Dron ScanEagle zostaje złapany przez opatentowany system SkyHook. Mobilny i elastyczny sposób wypuszczania i zdawania tego pojazdu pozwala na montaż różnego wyposażenia przy jednoczesnym maksymalnym wykorzystaniu dostępnej na pokładzie kubaturowej kubatury.
W serii artykułów omówione zostaną nowe osiągnięcia w dziedzinie bezzałogowych statków powietrznych (UAV), naziemnych robotów mobilnych (NMR) oraz automatycznych pojazdów nawodnych/podwodnych (ANA/APA)
Rok 2015 był pracowity dla międzynarodowego rynku pojazdów autonomicznych. Obecny poziom rozwoju UAV stale rośnie, ponieważ producenci poszerzają granice autonomii, czasu trwania lotu i złożoności wyposażenia pokładowego, a klienci wdrażają programy wdrażania systemów trzeciej generacji w nowych rolach, jednocześnie precyzując wymagania dla istniejących systemów.
Sektor NMR nadal ewoluuje, aby sprostać potrzebom postafgańskiego teatru wojennego. (TVD). Pojawiające się zagrożenia, wraz z obecną wyraźną potrzebą wykrywania i neutralizacji bomb rebeliantów i min lądowych, wymuszają rozwój nowych, bardziej zaawansowanych systemów o zwiększonych możliwościach, zwłaszcza gdy coraz większy nacisk kładzie się na bezpieczeństwo narodowe i natychmiastową reakcję, zwłaszcza w operacjach przeciwpartyzanckich..
W dziedzinie systemów morskich, zarówno w sektorze nawodnym, jak i podwodnym, opracowywane są również nowe ogólne zasady działania, ze szczególnym uwzględnieniem zwiększenia zdolności do działania przeciwminowego i znalezienia skutecznych środków zwalczania okrętów podwodnych.
UAV RQ-4B Global Hawk został stworzony z myślą o szczegółowej obserwacji rozległych obszarów geograficznych i dostarczaniu dowództwu wojskowemu informacji w czasie rzeczywistym o położeniu zasobów ludzkich i materialnych przeciwnika.
Morskie UAV
Najbardziej zaawansowanym morskim operatorem bezzałogowego statku powietrznego jest US Navy, która obsługuje drony takie jak Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout i większy obecnie testowany MQ-8C Fire Scout.
MQ-8B o masie użytecznej 137 kg i czasie lotu 7,5 godziny odegrał ważną rolę w opracowaniu ogólnej koncepcji marynarki wojennej USA dotyczącej użycia bezzałogowych statków powietrznych. Ten dron, który może prowadzić rozpoznanie i oświetlać cele swoim laserowym desygnatorem, został rozmieszczony w Afganistanie w celu wsparcia operacji kontrpartyzanckich międzynarodowej koalicji.
Śmigłowiec typu dron MQ-8C Fire Scout
Ten UAV został zintegrowany z zaawansowanym systemem precyzyjnej broni APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System) firmy BAE Systems. Priorytetowy program rządowy, który dodał półaktywne naprowadzanie laserowe do wcześniej niekierowanego pocisku powietrze-ziemia Hydra-70 zamontowanego na śmigłowcu szturmowym Bell AM-1Z Viper i lekkim wielozadaniowym śmigłowcu UH-1Y Venom Korpusu Piechoty Morskiej USA (KMP), co umożliwiło przechwytywanie celów na lądzie i morzu z dużą dokładnością. UAV MQ-8B odegrał również ważną rolę w rozwoju wspólnych operacji bezzałogowych i załogowych statków powietrznych, umożliwiając Marynarce Wojennej określenie kierunku rozwoju odpowiednich zasad użycia bojowego.
