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美军拟用无人机改变战争模式 | 美着眼发展新的无人机技术|纳米无人机“鹬鸟”、自主飞行四旋翼无人机……

战略前沿技术  · 公众号  · 科技媒体  · 2017-07-06 08:24

正文

航母不怕挨打了?

美军拟用无人机改变战争模式

参考消息网7月5日报道美国外交学者网站7月3日发表柏林自由大学博士研究生托比亚斯·伯格斯的文章《美国无人机项目可能彻底改变亚洲战争》称,在最近的新闻中,美国海军陆战队宣布打算开发一种大型垂直起降无人机,它属于第五类无人机,能够配备武装,可以从两栖攻击舰起降。这套目前命名为“MUX”的新系统作为攻击系统设计,能够从不同距离攻击目标,但也能承担防御任务,比如保护V-22“鱼鹰”倾转旋翼机。此外,它也可以用作电子战武器。

MUX首次试飞定在2017年。如果一切顺利,可执行任务的系统要到2026年才能就绪。尽管还远未投入使用,这套新系统将明显改变美国海军和海军陆战队的能力。简而言之,它意味着美国武装部队的一个引人注目的变化:脱离有人驾驶飞机时代,甚至脱离航母时代。如果部署在美国级两栖攻击舰上,新一代无人机可能彻底改变海军在亚太的行动。

到目前为止,美国海军对“无人驾驶”这股浪潮一直是三心二意,超级航母仍在建造,载人飞机仍然主宰海军行动。但是,当对手纷纷发展导弹能力,比如东风-21D弹道导弹,对超级航母构成重大风险,而使用较小的舰船和无人系统对美国及其武装部队来说,是顺理成章的一步。这意味着发展应对中国反介入/区域拒止战略的战略,使海军能够更有力地投射军事力量。MUX将能够长时间运行;如果由X-47B舰载无人加油机进行空中加油,这套系统将拓展目前两栖战舰有限的作战范围——就像F-35B一样。此外,它将使美国海军能够在南海和东海进行更高强度的巡逻,并且在无需部署整个航母战斗群的情况下展示力量。

这套系统不仅给美国提供了新的行动模式和作战半径,而且有希望使盟友与美国开展更密切的合作,甚至使某些急需的安全伙伴加入其中。鉴于中国不断加大对解放军的投入,美国能够与伙伴们在越来越彼此紧密联系的模式下开展合作。在这个意义上,日本可以扮演重要角色。利用出云级直升机驱逐舰,日本可以同时操作一群无人机。这将大大提高日本的空中战力,拓展作战范围。这还将意味着日本可以减少美国海军行动的负担。

美国的舰载无人作战飞机标志着美国通过开发和使用最新、最先进的军事技术,重新致力于朝无人驾驶方向发展。自诞生之初,航母就在不断扩大吨位。但是,其他小得多的舰船能够携带可从更远距离实施打击的小型和大型无人机,这些舰船或许很快就将体现其军事价值。

资料图:美军大型垂直起降无人机想象图

来源:参考消息网


美特种部队及相关工业部门着眼发展新的无人机技术





当前,美军特种作战司令部(SOCOM)正寻求发展新的无人机技术来应对更加强劲的对手。与此同时,相关工业部门也在提供多种解决方案帮助军方应对日益增加的威胁。

在2017年特种部队工业大会期间的小组会议上,SOCOM高官表示,随着对手反无人机能力的增强,美军当前的很多无人机正面临被淘汰的危险。为此,SOCOM与国防部战略能力办公室合作成立了DroneWERX,专门用于推动无人机技术的发展。该机构效仿SOCOM的SOFWERX计划,为工业部门和学术界的非传统合作伙伴提供了开展快速原型设计及试验工作的机会。其目的是综合利用蜂群技术、商业无人机技术、人工智能和机器学习,在短时间内形成作战能力。

▲会议上的SOCOM高官

SOCOM高官称,为应对日益危险的作战环境,最好的选择可能是购买小型、低成本的无人机,利用商业技术并加以修改来满足特种部队的需求,而且目前所倚重的大型无人机可能被大量的一次性蜂群无人机所取代。美军按重量将无人机分为5类,第1类重约20磅(约合9千克),第2类重20~55磅(约合9~25千克),第3类重55-1320磅(约合25~600千克),第4类和第5类如“捕食者”和“死神”,重量超过1320磅(约合600千克)。SOCOM采办官员正寻求小型化的传感器,使“美洲狮”和“扫描鹰”无人机像更大的“捕食者”和“死神”一样,具备同样强大的“情报、监视和侦察”(ISR)能力。其意图是将第4、5类无人机的能力下放至第1、2、3类无人机,并希望在不依赖跑道、声学特征、航程及载荷上有所改进。SOCOM可能将在今年秋季发布征询书,以开展第2、3类无人机能力的演示工作。

