,只是全新的无人机结构体系的很小一部分。

  “火力”-X无人直升机于2010年10月和11月进行了载人验证飞行,确定了飞机的配置,打算从德克萨斯州沃思堡的制造厂转场到美国陆军在亚利桑那州的尤马试验场进行无人飞行试验。

  亚利桑那州也是另外一种无人机化直升机的产地,自从2004年9月以来波音公司一直在飞H-6U型“小鸟”无人直升机,不过直到2006年7月以后才真正成为无人直升机。常规的H-6U型“小鸟”载人直升机一直是美国陆军第160特种作战飞行团的轻型攻击平台,而其试验型无人机通常用来作为试验平台,广泛地试验各种技术。迄今为止的多次试验证实,H-6U型“小鸟”无人直升机可以由AH-64“阿帕奇”载人直升机的机组通过其传感器控制并使用其武器系统,甚至可以将“阿帕奇”载人直升机放置在数英里之外的地面上。

  波音公司认为更为重要的是,正在试验型无人机上进行试验的飞行控制系统有可能用来将各种现有的旋转翼飞机改型成为无人机或者随意载人无人机。2011年,试验型无人机将由法国海军进行一系列试验。他们热切地希望采用舰载无人机满足超视距搜索和通信中继的需要,与NH90之类的载人机一起完成作战任务。法国海军急于验证垂直起降无人机能够应对海上条件的挑战,正在与泰利斯公司、波音公司、法国军备部和法国国有船舶制造商DCNS公司开展合作,以探索泰利斯公司开发的用以引导英国陆军的“守望者”无人机自主着陆的Magic ATOLS系统能否在第5号??龅奶跫乱即怪逼鸾滴奕嘶煽堪踩刈怕?。

  这样看来,虽然采用全尺寸的直升机作为无人平台使用能够带来明显的好处,但是要使各种机组在不久的将来加入危险的无人机行列,改善安全性和有效性的开发工作还有相当长的路要走。


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