舰载无人机航空保障需求初探

2021-05-28

无人机 2021年8期

成都飞机工业（集团）有限责任公司

本文梳理美军舰载无人机航空保障需求，对起降、着舰引导、舰面驻留和转运、信息化及空中交通管制等需求进行初步分析，可为我国舰载无人机设计和使用提供参考。

与陆基机场相比，舰载机在舰面的使用条件严酷、指挥引导程序复杂，对保障时效和人员素质要求非常高。舰载有人机和舰载无人机对保障需求差异较大，舰载无人机无法完全沿用有人机保障模式。美军经过数十年实践，形成了一套科学且行之有效的航空保障作业体系，为保障舰载无人机使用可用度与出动效率，发挥了至关重要的作用。

舰载有人机与舰载无人机保障需求差异

相比于有人机，无人机没有机上驾驶员，作业模式会产生较大变化。无人机上舰，对航空保障系统提出了更高要求，无人机对飞行甲板、起飞和着舰设施、飞行甲板转运和飞行指挥均有特殊需求。根据美国战略与预算评估中心（CSBA）的研究，舰载有人机和舰载无人机在舰面的适应性，有40%是相同点，而60%需要针对无人机上舰，新增或改进适应性要求。

舰载无人机航保典型任务需求分析

无人机起降需求分析

大中型固定翼无人机在航母上起降需要使用弹射器与阻拦装置，电磁弹射和电磁阻拦更适合无人机。因为机上没有飞行员，在航母复杂运动条件下，无人机起飞和着舰更为困难。

图1 舰载有人机和舰载无人机航空保障需求差异性分析。

图2 无人机在舰面起降。

图3 无人机着舰引导。

如着舰遇到阻拦钩索失败时，无人机需自动感知拦阻失败状态并加大油门复飞，同时控制复飞路线不偏离斜角甲板中心线两侧允许范围；而着舰阻拦钩索成功时，无人机则需自动感知拦阻成功状态并减小发动机功率至空转状态。

无人机着舰引导需求分析

无人机对着舰引导的自动化技术和精确度要求更高。有人机在高海况下着舰时，飞行员将菲涅耳光学助降装置作为最后一道保障手段。但无人机需要采用全自动着舰系统，自动补偿航母艉流干扰、自动补偿航母甲板运动产生的影响。

无人机驻留和转运需求分析

目前发展的大中型舰载无人机最大起飞重量约为10～20t，小于一般舰载有人机，以美国X-47B舰载无人机为例，其最大起飞重量约为20t，而F/A-18E/F战斗机最大起飞重量接近30t，下一代F-35最大起飞重量约为27t，“苏”-33舰载有人机最大起飞重量33t。

为保持较好兼容性，大中型无人机总体尺寸尽量小于现役有人机，从而适应机库高度、机库出入口尺寸。以X-47B舰载无人机为例，为配合航母作业需求，X-47B外形尺寸力求紧凑，其机长11．6m，翼展约18．9m，机翼可以折叠，折叠后翼展仅8．9m，占位因子为0．87。无论是与F/A-18E/F、歼15舰载机相比，还是与未来F-35战斗机相比，X-47B占用空间更小，即相同尺寸的航母甲板或机库空间可布置更多数量的X-47B舰载无人机，使空间布置更加灵活。

图4 F-35、X-47B、“苏”-33外形尺寸对比图。

图5 无人机在舰面调运。

为实现更好的调运适配性，无人机应尽量减小总体尺寸、减小转弯半径，从而更利于甲板调运。

无人机信息网络兼容性求分析

图6 舰载信息系统构成。

相较有人机，无人机自主功能和智能功能较多，机载电子设备和通信设备兼容性要求更高。例如，X-47B舰载无人机安装的电子设备与F/A-18E/F、F-35和“苏”-33等舰载有人机机载电子设备相比，增加了大量自主控制、识别等智能设备。舰载无人机指挥与控制、空中交通管制、舰载相对全球定位系统（SRGPS）导航、起飞与着舰等都需通过网络传输数据，无人机侦察获取的图片、视频也要实时传回母舰，这些数据传输需要大带宽、安全、冗余的数据通信网络。