Ubemandet frihed
Analytikervirksomheden Teal Group forudser en betydelig stigning i produktionen af ubemandede luftfartøjer (UAV'er) på grund af deres udbredte vedtagelse og en kraftig stigning i efterspørgslen efter næste generations angreb UAV'er i de næste 10 år eller deromkring.
I sin seneste markedsundersøgelse, der blev offentliggjort i november 2017, anslår virksomheden en stigning i den årlige produktion af UAV'er fra 4,2 milliarder dollar (i det følgende, hvis ikke angivet, er alle finansielle indikatorer i dollars) i 2017 til 10,3 milliarder dollar. I 2026, med samlede udgifter i denne periode på omkring 80,5 milliarder dollar, mens udgifter til militær forskning i denne sektor vil øge dette tal med yderligere 26 milliarder dollar.
"Øget efterspørgsel efter langdistancesystemer til store højder, til bevæbnede UAV'er, udviklingen af næste generations kamp ubemandede systemer og nye områder som missilforsvar driver fortsat markedet," siger Philip Finnegan, medforfatter af Teal Group undersøgelse.
Undersøgelsesforfatter Steve Zaloga sagde, at de forventer, at USA vil bruge 57 procent af alle globale udgifter til forskning, udvikling og test af disse teknologier og cirka 31 procent af globale militære dronekøb. Han tilføjede, at de relativt store tal skyldes fokus på store, dyre systemer på det amerikanske marked, selvom væksten i andre regioner, f.eks. Asien-Stillehavet, er hurtigere. I sin globale markedsundersøgelse i april er estimater fra Global Market Insights (GMI) stort set i overensstemmelse med Teals forventninger. Hun vurderer den globale markedsstørrelse i 2016 til 5 milliarder, men forventer, at den årlige markedsmængde vil nå 13 milliarder før i 2024. Selvom militære UAV -flåder vokser rundt om i verden, driver USA stadig 70 procent af det samlede antal køretøjer. Ifølge GMI bragte militære ordrer industrien over 85 procent af de samlede indtægter i 2016, og salget af helikoptertype UAV'er i samme år bragte mere end 65 procent af branchens samlede indtægter.
Eksplosiv vækst
GMI forudsiger en sammensat årlig vækstrate (CAGR) på mere end 12 procent fra 2017 til 2024 og en flådestørrelse på mere end 18.000 enheder ved udgangen af denne periode, selv om det ikke er klart, hvad "stykker" betyder, et enkelt køretøj eller ubemandede systemer, som kan omfatte flere enheder. Med hensyn til Asien-Stillehavsområdet forventes markedet at vise en CAGR på omkring 17 procent i samme periode.
Andre forventede tendenser omfatter en CAGR på hybrid UAV -markedet (en kombination af lodret start og landing med vandret flyvning) på mere end 15 procent og en CAGR for det autonome UAV -marked på over 18 procent, ifølge GMI.
Tiltrækningskraften ved lodret start og landing er indlysende, især hvis køretøjerne kan lette og lande automatisk, da det bliver lettere at arbejde med UAV'er i lukkede rum og fra skjulte positioner, er processen med at starte og returnere forenklet, et mindre område er påkrævet osv. Men som i tilfælde af bemandede fly begrænser lodret start og landing altid hastighed, flyveområde og bæreevne.
Hybridløsninger af forskellige typer kommer på markedet, hvoraf mange kombinerer en propel drevet af en forbrændingsmotor til cruising og fire eller flere lodret monterede propeller til lodrette flyvemåder. Mere avancerede og komplekse designs bruger løsninger såsom svingvinger, vippeskub- eller trækpropeller eller endda halelandinger for at minimere tab af nyttelast på grund af tilføjelsen af et ekstra fremdriftssystem, der ikke bruges i de fleste applikationer.
