隨著無人駕駛作戰(zhàn)飛機(UCAV)的蓬勃興起,薩伯公司在20世紀90年代末期開始從事無人機關(guān)鍵技術(shù)的驗證和發(fā)展工作,先后通過SHARC項目和FILUR計劃陸續(xù)掌握了無人機自主飛行和隱身設(shè)計的核心技術(shù),并在歐洲六國的“神經(jīng)元”計劃中扮演了一個重要角色。薩伯公司針對市場需要,將無人機方面的技術(shù)和經(jīng)驗應(yīng)用到垂直起降平臺領(lǐng)域,發(fā)展出“斯柯達”(Skeldar)系列無人直升機。
2015年12月,薩伯公司與瑞士的UMS航空集團合資成立UMS斯柯達公司(UMS Skeldar,以下簡稱斯柯達公司),主要負責(zé)銷售V-200無人直升機,推動薩伯公司在戰(zhàn)術(shù)無人機市場上的產(chǎn)品銷售,而薩伯公司則把“斯柯達”系列無人機、地面站和訓(xùn)練系統(tǒng)等業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到合資公司。經(jīng)過近兩年的努力,斯柯達公司已經(jīng)通過銷售和租借等方式,開始在國際市場上占據(jù)一席之地。
啟動型號項目
21世紀初,隨著瑞典、德國和法國等各國海軍正在陸續(xù)換裝各種新型護衛(wèi)艦,艦載垂直起降無人機的潛在需求正在日益凸顯。在這一領(lǐng)域,歐洲的幾家承包商一直在潛心發(fā)展各自的設(shè)計方案,但收效甚微,在核心技術(shù)領(lǐng)域一直沒有大的突破。
為了盡早打破這一僵局,薩伯公司憑借著在無人機領(lǐng)域取得的巨大進展,開始嘗試在無人機型號的研制和生產(chǎn)上邁出堅實的一步,以滿足歐洲海軍艦載無人機的市場需求。于是,薩伯公司在2004年12月正式啟動了垂直起降無人機(VTUAV)的初步概念研究。
然而,薩伯公司的設(shè)計人員對于直升機領(lǐng)域并不十分熟悉,如果一切從頭起步,勢必將大量時間花費在平臺的研制和試驗上,有可能會錯失良機。如何尋找到一條簡便快捷的發(fā)展途徑,在短時間內(nèi)推出一種無人駕駛直升機,成為了薩伯公司迫在眉睫的一項重要工作。在瑞典國防部的大力協(xié)助下,薩伯公司在全面考察了CybAero公司研制的APID-55無人直升機后,立即決定購買該機的生產(chǎn)專利,并在這一平臺的基礎(chǔ)上,針對軍事作戰(zhàn)需要實施必要的設(shè)計改進。
早在20世紀80年代末,瑞典國防研究院與林徹平大學(xué)開始合作研制一種全自主飛行的多用途無人直升機,將其命名為“數(shù)據(jù)采集自動探測器”(APID)。自90年代以來,APID系列無人直升機先后問世,其布局結(jié)構(gòu)日益成熟,并曾經(jīng)驗證了在軍艦甲板上自動起飛和著陸的能力。進入21世紀,出于國際市場需求的考慮,瑞典成立了CybAero公司,負責(zé)研制、生產(chǎn)和銷售戰(zhàn)術(shù)無人直升機,同時包括傳感器、地面控制站、運輸車輛和其它外圍設(shè)備和輔助設(shè)備。
APID-55無人機的啟動用戶是阿聯(lián)酋。根據(jù)本國的軍事需要,阿聯(lián)酋國防部一直尋求自行研制和制造軍用無人機系統(tǒng),為此,阿聯(lián)酋無人機研究與技術(shù)中心分別與瑞典、奧地利兩國合作,大力發(fā)展VTUAV,主要用于偵察、監(jiān)視、目標識別和指示,可以配備各種用途傳感器,并可將視頻信號和數(shù)據(jù)實時發(fā)送到地面控制站。2005年2月,APID-55無人機在阿布扎比舉行的國際防務(wù)展(IDEX)上首次露面,其最大特點是采用了高度流線形的機身布局,出色的垂直起降性能和簡便的操縱與運輸方式,都給人留下了深刻印象。
