ScanEagle -drooni on patentoidun SkyHook -järjestelmän kiinni. Liikkuva ja joustava tapa käynnistää ja palauttaa tämä ajoneuvo mahdollistaa erilaisten laitteiden asentamisen maksimoimalla dronin kyydissä olevan äänenvoimakkuuden.
Artikkelisarja käsittelee uutta kehitystä miehittämättömien ilma -alusten (UAV), maanpäällisten liikkuvien robottien (NMR) ja automaattisten pinta- / vedenalaisten ajoneuvojen (ANA / APA) alalla
Vuosi 2015 oli kiireinen vuosi kansainvälisillä itseohjautuvilla markkinoilla. UAV-laitteiden nykyinen kehitystaso kasvaa jatkuvasti, kun valmistajat laajentavat itsenäisyyden, lennon keston ja laivavälineiden monimutkaisuuden rajoja ja asiakkaat toteuttavat ohjelmia kolmannen sukupolven järjestelmien käyttöönottamiseksi uusissa rooleissa samalla kun selkeytetään olemassa olevien järjestelmien vaatimuksia..
NMR-ala kehittyy edelleen vastaamaan Afganistanin jälkeisen sotateatterin tarpeita. (TVD). Uudet uhat sekä nykyinen selvä tarve havaita ja neutraloida kapinallisia pommeja ja maamiinoja pakottavat kehittämään uusia, kehittyneempiä järjestelmiä, joilla on paremmat valmiudet, varsinkin kun painotetaan yhä enemmän kansallista turvallisuutta ja välitöntä reagointia erityisesti kapinallisten vastaisissa operaatioissa.
Merenkulkujärjestelmien alalla, sekä pinta- että sukellusvenealoilla, kehitetään myös uusia yleisiä toimintaperiaatteita, joissa korostetaan erityisesti miinojen torjuntavalmiuksien parantamista ja tehokkaiden keinojen löytämistä sukellusveneiden torjumiseksi.
RQ-4B Global Hawk UAV luotiin tarkkailemaan laajoja maantieteellisiä alueita yksityiskohtaisesti ja tarjoamaan sotilaalliselle komennolle reaaliaikaista tietoa vihollisen henkilö- ja aineellisten resurssien sijainnista.
Meriliikenteen ilma -alukset
Kehittynein merenkulun UAV-operaattori on Yhdysvaltain laivasto, joka käyttää droneja, kuten Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout ja suurempi testattava MQ-8C Fire Scout.
MQ-8B: llä, jonka hyötykuorma oli 137 kg ja lennon kesto 7,5 tuntia, oli tärkeä rooli Yhdysvaltain laivaston yleisen konseptin kehittämisessä laivaston UAV-laitteiden käyttöön. Tämä drone, joka voi suorittaa tiedustelua ja valaista kohteita laserimittimellään, lähetettiin Afganistaniin tukemaan kansainvälisen koalition kapinallisten vastaisia operaatioita.
Helikopterityyppinen drone MQ-8C Fire Scout
Tämä UAV integroitiin BAE Systemsin kehittyneeseen korkean tarkkuuden asejärjestelmään APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System). Valtioneuvoston ensisijainen ohjelma, joka lisäsi puoliaktiivista laserohjausta aiemmin ohjaamattomaan ilma-maahan-Hydra-70-ohjukseen, joka oli asennettu Bell AM-1Z Viper -hyökkäyshelikopteriin ja Yhdysvaltain merijalkaväen (KMP) monikäyttöiseen helikopteriin UH-1Y Venom, joka mahdollisti kohteiden kaappaamisen maalla ja merellä suurella tarkkuudella. MQ-8B UAV: lla on myös ollut tärkeä rooli miehittämättömien ja miehitettyjen lentokoneiden yhteisten operaatioiden kehittämisessä, minkä ansiosta merivoimat voivat määrittää vastaavien taistelukäytäntöjen kehittämisen suunnan.
