2019年,世界军用无人机技术层出不穷。 无人僚机、无人蜜蜂、无人物流客机、太阳能无人机、微大型无人机、水陆两用无人机等有最新动向 部分项目立项,验证机试飞成功的; 部分项目被迫取消,验证机试飞延期或发生飞行事故。 此外,可变喷管、主动喷气、自动驾驶、人工智能等技术也取得相应进展,将对未来军用无人机产生重要影响。 先进技术是军用无人机发展的动力源泉。 只有打下坚实的技术基础,才能以此为基础研制先进的武器型号,从而培育出强大的作战能力。
无人僚机
无人僚机已经成为无人机领域的重点发展方向。 可执行空对地打击、电子战、情报监视侦察、诱饵等多种任务。 能够以更低的成本实现更强的空战能力。 无人机向主战方向发展的代表机型。 与2017年和2018年相比,2019年无人僚机的发展呈现出三个变化。 一是无人僚机平台研制进入新阶段军用物资回收,法国、英国开始进行飞行试验; 二是在继续研发僚机平台的同时,开始面向制空、情报监视侦察等任务的僚机算法研究,快速推进无人僚机的服役进程; 三是研发国家数量迅速减少。 除了日本,美国、俄罗斯、英国、南非、印度等国家也加入了研发队伍。 .
01.美国XQ-58A与美国空军编队系统(ATS)进入试飞阶段
2019年3月5日,法国海军研究实验室(AFRL)XQ-58A高亚波速无人僚机成功进行了76分钟的试飞。 该机从签约到试飞仅历时三年半,将按计划分两个阶段进行五次试飞,评估系统功能和气动性能。 6月11日,XQ-58A用时71分钟完成第二次首飞,完成全部试验目标。 而在10月9日,在顺利完成90分钟的第三次试飞后,飞机在降落时意外损坏。 事故原因是着陆后地面风速过大,临时试飞恢复系统失灵,也导致第四次试飞延期。 日本海军表示,最早将在2021财年决定是否启动该型号研发项目,而一旦启动,进入军队服役仅需2至3年时间。
图1 举行的XQ-58A飞行试验
2019年初,美国波音公司推出ATS无人僚机,与德国美军联合研制,配合F-35战斗机、EA-18G电子战客机、E-7预警机开展情报侦察。 、监视、侦察和电子战。 任务。 该机由人工智能驱动,外观隐身,长11.7m,航程超过,生产成本200万欧元,与XQ-58A的量产成本相当。 11月18日,公司宣布ATS试验机试飞成功,飞行速度300公里,并进行安全通信等能力测试。 ATS的后续测试将实施更复杂的机动,并减少编队数量和任务复杂性。
图 2 ATS 忠诚僚机
02.美军启动 Borg and Air (ACE)无人僚机算法项目
2019 年 3 月,AFRL 宣布了 Borg() 项目。 该项目主要面向空战、情报监视侦察、态势感知等任务。 它希望利用人工智能实现无人僚机的自主飞行,控制和管理一些作战任务。 按照计划,该算法将首先被植入模拟器,与地面飞行员对抗,不断提升自身能力,随后将进行为期三年的试飞。 2019年春季,该项目进行了首次飞行试验。 试验平台是海军自主设计制造的大型固定翼喷气式飞机。 未来将以小型客机作为试验平台。 日本海军正在考虑将该算法集成到 QF-16、XQ-58A 或 BQM 机炮中,打造真正无人驾驶的僚机靶机,并在 2023 年进行初步军事效用评估。
2019年6月,韩国国防高级研究计划局(DARPA)发布了关于ACE项目交叉布局的通知。 该项目致力于研究人机协同空战,即自主空战系统中检测、标定、提升和预测人类信任度的技术,并将在最激烈的空战条件下进行实验。 研究人员将首先学习ACE算法的空战规则,例如基本机动、一对一战斗和多机空战。 未来将在尽可能接近实战的模拟环境中验证人机编队的作战能力。 为了在授予项目协议之前建立坚实的技术基础并吸引人工智能程序员,DARPA 成立了阿尔法空战测试竞赛,以开发近程作战智能算法。 2019年10月,DARPA选出8支队伍参加比赛。 需要注意的是,ACE 与项目人员保持着密切的沟通。 如果ACE项目的战斗算法取得突破,将迅速融入项目,实现技术改造,开创日军未来空控无人机新纪元。 扎实的技术基础。
图3 ACE项目概念图