APID-55無人機在技術(shù)上的不斷成熟,為薩伯公司發(fā)展無人駕駛直升機提供了一個良好的參照平臺。于是,薩伯公司自籌資金在2005年12月正式啟動了“斯柯達”無人直升機系統(tǒng)的研制項目,經(jīng)過縝密論證后,決定采取兩步走的穩(wěn)健策略,盡快研制出一種基本型的V-150型,然后再發(fā)展出一種專門用于軍艦的V-200型。
優(yōu)化總體設(shè)計
薩伯公司的研制人員充分利用了APID-55無人機的機體和機械系統(tǒng),綜合了在自主飛行和隱身方面所取得的各項領(lǐng)先技術(shù),在4個多月的時間里就完成了V-150無人機的外形設(shè)計和系統(tǒng)優(yōu)化等初步研制工作,并于2006年4月首次實現(xiàn)了原型機的遙控飛行。隨后,薩伯公司不失時機地在法國巴黎舉行的2006年歐洲薩托里防務(wù)展(Eurosatory 2006)上正式展出了這種無人直升機,一時引起了極大轟動。
與APID-55無人機相比,V-150無人機明顯融入了低可探測性技術(shù),在外形和尺寸等方面都有非常顯著的變化??紤]到無人直升機飛行速度慢、飛行高度低的特點,薩伯公司認為增強隱身性能日益重要,于是決定在大量采用復(fù)合材料的基礎(chǔ)上,通過氣動外形的隱身設(shè)計,提高其戰(zhàn)場生存能力。
從外部構(gòu)型來看,V-150無人機一改參照平臺的流線形光滑曲面,機身呈現(xiàn)出清晰的棱角輪廓,明顯有利于降低雷達反射截面積,這與半途下馬的美國“科曼奇”直升機的設(shè)計理念別無二致。相比APID-55無人直升機,V-150無人機的機身體積有所增大,尾梁則相對縮短,去掉了原有的右側(cè)尾翼。此外,它不再采用機輪著陸,而是采用滑橇,更有利于適應(yīng)著艦需要,緩沖甲板對于機身的沖擊力。
V-150無人機在機身前部保留了原有的活塞式發(fā)動機,額定功率41kW。主旋翼仍然采用兩片式槳葉,旋翼設(shè)計和振動控制都得以優(yōu)化,以減小噪音。同時,該機沿襲了穩(wěn)定桿和短槳組成的貝爾-席勒式(Bell-Hiller)平衡翼,確保主旋翼可以穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn),從而容易地實現(xiàn)直升機的飛行控制。為了進一步增強V-150無人機的機動性,薩伯公司加大了平衡翼的面積,通過增大上下擺動的幅度,拉大主旋翼的角度,從而獲得較大的升力差。
在尺寸重量方面,V-150無人機的旋翼直徑為3.3m,包括旋翼在內(nèi)的機長為4m,機高1.2m??諜C重量為95kg,最大起飛重量150kg,燃油及有效載荷攜載能力為55kg,作戰(zhàn)半徑100km,最大飛行速度可達100km/h,最長續(xù)航時間為4~5h,實用升限3500m。
V-150無人機采用了余度計算機、全球定位系統(tǒng)、慣性測量部件、空速系統(tǒng)和磁性航向指示器,可以在保持無線電靜默狀態(tài)下,自主完成從起飛到著陸的整個飛行過程。它可以在預(yù)先規(guī)劃的航線基準點之間精確地自我導(dǎo)航,實現(xiàn)非常精確的定位,同時地面操作員可以通過一個友好的用戶圖形界面,在其飛行過程中改變這些基準點,使之具有非常靈活的任務(wù)能力。
V-150無人直升機在機腹部安裝有固定式吊艙,內(nèi)部主要安裝光電和紅外探測器,具有高度穩(wěn)定和遠距變焦功能,可以發(fā)現(xiàn)、跟蹤和定位戰(zhàn)術(shù)目標,為地面部隊提供強有力的戰(zhàn)場支援。根據(jù)不同作戰(zhàn)任務(wù)需要,該機還可以綜合其它有效載荷,如,合成孔徑雷達或電子情報、電子戰(zhàn)設(shè)備,具有非常廣泛的作戰(zhàn)用途。
