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耶茨电子空间公司完成GD-2000WB宽体货运无人滑翔机设计

2020-10-12

无人机 2020年4期
关键词:载荷无人系统

美国耶茨电子空间公司(YEC)已完成“沉默箭”(Silent Arrow)宽体货运无人机GD-2000WB的设计,计划在2020年范堡罗航展上展示。该型无人机根据美军及其盟军特种作战部队的需求而开发。据悉,美国陆军第160特种作战航空团(SOAR)也是该盟军的成员。

与标准型相比,宽体GD-2000WB的翼展增加到14.6m;防区外航程从7.62km增加到58km;总体积增加60%,货舱体积增加了5倍,达到3.96m3,空机重量增加到907kg,可运载567kg的货物包括救生用品、药品和战术装备等。

标准型GD-2000货运无人滑翔机此前已在国际防务与安全装备展(DSEI)上亮相。耶茨公司正与美国空军特种作战司令部合作,计划开展数次空中投放测试,具体计划是2020年2-3月在中空使用各种飞机空投GD-2000,以及4-5月在更高海拔高度7.6km处空投GD-2000。美国陆军第160特种作战航空团正在考虑使用旋翼机空投GD-2000。

(李悦霖)

高空伪卫星移动和潜鸟公司开发通信任务载荷

在2019年形成战略伙伴关系后,阿尔法贝(Alphabet)旗下的潜鸟公司(Loon)和软银的子公司高空伪卫星移动(HAPSMobile)合作,为美国航空环境公司(AeroViromnent)“鹰”30(Hawk30)高空伪卫星开发了一种宽带互联网通信任务载荷。

两家公司表示,这种任务载荷由潜鸟公司平流层气球已使用的技术改进而成,专为高空飞行数月的太阳能无人机而设计。到目前为止,潜鸟研发的平流层气球总飞行航程已超过3.7×107km。

作为软银和航空环境公司的合资企业,高空伪卫星移动公司表示,该通信任务载荷包括了转向天线,能在各无人机之间以及地面之间建立点对点连接,传输距离可达700km,数据传输速度高达1Gbps。

通信任务载荷已适应“鹰”30太阳能无人机更快的巡航速度,天线软件也进行了升级,以实现更快的跟踪。

2019年9月和11月,高空伪卫星移动公司在加州爱德华空军基地的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心利用80m翼展的“喹”30太阳能无人机开展了两次低空飞行测试,计划2020年3月底在夏威夷泛太平洋无人机测试场开始平流层试飞。

(李悦霖)

法国推进“同温层巴士”高空无人飞艇

泰雷兹一阿莱尼亚航天公司(Thales Alenia Space)“同温层巴士”(Stratobus)高空无人飞艇已引起法国军方的兴趣。

根据法国武器装备总局(DGA)发布的作战概念研究合同,泰雷兹和莱昂纳多的合资公司将研究“同温层巴士”的潜在军事用途,探索如何在战区执行情报、监视和侦察(ISR)任务,以及如何开发能在平流层飞行的全尺寸演示样机。

2014年首次发布的“同温层巴士”,是一种自主式高空长航时飞艇,能够搭载250kg任务载荷在20km高度飞行。飞艇平台重量7t,由安装在115m外壳顶部的光伏电池板提供能源,由电动机提供动力,一次可运行一年。该平台的开发是为了与固定翼、自主高空伪卫星展开竞争,如空客的“西风”(Zephyr),英国BAE系统公司和棱镜(Prismatic)公司共同研发的“相位”(PHASA)高空长航太阳能无人机。

法国军方正在评估“同温层巴士”平流层解决方案是否满足国防需求。泰雷兹-阿莱尼亚航天公司与军方用户共同确定可能的作战方案,标志着该平台迈出了重要一步,为开发高可靠性的航空电子设备、自主飞行控制系统等完整解决方案奠定基础,目标是2023年底之前开展飞行演示,可能在2023年投入使用。

为开发持久和低成本监测平台“欧洲高空大气飞艇平台”(EHAAP),“同温层巴士”将成为法国和意大利开展的欧盟长期结构性合怍(Pesco)的试验项目。

(李悦霖)

贝尔在海军挑战赛中演示垂直起降货运无人机

贝尔公司1月27日在亚利桑那州尤马举行的美国海军战术再补给无人机系统(TRUAS)挑战赛中,开展了“自主吊舱运输”-70(APT-70)货运无人机的首次作战演示。