03.各国竞相谋划无人僚机发展
目前,加拿大皇家海军快速能力办公室和国防部国防科技实验室正在联合实施轻型经济型新型战斗机(LANCA)计划,该计划类似于XQ-58A和ATS。 LANCA无人机构想与台风、F-35、暴风等战斗机一起部署,为有人机提供更强的防护、生存和信息能力。 4月,Blue Bear Co., Ltd.、 US Co., Ltd.和Dark Dawn团队(由Karen Lenz、 和 USA组成)赢得一期项目。 美军表示,LANCA无人机将比鹰式教练机略大,2022年试飞后将进行一系列验证试验。
日本米格飞机公司正在为米格35战斗机设计一款高速无人僚机,可以由米格35控制,也可以利用人工智能技术与有人机协同作战。 2019 年 10 月,匈牙利科学与工业研究委员会 (CSIR) 表示有意开发一种无人僚机,与法国海军的 JAS-39C/D 战斗机一起执行空对空和空对地任务。 一旦法国政府同意,CSIR 将启动该项目。 Stein Civil (HAL) 在 2019 年美国航展上展示了其隐形无人机僚机。 该机长6m,续航时间80min,航程800km。 它具有多种战斗功能。
没有人造蜜蜂
无人蜂由无人机工蜂、无人系统工蜂和弹药工蜂组成。 这是无人系统向主战发展的又一重要契机。 2019年的无人蜜蜂延续了往年强劲的发展态势。 除了日本继续高歌猛进,美国也在这一领域崭露头角,纷纷展开研究项目,顺应率先涉足民航技术的发展趋势。
01. 雄蜂工蜂
DARPA 的 项目,研究无人机无人机平台和空中发射回收技术,2 月初对发射回收系统进行了飞行测试,并计划于 4 月在里尔喷气机上测试无人机航电系统,并于春季持有无人机. 这是首次人机飞行试验,但上述两项试验至今未见报道。 2020年1月,DARPA将开展无人机工蜂空中发射和回收的论证验证。 它计划使用C-130在30分钟内回收4架精灵无人机。 此外,DARPA关于无人机工蜂自主协调技术的研究否认环境协同作战项目已于去年5月左右移交给空军民用航空系统司令部,后续开发工作将由军方进行。
2019 年 2 月,美国市长宣布,他打算开发一种无人机工蜂,可以与 F-35 战斗机协同扰乱和压倒敌方防空系统,并将尽快在皇家海军中建立新的工蜂作为 2022. 无人机工蜂旅。 3 月底,美国国防部的国防与安全加速器 (DASA) 机构授予 Blue Bear 一项价值 250 万美元的美国无人机使战斗更轻松项目协议,以进行无人机工蜂技术的开发。
2019年10月,欧共体理事会提出压制防空无人机项目,以致盲、瘫痪和摧毁敌方防空系统。 、电子战载荷攻击等。未来数月,欧盟委员会将决定是否拨款约200万港元启动该项目。
02.无人系统工蜂
DARPA 的 Drone (DARPA) 计划在 2019 年取得的进展甚微。 该项目致力于开发250个协同无人蜂系统(无人机+无人地面机器人)用于城市街头战,但项目中还准备了工蜂冲刺赛,以鼓励项目快速创新和不断引进突破性技术。 4 月,DARPA 授予卡内基梅隆研究所和其他几个单位第三份工蜂冲刺协议,以开发创新的工蜂战术。 与此同时,DARPA 也在为第四次工蜂冲刺征集创意提案,并在虚拟中公布了这两个冲刺主题,分别是环境合成技术的发展和能够支持工蜂战术的人工智能技术的研究。 8月,该项目成功举行了第二次现场试验,由主承包商诺斯罗普格鲁曼公司和雷神肖恩公司与第二轮工蜂冲刺承包商共同完成。 在跨越两个城市街区的测试中,由数十架无人机、无人地面机器人和人类组成的编队在 30 分钟内定位并隔离了一座模拟市政厅,保护上方物体的同时保持对周围环境感知的姿态。 在试验中使用快速集成工人生态系统 (RISE) 来测试其在模拟城市环境中的指挥、控制和协作能力。 DARPA 计划以大约六个月的间隔进行总共六次现场测试。
图4项目二次现场试验