2006年10月,薩伯公司開始了“斯柯達”無人機系統(tǒng)的各項試驗。作為執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的一個完整系統(tǒng),“斯柯達”無人機系統(tǒng)包括兩架V-150無人直升機、一個地面站、一套地面數(shù)據(jù)終端和一輛運輸車,只需4個人就能操縱使用整個系統(tǒng)。薩伯公司已經(jīng)研制了一種地面控制系統(tǒng),采用模塊化設(shè)計,可以非常容易地集成到各種車輛上。
展示艦載型號
薩伯公司表示,“斯柯達”無人機系統(tǒng)在軍用和民用市場具有非常廣泛的用途。如果瑞典陸軍采購V-150無人機,它可以提供監(jiān)視和巡邏等任務(wù),但是瑞典武裝部隊并沒有VTUAV方面的作戰(zhàn)需求。同時,薩伯公司還與瑞典適航局密切合作,確定所需的使用程序和規(guī)則,以便驗證V-150無人機可以在民用空域內(nèi)使用。
2008年初,薩伯公司曾經(jīng)向聯(lián)合國初步介紹了“斯柯達”無人機系統(tǒng),表示能夠有力地支持瑞典維和部隊在未來執(zhí)行任務(wù),但幾兩個月后就暫停了相關(guān)的推銷工作。究其原因,薩伯公司針對V-150無人機在試飛中暴露的問題,準備進一步改進和優(yōu)化相關(guān)設(shè)計,希望在與用戶簽署合同時就具備良好的批生產(chǎn)狀態(tài)。實際情況是,薩伯公司正在根據(jù)潛在市場需求,著手實施第二個步驟,在V-150型基礎(chǔ)上研制一種加大尺寸的“斯柯達”M型海上巡邏型無人直升機,也稱作V-200型。
2008年9月11日至14日,在英國舉行的2007國際防務(wù)系統(tǒng)及裝備展覽(DSEI 2007)上,瑞典海軍首次派出了一艘“維斯比”級導(dǎo)彈護衛(wèi)艦參加展出。更加引人注目的是,在“尼雪平”號(K34)的直升機甲板上,停放著一架V-200無人直升機的全尺寸模型。
借助英國防務(wù)展的機會,薩伯公司向歐洲幾個國家的海軍簡要介紹了這一設(shè)計方案,期望得到積極的回應(yīng)。當時,薩伯公司的主要目的是盡快研制出一種可以滿足海軍作戰(zhàn)需求的VTUAV,同時正在尋求一個海軍伙伴,提供一艘軍艦來支持飛行試驗研究,目標是通過為V-200無人機提供軍艦運動的實時數(shù)據(jù),驗證自主著陸甲板能力。
V-200無人直升機的機長為4m,寬度為1.2m,高度1.3m,起飛重量增加到220kg,可以攜帶40kg的幾種任務(wù)載荷,最大飛行速度為130km/h,續(xù)航時間錯過5h。與V-150無人機有所不同的是,V-200無人機改裝了德國希斯發(fā)動機公司(Hirth Motors)制造的3503型電噴發(fā)動機,以滿足大多數(shù)使用重油燃料的潛在用戶。
這是一種二沖程水冷式發(fā)動機,可以產(chǎn)生44kW的功率,此前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全球航空運動飛機上,并專門根據(jù)直升機使用的要求進行了升級,具備使用重油的特點。重油是一種類似于柴油和煤油的燃料,比汽油更加安全,便于儲存在軍艦上?;谥赜偷奈锢砗突瘜W(xué)特性,V-200無人機的耗油率會有所降低,并可以顯著增大爬升率和提高實用升限,最大飛行高度為4500m。