Suurempi MQ-8C UAV, joka perustuu kevyeen Bell 407 -helikopteriin, on suunniteltu itsenäiseen lentoonlähtöön ja laskeutumiseen millä tahansa aluksella, jossa on laskeutumistyyny, sekä valmiilta ja valmistelemattomilta maa-alueilta. Lentokone, joka yhdistää MQ-8B: n ominaisuudet Bell 407 -helikopterin hyötykuormaan ja suorituskykyyn, lensi 11 tuntia elokuussa 2015 osana laivaston operatiivisia testejä. Koelentojen ohjelma saatiin päätökseen vuoden 2015 alussa, ja nyt järjestelmä on valmis suorittamaan operatiivisen valmiuden arvioinnin vuoden 2016 loppuun mennessä heti, kun laivasto päättää, miten tämä drone liitetään sen järjestelmäkompleksiin tulevalla vuosikymmenellä.
ScanEagle käynnistyy itsenäisesti pneumaattisella katapultilla, joka mahdollistaa helpon laukaisun merellä ja maalla
Uhan havaitseminen
Suurimmaksi osaksi merenkulun uhka on epäsymmetrinen. Toisin kuin UAV: n käyttö maan pinnalla, jossa tällaiset laitteet on suunniteltu pääasiassa luomaan kuva ympäristöstä, jossa maavoimat toimivat, meriympäristö on reaktiivisempi. UAV -laitteiden käytön arvo tässä ympäristössä on se, että miehistö voi tutkia mahdollisia kohteita kantaman ulkopuolelta ja samalla laajentaa laivalla olevien optoelektronisten laitteiden ja tutkojen tiedusteluominaisuuksia ja vähentää merkittävästi käyttökustannuksia miehitettyihin helikoptereihin verrattuna.
UAV: ien nopeaa kehittämistä meriympäristöön helpottivat suuresti myös kansalliseen turvallisuuteen kohdistuvat uhat ja partioalusten tarve valvoa rannikkoa ja puolustaa mereltä tulevia uhkia vastaan. Kaikki tämä on seurausta taloudellisista, poliittisista ja kulttuurisista ongelmista, joita merenkulkualalla on ilmennyt ja jotka on kohdattava viimeisen vuosikymmenen aikana. "On tosiasia, että jokainen sisämaavaltio tarvitsee selkeän tunnistuksen merestä tulevista uhkista ja oikea -aikaisesta neutraloinnista", sanoi Israelin Aerospace Industriesin (IAI) UAV -markkinointijohtaja Dan Beachman. "Nämä uhat voivat olla kooltaan pieniä tai suuria tehokkaita pohdinta -alueita, ja siksi maan asevoimat tarvitsevat tarkkoja valmiuksia niiden tunnistamiseksi."
IAI oli yksi ensimmäisistä yrityksistä, joka kääntyi merenkulkuaiheen puoleen ja loi viime vuosisadan 80-luvulla RQ-2A Pioneer- ja RQ-5 Hunter-droonit, jotka toimivat amerikkalaisilta lentotukialuksilta, säätivät ampumista ja suorittivat myöhemmin tiedustelua laskeutumisvoimien puolesta. Nykyään yhtiö tarjoaa kahta järjestelmää tässä segmentissä: Naval Rotary UAV (NRUAV) pystysuuntaisia lentoonlähtö- ja laskulentokoneita ja Maritime Heron -siipikoneita. Beachmanin mukaan molemmat on suunniteltu tarjoamaan käyttäjille integroitu merijärjestelmä, joka vastaa "kunkin maan nykyisiä operatiivisia tavoitteita".
NRUAV pystyy kiipeämään 4600 metrin korkeuteen, sen kantama on 150 km ja lennon enimmäiskesto on kuusi tuntia. Sen suurin nopeus on 100 solmua (185 km / h), liukunopeus 60 solmua (111 km / h) ja se voi kantaa jopa 220 kg painavan kuorman, joka koostuu monipuolisesta monisensorisarjasta, jossa on kehittyneet ominaisuudet. Sarja sisältää päivä- ja yöoptoelektroniikan, joka tarjoaa myös automaattisen kohteen seurannan ja etäisyyden mittauksen, monimooditutkan, joka tarjoaa merivalvontaa ja pitkän kantaman havainnointia, synteettisen aukon tutkan (SAR) ja käänteisen synteettisen aukon tutkan (käänteinen SAR) valintatiloilla liikkuviin maa- ja ilmakohteisiin, navigointiin ja haitallisten ilmakehän ilmiöiden välttämiseen. Lisäksi droonissa voi olla joko elektroninen älykkyysanturi tai elektroninen sodankäyntianturi. Järjestelmä kommunikoi maanpäällisen ohjausaseman kanssa näköyhteyden sisällä olevan tiedonsiirtokanavan kautta.
