浅析西贝尔S-100无人直升机的上舰之路

与岸基无人机的发展相比，舰载无人机的发展相对滞后。目前各国航母尚未实用列装固定翼无人机和旋翼无人机。而在非航母水面舰艇领域，舰载无人机的技术成熟度略高，已经有MQ-8B/C和西贝尔S-100等少量型号初步实现了常态化使用部署。笔者在此尝试对西贝尔S-100这个型号的发展沿革、系统概况、服役情况进行初步分析。

发展沿革

西贝尔集团（Schiebel Group）创建于1951年，总部位于奥地利首都维也纳。该公司当前核心业务就是S-100无人直升机的发展、设计、批生产。目前已经在奥地利、美国、阿联酋和澳大利亚有分支机构和设施。

S-100直升机在2004年原型机首飞，2005年IDEX 2005期间首次公开，10月开始交付预生产型。2006年开始向阿联酋交付Al-Saber型。2016年5月宣布已经销售100架。截至2022年，已经有澳大利亚等9个国家的军用/民用客户正在使用至少86架。

2005年6月该公司宣布：向澳大利亚海军和澳大利亚各政府部门验证了ISR能力，验证在沿岸区域进行。2006年该直升机首次执行含任务场景的演示验证飞行，在奥地利/斯洛伐克边境区域完成9次夜间监视任务，任务载荷是光电转塔配备的热像仪。此后陆续在多国进行各种任务演示（例如2009年10月26日宣布向美国国防部Yellow Jacket项目交付1架，用于演示对抗路边炸弹）并获得直升机订单、服务合同。这些测试都验证了该机在陆地上空执行任务的能力。

与此同时，最晚从2007年开始，该机在多国多种舰船上相继进行了多次舰载使用测试。这些舰载作业测试证明该机具有良好的舰机适配性，能在很多类型的舰艇上正常工作。此外，在各次上舰测试期间，也一并测试了很多型号的有效载荷，因此也同时验证了该机的多任务能力。

在舰载应用方面，目前确认常态化部署的有皇家澳大利亚海军和皇家泰国海军。此外，法国海军和意大利海军已经正式列装该型号。且它已经与法国海军的西北风级两栖攻击舰（已经向两艘西北风级交付4架）和追风级巡逻舰完成完全集成。可以认为该型号已经具备比较成熟的舰载能力。

系统组成

典型系统组成为：2架S-100直升机，各种机载有效载荷，1套地面控制系统。

根据客户需要，地面控制系统可以根据需要调整。参见图1控制设备配置为2个工作站和操纵设备。最低配置是2台加固笔记本电脑，也可与载舰的作战系统集成为双工位多屏幕工作站。主要飞行显示控制站负责显示位置、任务、飞机健康状态等实时信息，专用有效载荷工作站负责有效载荷的数据接收、记录和处理。数据链可以配备不同尺寸的天线，实现不同距离的数据交换，18英寸跟踪天线工作距离50km，大型的36×72英寸天线工作距离200km。

S-100无人直升机

总体设计

S-100无人直升机采用最传统的单旋翼+尾桨布局，短舱机身向后光顺过渡形成尾梁，尾梁不可折叠。双叶主旋翼不可折叠；双叶尾桨位于尾梁末端左侧。

机体采用碳纤维半硬壳结构，同时大量使用钛合金、不锈钢、专用涂层，来提高机体抗腐蚀能力，以适应各种恶劣使用环境。该公司宣称机体没有维护寿命限制。显然，虽然最初是按照陆地环境来设计，但该机在设计初期就充分考虑了海上使用环境的影响。

全机尺寸和重量的选取，则是充分考虑了舰载使用的约束。最大起飞重量200kg，长3.11m，宽1.24m，高1.12m，旋翼直径3.4m。这些参数，显著低于有人舰载直升机。例如：MD500系列是实用舰载直升机中尺寸最小的型号之一，相应参数是：最大起飞重量1361kg，机身长7.49m，宽1.31m，高2.67m。因此，轻型舰艇也可方便地搭载。

动力装置

可选配2种不同的发动机。S1为40kW旋转发动机，燃料为航空汽油。

为适应舰载使用，在外包发动机未能满足使用要求后，公司自行研制了S2发动机。这种旋转发动机使用的是JP-5/F-44、JP-8/F-34、Jet A-1/ F-35等重油燃料。发动机内埋在机体内部，机体表面布置多处进排气格栅。发动机以及排气所产生的热量用于保持机体内部温度，以适应极地使用环境。

起落架

起落架是S-100上相当有特点的系统。可以视为固定式后三点起落架。

“主起落架”位于全机前部，实际上是2个流线型剖面的固定式外张支柱；“后起落架”实际上是将下垂尾延伸且顶部加强。外露部分无减震设备。3个起落架都明显加长了长度，以适应在机腹安装高度较高的有效载荷。

机腹鱼叉装置和甲板格栅

为适应舰载作业需要，公司自行发展了鱼叉装置。这种装置自重3.4kg，配合载舰飞行甲板安装的专用格栅，能将直升机牢固固定在甲板上，完成安全起降。

目前尚不明确公司是否发展了专门的舰面搬运辅助设备。但因为该机尺寸小重量轻，不使用任何辅助设备也能人力进行移动。

有效载荷

为了适应类型广泛的客户任务，该机设计了多个有效载荷舱位。主舱位位于机腹中心线、主起落架后方，载重能力50kg。机头舱、后上设备舱（机身顶部，紧靠旋翼后方）、侧面载荷挂点，载重能力均为10kg。为有效载荷专门设计了1台1kW交流发电机。