Większy UAV MQ-8C, oparty na lekkim śmigłowcu Bell 407, przeznaczony jest do samodzielnego startu i lądowania na dowolnym statku z lądowiskiem, a także z przygotowanych i nieprzygotowanych miejsc naziemnych. Samolot, który łączy możliwości MQ-8B z ładownością i osiągami śmigłowca Bell 407, wyleciał 11 godzin w sierpniu 2015 roku w ramach testów operacyjnych floty. Na początku 2015 roku program lotów testowych został zakończony, a teraz system jest gotowy do poddania ocenie gotowości operacyjnej do końca 2016 roku, gdy tylko flota zdecyduje, jak zintegrować tego drona ze swoim kompleksem systemów w nadchodząca dekada.
ScanEagle startuje samodzielnie z pneumatyczną katapultą, która ułatwia start na morzu i lądzie
Postrzeganie zagrożenia
W większości zagrożenie w sferze morskiej jest asymetryczne. W przeciwieństwie do użycia bezzałogowych statków powietrznych nad powierzchnią ziemi, gdzie takie urządzenia są przeznaczone głównie do tworzenia obrazu środowiska, w którym działają siły naziemne, środowisko morskie jest bardziej reaktywne. Wartość wykorzystania UAV w tym środowisku polega na tym, że załogi mogą badać potencjalne cele znajdujące się poza zasięgiem, jednocześnie zwiększając możliwości rozpoznania okrętowych urządzeń optoelektronicznych i radarów oraz przy znacznym obniżeniu kosztów eksploatacji w porównaniu z załogowymi śmigłowcami.
Szybki rozwój UAV dla środowiska morskiego był również znacznie ułatwiony przez zagrożenia dla bezpieczeństwa narodowego oraz konieczność monitorowania linii brzegowej przez statki patrolowe i obrony przed zagrożeniami z morza. Wszystko to jest konsekwencją problemów gospodarczych, politycznych i kulturowych, które pojawiły się w sektorze morskim, z którymi trzeba było się zmierzyć w ciągu ostatniej dekady. „Faktem jest, że każdy kraj śródlądowy potrzebuje wyraźnej identyfikacji zagrożeń z morza i terminowej neutralizacji” – powiedział Dan Beachman, dyrektor marketingu UAV w Israel Aerospace Industries (IAI). „Zagrożenia te mogą mieć małe lub duże obszary efektywnego odbicia w zależności od ich wielkości, dlatego siły zbrojne kraju potrzebują dokładnych zdolności do ich identyfikacji”.
IAI była jedną z pierwszych firm, która zwróciła się w stronę tematyki morskiej, tworząc w latach 80. ubiegłego wieku drony RQ-2A Pioneer i RQ-5 Hunter, które pracowały z amerykańskich lotniskowców, dostosowując ostrzał, a następnie przeprowadzając rozpoznanie dla sił desantowych. Obecnie firma oferuje dwa systemy w tym segmencie: samolot pionowego startu i lądowania Naval Rotary UAV (NRUAV) oraz stałopłat Maritime Heron. Oba z nich, według pana Beachmana, mają na celu zapewnienie użytkownikom zintegrowanego systemu morskiego, który odpowiada „obecnym celom operacyjnym każdego kraju”.
NRUAV jest w stanie wznieść się na wysokość 4600 metrów, jego zasięg wynosi 150 km, a maksymalny czas lotu to sześć godzin. Ma maksymalną prędkość 100 węzłów (185 km/h), prędkość włóczęgi 60 węzłów (111 km/h) i może przenosić ładunek o wadze do 220 kg, składający się z wszechstronnego zestawu wieloczujnikowego o zaawansowanych możliwościach. Zestaw zawiera optoelektronikę dzienną i nocną, która zapewnia również automatyczne śledzenie i pomiar zasięgu do celu, wielotrybowy radar zapewniający nadzór morski i obserwację dalekiego zasięgu, radar z syntetyczną aperturą (SAR) oraz radar z odwróconą syntetyczną aperturą SAR) z wyborem trybów przemieszczania celów naziemnych i powietrznych, nawigacji i unikania niekorzystnych zjawisk atmosferycznych. Ponadto dron może być wyposażony w elektroniczny czujnik inteligencji lub elektroniczny czujnik wojny. System komunikuje się z naziemną stacją kontroli za pośrednictwem kanału transmisji danych w zasięgu wzroku.