UAV pystysuora nousu ja lasku Naval Rotary UAV (NRUAV)
NRUAV -drone perustuu IAI Malatin kehittämään HeMoS (Helicopter Modification Suite) -muunnossarjaan. HeMoS voi automaattisesti nousta ja laskea aluksilta, arvioida taisteluvaurioita ja ympäri vuorokauden, horisontin ylittävän kohteen määrittämisen huonoissa sääolosuhteissa. "Merivoimien UAV täyttää monenlaisia operatiivisia tarpeita, esimerkiksi korvaamattomia laittoman kalastuksen, piratismin, kapinallisten ja muun maan suvereniteettia heikentävän toiminnan torjunnassa", Beechman jatkoi. "Tämä erittäin tehokas järjestelmä auttaa merkittävästi luomaan integroidun käsityksen meriympäristöstä vaarantamatta ihmishenkiä."
Maritime Heron on pääparametreiltaan hyvin samankaltainen kuin maan pinnalta laukaistu standardi UAV Heron - MIEHEN luokan laite (Medium Altitude Long Endurance - keskikorkeus ja pitkä lennon kesto), mutta lisäksi mahdollisuus, että merivoimien versio pystyy lentoonlähtöön ja laskeutumiseen yksin. Dronen siipiväli on 16,6 metriä ja lentoonlähtöpaino 1250 kg. Enimmäiskatto on 9000 metriä ja lennon kesto jopa 40 tuntia riippuen tehtävästä ja laitteiston kokoonpanosta. Lentokoneessa voi olla monenlaisia antureita ja se voi samanaikaisesti käyttää erilaisia instrumentteja ja laitteita välittääkseen ajantasaista tietoa suurista alueista pitkään. Merivoimien kokoonpanossa UAV kuljettaa erityisesti tähän ympäristöön suunniteltuja antureita, mukaan lukien esimerkiksi IAI: n optoelektroninen asema MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload), meritutka EL / M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR)) IAI ELTA ja AIS (automaattinen tunnistusjärjestelmä).
Toiminnan joustavuuden lisäämiseksi dronin maaohjausasema voi perustua maahan tai alukseen ja ohjaus voidaan siirtää asemalta toiselle reaaliajassa. "Työskenneltäessä avomerellä on erittäin tärkeää täyttää tietyt ympäristöolosuhteet, käyttää laitetta mistä tahansa offshore -alustasta ja suorittaa laajempi valikoima tehtäviä", Beechman jatkoi. "Suurin operatiivinen etu on kyky suorittaa käsillä olevan tehtävän koko sykli: havaitseminen, luokittelu ja tunnistaminen yhdellä integroidulla ja erittäin tehokkaalla järjestelmällä."
Lokakuussa 2015 Schiebel Camcopter S-100 UAV osoitti kykynsä olla vuorovaikutuksessa Etelä-Afrikan laivaston aluksen kanssa (kuva alla)
Meren skannaus
Nykyään yksi menestyksekkäimmistä merikoneista on ScanEagle, jonka ovat luoneet Boeing ja Insitu. Tämä lentokonerakenteinen UAV voi toimia 3000 metrin risteilyn korkeudessa 20 tunnin ajan ja kuljettaa laitteita erilaisiin operatiivisiin tarpeisiin, mukaan lukien optoelektroniikka, elektroninen tiedustelu ja elektroninen sodankäynti, viestintä ja toistin, kartoituslaitteet ja tutka (synteettisellä aukolla ja toiminnolla) liikkuvien kohteiden valinta).