APT-70以电池为动力能源,是一架翼展2.7m、最大起飞重量136kg的尾座式垂直起降(VTOL)无人机,能携带30kg任务载荷以120km/h巡航速度飞行56km。货物装在可拆卸的运输货舱中,货舱位于无人机的双翼之间。

在TRUAS挑战赛中,参赛者必须演示地面设置和飞行准备程序、加油或电池更换,最多进行三次飞行。

在首次飞行中,无人机必须携带超过20kg的最大任务载荷飞行超过5kin,卸下货物并返回基地。在第二次飞行中,携带相关任务载荷的无人机必须在一个封闭的航线上演示能实现的最大航程。可选的第三次飞行则展示无人机各自所具有的独特能力。

计划于3月份再为美国陆军开展一次APT-70演示,屆时将把无人机移交给运营商进行评估。根据美国航空航天局(NASA)的系统集成和操作(SIO)项目,第三次演示计划将在今年夏天进行。根据SIO项目,贝尔将在达拉斯/沃斯堡国际机场(DFW)附近的B、c和G类空城开展APT-70自主飞行,在城市地区演示医疗运送。

在2019年1月,贝尔同意与日本最大的快递公司大和运输(Ymnato)合作,开发快递包裹的电动垂直起降(eVTOL)无人机。同年8月,贝尔在沃思堡附近为大和运输进行一次APT-70演示。在贝尔提供无人机的同时,大和运输正在开发一种标准型货舱PUPA70XG,即用于包裹空运的货舱单元,该型货舱具有可伸缩的起落架,可在地面操控并能自动与飞行器对接。大和运输计划在2025年推出相关商业服务。

(李悦霖)

UAVOS开发R22货运无人直升机

无人车和自动驾驶仪专业公司UAVOSit!在开发一种基于罗宾逊R22轻型直升机的重型远程货运无人机。该公司还提议改装“施瓦泽”(Schweizer)s300轻型直升机。

UAVOS表示,当转换为自动驾驶模式时,以活塞发动机为动力的两座R22直升机,可以搭载高达180kg任务载荷,航程可达1020km。这架试验型R22目前正在沙特阿拉伯科学机构阿卜杜勒阿齐兹国王科技城进行试飞。据悉,阿卜杜勒阿齐兹国王科技城是UAVOS的客户。

R22货运无人直升机的具体优势包括长达6h的续航时间,以及在大风天气等恶劣气象条件下的作业能力。无人型R22被称为“小牛”(Maverick),曾作为A160“蜂鸟”(Hummingbird)长航时无人机的飞控系统试验台。其中一小部分被美国海军用于特殊行动,其他的用于研究。

UAVOs认为R22无人直升机具有多种潜在应用,包括在搜救任务中运送救生物资、携带药品抗击流行病,以及将货物从大型货机运送到主要后勤基地进行分发。

R22无人直升机可以在任何15×15m的水平空间内自动起降,巡航速度为160km/h,最大起飞重量为635kg,任务载荷重量40kg。無人型s300任务载荷重量可达300kg,航程1400km,续航时间14h。

(李悦霖)

“神经元”无人战斗机推进“未来空战系统”开发

法国武器装备总局(DGA)对外宣布,“神经元”无人战斗机(UCAV)技术验证机已完成第5轮飞行试验,为法德“未来空战系统”(FCAS)项目的未来决策提供了进一步数据支持。

法国武器装备总局透露,“神经元”的飞行试验由空军作战评估中心(CEAM)、空军机载控制探测中队(EDCA)和达索公司共同完成。试验目的不仅研究在作战环境中如何使用这种隐身无人战斗机,还要研究对手的防御策略。“神经元”验证机与5架“阵风”战斗机、1架预警机在协同作战环境中进行了多种战术构型试验。此轮试飞为隐身及相关先进技术的应用提供了非常丰富的信息,法国武器装备总局的多个试验和专业中心正在共同深入分析试验结果,得出的主要结轮将指导未来FCAS的架构和技术选择。

黑雨燕技术公司推出“黑雨燕”E2无人机

黑雨燕技术公司(BlackSwiftTechnologies,BST)公司是一家为科学和商业应用研发无人机系统的开发商,近日推出“黑雨燕”E2无人机,这是一种专为自动化工业和结构检查而设计的先进无人机。

