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脑洞大开!像风筝一样工作的美军TALONS无人机系统

时间:2017-09-03 02:48:31        来源:

2017年8月,在西安举行的第24届军民融合技术产业博览会上,一家国内民营航空技术企业展出了一款像风筝一样工作的奇特无人机——带“脐带”的系留无人机,我们的微信公众号已经在第一时间予以报道介绍,实际上美国著名的航空技术研发机构国防部先进研究计划局DARPA已经开始对类似设计的无人机进行试验和应用了。2017年8月15日,他们在美国海军“西北风”号海岸巡逻舰上验证了一种新型TALONS无人机系统,这种无人机就像风筝一样被在船上放起,然后在几百米高空牵着绳子飞翔。中美两种新的航空装备,都采用了类似风筝式的系留无人机技术概念,有点英雄所见略同的意思。

“风筝”也能堪大用吗?

这款像风筝一样飞行和工作的无人机名叫TALONS,是“海上牵拉航空系统”的英文缩写。它的最初想法来自于美国海军一项无人侦察平台项目。美军在研的无人侦察平台,都属于个头很小的小型艇,比起动辄几层到十几层楼高的大中型水面舰艇而言,都是一个个“小矮子”,这主要是为了方便它们在敌人控制的海域神出鬼没的工作,实现隐身作业目标。但美国海军方面却偏偏要求这些艇具备较远的侦察控制能力,这可把大家难坏了。因为我们知道,现代舰艇的探测传感器都非常强大,能作用极远的距离,唯一限制它们“视野”范围的理由,就是地球是圆的,“地球曲率”原则使得它们不得不把传感器安装到高高的桅杆上,以便能探测到200、300千米远的距离。

但小型无人侦察平台显然是不能安装高达十几米的巨型桅杆的,那么怎么办呢?科研人员们从风筝和系留充气飞艇上获得了灵感,如果能搞出一种牵着绳子的无人机,然后在船上放出去,放个几百米高,那么探测高度就能远远超过传统桅杆,克服地球曲率的限制,把探测距离推向500千米甚至更远的距离。DARPA说干就干,于是一项名为“低成本空中传感器桅杆原型系统”的牵拉式新型无人机就这么诞生了。

技术细节

从外形上看,这款无人机采用类似动力滑翔翼伞加载荷的奇特结构,其中矩形的动力滑翔翼伞,不但可以用于飞行中提供升力,而且还能用于稳定和缓冲载荷平台,载荷平台上,则采用框架式结构,上面安装了各种传感器和探测器设备。整个TALONS无人机通过高性能的复合材料绳索与参加试验的平台舰——美海军53米长的“龙卷风”级海岸巡逻舰“西北风”号舰相连。

通过把情报、监视、侦察和通信C3I载荷(最重68.1千克)以放风筝式的牵拉方式持续飞行(距离海平面150~450米,比舰船桅杆高度高数倍)在舰艇或舰船后方,可极大拓展装备的作用范围和有效性。你可以把这种模式,比作是一个放风筝的小孩在地面上牵着绳子跑,为后面的风筝提供与空气的相对位移和速度,以为TALONS无人机提供持续的升力。

通过试验表明,TALONS系统可在各种海况和风力条件下在军舰甲板上进行正常操作且具备安全性。该系统能够极大提升“西北风”号巡逻舰在探测、跟踪和对感兴趣目标分类的能力,另外也增加了该舰与舰载硬壳充气艇(RHIB)等远距工作平台的通信距离,真可谓是“飞得高、看得远”。

对比在西安军民融合技术产业博览会上北京卓翼智能科技有限公司展出的天枢100H型系留无人机,美国TALONS无人机采用更成熟、简单的滑翔翼伞技术,载重性能也更好,系留工作高度更高。而采用旋翼拉升技术的天枢100H系留无人机,虽然工作高度约100米,载荷在几千克,在平台能力上与美国产品有差距,但天枢100H也有自己的优势,它采用多旋翼构型,稳定性、抗风性、冗余性更好,而且个头要小巧得多,在很多需要小尺寸系留无人机的领域应用前景很好。此外,TALONS系统目前尚未实现自主起飞,还在进行相关研究和试验,而天枢100H自主起降非常便捷,这也是它的优势。

未来发展

据DARPA相关项目负责人表示,TALONS系统可为小型舰船提供更强大的作战能力,2018年DARPA将继续和美海军合作验证系统的全自动起飞和回收能力。具备该能力后,系统在有人舰船上使用将更便捷,另外还可配装到无人水面舰船上。

美国海军希望能够把TALONS无人机系统率先装备在号称“潜艇杀手”的ACTUV无人侦察艇上,很显然,这个类似风筝玩具式的简单装备,将极大扩展ACTUV艇的侦察范围,这对于世界各国的潜艇而言,绝不是一个好消息。

系留无人机技术的应用和试验表明,有的时候,管用的新技术并不一定就非得是科幻的、高大上的,而中国的民营企业能够想到和几乎同时做出与美国最先进的国防科研机构具有类似之处的产品,这表明有的时候创新意识在新技术开发中能起到很重要的作用,而民营企业因为体制灵活、具有很强的创新精神,因此未来很有希望在国防军用技术领域大有作为。

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