ScanEagle käynnistyy itsenäisesti pneumaattisella katapultilla ja palaa SkyHook-järjestelmällä, joka erottaa sen muista merimarkkinoiden lentokoneen tyyppisistä UAV-laitteista. Alukselle asennetaan nosturikiinnitys, jossa on riippuva köysisilmukka, kun UAV lentää sen yli, ja se tarttuu tällä silmukalla siiven kärjellä (järjestelmä muistuttaa virveliä lintujen pyydystämiseen), moottori sammutetaan ja sitten UAV palaa turvallisesti laivaan kääntämällä nosturiasennusta.”ScanEaglen vesillelasku ja paluu ovat ainutlaatuisia; se on todellakin ainoa lentokoneen tyyppinen UAV, joka on tällä hetkellä markkinoilla ja jolla on laaja käyttökokemus, jonka voit käynnistää ja ottaa kiinni aluksella. Siksi niin monet laivastot käyttävät tätä laitetta”, sanoo Insitu Pacificin toimitusjohtaja Andrew Duggan. - Katapultin laukaisu ei ole aivan ainutlaatuista, mutta SkyHook -järjestelmä todella erottaa sen. Muiden lentokoneen tyyppisten UAV-laitteiden palauttamiseksi alukseen käytetään verkkoja, ja ongelmana on, että jos verkko on kiinnitetty alukseen ja UAV menettää, drone osuu alukseen, kun taas SkyHook-järjestelmällä UAV lentää rinnakkain laivalle, joten jos se jää väliin, se yksinkertaisesti lentää pois vielä kerran."
ScanEagle -drone on käytössä Yhdysvaltojen, Kanadan, Malesian ja Singaporen laivastossa; Lisäksi se on viime vuosina osallistunut useisiin kilpailuihin suorituskyvyn tarkistamiseksi ja arvioimiseksi, mukaan lukien Ison -Britannian ja viimeksi Australian laivaston suorittamat testit. Insitun näkökulmasta tällaisten tunnettujen operaattoreiden käyttöönotto auttaa ehdottomasti markkinoiden viemisessä eteenpäin.”Kysyntä on melko merkittävää, ja suuri osa siitä johtuu ScanEaglen ainutlaatuisista ominaisuuksista. Maa-alalla on melko paljon kilpailua, mutta merenkulun näkökulmasta on hyvin vähän ajoneuvoja, jotka voivat luotettavasti käynnistää ja palata alukseen, Duggan jatkoi.”Laivastot, jotka tarkastelevat Yhdysvaltojen, Kanadan ja Singaporen ym. Käyttöön ottamaa järjestelmää ja arvioivat sen merkitystä taktisesta näkökulmasta, ovat erittäin kiinnostuneita. Tämä järjestelmä voi auttaa suuresti erityisesti niitä operaattoreita, jotka ovat joko rajallisia tai joilla on yksi helikopterin halli laivalla tai joilla ei ole tilaa tavanomaiselle kannelle tarkoitetulle helikopterille. Vaikka sinulla ei olisi helikopterikantta, ScanEagle -dronin avulla voit saada enemmän irti tästä aluksesta siinä mielessä, että sillä on nyt lentokone, joka voi suorittaa ilmavalvontaa ja pysyä siellä jopa 15 tuntia. UAV: n ilmestyessä alukselle tämän aluksen valmiudet partioida yksinomaisella talousvyöhykkeellä, suorittaa etsintä- ja pelastustoimia, torjua laitonta kalastusta tai merirosvolaivoja laajenevat välittömästi. Tämä mahdollistaa monia lisäominaisuuksia, joita aluksen komento voi hyödyntää, joten se on täydellinen pienemmille aluksille, kuten korvetteille tai partioveneille, joihin ei mahtu helikopteria."