Pionowy start i lądowanie UAV Naval Rotary UAV (NRUAV)
Dron NRUAV bazuje na zestawie transformacyjnym HeMoS (Helicopter Modification Suite) opracowanym przez IAI Malat. HeMoS może automatycznie startować i lądować ze statków, oceniać uszkodzenia w walce i całodobowe wyznaczanie celów poza horyzontem w niesprzyjających warunkach pogodowych. „Morski UAV spełnia szeroki zakres potrzeb operacyjnych, na przykład jest nieoceniony w zwalczaniu nielegalnego rybołówstwa, piractwa, rebelii i innych działań mających na celu podważenie suwerenności kraju” – kontynuował Beechman. „Ten wysoce wydajny system wnosi istotny wkład w tworzenie zintegrowanego postrzegania środowiska morskiego bez narażania życia ludzkiego”.
Maritime Heron w swoich głównych parametrach jest bardzo podobny do standardowego UAV Heron startowanego z ziemi - urządzenie klasy MALE (Medium Altitude Long Endurance - średnia wysokość z długim czasem lotu), ale z dodatkową możliwością, że wersja morska jest w stanie samodzielny start i lądowanie na lotniskowcu. Dron ma rozpiętość skrzydeł 16,6 metra i masę startową 1250 kg. Maksymalny pułap to 9000 metrów, a czas lotu do 40 godzin, w zależności od zadania i konfiguracji wyposażenia pokładowego. Samolot może przewozić szeroką gamę czujników, a jednocześnie może korzystać z różnych instrumentów i urządzeń, aby przez długi czas przesyłać aktualne informacje o dużych obszarach. W konfiguracji morskiej UAV posiada czujniki zaprojektowane specjalnie dla tego środowiska, w tym m.in. systemy takie jak stacja optoelektroniczna MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload) firmy IAI, radar morski EL/M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR).) z IAI ELTA i AIS (System Automatycznej Identyfikacji).
Aby zwiększyć elastyczność operacyjną, naziemna stacja kontroli drona może być oparta na ziemi lub statku, a sterowanie może być przekazywane z jednej stacji do drugiej w czasie rzeczywistym. „Podczas pracy na otwartym morzu bardzo ważne jest spełnienie określonych warunków środowiskowych, obsługa platformy z dowolnej platformy morskiej i wykonywanie szerszego zakresu zadań” – kontynuował Beechman. „Największą zaletą operacyjną jest możliwość wykonania pełnego cyklu zadania: wykrywania, klasyfikacji i identyfikacji za pomocą jednego zintegrowanego i wysoce wydajnego systemu”.
W październiku 2015 roku UAV Schiebel Camcopter S-100 zademonstrował swoje możliwości interakcji z okrętem floty południowoafrykańskiej (zdjęcie poniżej)
Skanowanie oceanu
Dziś jednym z najbardziej udanych morskich bezzałogowych statków powietrznych jest ScanEagle, stworzony przez Boeinga i Insitu. Ten projekt samolotu bezzałogowego może operować na wysokości przelotowej 3000 metrów przez 20 godzin, przewożąc sprzęt pokładowy do różnych potrzeb operacyjnych, w tym optoelektroniki, rozpoznania elektronicznego i walki elektronicznej, łączności i przemienników, sprzętu do mapowania i radaru (z syntetyczną aperturą i funkcją wybór celów poruszających się na ziemi).