“黑雨燕”E2无人机采用折叠设计,可装入定制的手提箱,便于运输并确保在运输途中不被损坏。该机具有一个前置式任务载荷舱,即使在垂直飞行时,操控员也能获得全向视场,并能与一系列传感器兼容,比如RGB和多光谱相机、激光定位和制导系统、激光雷达、气体探测传感器和辐射探测仪。该无人机的电池组也易于更换。

E2无人机还采用了黑雨燕公司开发的SwiftCore飞行管理系统,该系统由最先进的自动驾驶仪和直观的用户界面组成,无需过多培训,即可在苛刻条件下完成自动化飞行任务。SwiftCore系统利用了先进的机器学习技术,目前正在进行最先进的机器视觉算法研究,使常态化超视距飞行成为可能。

通过黑雨燕专有的飞行计划用户界面,用户可以在几分钟内对E2无人机进行编程,计算任务区域,收集数据,并分析和决策。飞行计划、任务管理和地图绘制在一个装有SwiflTab软件的安卓系统平板电脑完成。

自动化检测公司阿莱利昂(Alerion)表示,新型“黑雨燕”E2是检查风力涡轮机的首选无人机平台,在诸如大风和大雨等极端条件下,也可操控使用。E2无人机可以集成专利的激光导航技术,能在靠近高架桥、飞机和商用风力涡轮机等物体时进行高精度导航。

莫斯科航空研究院开发无人机新型自主导航系统

莫斯科航空研究院正在研制一种基于卷积神经网络算法的无人机自主导航系统,该系统可同时进行空间位置控制和地图绘制。该自主导航和目标识别技术由创新促进基金提供资助,并获得UMNIK竞赛青年奖。

莫斯科航空研究院利用实际图像对受训模型进行了测试,结果表明神经网络算法对运动目标的检测精度可达到89%。现有的无人机控制系统不能自动定位相机视场中的物体,操控员必须预先加载目标参数,或实时分析拍摄的数据。莫斯科航空研究院建议,使用机载加速度计进行空间定向,实时计算摄像机的轨迹,并进行三维空间重建。

当长时间飞行而进入“死区”时,这些摄像机会纠正惯性导航错误,无人机需要获得倾斜角、方位和运动方向信息,以消除卫星导航中的间隙,继续在指定航线上移动。为了建立一个自动检测典型动态目标的系统,采用具有YOLOv3结构的卷积神经网络算法。为训练该神经网络,使用了停车场数据集(cARPK)机器数据集和开源视频数据。该神经网络算法将图像分成几个区域,并预测每个站点出现所需对象的概率,以及其边界和大小。

S-64直升机演示“矩阵”自主飞行技术

埃里克森公司和西科斯基公司已签署一项研发协议,将西科斯基公司的“矩阵”技术应用于s-64直升机,以实现半自主、全自主飞行作业。

这项技术将加速埃里克森重型直升机新一代控制和导航系统的研发,该系统目的是增强直升机的态势感知能力,提升昼夜问执行消防作业的机组人员安全。根据协议,埃里克森将于2021年使用S-64直升机验证“矩阵”技术。

西科斯基于2013年公布“矩阵”技术计划,并在s-76B直升机改装的“西科斯基自主研究飞机”(sARA)试验机和1架UH-60A直升机进行了多次飞行试验。该技术能够适应不同任务和飞机类型,并在有两名、一名或没有驾驶员的模式之间切换。在2019直升机航展(Heli-Expo)上,西科斯基宣布s一92的升级版S-92B直升机将成为第一架采用该技术的生产型飞机。

通用原子公司完成无人机机载激光通信系统地面试验

2020年2月20日,美国通用原子航空系统公司“机载激光通信系统”(ALCoS)已成功完成地面试验。试验在西班牙加那利群岛特内里费岛的光学天文台进行,光学天文台使用“机载激光通信系统”,与“阿尔法星”(Alphasat)近地轨道卫星配装的LCT135激光通信终端成功建立了闭合连接,成功演示验证了系统的捕获和跟踪功能,以及与LCT 135终端建立闭合链接所需的足够功.率。

这是尺寸、重量和功耗可匹配中空长航时无人机的空对天激光通信系统的首次演示验证。通用原子公司自投资金,耗时5年开发了MQ-9无人机“机载激光通信系统”,该系统可在1064um和1.550um两个光波波长下工作,旨在为MQ-9无人机提供低截获概率(LPD和低检测概率(LPD)的通信链路。