▲“扫描鹰”与“捕食者”

洛·马公司研发了一种属于第2类的“潜行者”XE无人机。洛·马“臭鼬”工厂管理人员透露,由于燃料电池技术的进步,其航程已从最初的4小时增至8小时。该机重量低于30磅(约合13.6千克),采用开放系统架构,可集成第三方载荷。采用较安静的推进系统,飞行高度可达700英尺(约合213米)。洛 马公司已将“潜行者”XE用作相关技术的试验机,包括人工智能、电子战、网络与通信中继等。军方已对这种无人机表示出越来越浓厚的兴趣。

▲“潜行者”XE无人机

SOCOM还在评估大量的商业四轴无人机,而且首先关注的是ISR能力,同时考虑其能否携带其他载荷以及能否执行其他特战任务。

洛·马公司研发了一种单兵便携式四轴无人机Indago 3,重量低于5磅(约合2.27千克),可在两三分钟内完成部署,滞空时间达50分钟。其传感器可根据任务需要进行更换,比如洛·马公司的光电传感器,能够在1000英尺(约合300米)外看清汽车车牌号,而且该公司还在研发一种先进的热敏传感器,具备类似的观察精度。此外,相比早期的版本,还具有更安全的数据链。

▲Indago 3

美国佛罗尼达州的无人机航空公司研发了一种可系留在军用车辆或其他地面站台的四轴无人机Watt 300。这种无人机由地面供电,携带先进的光电及红外传感器,部署高度500英尺(约合152米),持续工作超过8小时,可提供持久的ISR能力。由于直接与地面站相连进行通信,不易受到网络攻击的威胁。

▲Watt 300

在预算有限的背景下,SOCOM还希望无人机平台不要有过多的人类控制,人工智能与自主技术的进步或可以让操作人员管控多架无人机,比如让一名特战部队操作员控制10架无人机。据悉,SOCOM将在明年投入较多时间研究该问题。

▲人工智能与自主技术的进步或可以让操作人员管控多架无人机

SOCOM不只对无人机感兴趣,还计划研究整个谱系的无人系统及自主能力,包括水下无人系统。

海军已有一个预计用于反水雷目的的Mk 18 Mod 1无人潜航器(UUV)项目,其技术或可为SOCOM所用。据海军特种作战司令部官员称,SOCOM感兴趣的不必一定是寻找水雷,而是其外形。其计划是利用现有平台并加以修改,以满足海军特种作战司令部的需求。无人水下系统可前往潜艇无法到达的地方,或“海豹”运载工具及浅水潜水器易受攻击的地方。而且还在考虑水下无人系统的作战概念。如同无人机一样,SOCOM希望使用小型的水下无人系统,利用传感器小型化及更好的电力技术,使小型UUV具备大型UUV的能力。

▲Mk 18 UUV

位于纽约的STIDD系统公司开发了DPD-M2AV潜水员推进装置。其主要用途是便于潜水员执行渗透任务,但也可作为一种完全自主的ISR平台。该设备可运行超过5小时,航程超过30海里(约合56千米),配备了精确导航和自动化系统,能够执行多种不同的任务,比如潜至不同深度收集对方港口信息,或者牵引装有弹药的货仓等。

▲STIDD的潜水员推进装置(DPD)



本文转自:国防科技要闻(CDSTIC),来源:美国《国防》杂志,作者:中国国防科技信息中心  李勇


组装需借助放大镜!

纳米无人机“鹬鸟”交付美军

参考消息网7月4日报道 美国《国防》月刊网站6月29日发表题为《航空环境公司将微型无人机交付美军使用》的报道称,美国航空环境公司最近宣布,已将一款可以迅速搜集情报、进行监视和侦察的纳米无人机交到军人手中。

该公司负责企业战略的副总裁史蒂夫·吉特林说:“仍然有大批前线部队官兵接触不到无人机系统。因此他们要么无法感知周边环境,要么不得不依赖别人帮忙。”

航空环境公司5月宣布,它已将20架“鹬鸟”无人机交付了没有透露身份的美国军方客户,还有10架已订购但未交货。吉特林说,这一系统小巧便携,一个人就可以使用,使士兵有了获取实时环境感知的能力。

这种四旋翼无人机——重142克——时速可达32公里,飞行里程超过1公里。它使用可充电电池,能够飞行15分钟。据航空环境公司说,该无人机可抵御时速24公里的风。

此外,它还配备了电子光学、能在弱光下工作的长波红外线传感器。不管是白天还是黑夜,它都能拍摄照片或录像。

他说:“它确实很强大。我们进行了全套的试验来证明‘鹬鸟’能够应对它将投入使用的环境。”

吉特林表示,这一系统使用市场上销售的平板电脑进行控制,界面很容易操作。“我们所有的小型无人机系统,操作者实际上不是在操作飞机飞行,而是用目光引导飞机飞行。不用操纵杆,控制装置全在屏幕上。”