Begrebet "autonom UAV" er lidt uklart, men de fleste enheder, der produceres i dag, har et eller andet niveau af autonomi, kan flyve på forprogrammerede ruter efter mellemliggende punkter og automatisk bruge nødtilstande, f.eks. i tilfælde af tab af kommunikation eller batteriopladning. Derved udvikles mere avancerede muligheder, såsom kollisionsdetektion og undgåelse, gruppeflyvninger og opgavesekventering. Autonomi, siger rapporten, bliver en stadig vigtigere faktor i markedsudviklingen.
Fokuser ude af synsfeltet
Undersøgelsen forudsiger også, at droner, der er i stand til at operere i områder uden for synsfeltet, i den undersøgte periode vil indtage mere end 67 procent af markedet, mens køretøjer med en maksimal startvægt på 25 til 150 kg vil fange mere end halvdelen af markedet. Betydningen af større UAV'er vil også stige; i løbet af den undersøgte periode forventes en CAGR på omkring 11 procent for køretøjer med en bæreevne på 150 kg eller mere.
Mens opgaverne for UAV'er, der tilhører statslige militære strukturer, hovedsageligt reduceres til rekognoscering, observation og indsamling af oplysninger, væbnet rekognoscering og andre kampmissioner, har ikke-statslige aktører, for eksempel Islamisk Stat (forbudt i Den Russiske Føderation), med succes tilpasset sig kommercielt tilgængelige droner til fald af mørtelminer, modificerede granater og anden improviseret ammunition.
Betydningen af UAV'er i rekognosceringsmissioner vokser fortsat parallelt med fremskridt inden for sensorteknologier, fra optoelektronik til indsamling og understøttelse af information via radar og elektroniske midler og med forbedringen af maskinlæring og kunstig intelligensalgoritmer, som hjælper operatører og analytikere med at udtrække de nødvendige oplysninger fra den enorme datastrøm, og som følge heraf gør det det lettere for kommandanter at træffe beslutninger.
Der er begyndt at blive øget opmærksomhed på opgaverne med at beskytte grænser og sikre sikkerhed, mange lande fortsætter med at militarisere deres grænser for at indeholde mulige migranter og flygtninge og terrorister og kriminelle, der har luret blandt dem. Af ovennævnte grunde vokser betydningen af maritim patrulje også ud over det mere traditionelle behov for at beskytte rigdom i deres eksklusive økonomiske zoner.
Omfattende patruljearealer og missioner, der varer mange timer, bidrager til den stigende popularitet af UAV'er i kategorierne HALE (High Altitude Long Endurance) og MALE (Medium Altitude Long Endurance), der nærmer sig bemandede fly. Der er imidlertid også en stigning i popularitet inden for sektoren for små køretøjer, hvoraf en fremtrædende repræsentant er Black Hornet nano-UAV fra FLIR Systems. Dette mini-apparat med roterende vinger i håndflade har en rækkevidde på 2 km og en flyvetid på 25 minutter, hvilket er nok til at afmonterede infanteri eller specialstyrker kan se sig rundt om hjørnet, ind i rummet eller over den nærmeste bakke.
Gruppisk logisk
Mellem de ekstreme medlemmer - UAV'er i HALE -kategorien, for eksempel Global Hawk og nanodevices af typen Black Hornet - er der andre kategorier (fra små til store): mini, lille i størrelse, taktisk MALE plus, i deres egne kategorier, skibsbaserede lodrette start- og landingssystemer og eksperimentel shock UAV. Selvom disse kategorier bruges af den amerikanske industri, har militæret parallelt altid haft sin egen systematik, som som regel var baseret på et "rang" -system, men blev ændret til et system med fem grupper baseret på en kombination af maksimal startmasse (MVM), driftshøjde og hastighed.
Gruppe 1 omfatter køretøjer med MVM op til 9 kg og en driftshøjde på op til 366 meter over jorden, det vil sige nano-, mikro- og mini-UAV'er. Et eksempel er Raven og Wasp -dronerne fra AeroVironmerit.
For gruppe 2 er de relevante tal: 21-55 lb (9,5-25 kg), 3500 fod (1067 meter) og hastigheder op til 250 knob (463 km / t); eksempelvis ScanEagle fra Boeing Insitu.