经过多年发展，该机已经取证了很多型号的挂载许可证。其类型包括光电、雷达等很多型号。最常用的是在主有效载荷舱吊挂1台MX-10转塔（如图4b所示）。该转塔标准配置为6个传感器：热像仪，昼间变焦彩色摄像机，微光摄像机，激光测距仪，广角和窄角激光照射器。转塔重量16.8kg，水平覆盖范围360°，俯仰范围-120°/+90°，采用28V直流电。此外，机身侧面挂点也可挂辅助油箱，用于长航时任务，如图4a所示。

飞行性能

该机速度不高，冲刺速度仅为约185km/h。最优续航能力时巡航速度仅为约102km/h。但续航能力相当出色，在搭载1台20kg有效载荷时续航力6h。如果额外搭载选装的辅助油箱，续航时间可超过10h。这大体相当于：从载舰前出200km—滞留2h执行任务—返回载舰。对于巡逻舰艇等准军用舰艇，这个能力已经够用了。即使由军用水面舰艇搭载，也已经具备了基本的实用能力。

成功经验

系统总体设计合理

选用了最成熟的单旋翼+尾桨的布局，最大限度规避了技术风险。重量和尺寸进行严格控制，对起降场地和地面支援的需求压缩到最低限度，不但适应舰载使用环境，也很适应各种陆地和濒海任务。公司自行设计的可选装鱼叉系统，能适应最高海情5级，最大限度适应了军用舰艇现有起降设施。按照统计：截至2021年时，鱼叉-格栅助降系统已装备西方各型驱护舰约300艘。这无疑是一个巨大的潜在市场。

功能取舍合理

在全系统设计中，并不追求面面俱到，而是对使用功能进行取舍。例如，并不追求很大的航程，将标准续航力设定在6h，如果任务有需要，则依靠携带辅助油箱来将续航力提高到10h。机体则见缝插针设计多个有效载荷舱位，并与各个有效载荷生产商密切合作，结合各种试飞验证测试同时对有效载荷进行验证，因此目前已经有很多种类/型号的有效载荷允许装机使用。此外，其允许的工作环境温度范围+55℃/-40℃是低于常规军用装备要求的，但用于大部分准军事/民用场景已经足够，且有效降低了全系统成本。

这些设计上的合理考虑，获得的就是能适配相当好的舰机适配性。表1整理了S-100曾经进行过的舰载试飞/验证测试。从载舰的国籍、类型、尺寸就可以看出，S-100能适配的载舰，可以低到1250吨/80米，因此有很大的潜在市场。

与MQ-8C的对比

美国海军的独立级和自由级濒海战斗舰，都专门强化了舰载直升机能力，直升机甲板和机库的尺寸均接近吨位远高于它们的美国海军驱逐舰。例如，即使是直升机能力较弱的自由级（满载排水量3642吨），其设计能力也是可使用2架SH-60B直升机+2架无人直升机。

MQ-8C是美国海军现役舰载无人直升机。目前仅配置于独立级和自由级濒海战斗舰。其基本任务是用光电转塔进行对海/对面监视，后美国海军赋予其浅海反水雷任务。

MQ-8C的重量、尺寸，明显限制了可使用它的载舰范围。表2对比了美国海军主力舰载直升机SH-60B、MQ-8C和S-100的相关参数。

由表2可知：MQ-8C最大重量仅为SH-60B的约1/4，但在完全折叠状态，MQ-8C的最大长度、机体宽度并未大幅度小于SH-60B。因此对机库空间的需求，MQ-8C与SH-60B基本相当。但SH-60B家族能够执行的任务种类远比MQ-8C广泛，除反潜任务外，还可以在必要时执行反水面舟艇、运输等任务。换言之，对于美国以外的军用/民用客户，如果将SH-60B或尺寸重量更小的有人舰载直升机更换为MQ-8C，不但载机数量不会增加，而且任务适应范围反而会下降。

MQ-8C的日常使用对载舰也有一定要求。MQ-8C机内燃油1700L（SH-60B为2233L），长时间随载舰作业就需要载舰有足够大的航空燃油储备。MQ-8C的尾梁不能折叠，主旋翼叶片需要人工折叠，进出机库时还需要地面辅助设备来协助，所以载舰必须有相应的人力资源来完成这些作业。这些因素，也导致MQ-8C的无人驾驶能力并未带来相应的收益。

至今MQ-8C仅装备了美国海军、没有任何其他海军采购，而在美国海军中也仅列装给两级濒海战斗舰。甚至，2023年2月美国海军还确定：退役全部MQ-8B直升机，并将现役MQ-8C直升机数量从38架削减为10架，其任务也转而集中于反水雷领域。

显然，与S-100相比，MQ-8C的一些固有设计不足，导致其应用范围狭窄、很难适应其他国家海军/民用客户的需要，几乎没有进一步发展的可能了。

总结和启示

S-100直升机的总体方案采用最成熟的单旋翼+尾桨布局，最大限度规避了技术风险；同时，严格控制全机的重量和尺寸，最大限度降低对起降场地和地面支援的需求。这些措施显著降低了潜在客户的门槛，拓宽了市场。直升机平台对飞行性能进行合理取舍，对速度不做过高要求，强化航程/续航力，同时联合有效载荷生产商联合研制了各种类型的传感器和有效载荷，为用户提供了可用且实用的基本能力，得到了用户的认可。此外，因为其购置费用和使用费用均相对较低，其他航空企业也能够以可负担成本将其用于探索各种新兴领域（如有人-无人协同）。这些思路和措施，让它在军用/民用市场和陆上/海上实用领域都取得了初步的成功。笔者认为，在研制类似的产品时，这些都是可供借鉴的有益经验。