吉特林说,航空环境公司类似大小的“蜂鸟”无人机系统对“鹬鸟”的设计有影响。“在‘蜂鸟’的基础上,我们的团队必须找到设计和制造小型无人机的新途径。”工程师们使用“钟表匠常用的放大镜来组装使纳米‘蜂鸟’能够飞起来的微型零部件”。

“鹬鸟”无人机(美国《国防》月刊)


DARPA测试自主飞行四旋翼无人机

据无人机网2017年7月3日报道】最近在佛罗里达州中部进行了一系列飞行测试后,DARPA的轻量级自主(FLA)项目第一阶段宣告结束。

DARPA的轻量级自主(FLA)项目旨在研究使小型无人驾驶四旋翼可以在复杂的建筑物和障碍物的环境中利用智能算法进行自主导航,保持高速地(高达20米/秒或45英里每小时)自动飞行,并能够使用机载摄像头和传感器进行侦察。该技术的潜在应用领域包括在部队进入建筑物前,安全快速地扫描建筑物内部的威胁;在森林密集的地区寻找被击落的飞行员;或者进入灾后的受损建筑物中,定位幸存者。

“FLA项目的目标是开发先进的算法,使无人机在没有网络信号、GPS或任何来自或其它数据链路的指导下运行,”DARPA FLA的项目经理JCLedé说。 “当前大多数人没有意识到现在的无人机对于遥控操控员和GPS都十分依赖。 小型、低成本的无人机在很大程度上依赖于网络运营商和GPS,不仅仅是为了准确了解飞行器的位置,而且还用于纠正飞行器的高度和速度误差。 但在FLA中,无人机必须以足够的准确性进行自主运算,以避免障碍并完成任务。

来源:国防科技信息网,作者:工信部电子一所  温胜昔


无人机Voliro:使用旋转短舱

用途更广,还能加“特技”

如图,ETH Zurich研发的无人机Voliro,是可以转换任意方向的创新直升机

上个月,苏黎世联邦理工大学(ETH Zurich)研发的无人机Omnicopter,具有立方体外形,其装载的转子为各个方向的平移和旋转行进提供推力。多方面的迹象显示,Omnicopter操作起来十分便捷。但由于它本身体积庞大,可能只能在瑞士的实验室中服役终生了。

苏黎世联邦理工大学的一个本科生团队在Omnicopter设计原理之上开发出了一种更灵活的无人机Voliro,同样可以进行方位解耦和状态控制。不同之处在于,Omnicopter呈立方状外形,由转子引航不同方向,而这架无人机使用旋转短舱,比传统飞行器有更多用途,还具备特技飞行技能。

Voliro是苏黎世联邦理工大学自主系统实验室的一个重点项目。这间自主系统实验室给本科学生提供机会,让它们在最后一年从头开始设计一个完整的系统。不得不说这种方式十分奏效,·可以让那些即将升为研究生的学生通过实验室获得实用的机器人制造经验。        

学生需要在短短9个月内从零开始创造出Voliro,而设计的结果也是惊人的:

相比Omnicopter无人机,Voliro的缺点较复杂,整体设计上,使用旋转短舱提供了更多的自由度,但也存在更多故障点。控制方面也与Omnicopter不同,但两者通都具有多用途的潜力。他们特别指出,在过去的几年里对其他飞行器进行了广泛的研究。Omnicopter的设计中,杜珀大学的Richard Voyles强调了他2010年在完全驱动的直升机上使用倾斜部件的研究,如以下视频:

除了ETH Zurich的Omnicopter无人机,马克斯普朗克生物控制论研究所在2013年ICRA会议上也展出了一架“Omnicopter”,这只是一个名字巧合,二者并不相同。后者“Omnicopter”使用倾斜转子驱动,达到类似的效果。

雷锋网了解到,Voliro的独特之处在于,它不仅仅具有方位解耦和状态控制能力,ETH Zurich还旨在将它打造成一个“两栖机器人”,可以飞,游泳,还可以在地上跑。目前如何赋予无人机游泳功能还没有眉目,但是Voliro团体将在未来研发出大量的改良技术,比如使用三倾斜转子单元作起落架,并在Voliro中心安装球体,使它可以在地面上全方位滚动。”            

可能你会觉得这些驱动的发动机分离舱很眼熟,那是因为我们以前在VertiGo机器人上见过。这种混合动力飞行器采用倾斜的旋翼推进,也能直接垂直推进,这点让人印象深刻。更新奇的是,VertiGo竟然也是自主系统实验室与迪士尼的研究合作的一个重点项目。

这些焦点项目衍生的点子富有创造性,也令人兴奋。我们希望科研团队研究结束后,不要丢弃研究模型,如果能保持模型完整是最好的。

来源:雷锋网,作者:丹丹er

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