此外,“机载激光通信系统”的数据率是传统卫星通信系统的300倍,将使MQ-9无人机用作联合空中网络的网关,供前方部署的部队使用。LCT 135是空客公司旗下德国电信卫星太空通信公司(TESAT)的产品,该公司是领先的天基激光通信产品供应商,拥有超过12年部署天基激光通信系统的经验。LCT 135终端已在7颗在轨卫星上使用,每天在45000km的距离内建立60多個星问激光通信链路,总共记录了3万多次链接。

英国“相位”-35太阳能无人机成功首飞

“相位”-35利用砷化镓太阳能电池阵列板和锂离子电池系统提供动力,凭借长寿命电池和高效太阳能技术,该机有望在21km高空即平流层持续飞行一年。“相位”-35机身采用专用碳纤维复合材料整体结构,具有高机动性,不受天气和正常空中交通管制影响,该机翼展35m,最大起飞重量150kg,任务载荷重量15kg,能以93~145km/h的巡航速度逆风飞行。

“相位”一35太阳能无人机由英国国防科学技术实验室(DSTL)和澳大利亚国防科学技术集团(DSTG)资助,旨在替代卫星执行持久、低成本侦察、监视和安全应用任务。该机还可用于5G通信,或为其他传统网络无法覆盖的偏远区域提供网络通信。

2019年2月,“相位”-35

(PHASA-35)高空长航时太阳能无人机在南澳大利亚澳皇家空军(RAAF)乌美拉

(Woomera)试验场完成首飞。该机由英国BAE系统公司与棱镜(Prismatic)公司联合开发。据悉,棱镜公司一直在参与“西风”高空太阳能无人机的研制工作。

霍尼韦尔与杰托普特拉公司探索无人机射流推进技术

霍尼韦尔与美国初创公司杰托普特拉(Jetoptera)合作,探索军用货运和监视无人机射流推进技术。总部位于华盛顿的杰托普特拉正在开发一种分布式推进系统,采用射流推力增强技术,用于无人机和城市空中交通(UAM)飞行器。

相比传统涡轮发动机,射流推进系统(FPS)具有更低的油耗、排气温度和更轻的重量。可以为垂直或短距起降(VTOL/STOL)无人机提供动力,使其巡航速度达到110~740km/h。

射流推进系统包括一个涡轮燃气发生器,从中输出的气体被引导至环形喷嘴,在环形喷嘴中,排除加压的废气并使周围大量的空气加速以增加推力,并在静态测试中实现了2:1的增压比。喷嘴可以旋转以利于垂直飞行,从而提高升力并减小阻力。在这次合作中,霍尼韦尔的一个辅助动力单元将被用作射流推进的空气源。该系统针对最大起飞重量为90~1810kg的货运无人机,并承诺能提高燃料效率,降低噪声和红外特征信号。

杰托普特拉与通用电气公司(GE)早于2018年9月达成协议,将使用H系列涡桨发动机的燃气发生器演示226kg推力的射流推进系统,开启了垂直起降验证机配装定制化燃气发生器的第一步。

杰托普特拉已开始对FPS-200射流推进系统进行地面测试。该系统旨在为一架重100kg、具备垂直起降功能的J-220无人机供电,并配备了一台基于“电声”(Acutronic)SP75涡轮发动机的燃气发生器。由功率为73.6kW的涡轮轴驱动一个压缩机,为射流推进系统提供增压空气。

(李悦霖)

DARPA计划发展“海上列车”无人水面舰艇编队

美国国防高级预研局(DARPA)战术技术办公室(TTO)在2020年1月6日正式发布“海上列车”项目跨部门公告,寻求支撑无人水面舰艇编队执行远程运输和远征作战任务的技术及创新方案。

DARPA认为,在日益复杂的海洋安全环境下,海军与海军陆战队的作战概念正逐步从少数大型有人舰艇编队转向由小型平台组成的分布式舰队。高机动性中小型无人水面舰艇能执行监视、后勤、电子战、远征作战和火力投送等多种任务,在分布式舰队中发挥关键作用,但无人艇的排水量、艇型等可能会影响其耐波性,导致其独立航行、作业时的生存能力、航行性能难以达到海军与海军陆战队的标准和要求。因此DARPA提出“海上列车”项目,以发展无人水面舰艇编队执行远征怍战任务的技术支撑和创新方案。

