遥控“黑鹰”:美军将退役飞机改为无人驾驶系统

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小编:  :美国“空军技术”网站近日发表了贝勒奈西贝克的文章:Remote controlled Black Hawks - reviving aircraft as unmanned systems

  :美国“空军技术”网站近日发表了贝勒奈西贝克的文章:Remote controlled Black Hawks - reviving aircraft as unmanned systems。文章称,利用退役的战斗机和直升机改装成无人机或者可选驾驶飞机不但能够节省大笔资金,而且使飞机具备新的任务能力,所以世界各国纷纷涉足这一项目。文章介绍了世界上目前最有代表性的三个项目。文章编译如下:

  对于世界各国的空军部队来说,无人机系统是一种司空见惯的装备,但其技术往往非常昂贵,预定的系统可能需要数年才能建成。现在,航空航天制造商们正在寻找能够降低无人机成本的方法,他们试图为可靠的退役系统,例如,F-16“战隼”战斗机和“黑鹰”直升机配备可选有人驾驶能力。

  一架医疗后送直升机降落在装甲巡逻车遇袭现场附近,机组人员将伤员抬上飞机,然后飞往最近的创伤中心。在飞行中,一名受伤的战斗人员伤情恶化,需要全体机组人员——包括受过医学训练的飞行员——的帮助。飞行员打开转换开关,直升机开始自动导航飞往指定目的地并安全降落,避免了伤员在途中遇到的危险。

  对于来自当前和退役载人系统的新一代无人驾驶以及可选载人飞机,这是一个美好的远景,它不仅使囊中羞涩的军队节省了资金和时间,而且还增加了飞机新的任务能力。目前有三个新项目都正在展示军用飞机采用这一新技术的发展前景。

  今年三月,西科斯基公司使用“黑鹰”直升机开展了首次可选有人驾驶飞机验证飞行。然后,该公司在五月份宣布,它已经开发出了第一款产品的矩阵技术——取代传统的机械控制系统的硬件和软件——将一架退役的UH-60A“黑鹰”直升机改装成能够执行各频谱任务的可选有人驾驶变体。

  “该项目的目标是要表明我们可以将自主技术融入黑鹰平台以提升其任务的灵活性,提高其运行的安全性,确保其运行能够大幅降低飞行员的工作负荷,”西科斯基技术组织-西科斯基创新的副总裁克里斯范布顿(Chris van Buiten)说。

  西科斯基选择了可选有人驾驶路线,而不是完全的自主驾驶,以支持其提高整个军用和民用产品系列安全性的目标。

  “除了操作人员坐在飞机里,你可以把它叫做自主平台,”西科斯基自主项目总工程师伊戈尔车里宾斯基(Igor Cherepinsky)解释说。“我们最终将看到这架飞机的驾驶变成了任务导航,飞行员在其中成为了任务的管理者,但他们的实际位置从属于任务。有很多任务,你还是想人的眼睛可以直接观察,但你不一定想要人掌握飞机的全部控制权。我们的可选飞行器允许搭载飞行员,他们可以在飞机的座舱,或在飞机的后端。”

  为了实现这一目标,改装后的UH-60A“黑鹰”直升机在利用各种机载传感器展示无人功能之前,将首先使用遥控自动驾驶仪套件飞行。这些无人直升机集成了标准的机场数据,使其能够完全独立的执行任务,包括起飞、飞行中避开障碍物,发现自己的着陆区并着陆。

  西科斯基公司还正在通过其与波音公司合作的X2高速直升机项目开发了一种纯粹的无人驾驶全尺寸平台,利用现有的平台从无到有开发一种“黑鹰”大小的可选有人驾驶系统将会产生数十亿美元的附加值。

  “这不是你可以花一个月的时间在地下室能够建造的小型四旋翼飞行器,这些都是非常大的复杂系统,”范布顿说。“我们正在利用现有的设计,它的全球支持网络以及这些飞机数百万小时的安全纪录和改进都为新系统打下了一个很好的基础。”

  机师的安全同样重要,而西科斯基公司希望它的技术能够减少“可控飞行撞地”(Controlled Flight Into Terrain,航空事故的一种,意思为一架飞机可由机师正常控制,但因为一些失误而撞上地面、阻碍物或水面坠毁。),这是导致军事和民用旋翼机坠毁的首要原因。

  “混乱的机组人员、迷航、过载以及承担了非常高的工作量都可能导致一架好的直升机坠毁,”范布顿说。“我们看到,这一技术使得飞机更安全,更容易飞行,因为它为飞机安装了虚拟保险杠,以避免可控飞行撞地。”