Gruppe 3 inkluderer UAV'er, der kan sammenlignes med AAI's RQ-7B Shadow, Boeing Insitu's RQ-21B Blackjack og NASC's RQ-23 Tigershark, der vejer 55 til 1.320 pund (599 kg), driftshøjder op til 18.000 fod (5.500 meter) og mere. samme hastigheder som UAV'er fra gruppe 2.
Gruppe 4 omfatter køretøjer over 1.399 lb (599 kg), men med samme driftshøjder som gruppe 3 -køretøjer, men ingen hastighedsbegrænsninger. Gruppe 4 omfatter for eksempel MQ-8B Fire Scout fra Northrop Grumman. MQ-1A / B Predator og MQ-1C Grey Eagle fra General Atomics.
Endelig vejer gruppe 5 UAV'er over 1.320 pund og flyver typisk over 18.000 fod med enhver hastighed. Disse inkluderer MQ-9 Reaper fra General Atomics, RQ-4 Global Hawk og MQ-4C Triton fra Northrop Grumman.
Drone udgifter
USA øger sine udgifter til alle typer ubeboede systemer og relaterede teknologier, men luftsystemer dominerer indtil videre forsvarsministeriets budgetanmodning for 2019. Ministeriet anmoder om anslået 9,39 milliarder dollar, som inkluderer finansiering af næsten 3.500 nye ubeboede luft-, land- og søkøretøjer, op fra 7,5 milliarder dollar, der er afsat til 2018.
I anmodningen for 2019 anmodes der om 6,45 mia. Til UAV -systemer, 982 mio. Til maritime systemer, 866 mio. Vil blive afsat til teknologier relateret til autonome kapaciteter, herunder gruppeflyvninger, og endelig vil der blive afsat 429 millioner til terrængående køretøjer. I erkendelse af mulighederne for potentielle og virkelige modstandere ønsker ministeriet også at bruge over en milliard dollars på anti-drone-teknologi, herunder et skibs laser.
Rapporten, der blev offentliggjort af UK Drone Research Center, fremhævede finansieringsanmodningen til 1.618 Switchblade -ammunition fra Aero Vironment. Switchblade loitering ammunition slører linjerne mellem UAV'er og guidede missiler. Det bemærker også, at finansiering til MQ-9 Reaper-droneprogrammet bevarede status for linjen med det største beløb i anmodningen, som steg med mere end 200 millioner til 1,44 milliarder, og at tildelingen af mere end $ 500 millioner til FoU af den transportørbaserede tankskibsdron MQ-25 Stingray er den største enkeltstigning i forsvarsministeriets udgifter til ubemandede systemer. Rapporten bemærker også, at Pentagon har anmodet om yderligere finansiering til det kunstige intelligensarbejde kendt som Project Maven, samt finansiering til ny forskning inden for autonomi og kunstig intelligens.
Den kraftige stigning i antallet af ubemandede systemer er som allerede nævnt ikke helt det amerikanske militærs fortjeneste. For eksempel har Indien lanceret et udbud om køb af 600 mini-UAV'er til infanteribataljoner, der tjener på grænserne til Pakistan og Kina.
I sin rapport bemærkede GMI, at Kina har erobret mere end halvdelen af UAV-markedet i Asien-Stillehavsområdet, drevet af store investeringer fra den kinesiske regering, der fokuserer på at udvide sin egen forskning, udvikling og produktion. Produktionen af CH-5 Rainbow-systemet er to gange billigere end den næsten lignende amerikanske MQ-9 Reaper.
Dumme, beskidte og farlige missioner forbliver UAV'ernes brød og smør, men omfanget af disse missioner udvides, efterhånden som militæret i mange lande stræber efter at udvide grænserne for deres kapaciteter.
Lovende destinationer - du har aldrig set noget lignende
Der er et gammelt ordsprog om, at nye teknologier uundgåeligt vil begynde at blive brugt på måder, som deres opfindere og udviklere aldrig havde forestillet sig. Dette gælder utvivlsomt også for droner. Mange militærpersoner, der har lært dem bedre at kende, finder bedre måder at bruge dem på for at øge sikkerheden for dem selv og deres kolleger samt niveauet for kommandoen over situationen. Antallet af tilfælde, hvor soldater”blindt” tager på mission, falder nu kraftigt.
