艦載無人機的N種降落方式
in 行業新聞 by zhoushuang
隨著無人機產業的快速發展，越來越多的無人機被用于軍事領域。短短幾十年間，無人機從起初功能相對單一，逐步拓展到充當誘餌、反雷達、電子壓制、目標校射、戰場毀傷評估、通信中繼、偵察、作戰等多種用途，地位作用日益重要。 當前，隨著作戰需求拉動及水面艦艇激增，無人機也由傳統陸上起降或空中投放使用模式，擴大到在水面艦艇上起降，大大增加了艦艇感知和實施攻擊的范圍。 那么，作為艦載無人機，如何在艦船上有限的空間里降落呢？請看專家解讀。 當前，艦載無人機正處于發展階段，專用的艦載無人機型號較少，而且相當一部分是由現役裝備改裝而來。這些艦載無人機大體可以分為以下幾類：固定翼無人機、無人直升機、傾轉翼無人機和復合翼無人機。 艦載無人機之所以呈現出類型上的種種不同，除了作戰需求、研發能力等方面的因素外，一個重要原因就是它所搭載平臺有所不同。這種搭載平臺上的不同，在相當大程度上決定了艦載無人機降落方式的不同。具體地講，艦載無人機通常有以下幾種降落方式。 攔阻鉤降落。這種方式主要用于大型固定翼滑跑起降型無人機的降落。在航母上，一般都設計有攔阻索系統，用于為艦載機降落時較快地減速。它對大型固定翼滑跑起降型無人機同樣奏效。在甲板自動起降引導系統導引下，大型固定翼滑跑起降型無人機觸艦時，可借助所帶尾鉤鉤住攔阻索來實現快速減速。以前，為應對可能出現的異常情況，比如鉤掛攔阻索失敗，甲板上還會設立阻攔網。如今，一些航母已取消了阻攔網。 攔阻鉤降落方式對無人機的架構強度要求較高，同時對攔阻索系統的靈敏度提出了更高要求。大多數攔阻索采用液壓控制旋轉多盤摩擦式制動器，攔阻力大小可依據無人機重量及速度進行調節，這就使得被攔阻的不同類型無人機在這一過程中所產生的負荷處于可承受的范圍內。 美國諾思羅普·格魯門公司研發的X-47B無人機是較有代表性的大型固定翼滑跑起降型無人機。作為一種可由電腦操縱的“無尾翼、噴氣式無人駕駛飛機”，它曾進行過從航空母艦上起飛并自行回落的試驗。但目前，它因性能指標未達到相關要求而被MQ-25 黃貂魚艦載無人加油機所取代。 垂直降落。這種方式主要適用于無人直升機、傾轉翼無人機和復合翼無人機的降落。這些無人機有一個共同特點——可以垂直起降。 這其中，復合翼無人機較為獨特。它更像是為一些固定翼無人機賦予了垂直起降功能，即將垂直起降設備和固定翼飛機進行整合，既可充分發揮固定翼飛機的中高空高速飛行性能，又可突破起降場地的限制。 與固定翼無人機相比，可垂直起降的無人機降落難度沒有前者大。借助無線電測距設備， 艦載垂直起降無人機就可以自主完成甲板降落。 在航母、兩棲攻擊艦和巡洋艦上，因為著陸區面積較大，艦載垂直起降無人機降落相對容易。但如果是在驅逐艦或者護衛艦上，由于停機坪區域比較有限，且這類艦船受惡劣海況影響時艦體晃動幅度比較大，所以在降落時就比較困難。如果海風較為強勁，對垂直起降無人機的平穩控制要求會更高。而且，因為旋翼設施占用了部分無人機空間，艦載垂直起降無人機的續航時間和飛行速度相對有限。 撞網回收。這種方式主要適用于中小型固定翼無人機的降落。尤其是在一些中小型軍艦如護衛艦上，由于場地有限，這種回收方式優勢明顯。 撞網回收方式的原理較為簡單，即在艦船上架設起繩網將飛回來的艦載無人機兜住，但其實施起來較為復雜。 其核心難點在于如何引導無人機準確地飛向攔阻網，以及觸網無人機所具動能如何柔和地被成功吸收，從而實現平穩、安全的降落。 艦船上的撞網回收系統通常由攔阻網裝置、吸能緩沖裝置和末端引導裝置等組成。 攔阻網裝置既包括攔阻網體本身，也包括帶一定彈性的立網支架。吸能緩沖裝置，用于保證無人機動能被恰當吸收，而不會作為彈性勢能再次釋放出來。比如，渦輪阻尼裝置就是一種能滿足上述要求的吸能緩沖裝置。它能將吸收的能量轉換為工作介質的內能而不會形成有破壞性的反彈力。 末端引導裝置則用于保證艦載無人機降落時的撞網精度與速度。它引導精度的高低，將直接影響撞網回收系統規格的大小和復雜程度。