這樣,V-200無人機能有效地增加載荷能力,并且可以將最大航程從現(xiàn)有的100km擴大到180km,同時相應(yīng)增加數(shù)據(jù)鏈的有效距離。該機通過雙向指揮與控制數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)通信,并利用傳感器數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
據(jù)薩伯公司介紹,V-200無人機上計劃加裝一種微型合成孔徑雷達,具有大面積的實時成像能力,可以穿透海上濃霧,產(chǎn)生比較清晰的圖像,彌補光電偵察設(shè)備在惡劣氣候條件下無法偵察海上目標的缺陷。借助于這一設(shè)備,V-200無人機可以獲得更大的使用空間,提高海上作戰(zhàn)的生存能力。
拓展海外市場
經(jīng)過兩年多時間,薩伯公司完成了V-200無人機的研制階段工作,開始緊鑼密鼓地進行各項飛行測試。從市場角度來看,薩伯公司對于“斯柯達”系列無人機一直寄予厚望,現(xiàn)在卻面臨著本國海軍不愿問津的尷尬局面。從目前有關(guān)報道看,瑞典海軍對于“維斯比”級護衛(wèi)艦是否應(yīng)該裝備戰(zhàn)術(shù)無人直升機尚未達成共識,因此,薩伯公司將目光轉(zhuǎn)向了海外市場。
2010年9月29日,薩伯公司在2010年非洲航空航天與防務(wù)展(AAD 2010)結(jié)束后,又在位于西蒙斯鎮(zhèn)的海洋技術(shù)研究所(IMT)單獨主辦了一個小型無人機展。此次展覽又稱為“無人機日”,目的是向南非海軍和其他海事部門的高層官員展示VTUAV技術(shù),希望引起對方的興趣,為“斯柯達”無人直升機的打開市場,確保未來的業(yè)務(wù)發(fā)展。
2011年,薩伯公司又馬不停蹄地趕赴世界各地的各種國際性防務(wù)展覽,全面展示“斯柯達”無人直升機系統(tǒng)的特點和性能,希望引起潛在用戶的關(guān)注,為盡早投入批生產(chǎn)鋪平道路。
5月10日,薩伯公司在瑞典救援訓(xùn)練中心(SRTC)“技術(shù)日”展示了“斯柯達”無人直升機和地面站,并現(xiàn)場演示了這種無人直升機用于救援任務(wù)和快速反應(yīng)的能力。令人印象深刻的是“,斯柯達”無人直升機是在執(zhí)行救援任務(wù)時,傳感器可以穿透煙霧,其熱傳感器也可以探測到火源的分布情況,從而為任務(wù)控制人員以及其他消防人員提供出色的態(tài)勢感知。
2011年8月,薩伯公司完成了V-200無人機的艦載飛行試驗,表明在4級海況下無需采用著艦叉,具備在軍艦上使用的良好起降性能。目前,薩伯公司繼續(xù)在陸基試驗中擴展V-200無人機的飛行和性能包線。
同年,薩伯公司與位于加利福尼亞州的計算機科學(xué)公司組成團隊,用“斯柯達”無人直升機投標美國海軍的情報、監(jiān)視和偵察(ISR)平臺。目前,美國海軍計劃在阿利?伯克級導(dǎo)彈驅(qū)逐艦等各種海上平臺都配備無人機,承擔ISR任務(wù),截獲目標,并將目標數(shù)據(jù)傳輸給作戰(zhàn)平臺。同時,美國海軍還希望能夠利用艦載無人機評估作戰(zhàn)損傷,實施火力控制。
除了投標美國海軍的ISR合同外,薩伯公司還在2011年底將V-200無人直升機海運到北美地區(qū),為美國國土安全部、海岸警備隊和加拿大國土資源部等執(zhí)法機構(gòu)進行現(xiàn)場演示。該公司表示,目前已經(jīng)為投入生產(chǎn)做好了各項準備工作,可以根據(jù)用戶的需要隨時投入批生產(chǎn)。
2013年,薩伯公司的一架V-200無人直升機配備在西班牙海軍的巡邏艦上,參加“阿塔蘭忒”打擊海盜行動。該機在巡邏艦上使用了6個月,在此期間從軍艦上起飛,執(zhí)行打擊海盜和搜查非法船只的任務(wù),提供關(guān)于不明船只的具體情況,或在索馬里海岸進行情報搜集任務(wù)。
承擔多種任務(wù)
