2023 年 3 月 8 日,在美国海军位于伊朗和阿拉伯半岛之间的海域测试了一款新型无人机。这款名为 Aerovel Flexrotor 的无人机,呈张开的尾部姿态,其球状前置摄像头吊舱颈部下方装有一个强大的旋翼。这种尾座式无人机起降所需的甲板空间非常小,一旦升空,它就会旋转并像典型的固定翼飞机一样飞行。它加入了一个不断增长的工具库,这些工具在小型船只甲板或简易跑道的狭窄起降区域尤其有用。
3 月份的飞行是 2023 年国际海上演习的一部分,该演习被宣传为一项多国行动,涉及来自 50 个国家的 7000 人。演习活动包括协同执行命令、海上巡逻、反水雷、测试无人机和人工智能的整合,以及与全球卫生相关的工作。这是一个混杂了各种任务的项目,反映了海军可能被要求执行的多种任务。
这是 Flexrotor 无人机至少第二次被美国海军部署到波斯湾。2022 年 12 月,一艘海岸警卫队船只在该地区作为海军特遣部队的一部分,发射了一架 Flexrotor。这次飞行是“数字地平线”活动的一部分,该活动旨在将无人机和人工智能整合到海军行动中,并包括 10 个在该地区尚未使用的系统。
“Flexrotor 可以使用白天或红外摄像头全天候支持情报、监视和侦察 (ISR) 任务,提供实时视频馈送,”美国中央司令部2022 年的一份声明中写道。声明接着说:“除了提供 ISR 能力外,像 Flexrotor 这样的无人机还使第 59 特遣部队能够增强一个由无人系统使用的弹性通信网络,将视频、图片和其他数据中继到陆地和海上的指挥中心。”
将无人机安装在船上并非新鲜事。ScanEagles 是美国海军自 2005 年以来使用的一种侦察无人机,它可以从滑轨发射,通过网或空中挂钩着陆。Flexrotor 的独特之处不在于它是一架无人机在船上,而在于它几乎不需要基础设施即可使用。这是因为该无人机是一种尾座式无人机。
什么是尾座式无人机?
将比空气重的飞行器从地面移到天空,主要有两种基本方式:通过旋转的旋翼产生升力,或者通过前进推力和固定翼产生升力。直升机有很多优点,只需要着陆垫而不是跑道,而且它们可以轻松地在空中悬停。但直升机的空气动力学限制了巡航速度和最大速度,尽管仍在不断进步。
而固定翼飞机则需要加速并在跑道上起飞,或者找到另一种方式升空。对于像 ScanEagle 这样的滑轨发射无人机,这通过滑轨实现,尽管其他方法也已被探索。
在直升机和固定翼飞机之间,是倾转旋翼机和跳跃式喷气机,它们的推力(来自旋翼/螺旋桨或涵道式喷气发动机)在飞机平稳飞行时会发生变化,从而实现垂直着陆和短距起飞。这是 DARPA 通过SPRINT 项目正在探索的一部分。
尾座式无人机则涉及整个飞机在飞行中进行旋转。实际上,它们在发射时看起来几乎像一枚火箭,狭窄的机身指向天空,然后平稳飞行,利用固定翼的升力效率来延长飞行时间和航程。(还记得航天飞机吗?它在发射时就是尾座式姿态,但着陆时就像一架飞机,尽管没有发动机。)早期的尾座式飞机因需要容纳人类飞行员进行所有这些转变而受到限制。现代尾座式无人机,如 Flexrotor 或澳大利亚的 STRIX,而是由人类操作员从控制站远程引导飞行器。另一个例子是贝尔的APT 70。
尾座式无人机的优势在于,它只需要一个与其最宽尺寸相等的空旷或开放的甲板空间。就 Flexrotor 而言,这意味着旋翼直径为 7.2 英尺,起飞表面至少有一部分足够宽,可以容纳无人机近 10 英尺的翼展。相比之下,美国海军使用的“海鹰”直升机旋翼直径超过 53 英尺。能够容纳直升机的船只很可能可以轻松添加尾座式无人机,而那些根本无法搭载全尺寸载人直升机的船只可能能够搭载和操作无人机侦察兵。
在实际使用中,Flexrotor的巡航速度为 53 英里/小时,最高速度为 87 英里/小时,并且可能连续运行超过 30 小时。起飞后,Flexrotor 会旋转进入固定翼飞行模式,展开的尾部收缩成正常的尾部形状,使飞行器在空中可以像普通固定翼飞机一样运行。像这样的长续航无人机可以让机组人员轮班操作,减少飞行员疲劳,而无需降落无人机来更换操作员。Aerovel 声称 Flexrotor 在巡航速度下的航程超过 1265 英里。在空中,该无人机可以用白天和红外摄像头作为侦察兵,它还可以作为通信中继节点,这在舰队分散且其他通信受限时尤其有价值。
随着海军希望扩大其侦察和响应范围,增加可以存放起来然后从清空甲板空间起飞的侦察兵,可以扩展船只的感知能力。通过改善海上侦察,这些无人机使得广阔的海洋更加可知。
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