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一架完美的轻型无人机应该包括那些特质?超强的地形/环境适应性,自主起降和飞行能力,便捷的维护和操控,足够的载荷能力,尽量大的控制半径和滞空时间。目前现有的轻型无人机有些已经满足了以上大多数要求,但唯独在地形适应性上始终存在缺憾。
弹射起飞的扫描鹰无人机
缺憾在哪儿?在起降方式上。目前的轻型无人机起飞方式主要分为:人力手抛,弹射器弹射,跑道滑跑起飞等;降落方式也分三种,阻拦降落,跑道滑降和降落伞回收。这些起降方式都需要较大的开阔地甚至是专业跑道,对于无人机的使用来说十分不便利,在山区,舰艇和城市环境非常不友好。有人要问了,那么无人直升机或者多轴旋翼机不就满足了这些需求吗,但无人直升机复杂程度较高,而多轴旋翼机的飞行速度又无发满足需要,那么还有一种选择,那就是垂直起降的涵道无人机。
手抛起飞很需要技巧
上周,美国海军旗下的“先锋”号远征快速运输舰出海进行了一系列尖端技术测试,其中就包括马丁无人机公司(MartinUAV)V-Bat垂直起降无人机。这个V-Bat就是采用涵道风扇动力的垂直起降无人机,V-Bat这个名字直译国来就是“垂直-蝙蝠”的意思,用来形容这个独特的轻型无人机能够悄无声息的垂直起降,但听上去总觉得像布鲁斯·韦恩的新玩具。
V-Bat在先锋号上垂直起飞
V-Bat和寻常的无人机都不同,采用涵道风扇动力,从而实现了垂直起降的能力,起降场对于场地要求仅需要9平米。和直升机/旋翼机不同的是,V-Bat在除了起降阶段以外,巡航飞行时和固定翼飞行器模式并无两样,这样就解决了飞行速度受限制的缺陷。V-Bat无人机的最大飞行速度可达90节(约167千米/小时),在15000英尺高度上以45节的速度可以巡航8小时,这对于一台起飞重量仅有82磅(约36公斤),仅有一台约13马力的183cc二冲程发动机的无人机来说,已经实属不易。
V-Bat的起降最多只需要两个人就能搞定,不需要任何附加设备
V-Bat能够携带约8磅(约3.6千克)重量的有效载荷,包括各种多光谱传感器,电子情报天线,雷达,电子战和通信设备等,对于前线需求来说也基本够用,当然在提升动力系统后,有效载荷还能进一步提升。V-Bat通过模块化视线数据链进行控制,连接范围最大可达50英里。如果将V-Bat的控制权“切换/交接”到其他地面控制站,它依然可以继续扩大范围执行任务,直到耗尽巡航力。V-Bat的控制系统也很简便,可以安装在笔记本电脑内,只需塞进硬质防护盒就能随身携带,除了无人机和控制台以外,V-Bat无人机系统还有一架小天线,整套系统非常轻便。
V-Bat三大件
相比美军广泛使用的扫描鹰,RQ-21“黑杰克”和RQ-7“影子”无人机,V-Bat在续航力和载荷方面有所不足,这也是涵道风扇+垂直起降带来的弊端,不过这两点都可以通过改进动力系统来提升,V-Bat在起降和低声噪方面的优势却几乎无机可替。(环形翼和涵道风扇设计使得其机械噪音远低于使用常规螺旋桨的型号)
准备弹射起飞的RQ-21
V-Bat拥有自主起降和飞行能力,考虑到其微小的起降占地面积,实际上都不需要设置起降场,MartinUAV已经证明了V-Bat具备在行驶中的卡车上降落的能力,这意味着V-Bat可以降落在任何拥有一小块空地的地面/海上移动平台上,这大大开辟了其适用性。
垂直起降的V-Bat
V-Bat目前已经出现在美国陆军下阶段无人机选择名单上,未来有可能取代RQ-7的地位,美国陆军要求RQ-7的替代者能够在非常严苛的条件下独立操作,不依赖跑道(RQ-7必须使用跑道降落)以及比RQ-7更低的声学特征。下代轻型无人机的排级部队高级评估预计将持续到2020年,之后陆军将做出选择。除了陆军和海军以外,美国海军陆战队和海岸警卫队也在关注V-Bat无人机,而后者也已经在多场大型演习以及海外客户面前展示了自己的能力。
滑跑起降的RQ-7依赖跑道
自2016年以来,V-Bat一直在为美国海军服务,主要执行禁毒侦察/巡逻任务,但V-Bat未来是否能取代RQ-21和扫描鹰,从而被海军更广泛部署还有待观察。尽管如此,海军多年来一直在试用该系统这一事实,就是一个好消息,这表明V-Bat无人机体现出来的某些特质让海军十分满意。从海军特种作战部队,轻型巡逻舰艇,再到大型运输船这些没有飞行甲板的舰艇,它们在需要空中ISR能力时,都需要V-Bat这样的角色。
V-Bat的涵道风扇清晰可见
如果V-Bat能够取代陆军的RQ-7和海军的RQ-21,很显然这会代来巨大的订单,甚至可能会引发类似无人机的采购热潮。尤其是那些面对复杂作战环境,如城市治安战,反恐作战等,且预算相对有限,那么V-Bat的低成本和简便操作可能对那些国防部预算拮据的用户具备强大吸引力。
V-Bat无人机未来几年的演变将会非常有趣,它很可能成为美军未来使用最广泛使用的无人机之一,也可能在海军的测试中石沉大海,但其独特的设计思路依然值得我们相关从业者借鉴。
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