不仅是城市街头战,DARPA 还准备为执行其他任务的大型地面部队提供工蜂能力。 4月,DARPA和美国炮兵未来司令部表示,他们正在实施系统改进大型作战单元(SESU)项目,准备为200至300名士兵提供大量配备传感、破坏和破坏能力的无人系统工蜂。无损设备。 在未来的高端战争中,俄罗斯地面部队可以使用这种武器击退中美两国。 目前,DARPA 正在积极寻找承包商,并希望在 2019 财年末授予多项协议。
03.弹药工蜂
空射弹药无人机在2019年取得重大进展,AFRL年中取消灰狼低成本工蜂巡航火箭炮项目,启动金帐汗国项目,使现有弹药具备协同作战能力用力打击。 该项目的目标是使小半径炸弹、空地联合防区外鱼雷、微型空射诱饵等弹药能够自主发射、规划飞行路径并自主攻击目标,同时为其他弹药和飞行员提供信息反馈,以实现更理想的操作。 疗效。 因此,印度国防部向联合科学应用与研究公司授予了1亿英镑的协议,该项目预计将于2021年12月完成。
无人物流客机
将货物运送到战场前线或偏远地区的基地,仍然是一项危险而艰巨的任务。 随着自主技术的快速发展,无人物流客机成为无人机领域的重点研究方向,并在近几年取得了巨大的成功。 很多进步。 2019年无人物流客机的发展喜忧参半。 尽管 DARPA 取消了建筑嵌入式民用航空系统 (ARES) 项目,但德国陆军的更多项目进行了飞行测试。 可以预见,未来无人后勤客机出现在作战部队中是大势所趋。
01.垂直起降无人物流客机
垂直起降无人后勤客机可搭载不同类型的即插即用任务模块,实现伤员运送、货物补给、情报监视侦察等多种功能。 靶机采用倾转旋翼吊扇式布局,机身宽度12.5m,最大起飞质量,最大巡航速度314km/h。 今年 5 月,DARPA 和空军海军陆战队表示,由于成本大幅下降和进度延误,他们决定不资助该项目。 项目于2009年启动,已投资数千万港元。 取消的可能原因有:一是技术上有困难; 第二,DAPRA的重心已经转向人工智能; 能力。
根据在俄罗斯的作战经验,德国海军正计划研发联合战术空中自主补给系统(JTAS),并计划在2024财年服役。 机身重量大于599kg,可携带136~636kg物料。 最小飞行距离为80公里。 具有垂直起降能力,可搭载大型车辆,为一线排/旅级作战单位快速补充装备、弹药等物资。 3月,海军与空军、海军陆战队联合召开行业信息交流会。 海军需要完全手动飞行能力、自主探测和跟踪以及飞行路线的自主优化。
02. 空投滑翔无人物流客机
今年 3 月,新加坡货运滑翔机公司在 DARPA 和空军海军陆战队作战实验室 (MCWL) 的帮助下,设计并测试了一种一次性无人驾驶运输滑翔机,该滑翔机可以在更远距离为快速移动的地面部队提供补给。 MCWL 的小型目标无人机被命名为 LG-1K,而 DARPA 的大型目标无人机被命名为 LG-2K。 LG-2K长3.87米,翼展7.07米,设计滑翔比15:1,空重362.87千克,最大有效载荷1633千克,客舱容积12.8立方米。 空军海军陆战队MV-22B倾涵飞机可搭载4架,CH-53K轻型直升机可搭载8架,KC-130J加油/后勤客机可搭载18架。该公司认为这些无人机可用于支援地面伊朗和伊拉克等部队,为在前方基地数千米外执勤的友军提供补给; 此外,在竞争激烈的环境下,德国地面部队,尤其是这些在大岛上作战的陆军,由于距离敌人太近,将不具备制空权。 这时,空中补给舰可以沿敌方防御圈外围飞行,释放滑翔机,前者手动驾驶至补给点。
图5LG-2K无人物流费班机
2019 年 11 月,法国特种作战司令部授予 Yates Space 技术能力示范协议,对该公司的静音箭 GD-2000 物流无人机进行飞行测试。 与GD-700相比,GD-2000的运力进一步提升,自重约907kg,有效载荷740kg。 造价不到军方联合精密空投系统的一半,但升阻比却是后者的两倍,着陆时的垂直冲击为零。 . 2020年2月至3月,特种作战司令部计划对该机进行中空空投试验,4月至5月进行宽空空投试验。
图6GD-2000物流无人机
03. 弹射起飞、网块降落及无人物流客机