Pystysuuntainen lentoonlähtö ja lasku Quadrocopter Phoenix-30 on suunniteltu keräämään tietoja armeijalle, operatiivisille palveluille ja siviilirakenteille
Schiebel Camcopter S-100 -helikopterikentän ottama korkean resoluution valokuva lähetetään ohjausasemalle reaaliajassa
Testaus
Suuntaus, joka on vaikuttanut kaikkiin laivastoihin ja jonka tavoitteena on lisätä pienempien alusten määrää, joissa on vähemmän miehistöä, laajentaa myös UAV-laitteiden valmiuksia pystysuoralla nousulla ja laskeutumisella, jota Schiebel ei hyväksynyt S-100: lla Camcopterin helikopterikenttä. S-100 UAV on testattu laajasti monilla laivastoilla, mukaan lukien Australian laivaston viimeiset testit kesäkuussa 2015 ja Etelä-Afrikan laivasto lokakuussa 2015. Australian laivaston kokeilut keskittyivät S-100: n monianturisiin ominaisuuksiin osoittaakseen, kuinka järjestelmää voidaan tehokkaasti käyttää merenkulun ja rannikkojen tiedustelun tukemiseen. Esimerkiksi Australian laivastolle näytettiin, kuinka S-100-dronin ja kolmen suuren järjestelmän, kuten L-3 Wescam MX-10 -kameran ja SAGE ESM- ja PicoSAR-tutkan, yhdistelmä voi laajentaa horisontin kattavuutta parantaa tilannetietoisuutta.
Etelä-Afrikan laivaston testien aikana, jotka suoritettiin Etelä-Afrikan rannikolla, Schiebel S-100 -helikopterikenttä, jossa oli SAGE ESM -järjestelmä, laukaistiin hydrografisen tutkimusaluksen Protea kannelta osoittaakseen tämän UAV: n kyvyt suorittaa meritutkimus- ja piratismintorjuntatehtäviä (kaksi tämän laivaston tärkeintä aluetta). Laajentaakseen tehtäviensä valikoimaa Schiebel pyrkii laajentamaan S-100: lle saatavilla olevien järjestelmien valikoimaa. Älyanturit pystyvät havaitsemaan muiden alusten tutkat ja tunnistamaan siten mahdolliset uhat ympäröivällä alueella. Schiebelin UAV -projektipäällikkö Chris Day sanoi, että yritys on sitoutunut tarjoamaan kehittyneitä ominaisuuksia tällä alalla.”Olemme lentäneet pari tutkaa viime vuosina, mutta niitä ei ole optimoitu meriolosuhteisiin, ne on suunniteltu maalle ja niillä on lisämahdollisuuksia työskennellä merellä, mutta tämä voi olla liian suuri kompromissi. Useat yritykset kehittävät erittäin kevyitä, uusimpia tutkoja, jotka on erityisesti suunniteltu meriympäristöön. Selex on yksi niistä, ja jatkamme yhteistyötä sen kanssa uusien tutkojen testaamisessa, mikä antaa meille erittäin pitkän kantaman ja mahdollisuuden seurata samanaikaisesti monia kohteita."
Kesäkuussa 2015 Schiebel liittyi myös IAI ELTA Systemsin kanssa esittelemään EL / K-7065 3D: n korkeataajuista (3-30 GHz) radion sieppaus- ja geopaikannusjärjestelmää (3D) S-100-helikopterikentällä. EL / K-7065-järjestelmä mahdollistaa korkeataajuisten signaalien nopean merkitsemisen ja tunnistamisen, luo luotettavan luettelon havaituista elektronisista järjestelmistä ja niiden tarkista koordinaateista, kun taas vain 300–500 mm: n sisäinen lyhytaaltoantenni on optimaalinen S-100: lle lennokki.”Todellisuus ja ongelma on se, että jotkut merellä toimivat yksilöt tai ryhmät eivät halua kenenkään tietävän, mitä he tekevät; Heidän aluksissaan ei ole tutkaa, eivätkä ne useinkaan ole edes metallia, mikä vaikeuttaa niiden havaitsemista”, Dey sanoo.”Siksi yksi tapa tunnistaa uhkia on siepata viestit. Vaikka heillä olisi hyvin alkeellisia merikelpoisia keinoja, heidän on silti kommunikoitava, koordinoitava, joten nämä viestinnän sieppaus- ja sijainninmääritystekniikat voivat antaa komentajalle vihjeen, kun mikään muu tekniikka ei enää toimi. Schiebel testasi äskettäin raskaan polttoöljyn moottoria S-100: lle, kun se pyrkii vastaamaan merijärjestelmämarkkinoiden tarpeisiin. Uusi moottori, uudelleen suunniteltu kaupallinen pyörivä mäntämoottori, on suunniteltu ratkaisemaan monenlaisten polttoaineiden ongelma merijärjestelmissä. Uusi moottori voi nyt käyttää JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) ja JP-8 (F-34) polttoaineita.