ScanEagle startuje samodzielnie z pneumatyczną katapultą, a powraca z systemem SkyHook, co wyróżnia go spośród innych bezzałogowych statków powietrznych na rynku morskim. Instalacja dźwigowa z wiszącą pętlą linową jest montowana na pokładzie statku, gdy BSP przelatuje nad nim zostaje złapany tą pętlą za końcówkę skrzydła (schemat przypomina wnyki do łapania ptaków), silnik zostaje wyłączony, a następnie BSP bezpiecznie wraca na statek, obracając instalację dźwigową. „Rozpoczęcie i powrót ScanEagle na morze jest wyjątkowy; jest to naprawdę jedyny samolot bezzałogowy statku powietrznego dostępny obecnie na rynku z dużym doświadczeniem operacyjnym, który można wystrzelić i złapać na statku. Dlatego tak wiele flot korzysta z tej jednostki”- mówi Andrew Duggan, dyrektor generalny Insitu Pacific. - Uruchomienie katapulty nie jest aż tak wyjątkowe, ale to, co naprawdę ją wyróżnia, to system SkyHook. Do zwrócenia na statek innych bezzałogowych statków powietrznych stosuje się sieci, a problem polega na tym, że jeśli sieć jest przyczepiona do statku i bezzałogowiec chybia, to dron uderza w statek, podczas gdy z systemem SkyHook bezzałogowiec leci równolegle na statek, więc jeśli chybi, po prostu odlatuje na jeszcze jeden bieg”.
Dron ScanEagle obsługuje floty Stanów Zjednoczonych, Kanady, Malezji i Singapuru; ponadto w ostatnich latach brał udział w wielu zawodach w celu weryfikacji i oceny osiągów, w tym w testach przeprowadzanych przez marynarkę brytyjską, a ostatnio przez marynarkę australijską. Z punktu widzenia Insitu, wdrożenie przez tak znanych operatorów zdecydowanie pomaga pchnąć rynek do przodu. „Popyt jest dość duży, a wiele z niego wynika z wyjątkowych cech ScanEagle. Konkurencja w sektorze lądowym jest dość duża, ale z perspektywy morskiej jest bardzo niewiele pojazdów, które mogą niezawodnie wystrzelić i wrócić na statek, kontynuował Duggan. „Jest duże zainteresowanie flotami, które przyglądają się systemowi wdrożonemu przez Stany Zjednoczone, Kanadę, Singapur i inne i oceniają jego znaczenie z perspektywy taktycznej. System ten może bardzo pomóc, w szczególności tym operatorom, którzy mają ograniczoną przestrzeń, posiadają jeden hangar dla helikopterów na statku lub nie mają miejsca na pokładzie, aby pomieścić konwencjonalny helikopter pokładowy. Nawet jeśli nie masz pokładu helikoptera, użycie drona ScanEagle pozwala wydobyć więcej z tej jednostki, w tym sensie, że ma teraz samolot, który może prowadzić obserwację z powietrza, pozostając tam do 15 godzin. Wraz z pojawieniem się na pokładzie UAV, możliwości tego statku do patrolowania wyłącznej strefy ekonomicznej, prowadzenia akcji poszukiwawczo-ratowniczych, zwalczania nielegalnych połowów czy statków pirackich zostają błyskawicznie rozszerzone. Pozwala to na wiele dodatkowych możliwości, z których może skorzystać dowództwo okrętu, dlatego doskonale sprawdza się w przypadku mniejszych okrętów, takich jak korwety czy łodzie patrolowe, które nie mogą pomieścić śmigłowca.”