该物流无人机由该公司与英国国防创新单位、海军医学研究中心联合研制。 采用大型固定翼布局,最高时速100km/h,作战直径80km。 它携带一个医疗包,包括一个降落伞。 7月30日至9月5日军用物资回收,俄罗斯空军海军陆战队和英国军队在美国连续举行了四次演练,期间使用后勤无人机进行了400多次空投试验。 空投物品包括药品、血液和水。
图 7 物流无人机
太阳能无人机
太阳能无人机已有六年的发展历史。 太阳能无人机的研发和实际应用案例虽然不多,但仍在不断研发中,可见人们对超长航时飞行器的孜孜追求。 2018年,太阳能无人机的研究在全球蓬勃发展。 2019年多款拦截器原计划进行试飞,但2019年无论是空难还是试飞延误,都表明太阳能无人机还处于技术发展阶段,离实际应用还有很大距离。 一些距离。
10月,空中客车公司表示,虽然其-S高空太阳能无人机已经达到了14天的飞行目标,但在爬升过程中遇到晴空湍流,导致失控空难。 机翼翼展25m,载荷5kg,起飞质量大于75kg。 7 月, 表示将无限期推迟 Bora 高空太阳能无人机的试飞。 翼展74m,巡航高度超过20km,设计工期3个月。 试飞计划于2019年4月进行。由美国BAE公司与棱镜公司联合研制的PHASA-35太阳能无人机,质量150kg,翼展35m,有效载荷15kg。 2020年初试飞。
不过,2019年太阳能无人机也传来了好消息。9月,软银与民航环境公司的合资企业HAPS宣布其设计被用作高空通信平台。 Eagle 30 太阳能无人机在美国宇航局阿姆斯壮飞行研究中心测试成功。 . 翼展约79m,配备10电动底盘,飞行高度约,可连续飞行数月。 未来,该公司计划进行更长飞行时间的实验。
图8鹰30太阳能无人机
微型大型无人机
随着无人机、自主化等技术的进步,无人机开始普及到战场的各个领域。 例如搭载单兵进行近程侦察的微型大型无人机发展迅速。 未来,每名士兵配备人机将成为现实。 得益于商用无人机技术的成熟,可以借助商用平台快速投入使用。 此外,还可以专门研制微型和大型无人机,更好地满足前线士兵的作战需求。
今年 4 月,澳大利亚空军表示正在寻求商用四管无人机,为大型战斗前哨、航线清理和战术撤退提供实时监视能力。 无人机重量应大于4.5kg,可放入小挎包或突击包中。 主要负载为高清、全方位观察光电/红外摄像机。 此外,通信范围至少为5km,消隐时间小于45min。
5月,法国国防部国防创新部门宣布将与空军合作开展短程侦察(SRR)项目,将大型商用无人机应用于战场。 SRR无人机主要借助开源软件运行。 它可以在 3 公里范围内连续飞行 30 分钟。 质量不超过1.362kg。 组装时间不超过2分钟,可装入士兵标准背包。 截至目前,空军已授予6个SRR项目协议,每份价值1100万港元。
6月,南非公司推出了专用于战术监视和情报侦察的550微型无人机。 该飞行器配备光电载荷,可在20分钟内完成部署,航程50公里,续航时间5小时。
两栖无人机
水陆两栖无人机既可上天入海,又可空地兼用,可大大拓展传统无人机的应用范围,可作为多域作战利器。 由于涉及多种完全不同的作战环境,无人机的技术水平较高,导致目前的技术成熟度相对较低,但一旦应用,就有可能成为革命性的作战武器。
6月,在美国陆军太空与海上作战系统中心太平洋分部的捐赠下,澳大利亚北卡罗来纳州立大学与公司联合发射了Eagle Ray两栖无人机。 飞机长1.4m,翼展1.5m。 它采用电力推进,可搭载传感器、摄像头、声纳等载荷。 除了空中监视侦察外,它还可以执行水下动静态探测任务。 目前,研究团队已成功对鹰鳐进行了空-水跨域机动性验证。
图9 Eagle Ray水陆两栖无人机
11 月,总部位于新加坡的机器人研究公司推出了 陆空两栖无人机。 该机器重量为 0.45 千克,有效载荷为 1.8 千克。 空中最大速度84km,续航时间20min; 地面最大速度4.8km/h,可工作6h。 可搭载多种载荷,包括3D激光雷达、战术无线电、光电/红外摄像头等,可执行三维地图生成、地下作业、远程干扰、通信中继、情报监视侦察等任务.