斯柯達公司是一家從事研發(fā)、制造和測試無人機及其相關(guān)系統(tǒng)的企業(yè)。其中,薩伯公司將無人直升機、地面站和訓(xùn)練系統(tǒng)等業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到新公司中,持有47%股份,而UMS航空集團持有53%的股份。該公司主要提供F-330、F-720固定翼無人機和V-200無人直升機等兩種類型的產(chǎn)品,其中后者是旗艦產(chǎn)品。
斯柯達公司成立伊始就十分重視亞太市場。2016年初,該公司向澳大利亞海軍提供了V-200無人直升機,針對未來的護衛(wèi)艦計劃進行作戰(zhàn)使用評估。但是,該機需要面對來自S-100和MQ-8C 無人直升機的競爭。同時,斯柯達公司著手向東南亞國家提供各種類型無人機,用于在眾多的島嶼和綿延的海岸線上空實施偵察和監(jiān)視,打擊海盜行為。
作為性能和驗收測試的一部分,印度尼西亞國防部在2016年第四季度開始使用V-200無人直升機,為本國采購和飛行員培訓(xùn)鋪平了道路。針對世界第二長的海岸線,測試評估證實了V-200直升機在巡邏任務(wù)中的多載荷能力與低噪聲特點,可以滿足印尼陸地和海軍的任務(wù)需求。
2017年2月,斯柯達公司已經(jīng)向印度尼西亞軍方出售并交付了首批V-200無人直升機,并與印度尼西亞國防部簽訂培訓(xùn)計劃合同。這份合同確認了ISR和搜索與救援(SAR)戰(zhàn)略在復(fù)雜領(lǐng)土范圍內(nèi)的重要性。斯柯達公司通過相關(guān)的軟件包,正在幫助印度尼西亞國防部更加快速、高效地搜集所需的各種情報。
今年6月,斯柯達公司與Martek海事公司在第52屆巴黎航展上簽署了一份合同,將交付兩架V-200無人直升機,由后者向歐洲海事安全局(EMSA)提供遙控駕駛飛機系統(tǒng)。這項為期兩年的合同是一項價值6700萬歐元的EMSA計劃的一部分,以改善海岸警衛(wèi)隊監(jiān)視和海上監(jiān)視。
與此同時,斯柯達公司還與澳大利亞的感知視覺系統(tǒng)公司在本屆航展上達成協(xié)議,為V-200無人直升機加裝一種光學(xué)探測和搜索(ViDAR)傳感器。ViDAR是一種廣域自動探測系統(tǒng),主要通過光學(xué)成像探測海面目標,與現(xiàn)有的光電傳感器相比,其所覆蓋海洋表面擴大了80倍。該系統(tǒng)是世界上第一種采用了5~10臺攝像機的光學(xué)雷達,首次提供了180?和一種經(jīng)過優(yōu)化的360?海域感知能力。
它能夠探測海面上木船和橡膠船等具有非常低電子信號的物體,以及水中人員等非常小而難以發(fā)現(xiàn)的物體。該系統(tǒng)具有37km的搜索幅寬,可以發(fā)現(xiàn)其他類型的海面探測傳感器經(jīng)常漏掉的物體。在最近的一次驗證測試中,ViDAR自主檢測到26km外的漁船、31.5km外的快艇,并在3.5km外探測到一名落水人員。
ViDAR通過提供第一時間“發(fā)現(xiàn)”的功能改變?yōu)閼?zhàn)術(shù)無人機系統(tǒng)的用途,可以在ISR任務(wù)、SAR行動方面發(fā)揮重要作用。以往,用戶必須依靠更昂貴的大型飛機來探測海洋中的物體,而ViDAR則為更具成本效益的小型無人機提供探測和跟蹤能力。
據(jù)最新消息,斯柯達公司在9月12日開幕的2017國際防務(wù)和裝備展(DSEI 2017)上宣布,將與美國私人飛機租賃公司噴氣租賃公司(JetLease)合作,推出V-200無人直升機的首個全球租賃服務(wù)。由此看出,斯柯達公司正在通過各種方式,不斷拓展“斯柯達”無人直升機的市場。
(責(zé)任編輯:溫杰)