来源时间为:2024-08-16
完成战场补给“战术最后一程”,美空军将为运输机配备电动旋翼机2024-08-1615:56来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客字号
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近日,美国《航空周刊》报道称,美国空军采办办公室7月29日发布的一份录音简报提到了一项名为“下一代空运——战术最后一程(NextGenerationAirlift—LastTacticalLeg,简称NGAL-LTL)”的计划。该计划出现在美空军即将开展的合同机会清单上。
C-17运输机与美国ElroyAir公司研发的Chaparral混动旋翼无人机。
根据《航空周刊》报道,该计划的核心是使用多旋翼无人机作为末端运输载具,帮助中大型运输机与一线单位之间实现更好的物流衔接。NGAL-LTL计划的主要目的是为解决传统军事空运任务中的这一核心难题提供一种新的思路。因为在军事空运任务中,运输机降落点到战场一线、让补给物资成功跨过“最后一段距离”一直是最重要但也最危险、最困难的环节。
Chaparral混动旋翼无人机能够在300英里(500千米)距离内运载250至500磅(约100至225千克)的货物。
货物安装在货舱内,吊装在机身下方。
这种困难通常源于以下三方面因素:
1、作战部署带来的物资供应问题
军事力量的运用是依靠作战任务的层层分解部署执行来完成的。这意味着最终实际执行任务的地面武装力量是一个个的班排部队,它们分散在不同的区域,达成突破—分割—占领—控制等一系列目标。
与之相应,军事运输的最终目的,也是要将包括通信观察设备、医疗药品器械、食物、弹药、武器等各类物资分发、补给给这些单位。而这些单位自身并没有能力长期储存并携带较多物资。
因此,一线发起的大多数物流请求多数都是物资总量不多、但分散在不同区域,而且经历较短周期就会耗竭的类型。对于美空军来说,与班排连队的数量相比,不仅中大型运输机的数量,就连“黑鹰”这个级别的中型通用直升机,数量也远远不够。
2、敌方火力对传统运输机的威胁
长期以来,运输机在战场上一直都被敌方看做优先打击的目标,同时对己方也是高价值资产。而运输机在战场上对地面威胁的侦测和对抗能力都很弱,生存能力较弱。一般来说,针对红外导弹而装备全向激光压制干扰设备,通常已经是运输类飞行器防护能力的极限了。
在这种背景下,如果要保证运输机在一个地点频繁、规律、安全地起降,必须由地面部队完成对相当大一片区域的严密实时管控,保证能够随时消灭地面威胁,尤其是携带单兵防空导弹和自杀无人机的小股渗透者。
而这也意味着运输机的降落地点必须要与交火一线保持足够远的安全距离。
3、恶劣的战场地理环境
作战很多时候是在恶劣的地理环境中展开的。以越南战争为例,很多战场都在丘陵山地等地质地形条件复杂的区域,植被茂密。这种条件下,即使是将非铺装跑道的野战起降能力考虑在内,可供中大型固定翼飞机起降的场地依然相当稀缺。在一些极端场景下,连直升机要起降,都必须使用大当量的温压弹对地表植被进行清除才能开辟一块临时的起降场地。
在这类战场环境中,战时的地面公路运输,很可能需要依托(因炮击、地雷炸毁、山洪冲刷等造成的)破损起伏严重的非铺装路面进行。在这种路面上,哪怕是几公里的路程往往都需要几个小时才能通行,而且颠簸非常剧烈。
如果不能有效解决这一困境,则运输机花费昂贵代价所获得的一系列优势如快速、不受地形影响等,都会大幅度丧失。
而美空军近期被披露的NGAL-LTL计划的主要目标,就是利用现代无人机技术,尤其是电动多旋翼无人机的发展进步,较大程度地弥补以上三点缺陷。
俄乌冲突中无人机得到了广泛应用,具备无人机操作资质的军事人员也比例极高。
在载人飞行器的军事运用中,人的问题往往比飞机的问题更严重。相较于传统飞行员选拔培养的艰难与昂贵,基于现代电子电气技术的先进无人机,由于普遍在飞行控制、导航、通讯上实现了极高的自动化和信息化水平和“傻瓜式”控制交互,它们在使用难度上与娱乐性的电子游戏几乎别无二致。
在这一先决条件的支持下,结合小型无人机制造成本低廉的特性,完全可以实现以中大型运输机为核心、外围依附大量物流无人机的“母巢”物流模式。同时,这一模式还具有低人员伤亡、低成本、高数量等特性,既能更好地满足高并发、时间敏感、目的地分散化的战场物流请求,又能有效对抗交战一线区域的高火力威胁风险。
而另一个较为次要的优势,是此类多旋翼无人机所需要的起降场地比中小型直升机更小得多,起降灵活性非常高,能够更好地适应各种复杂地形,比如山地和城市废墟环境。
新需求对无人机提出的要求
从技术角度来看,NGAL-LTL计划对于无人机提出了以下三方面的要求:
1.紧凑化、可折叠化。这类飞机需要能够被运输机以较高的运载效率运输,因此必须采用紧凑化和可折叠化的设计,多架无人机在运输状态下的堆叠只需要最少的空间占用。
2.具备多飞行模式能力。传统的多旋翼无人机在飞行原理上的动力效率很差,其作为个人消费品,目前在市场上之所以获得了一定的成功是因为电机与电子自动控制系统带来了结构的最简化与经济成本优势,但其载荷航程上的严重缺陷,使它不能承担起军事物流的用途。而能够满足NGAL-LTL计划需求的无人机,一方面要利用电动多旋翼带来的垂直起降能力、结构和成本优势,另一方面又必须具备传统固定翼飞行器的巡航效率优势。这意味着它要么是一种构型可变的飞行器,在概念上,类似于小型化、无人化、电动化的V-22或者V-280倾转旋翼机;要么是一种组合式构型的飞行器,除了旋翼之外,还有专门的巡航升力和推进动力装置。
3.油电混合动力或成为最佳选择。截至目前,所有的电池储能密度远远低于烷烃类燃油,这一点在可见的未来难以获得本质突破。因此,要兼顾电动力系统的优势和燃油的储能密度,油电混动是最为现实,也是综合性能最好的技术方向。
从目前的技术发展趋势来看,有人机与无人机在运输领域的协同合作能够在很大程度上解决过往的很多核心矛盾问题,而且目前所需的各类技术基础都已基本具备,所需的投入成本也并不高。在这一背景下,能够切实解决战场需求的无人机应用方向,非常值得探索。
排版:王晨阳
文案_策划:候知健
编审_监制:武晨、王兰
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原标题:《完成战场补给“战术最后一程”!美空军将为运输机配备电动旋翼机》