  然而,新技术很可能只是“静脉滴注”到飞机的新机型,而不是作为一个完全成熟的最终产品交付。

  “将黑鹰改装成一个完全独立平台,并不是一个突然的大爆炸,”范布顿说。“在融入可以确保新的自主水平的飞行线控技术之前,有可以加入的功能以改进现有平台和它的操纵品质。我们已经看到了商业世界的范例——我们提供自动化的海上石油钻井平台处理软件受到了商业客户的热烈欢迎,虽然它们达不到完全的自主,但能够使海上石油钻井平台达到最高负荷以及自动化。”

  西科斯基飞机公司正在关于载人/无人补给空中运输项目与多家专业合作伙伴进行合作。Think-A-Move公司贡献了语音识别引擎,库塔技术公司(Kutta Technologies)提供便携背负式地面站,西科斯基飞机公司还正在与先进光学系统公司(Advanced Optical Systems)关于使用它的传感器来识别地面上的负载进行谈判。

  该公司认为演示飞行只是迈向未来的第一步,所有西科斯基军用和民用产品都将可以作为可选有人驾驶模式,从传统的飞行员变成一个任务管理者所需的操作技能会有根本性的改变。

  “在载人/无人补给空中运输演示中,我们首次发现只需对操作人员进行最低限度的培训,”范布顿说。“我们让一个不会驾驶黑鹰年轻试飞工程师,使用库塔地面控制系统来管理一架飞行中的黑鹰直升机。未来会是什么样子这真的是首次看到。”

  洛克希德马丁公司的F-16“战隼”战斗机自20世纪70年代就已经开始服役了,波音公司现在计划通过“全尺寸航空靶机”(FSAT)计划使飞机坟墓的退役飞机作为空中靶机重回天空。这些飞机将被命名为QF-16战机,它们将取代美国空军的QF-4机群作为目标飞行器,代表目前的潜在威胁来训练飞行员。

  “我们目前正在进行试飞和验证飞行,定于今年秋天开始低速率初始生产,”QF-16项目总工程师保罗塞哈斯(Paul Cejas)说。“使用旧飞机的优点是,一些封存的飞机可以改装作为航空靶机,而不是开始一个全新的项目。”

  最近业内人士根据猜测建议,QF-16更先进的版本能够满足美国国防高级研究计划局(DARPA)在未来的作战行动中为部队提供近距离空中支援的需求。不过,波音公司目前只与美国空军关于“全尺寸航空靶机”项目签约,不愿意推测“全尺寸航空靶机”项目以外的任务。

  虽然直升机提供了极大的灵活性,但是与固定翼飞机相比,其航程有限。2013年6月,萨博公司宣布,它正在开发其JAS“鹰狮”-E多用途战斗机的可选有人驾驶版本。该计划目前处于早期的概念作品和设计研究阶段,萨博还与潜在的客户进行了讨论。

  萨博公司“鹰狮”项目负责人乌尔夫尼尔松(Ulf Nilsson)说:“可选无人驾驶鹰狮战斗机可用于极其危险的、超出救援直升机航程的任务,以及非常乏味的长时间监视任务。”

  尼尔森解释说,萨博公司不是建造“鹰狮”的独立版本,而是为所有目前和未来的“鹰狮”客户增加可选无人驾驶功能。通过使用现有的平台不但极大地降低了开发和运营成本,而且也意味着该型战机将分享其载人前辈的通用后勤基地。

  “这项技术将是基于无人驾驶飞机的传统技术,例如,自主、自动驾驶模式、数据链路,”尼尔森说。“萨博在开发无人机方面拥有丰富的经验,例如,神经元(Neuron)和斯克尔达(Skeldar)无人机。”

  萨博公司称,降低对无人系统的成本,无论是在采购还是运营方面,对于许多国家降低国防预算都将是重要的。

  “如果一个平台可扮演多种角色和承担多种任务,其成本将会降低。由于鹰狮战斗机是一种真正的多用途飞机,萨博公司将其视为下一个步骤,”尼尔森说。

  所有这三个项目目前都正处于早期阶段,但西科斯基公司、萨博公司和波音公司都已经证实,军方将再利用现有的载人平台,作为可选有人驾驶和无人驾驶平台。这些固定翼和旋翼飞机将能够执行乏味或危险的任务,或切换到自动飞行,使机组人员能够从事更紧迫的任务。在某些情况下,它们的新生活将是短暂的,因为它们退役后再次飞行只是为了被从空中击落。

  与从无到有开发全尺寸无人系统相比,这些项目都可以产生显著的节约,同时使飞行员和乘务员的安全达到一个新水平。

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