Quadrocopter Phoenix-30 pionowego startu i lądowania jest przeznaczony do zbierania informacji dla wojska, służb operacyjnych i struktur cywilnych
Zdjęcie w wysokiej rozdzielczości wykonane przez lotnisko Schiebel Camcopter S-100 jest przesyłane do stacji kontroli w czasie rzeczywistym
Testowanie
Trendem, który dotknął wszystkie floty i ma na celu zwiększenie liczby mniejszych jednostek z mniejszą liczbą załóg, jest również rozszerzenie możliwości UAV z pionowym startem i lądowaniem, z czego nie omieszkał skorzystać Schiebel dzięki S-100 Heliport kamkopterowy. UAV S-100 przeszedł szeroko zakrojone testy w wielu flotach, w tym ostatnie testy floty australijskiej w czerwcu 2015 r. i floty południowoafrykańskiej w październiku 2015 r. Próby australijskiej marynarki wojennej koncentrowały się na możliwościach wieloczujnikowych S-100, aby zademonstrować, w jaki sposób system może być skutecznie wykorzystywany do wspierania rozpoznania morskiego i przybrzeżnego. Na przykład australijska marynarka wojenna pokazała, jak połączenie drona S-100 i trzech głównych systemów, w tym kamery L-3 Wescam MX-10 oraz radarów SAGE ESM i PicoSAR, może rozszerzyć zasięg poza horyzont statków i zwiększyć świadomość sytuacyjną.
Podczas testów floty południowoafrykańskiej, przeprowadzonych u wybrzeży Republiki Południowej Afryki, z pokładu hydrograficznego statku badawczego Protea zwodowano heliport Schiebel S-100 z systemem SAGE ESM, aby zademonstrować możliwości tego UAV do wykonywania zadań rozpoznania morskiego i zwalczania piractwa (dwa główne obszary zainteresowania tej floty). Aby rozszerzyć zakres swoich zadań, Schiebel pracuje nad rozszerzeniem zakresu systemów pokładowych dostępnych dla S-100. Czujniki inteligencji są w stanie wykryć radary innych jednostek pływających, a tym samym zidentyfikować potencjalne zagrożenia w okolicy. Chris Day, kierownik projektu UAV w firmie Schiebel, powiedział, że firma jest zaangażowana w oferowanie zaawansowanych możliwości w tym obszarze. „W ciągu ostatnich kilku lat lataliśmy kilkoma radarami, ale nie są one zoptymalizowane pod kątem warunków morskich, zostały zaprojektowane do pracy na lądzie i mają dodatkowe możliwości pracy na morzu, ale to może być zbyt duży kompromis. Istnieje kilka firm opracowujących bardzo lekkie, najnowocześniejsze radary, które są specjalnie zaprojektowane do środowisk morskich. Selex jest jednym z nich i nadal współpracujemy z nim przy testowaniu nowych radarów, co da nam bardzo duży zasięg i możliwość jednoczesnego monitorowania wielu celów.”
W czerwcu 2015 r. firma Schiebel nawiązała współpracę z IAI ELTA Systems, aby zademonstrować system przechwytywania i geolokalizacji (3D) wysokiej częstotliwości EL / K-7065 3D (3D) na pokładzie lotniska dla śmigłowców S-100. System EL/K-7065 zapewnia szybkie znakowanie i identyfikację sygnałów wysokiej częstotliwości, generując wiarygodną listę wykrytych układów elektronicznych i ich precyzyjne współrzędne, podczas gdy pokładowa antena o krótkich falach mierząca tylko 300 mm do 500 mm jest optymalna dla S-100 warkot. „Rzeczywistość i problem, przed którym stoimy, polega na tym, że niektóre osoby lub grupy działające na morzu nie chcą, aby ktokolwiek wiedział, co zamierzają; Ich statki nie mają radaru i często nie są nawet wykonane z metalu, co utrudnia ich wykrycie”- mówi pan Dey. „Dlatego jednym ze sposobów identyfikacji zagrożeń jest przechwytywanie wiadomości. Nawet jeśli mają bardzo prymitywne środki zdatne do żeglugi, nadal muszą się komunikować, koordynować, więc te technologie przechwytywania komunikacji i określania lokalizacji mogą dać dowódcy wskazówkę, gdy żadne inne technologie już nie działają. Schiebel niedawno przetestował silnik na ciężki olej opałowy dla swojego S-100, ponieważ stara się zaspokoić potrzeby rynku systemów morskich. Nowy silnik, przeprojektowany komercyjny silnik z tłokiem obrotowym, został zaprojektowany w celu rozwiązania problemu szerokiej gamy paliw w układach okrętowych. Nowy silnik będzie mógł teraz pracować na paliwach JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) i JP-8 (F-34).