Cormorant -nimisen AirMule -dronin vientiversiota testataan parhaillaan.
Säiliöstä
Lockheed Martin on valinnut aivan uudenlaisen lähestymistavan, joka osana konttista käynnistetyn pienikokoisen merikulkuneuvon kehittämistä työskentelee Vector Hawk -taitettavien UAV-laitteidensa uudelleenkonfiguroitavan version parissa. Vector Hawk UAV: n lentoonlähtöpaino on 1,8 kg ja pystysuora profiili 101 mm; sen kokoonpano voi vaihdella kiinteästä siipijärjestelmästä pystysuoraan lentoonlähtöjärjestelmään tai rototorijärjestelmään erilaisten käyttövaatimusten täyttämiseksi. Yhtiö uskoo, että tämä järjestelmä sopii hyvin kannettavaksi pakettiratkaisuksi, joka sisältää lentokoneen tyyppisen lentokoneen vakio- ja pitkäaikaisiin tehtäviin, taitettavan siiven lentokoneen, joka voidaan laukaista putkenohjaimesta maasta tai vedestä, pystysuoraan lentoonlähtöön ja laskeutumiseen tarkoitettu ajoneuvo ja lopuksi rototyyppinen laite.”Työmme liittyy siihen, että pyrimme saavuttamaan johdonmukaisuuden. Haluamme ajoneuvon, jossa on yksi runko, ilmailutekniikka ja ohjausjärjestelmät, mutta useita siipivaihtoehtoja, jotta se voi mukautua dynaamisesti erilaisiin tehtäviin”, sanoo Lockheed Martinin miehittämättömien järjestelmien liiketoiminnan kehitysjohtaja Jay McConville."Yksi näistä siipikokoonpanoista on sisäänvedettävä siipi, joka sopii erinomaisesti laukaisuun laukaisulaitteesta."
Vector Hawk -droonilla voi olla useita kokoonpanoja
Konttien laukaisu on mielenkiintoinen tapa käynnistää pieniä UAV -laitteita, ja sillä voi olla paljon sovelluksia merialueella. Tämän menetelmän etuna on mahdollisuus käynnistää ajoneuvoja eri paikoista, joissa on vaikeita ympäristöolosuhteita. "Ottakaa ajoneuvon laukaisu kontista, sen jälkeen, kun se käynnistetään, se otetaan käyttöön lennon aikana, mikä helpottaa kuljettajaa", jatkoi McConville. - Paikkojen määrä, joista voit tehdä laukaisuja, kasvaa myös. Kuvittele, että käynnistät veden alta tai ilmasta tai monista muista skenaarioista, käyttäjän on vain asetettava käynnistyskomentojen järjestys ja järjestelmä selviytyy tämän skenaarion ympäristöolosuhteista yksin. " Vector Hawk -lennokki laskeutuu samalla tavalla kuin laajalle levinnyt Desert Hawk UAV, joka sukeltaa jyrkästi ja seisoo sitten tasaisesti maan tai meidän tapauksessamme veden edessä. Drooniin kohdistuvien kuormitusten vähentämiseksi laskeutumisen aikana suunnittelu mahdollistaa sen jakamisen osiin; Lisäksi kaikilla osilla on kelluvuusvaraus, joten ne voidaan nostaa pinnalta ja koota uudelleen yhdeksi laitteeksi.
Merivoimien ilma -alusten markkinoiden vauhdittuessa näiden järjestelmien soveltamiselle on selkeämmin määritellyt periaatteet. Monista drone -markkinoilla saatavilla olevista eduista merimiehet etsivät järjestelmiä, jotka sopivat parhaiten heidän tarpeisiinsa ja parantavat merialusten valmiuksia ja pitävät miehistön turvassa vaaroilta.
Tactical Roboticsin AirMule UAV suoritti onnistuneesti ensimmäisen sitomattoman lennon Israelin Megidon lentokentällä joulukuussa 2015
Yhdysvaltain ilmavoimien RQ-4B Clobal Hawk UAV läpäisi testin välivaiheen toukokuussa 2015