DARPA提出将不少于4艘12~50m长的中型无人水面舰艇(MUSV),通过连接或编队航行的方式创建“海上列车”,以降低兴波阻力,使其航程能够达到数千海里,以支撑远洋作战。要求“海上列车”全程无人工干预,能够编队航行12038km后分散独立作业,独立作业的续航距离达到1852km,完成任务后再重新自主集结并组成“海上列车”返回。

DARPA提出了连接器型、无连接器型、编队型三种“海上列车”概念方案。连接器型“海上列车”方案是4艘及以上的无人舰艇通过连接器实现物理连接,形成一个更长的等效平行中体以降低兴波阻力,技术关键是降低“海上列车”的傅汝德数。无连接器型“海上列车”方案是利用外力保持4艘及以上连续的无人艇共同航行,原理及技术关键与连接器型方案基本相同。编队型“海上列车”方案是由4艘及以上的无人艇以横向或纵向相近的方式编队航行,利用艇间兴波干涉降低表面波,以最大程度的减少“海上列车”的兴波阻力。

“海上列车”项目为期36个月,将分两个阶段执行,重点解决两方面的技术问题。一是提供开发并演示验证无人舰艇艇形、连接器、推进装置和艇問的间隙缓解等技术,以实现“海上列车”编队航行;二是开发并演示动态控制体系架构,该体系架构能在任务计划、环境条件、无人艇位置和航速之间形成闭环,以维持“海上列车”编队航行,并最大限度提高其海上生存能力和航行效率。

空客“城市空中客车"完成首次无系留试飞

2019年12月21日,空客“城市空中客车”(CityAirbus)电动垂直起降(eVTOL)验证机首次完成5rain无系留试飞。

早在2019年5月,涵道风扇“城市空中客车”在多瑙沃斯进行了首次系留悬停试飞,之后飞行地点改至因戈尔施塔特附近的德国曼兴(Manching)空军基地,在其管制空域内开展飞行包线扩展测试。

4座“城市空中客车”是空客制造的两种型号eVTOL演示验证机之一。另一型是单座倾转旋翼无人机“瓦哈纳”(Vahana),已于2019年11月在美国完成了飞行测试。“瓦哈纳”项目专注于自主性,而“城市空中客车”项目则以电推进为重点,开发安全的高电压架构。

“城市空中客车”配备了容量为110kW.h的电池,将提供15min的自主飞行,续航速度可达120km/h。飞行测试将持续到2020年,这两个项目将为空客在城市空中运输(UAM)技术和法规方面的工作提供信息。

“城市空中客车”的测试结束后,空客会将成果和经验应用到下一个飞行器型号,比如考虑运送乘客的数量等。

(李悦霖)

“灰鹰”增程型无人机完成第2次多域作战演示验证

美国通用原子航空系统公司2月19日宣布,该公司使用一套自有的“灰鹰”增程型(GE-ER)无人机系统,于1月30日在亚利桑那州尤马试验场完成了第2次多域作战行动演示验证,展现了该机的防区外能力和长达40h的续航能力,使指挥人员可利用“灰鹰”增程型无人机调度多域作战环境中的部队。

本次演示验证聚焦于机载远程传感器、瞄准和“空中发射效应”(ALE)任务载荷。在演示验证过程中,“灰鹰”增程型无人机在7600m高度下利用通信情报(cOMlNT)任务载荷识别出多部发射机,然后为机载合成孔径雷达提供了交互提示,引导后者在数分钟内生成可用于瞄准的精确坐标。其中,通信情报任务载荷是美国L3哈里斯技术公司的“里约尼诺”(Rio Nino)轻质通信情报系统,可探测到远在250kdn处的发射机,并与通用原子公司的“山猫”机载合成孔径雷达结合使用执行任务。

整个演示验证飞行全部由通用原子公司在笔记本电脑上运行的可扩展指挥与控制(SC2)系统控制。此外,“灰鹰”增程无人机上还携带了两个“范围”-I(Area-I)型“牵牛星”-600(Altius-600)空中发射效应任务载荷。在2020年夏季进行的第3次飞行演示验证中,继续由“灰鹰”增程型无人机投射并控制该任务载荷。

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