Wersja eksportowa drona AirMule, znanego jako Kormoran, jest obecnie w fazie testów.
Z kontenera
Zupełnie nowe podejście przyjął Lockheed Martin, który w ramach prac nad małym morskim bezzałogowym statkiem powietrznym wystrzeliwanym z kontenera pracuje nad rekonfigurowalną wersją składanego bezzałogowego statku powietrznego Vector Hawk. UAV Vector Hawk ma masę startową 1,8 kg i profil pionowy 101 mm; jego konfiguracja może się różnić od stałego systemu skrzydeł do systemu pionowego startu lub systemu tiltrotor, aby spełnić różne wymagania operacyjne. Firma uważa, że system ten doskonale nadaje się jako przenośne rozwiązanie pakietowe, w skład którego wchodzą samoloty typu samolot do misji standardowych i długoterminowych, samolot ze składanymi skrzydłami, który można wystrzelić z prowadnicy rurowej z ziemi lub z wody, pojazd pionowego startu i lądowania, a na koniec aparat typu tiltrotor. „To, nad czym pracujemy, ma związek z naszymi wysiłkami na rzecz osiągnięcia spójności. Chcemy pojazdu, który ma jeden kadłub, awionikę i systemy sterowania, ale wiele opcji skrzydeł, aby mógł dynamicznie dostosowywać się do różnych rodzajów misji”- powiedział Jay McConville, szef rozwoju biznesu systemów bezzałogowych w Lockheed Martin.„Jedną z tych konfiguracji skrzydeł jest skrzydło chowane, które świetnie nadaje się do startu z kapsuły startowej”.
Dron Vector Hawk może mieć kilka konfiguracji
Uruchomienie kontenera to ciekawy sposób na uruchomienie małych UAV i może mieć mnóstwo zastosowań w obszarze morskim. Zaletami tej metody jest możliwość wystrzeliwania pojazdów z różnych lokalizacji o trudnych warunkach środowiskowych. „Weź wystrzelenie pojazdu z kontenera, po uruchomieniu jest on wdrażany w locie, co ułatwia operatorowi” – kontynuował McConville. - Zwiększa się również liczba miejsc, z których można dokonać startów; Wyobraź sobie start z wody lub z powietrza lub wiele innych scenariuszy, wystarczy, że operator ustawi kolejność komend startowych, a system sam poradzi sobie z warunkami środowiskowymi w tym scenariuszu.” Dron Vector Hawk ląduje w taki sam sposób, jak szeroko rozpowszechniony bezzałogowiec Desert Hawk, nurkując ostro, a następnie płynnie stojąc przed ziemią lub, w naszym przypadku, wodą. W celu zmniejszenia obciążeń działających na drona podczas lądowania w projekcie przewidziano jego podział na części; ponadto wszystkie części posiadają rezerwę wyporności, dzięki czemu można je podnieść z powierzchni i ponownie złożyć w jeden aparat.
W miarę rozwoju rynku bezzałogowych statków powietrznych na morzu pojawiają się jaśniejsze zasady stosowania tych systemów. Wśród wielu zalet dostępnych na rynku dla dronów, żeglarze poszukują systemów, które będą najlepiej odpowiadały ich potrzebom i zwiększą możliwości statków morskich oraz uchronią ich załogi przed niebezpieczeństwem.
AirMule UAV firmy Tactical Robotics pomyślnie zakończył swój pierwszy lot bez uwięzi na izraelskim lotnisku Megido w grudniu 2015 r.
UAV US Air Force RQ-4B Clobal Hawk pomyślnie przeszedł test pośredni w maju 2015 r.