En af de oplagte måder at finde nye udfordringer for UAV -teknologier på er at levere disse teknologier til militæret, efter nogen tid at bede dem komme med ideer og eksperimentelt teste de foreslåede løsninger.
Uplanlagte opgaver
Nogle gange opstår nye roller og opgaver for UAV'er fra bevidstheden om uligheder i muligheder, som skal udjævnes hurtigst muligt, i forbindelse med hvilken hovedudviklingsprogrammets retning ændrer sig radikalt. Dette er, hvad der skete med MQ-25 Stingray transportørbaseret tankskib i den amerikanske flåde, som ifølge UCLASS-programmet (Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike) oprindeligt blev udviklet som rekognoscering og / eller strejkeplatform. Den nye F-35 Lightning II jagerfly har ikke nok rækkevidde uden tankning, så hangarskibe kan holde sig uden for rækkevidden af moderne våbensystemer, såsom avancerede anti-skibsmissiler, der i stigende grad indsættes af potentielle modstandere som Kina og Rusland. Det nye MQ-25 stealth-fly kunne erstatte eksisterende tankfly, som ikke er smugende nok til at komme tæt på fjendens luftforsvarssystemer. Dette vil gøre det muligt for F-35 jagerfly at udvide sit område til at ramme dybt ind i fjendens forsvar.
I februar 2016 annoncerede den amerikanske flåde sin beslutning om at erstatte UCLASS-programmet med CBARS-programmet (Carrier Based Aerial Refueling System), som vil oprette et tankstoftankskib i Hornet-størrelse med nogle rekognosceringskapaciteter. Alle andre opgaver, som UCLASS -projektet havde forudset, herunder trommer og et kommunikationsrelæ, blev udskudt for en mulig fremtidig mulighed. I juli 2016 modtog dronen betegnelsen MQ-25 Stingray.
Som et resultat af analysen af uligheder i muligheder blev en anden ny opgave for UAV'er identificeret, men ikke ny for bemandet luftfart. Dette er en luftbåren tidlig advarselsradar (AWACS) til taktiske grupper af landstyrker og luftfart fra Marine Corps MAGTF (Marine Air Ground Task Force), som ikke har støtte fra et hangarskib strejke gruppe og tidlige opdagelsesfly E-2D Hawkeye. I fremtiden er det ikke udelukket, at MAGTF -grupper vil handle i en vanskelig kampsituation uden støtte fra et hangarskib i opgaver som distribuerede maritime operationer, kystoperationer og ekspeditionsoperationer.
Luftbåren radarregistrering
I denne forbindelse blev AWACS identificeret som en topprioriteret opgave for MUX -programmet (MAGTF UAS Expeditionary - et ekspeditionært ubemandet luftfartøj til MAGTF -gruppen). Andre topprioriterede opgaver omfatter rekognoscering og overvågning, elektronisk krigsførelse og videresendelse af kommunikation, mens offensiv luftstøtte ses som en anden prioriteret opgave, som kan være ubevæbnet, bestående i at udstede målkoordinater til målretning af våben, der lanceres fra andre platforme. Fragt eskortering og transport er blevet fjernet fra opgavelisten for dette konceptuelt nye VTOL / VTOL / kort start / lodret landing UAV -projekt.
Et system med lignende egenskaber er simpelthen designet til at fungere med amfibiske overfaldsskibe. Hvis krav til cruisinghastighed på 175-200 knob passer ind i helikopterens kapacitet, kan kravet om en patruljevarighed på 8 timer på 350 sømil fra skibet føre til en løsning i form af en tiltrotor, en platform med roterende vinger og propeller i en ringkappe eller en landingsplatform med cruising flyvning i flytilstand.
