国外陆空两栖平台发展研究*

夏红梅 张欣景 胡训强

(海军陆战学院训练部 广州 510430)

国外陆空两栖平台发展研究*

夏红梅 张欣景 胡训强

(海军陆战学院训练部 广州 510430)

论文介绍了一种新型陆空两栖平台,解析了其发展历程和技术特点,分析了其对部队作战能力的影响。

陆空两栖平台; 飞行汽车; 黑骑士

Class Number TP274

1 引言

陆空两栖平台是指既可在地面行驶又可在空中飞行的机动平台,该平台兼具地面车辆和飞机的机动能力优势,可为部队提供多种新的优势作战能力,或将对未来部队作战带来重大影响。近年来,多个国家均在开展相关平台及技术研究。

2 发展历程

由于战场环境复杂,路况恶劣,车辆不易通行,给执行医疗处置、伤员后送以及货物补给等任务带来很大困难,目前的地面平台不能完全满足需求,而空中平台成本又太高,为此,国外提出发展陆空两栖平台,充分利用其地面和空中机动能力,大幅提高地面部队的战术机动能力,满足当前及未来战争需求[1～2]。

陆空两栖平台技术的早期研究主要集中在民用领域,即通常所说的“飞行汽车”。飞行汽车,在空中飞行或在陆地上行驶,从一辆公路汽车变身为一架飞机。世界首辆飞行汽车2009年3月初在美国实现了首飞,降落后只需按一个按钮就可将机翼折叠,驶上高速公路[3～9]。随着飞行汽车的迅速发展,几年前美国军方就计划开发“能够垂直起飞和降落,并可在道路上行驶的车辆”,即军用飞行汽车。“黑骑士”是美国首款采用4×4卡车底盘与8旋翼无人机结合构型的军用陆空两栖平台,兼具地面车辆越野机动能力、直升机垂直起降能力以及无人机自主飞行能力。无人驾驶状态下可用来运送前线伤员,而选择有人驾驶可为特种作战任务提供帮助。在执行运送前线伤员任务时,在枪林弹雨中,“黑骑士”可将伤员送到程序设定的安全救援地。

而其作为越野车运送物质的灵活性意味着在直升机无法到达的地区“黑骑士”也可以行驶。

“黑骑士”军用陆空两栖平台的原型始于2010年,是美国国会资助的“多任务医疗与伤员后送无人机/无人车”的一个项目,美国先进战术公司开始研制[10]。2012年4月,美国海军陆战队勇士实验室“增强海军陆战队空地任务部队作战空运”项目也对军用陆空两栖平台进行了投资。这些项目开启了陆空两栖平台在军事领域的应用研究。2013年12月,“黑骑士”军用陆空两栖平台如图1所示,完成陆上行驶试验。2014年3月,“黑骑士”军用陆空两栖平台完成飞行试验。这一系列试验验证了“黑骑士”军用陆空两栖平台的技术性能,标志着陆空两栖平台技术研究取得重要进展,为正式应用奠定基础。

“黑骑士”被设计成越野车、直升机、无人机的集合体,它有8个旋翼发动机[10],车身两侧各有4个,其设计图如图2所示。起飞时,8个旋翼发动机向外侧伸出；在平飞时旋翼会前倾一定角度,从而使速度进一步加快。而以越野车模式行驶时,所有的旋翼发动机都会折叠收拢,大大减小车辆宽度,以便穿越狭窄的街道。

该设计主要执行两种任务：第一种任务是运送伤者,它可以在驱车至军用医院之前在一个安全的搭乘区着陆；第二种任务是货物补给,使用各种可互换的地面车辆模块。地面传动系统甚至可以使用直升机轮或滑橇取代,换成船体后,还可以在水中航行

“黑骑士”军用陆空两栖平台最大起飞重量1996kg,空中飞行时长9.4m,宽5.8m；陆上行驶时长7.6m,宽2.4m,高2.4m,空中巡航速度241km/h,最大公路速度113km/h,可搭载5名乘员,有效载荷454kg,最大战斗行程463km,在拆除陆上行驶的动力传动系统时可搭载726kg有效载荷或8名乘员,拥有与“黑鹰”直升机相当的超大内部空间,可用C-130空运,适于伤员后送和物资补给任务[11]。

“黑骑士”军用孪生姐妹型号为“黑豹”,“黑豹”无人陆空两栖平台是先进战术公司为美空车研究实验室的“特种作战运输挑战”项目研制的。“黑豹”至少能运输两名全副武装的兵员,并可以装进“鱼鹰”倾转旋翼机,可以在任何天气条件下无人驾驶。该平台最大起飞重量24.9kg,最高飞行速度72km/h,最高公路速度48km/h,升限6100m,可搭载2名乘员及其装备,可用于特种作战,已在2013年6月完成飞行试验。

以色列城市宇航公司推出“X鹰”系列陆空两栖平台如图3所示,其中“X鹰”C陆空两栖平台采用四轮底盘,两台T-700涡轴发动机和涵道风扇,最高飞行速度为222km/h,可搭载10名乘员,用于士兵输送、医疗救护和伤员后送任务。

