Cargo drones become a new option for battlefield delivery

货运无人机成为战场交付新选择

最近,美国空军研究实验室向 YEC Electric Aviation 授予了一份合同,用于制造和交付新型货运滑翔机无人机——Silent Arrow 精确制导空投包。新型货运滑翔机无人机是该公司先前开发的“沉默之箭”GD-2000滑翔机无人机的改进型,体积更小,能够从运输机侧门和尾门高空投下托盘,将物资滑翔到前沿阵地。 “沉默之箭”精确制导空投包作为当前货运无人机应用于军事领域的一个缩影而受到关注。目前,许多国家都在大力发展军用货运无人机,空中发射、自主起降技术等相关技术日趋成熟,形成了“你追我赶”的局面。 《沉默之箭》GD-2000滑翔机无人机

多国竞相研发货运无人机

军用货运无人机的发展不能靠民用货运无人机市场来带动。全球知名市场研究机构Markets and Markets发布的《全球无人机物流与运输市场报告》预测,2027年全球物流无人机市场规模将增长至290.6亿美元,预测期内复合年增长率为21.01%。

基于对未来物流无人机应用场景和经济效益的乐观预测,多国相关研究机构和公司纷纷提出货运无人机发展规划,带动了民用货运无人机的蓬勃发展,也助推了军用无人机的发展。货运无人机。

2009年,美国两家公司合作推出K-MAX无人货运直升机,采用双旋翼交错布局,最大载重2.7吨,航程500公里,带GPS导航,可进行战场运输夜间、山区、高原等环境下的任务。阿富汗战争期间,K-MAX无人货运直升机飞行了500多个小时,转运了数百吨货物。鉴于美国陆军渴望拥有一款静音/低声货运无人机,YEC 电气航天推出了 Silent Arrow GD-2000,这是一款由经编材料制成的一次性使用、无动力、滑翔飞行的货运无人机,拥有大容积货舱和四个可折叠机翼,负载能力约为700公斤,可用于2023年的一次测试,该无人机在机翼展开的情况下发射升空,着陆精度约为30米。

以色列也凭借其在无人机领域的专业知识,一直在研发军用货运无人机,2013年,以色列城市航空公司研发的被称为出口鸬鹚的Air Mule垂直起降货运无人机首飞成功完全的。出口型号被称为“Cormorant”。该无人机造型奇特,机身内有两个涵洞风扇,可以让无人机垂直起降,机尾安装有两个涵洞风扇,为无人机提供水平推力;它的速度可以达到每小时180公里,在50公里的作战半径内,每次出动可以运输500公斤的货物,甚至可以用于空中输送和转移伤员。

近年来,土耳其一家公司还开发了一款货运无人机——“信天翁”,其矩形机身布置有六对反向旋转螺旋桨,下方有六个支撑架,机身下方可安装货舱,能够运输各种物资或转移伤员。它能够运输各种物资或转移伤员。

同时,英国的Windracer Ultra、斯洛文尼亚的Nuuva V300、德国的VoloDrone也是比较有特色的货运无人机,具有两用特点。此外,一些商用多旋翼无人机还能够承担少量物资的空运任务,为前线和前哨基地提供补给和保障。 K-MAX无人货运直升机

VoloDrone 货运无人机

Windracer Ultra 货运无人机

Nuuva V300 货运无人机

“气骡”垂直起降货运无人机

它有它的优点和缺点

与载人固定翼运输机、运输直升机和地面运输通道相比,军用货运无人机的作用既有优点也有缺点。

它们的明显优势在于高可靠性、安全性和成本效益。首先,货运无人机不需要驾驶舱、增压舱或其他生命维持系统,这降低了制造和维护成本,同时在机舱内留下了更多的空间用于装载和运输货物,从而带来更高的体积利用率。其次,其中一些无人机不需要高水平的制造材料。再次,它能够在高风险、高威胁的环境中持续运行。与其他无人设备一样,一旦解决了高度自动化控制的挑战,军用货运无人机就可以按照指令或程序连续高效地运输货物。在山区、高原、高寒、复杂天气等恶劣环境下,甚至在核生化污染地区,仍能尝试执行补给保障任务,无需考虑飞行员的生理和心理承受能力问题载人飞机。此外,货运无人机与载人运输机“联手”,可以获得“1+1>2”的效果。

与传统运输方式相比,军用货运无人机也存在一些缺点。最大的缺点是机身通常较小,体积也较小,只能运输一些基本物资,不能运载重型大尺寸货物。

因此,从目前来看,货运无人机还无法取代载人运输机、直升机等空中运输力量,更无法撼动陆基军事运输线的主力地位。

发展需要更多技术支持

军用货运无人机大多是由民用货运无人机发展而来,因此具有军民两用的特点。但考虑到主要使用环境是战场,军用货运无人机的发展还需要其他一些关键技术的支撑。正是这些民用技术与关键技术的相互作用,才使得军用货运无人机有可能飞向更深入的战场。总之,未来军用货运无人机的发展需要得到以下技术的支撑:

一是符合现行商业适航标准的技术。军用货运无人机在战时可能不需要过多考虑商业适航标准,但在研制过程中仍然需要进行一系列风险评估并制定系统策略,以防止危及己方飞机和地面部队的风险,特别是在飞行控制逻辑方面,要严格控制。军用货运无人机如果要在和平时期执行军事运输任务,仍然需要按照商业适航标准进行设计和制造,除非是在偏远无人区域运行。目前,拥有两用货运无人机的国家普遍对其飞越人口稠密地区持谨慎态度。未来,军用货运无人机想要实现“全区域自由飞行”,还需要与现行商业适航标准进一步“匹配”。

其次,平台专用技术贴近实战。如果说民用货运无人机主要围绕减排、降耗等目标进行设计,那么军用货运无人机则应突出贴近实战的要求,在低能见度、低噪音等方面下功夫。一方面,要在动力上寻求技术突破,让货运无人机既难以被发现,又威力强大;另一方面,需要通过新技术、新工艺的采用,通过无人机气动、结构、强度、材料等方面的不断创新,使货运无人机更加符合军事要求。

三是智能控制和精准定位技术。军用货运无人机在作业过程中难免会遇到各种突发情况,以及较为复杂的地形,要完成这种情况下的任务,就需要有智能控制和精准定位技术的支持。这样可以赋予无人机避障、路径规划和协作能力。此外,先进抗干扰技术的研究和应用也至关重要。只有具备抗干扰能力,货运无人机才能在复杂电磁环境下准确定位并飞抵目的地。

第四,先进的数据链技术。随着“蜂群”技术的发展,大量小型货运无人机将被组织成“蜂群”,承担向前线批量运送物资的任务,这种场景很可能出现在2017年的战场上。未来。要实现这一点,不仅要保证无人机与有人机之间通信的连贯性和稳定性,还要保证无人机与无人机、无人机等设备之间信息交换的安全性和顺畅性,这就需要先进的数据链技术来提供支持以确保链接始终可靠、值得信赖且可用。可以说,是否拥有安全可靠的数据链技术,将直接影响未来货运无人机使用的整体水平。

第五,空中发射和自主起降技术。在战争状态下,军用货运无人机的工作环境会更加恶劣,通常很难找到完整的跑道,因此各国对具有垂直起降能力的货运无人机更加青睐。这就需要依靠先进的空中发射和自主起降技术来保证一系列机动动作的安全完成。更具体地说,为了找到简单的着陆地点并在白天和夜间着陆,在没有太多地面引导的情况下,军用货运无人机必须通过成熟的技术在这些方面实现“自救”,从而避免出现问题如失速、着陆等,确保货物完好无损,完成运输任务。

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