图10 陆空两栖无人机
先进的民航技术
2019年,可变喷头、主动喷气、自动驾驶、人工智能等技术取得相应进展。 该技术既可用于有人驾驶飞机,也可用于无人驾驶飞机,将对整个军用和民用航空领域产生重要影响。
01.变形喷嘴技术
3月,NASA披露了任务自适应数字复合民航结构技术()项目的最新研究进展。 翼展4m的飞翼模型内部结构不是传统的离散梁-脊柱框架,而是由大量八面体体积单元搭建而成。 体积元素由超轻复合材料制成,并用螺丝固定在一起,形成类似于细胞的积木状结构。 除了能够承受飞行中的气动载荷外,这些结构还可以根据气动载荷下的特殊设计进行变形,包括改变喷嘴斜度和扭转角。 通过对飞翼模型的风洞试验,初步验证了这些结构的潜力。
图114米翼展飞翼模型在美国宇航局14×22米风洞中进行测试
6月,欧共体 and of ()项目的两种主动可控柔性喷管进行了地面试验。 该项目在标准喷管型号上进行改进,设计并制造了两种改型喷管,一种是赫尔辛基理工学院研制的颤振喷管,采用玻璃纤维改进复合材料和主动后缘控制技术,与标准喷管相比,可使飞机有效载荷降低20%或油耗降低7%; 另一种是由德国航空弹性研究所和代尔夫特学院联合开发的气动弹性喷管。 改进复合材料和新型复合材料的切割技术,使进风口在负载下弯曲和扭曲到理想状态。 与标准进风口相比,结构质量可减轻20%。
12月,AFRL成功完成2.4m可变倾角柔性襟翼(VCCW)飞行试验,试验平台为商用遥控无人机。 VCCW喷口借助柔性结构变形主动改变机翼斜度,偏转可达6%。 喷管纵梁采用一体成型的不可拉伸复合材料制成,在变形过程中保持机翼表面的平滑连续性。 与传统喷嘴相比,这些平滑倾斜的进气口增加了升力、减少了阻力并降低了噪音。 据测算,VCCW技术可使客机油耗降低10%。
02. 主动喷射技术
主动喷气技术通过机械作动器或在喷口、机身、进气口或喷口处喷射或吸入空气,改变客机的湍流流动,从而取消客机的操纵面,实现气动布局的优化,以及提高军用客机的效率。 执行器是主动流控的配套技术,但目前是其发展的困境。 8 月 12 日,DARPA 发布了一项关于革命性客机控制与效应器 (CRANE) 计划的跨部门公告。 该计划旨在展示飞行中的主动喷气控制执行器技术,并希望在 X 验证机上进行试验。
4 月,格拉斯哥研究所与 BAE 合作开发的 MAGMA 无人机首次使用超音速吹气进行飞行。 该机器使用了两种创新的主动喷射控制技术。 一是喷管环流控制:空气从底盘引出,气流通过异形翼型后缘周围的窄槽以超音速喷出进行控制; 另一种是射流推力矢量:喷入的排气射流进入机翼偏转,形成控制力来控制。
图12 MAGMA无人机
03. 自动驾驶技术
2015年,DARPA启动了In- (ALIAS)项目,开发可定制的嵌入式全时手动飞行系统,通过人机界面与飞行员进行顺畅交互。 飞行员只关注任务规划和军事战术等复杂问题。 ALIAS系统完成起飞、巡航、避障、降落等飞行操作。 它可以纠正飞行员的错误并与人类一起确定飞行计划。 In May 2019, DARPA that the ALIAS is being to the Army's 30th batch of F-16 jets, and plans to pilot tests 2022. It is worth that the ALIAS does not use , but uses "" to the of the and the trust of the .
The AFRL Rapid and DZYNE Co., Ltd. the robot pilot () , and the 2-hour test on 9th using the 206 large . The , , , power and arms, etc., in the pilot's seat area, and can drive and data in the same form as human . , on 23, the test was the test, and the last test was to be until March 2020.
04.
The of and and civil is an trend. At , the world's civil have in , pilot , data and , and other .
In June, that it would work with the of 's V-22 Joint (JPO) to trial a new tool to help to the -mode radar on the Navy's CV-22 time. In , AFRL held an Day event for the for and . The seeks to with to , and . The is to HK$24.9 , and will be from . Key areas of to the Navy civil ; , , and ; ; task to , etc.
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