其他国家的陆空两栖平台还有英国的“天空汽车”、法国的PX200、荷兰的“单人陆空车”以及斯洛伐克的“航空汽车”3.0等。

3 技术特点

陆空两栖平台具有总体布局多样、采用自适应机翼、两套推进系统以及精确控制的技术特点。

采用陆上平台与空中平台合成构型,总体布局多样。国外陆空两栖平台多采用车辆与固定翼飞机或者多旋翼无人机结合的构型,总体布局样式有三翼面、单/多翼式、飞翼式、多发动机涵道推进式等。“黑骑士”陆空两栖平台在四轮底盘上安装9台发动机、8个旋翼。

采用两套推进系统,满足陆上行驶与空中飞行动力需求。陆空两栖平台采用两套推进系统,分别为陆上行驶和空中飞行提供动力,“黑骑士”陆空两栖平台陆上行驶时由1台位于车体内的发动机驱动自动变速箱,空中飞行时由8台位于车体两侧的航空发动机分别驱动8个旋翼。

采用自适应机翼,适应不同飞行状态。陆空两栖平台可以采用伸缩机翼、折叠机翼和旋转机翼等自适应机翼技术,有效改变平台的启动性能,适应不同飞行状态。在陆上行驶时机翼折叠,在空中飞行时伸展机翼,从而提高了陆空两种模式机动性能。

通过精确控制,实现陆上行驶与空中飞行模式转换。陆空两栖平台驾驶员通过控制机翼变换和动力传动系统切换按钮,使机翼自动展开/收起,发动机经螺旋桨/变速箱驱动平台,实现陆上行驶与空中飞行模式平稳转换。

4 对部队作战能力的影响

1) 提高地面部队的战术机动能力

陆空两栖平台兼具地面和空中机动能力,可垂直起降以及无人驾驶。相比于传统地面车辆和飞机,机动领域显著扩展,可大幅提高地面部队的战术机动能力,可执行打击、搜捕、侦察、封锁、防暴、医疗救援和后勤补给等任务,尤其适用于复杂的作战环境,具有独特的作战优势。

2) 降低部队执行任务时的风险

对于大多数战区,向前线运输部队和补给,公路运输是最实用、经济、安全的选择。当路面车辆遇到复杂地形或者诸如简易爆炸装置或地雷之类的威胁时,陆空两栖平台可以使用旋翼垂直起飞并沿着运输路线在下一个更安全的路段着陆,因此可大大降低地面部队被简易爆炸装置杀伤的概率。在战场医疗援救时,在能见度极低的天气或目标区域受到核生化污染的情况下,人类飞行员参与救援行动会面临极大风险,出动机器人就成为最佳方案,陆空两栖平台可以实现无人驾驶和远程操控,抵达目标后,交出控制权,改由人类操作人员操控,因此避免了执行任务时飞行员的危险。

3) 经济性明显高于直升机

军用陆空两栖平台经济性明显高于直升机,根据美国国防高级研究计划局的估算,军用陆空两栖平台的目标价格约100万美元,虽高于高机动多用途轮式车的40万美元,但却远低于轻型直升机的400万美元,经济可承受性优势明显。

5 结语

军用陆空两栖平台技术近年来发展迅速,但距离装备使用还有较长时间。美军正在加紧研究相关技术领域包括:混合动力驱动的涵道风扇式推进系统、环形电机、能量存储方法、变形车身、先进飞行控制以及管理系统等。作为一种新型平台,其装备使用将会对未来兵力投送模式、伤员后送和物资补给等方面带来重大影响,还将在一定程度上改变未来部队的作战模式,提升未来部队作战能力,甚至进一步推动三栖平台发展。

[1] 曹锋,么鸣涛,雷雪媛,等.飞行汽车的发展现状与展望[J].现代机械,2015(2)：89-94.

[2] 科普中国.飞行战车不是梦新型陆空两栖平台[EB/OL]. http://news.xinhuanet.com/science/2015-11/23/c_134844901.htm.

[3] 科学探索.各种款式“飞行汽车”大盘点[EB/OL]. http://scienceblog.blog.163.com/blog/static/18968500 7201236544501.

[4] 飞天盟, PAL-V陆空两栖汽车,飞行汽车[EB/OL].http://www.feitianmeng.com/thread-73-1-1.html.

[5] 郭耀魁. 飞行汽车Aeromobil即将上市陆空两栖[EB/OL]. http://nb.zol.com.cn/489/4892691.html.

[6] 陆空两栖无人车辆的未来应用与发展[EB/OL].http://www.xzbu.com/4/view-10577.htm

[7] 依依. 陆空两用汽车[J].科技信息, 1998(3):17-17.

[8] 王拖连,杨世文,薛姣. 陆空两用飞行汽车发展现状与展望[J].公路与汽运, 2011(4):12-16.

[9] 李鑫.陆空两用 3秒内汽车变身飞机凌驾云端[EB/OL].http://nb.zol.com.cn/488/4883128.html.

[10] mwj.美国研制多功能无人飞行器,新民晚报[N].2014-03-06.

[11] 私人飞机网. 惊呆！美国最新飞行汽车航速达240km/h[EB/OL].http://www.sirenji.com/article/201410/62472.html.

Development of Foreign Air-ground Amphibious Platform

XIA Hongmei ZHANG Xinjing HU Xunqiang

(Department of Training, Naval Marine Academy, Guangzhou 510430)

This paper introduces a new air-ground amphibious platform, analyzes its development process and technical characteristics, and analyzes its impact on the combat capability of troops.

air-ground amphibious platform, flying car, black knight

2016年10月7日,

2016年11月23日

夏红梅,女,硕士,讲师,研究方向:作战模拟与仿真。

TP274

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.04.005