它的引導方式包括雷達引導、激光引導、全球衛星導航系統定位引導和電視跟蹤引導等。最常用的引導設備一般是置于網后的電視攝像機，或是裝在攔阻網架上的紅外接收機。通過這些設備，操作人員可以監控艦載無人機飛行，修正其航路偏差，使之精準地飛進高于艦尾的攔阻網中。 運用撞網回收方式，雖不需要像大型固定翼無人機攔阻鉤降落那樣精確保持下降速率，但仍需維持盡可能低的進場速度，以免損毀攔阻網。 撞網回收方式有其優點，其中之一就是無人機無須攜帶降落傘，可將這部分空間用于攜帶其他有效載荷或燃油。由于回收大多是在距離海面較遠的高度進行，因而可有效避開海水對無人機機體及貴重設備的侵蝕。 “天鉤”回收。這種方式同樣是用于中小型固定翼無人機的降落。這種降落方式可視為對撞網回收方式的高度簡化，即將攔阻網簡化為一根繩索，將數個支架簡化為一根高強度的支柱。 這種降落方式對引導系統的精度要求更高。在艦載引導設備持續引導下，艦載無人機抵近，逐漸降低飛行高度和速度，通過機翼兩端設置的降落攔阻鉤，鉤掛住空中任意長度的降落攔阻索，使無人機懸吊于空中，然后進行回收。 以回收“掃描鷹”無人機的“天鉤”系統為例。2004年，這種“天鉤”系統就曾出現在美國海軍的有關艦船上，進行回收“掃描鷹”無人機的試驗。回收支架設置在艦船的一側，有點像可以彎折一定角度的起重臂，回收懸索則設置在支架兩端之間。在“掃描鷹”無人機兩翼上，設計有降落攔阻鉤。通過它，“掃描鷹”無人機可抓住空中的降落攔阻索，并安全吊掛在攔阻索上。 這種降落方式，由于在整個降落過程中，無人機無需接觸地面，因此具有全地形降落能力。目前，它正成為各國競相發展的高精度無人機回收方式。 此外，有的艦載無人機還可進行傘降回收。這種降落方式與無人機的陸地傘降方式相仿，不同的是，著陸場由地面換成了海面。傘降回收的過程較為簡單，操作人員不需要進行太多的特別訓練。但這種降落方式，對無人機的制造與使用來說并不“友好”。它要求艦載無人機所用材質要足夠輕，具有一定防水能力。降落傘會占用可貴的機身空間。為適應降落時來自海水的沖擊力，對無人機強度的要求也很高。而且，在海面上打撈無人機，需要借助專業海上回收設備。如果遇到惡劣天氣，回收艦載無人機就更加困難。 總之，大型固定翼無人機降落主要采用攔阻鉤著艦方式；垂直起降無人機降落主要依托艦船上的甲板定點起降；中小型低速固定翼無人機降落通常采用撞網回收和“天鉤”回收方式。這些各具特色的降落方式，共同構成了當今艦載無人機的主要降落方式。企業簡介吉林龍航無人機科技服務有限公司，成立于2016年2月，公司是一家以無人機研發生產、民用無人機駕駛員培訓、無人機行業應用服務、青少年航空科普教育為主營業務的《國家級高新技術企業》，現在長春和沈陽擁有超過100萬平米專用無人機飛行空域、2000平米無人機實訓教室、獨立的無人機運營中心和無人機技術服務中心，超過100架的各類型無人機，可滿足各行業的無人機培訓及應用需求。公司始終秉持“專注務實、拼搏進取、誠信共贏”的經營理念，一直致力于為各行業培養優秀的無人機技術人才及提供優質的無人機解決方案，現累計培訓人數超過2000人，服務行業涉及公安、應急、消防、交通、電力、水利、氣象、環保等領域，現合作單位包括：吉林省公安廳、吉林省消防救援總隊、吉林省交通廳、吉林省水利科學研究院、國網吉林省電力有限公司等100余家，合作院校包括：吉林科技職業技術學院、吉林省東北亞教育集團有限責任公司、吉林水利電力職業學院、吉林省勞動技術學校、遼源職業技術學院等20余所。 未來我們將繼續努力，不斷研發滿足各行業需求的無人機產品、創新無人機服務、培養更多的無人機專業技術人才，堅持新發展理念，為加快推進新時代吉林全面振興、全方位振興貢獻我們的專業力量。吉林省無人機實訓基地：長春市卡倫經濟開發區老街3555號吉林省無人機運營中心：長春市凈月區阿里云創新中心1401室 吉林省無人機技術服務中心：長春市北湖經濟開發區盛北大街3222號遼寧省無人機培訓基地：遼寧省沈陽市法庫通用航空產業基地。編輯：周佳慧審核：周 爽掃碼關注我們