Selvom en stor og kraftfuld radarstation primært er forbundet med AWACS -opgaver, kan forskellige sensorer og kommunikationsudstyr installeres på MUX -enheden som en målbelastning. Alle kan forbindes til netværk for at overføre oplysninger til skibets operationelle center samt integrere med luftbårne flåde- og markangrebsmidler. Den åbne arkitektur i det fremadrettede system gør det muligt at introducere de "nyeste fremadrettede" teknologier lige før enheden når den første klarhed i 2032. Efter sigende vil de anslåede omkostninger for en enhed være mellem $ 25 millioner og $ 30 millioner.
Vertikal start og landing ved høj hastighed er også temaet for det innovative DARPA-koncept, der oprindeligt blev introduceret i 2009 som Transformer X. Det udvikles i øjeblikket af Lockheed Martin og Piasecki Aircraft til et demonstrationssystem i fuld skala, der kan levere små, isolerede kampgrupper og udførelse af andre opgaver, herunder opgaverne på MUX -platformen, som den er en potentiel kandidat til.
Drejelige skærme, motorbeklædning
ARES (Aerial Reconfigurable Embedded System) -projektet er bygget op omkring en UAV med drejelige vinger og propeller i ringformede fairings, der er i stand til at bære en række målbelastninger, fra overvågnings- og rekognoseringsudstyr til konventionel last og sårede soldater, med et tilstrækkeligt autonomi, så du sikkert kan vælge dine egne landingssteder uden operatørintervention.
DARPA kalder ARES et VTOL flyvende modul med sit fremdriftssystem, brændstof, digital flyvekontrol og fjernkommando- og kontrolinterfaces. Det operationelle koncept giver mulighed for flyvninger af et flyvende modul mellem dets base og målpunkter for levering og returnering af funktionelle specialiserede moduler af flere typer.
Under præsentationen for specialister gav Piasecki mere detaljerede oplysninger om ARES -projektet. Det taktiske transportmodul blev vist, som lignede en slags fire-personers let køretøj af specialstyrkerne. Der blev også præsenteret en lastfragtcontainer på hjul og en container, der var udviklet på grundlag af evakuering af sårede. Det tredje præsenterede modul er beregnet til indførelse og evakuering af specialstyrkegrupper og ligner den forreste del af flyskroget på en angrebshelikopter på en skrids, hvorpå en optisk-elektronisk station med udsigt til rekognoscering og et våbentårn kan installeres. Det sidste modul i form af en langstrakt skrog med en lodret hale med en radar i toppen var udstyret med et trehjulet landingsudstyr, to hjul foran og et på halen; den optisk-elektroniske station installeret i stævnen så udadtil større ud end stationen på specialstyrkesmodulet. Dette modul er designet til rekognoscering og brandstøttende missioner.
Med en nyttelast på over 1.360 kg kan dette køretøj bære 4x4 militære køretøjer. Selve flyet kan transporteres af disse biler på veje og endda off-road. DARPA bemærker, at nyttelasten er mere end 40 procent af startvægten, hvilket giver mulighed for en omtrentlig øvre grænse på 3400 kg.
Da propelbladene er beskyttet af ringformede dyser, er enheden i stand til at fungere på steder, der er halvt så store som dem, der kræves til små helikoptere, f.eks. Boeing AH6 Little Bird. Selvom det i første omgang vil fungere som et typisk ubemandet køretøj, er udviklingen af semi-autonome flynavigationssystemer og brugergrænseflader, der muliggør valgfrit bemandede flyvninger, ikke udelukket i fremtiden.
Alternative overgange
Tilpasningsevne er hovedtemaet for futuristiske UAV -koncepter og præsenteres på mange forskellige måder. BAE Systems viste i september sidste år sin fælles udvikling med studerende ved Crenfield University - konceptprojektet Adaptable UAV, der bruger en innovativ metode til at skifte mellem flyvning i fly- og helikoptertilstande og et innovativt boom til opsendelse og returnering af droner.
Virksomheden præsenterede en kort video af indsættelsen af en sværm af droner i opgaven med at undertrykke fjendens luftforsvar. Streik-UAV-operatøren registrerer startpositionen for overflade-til-luft-missiler og giver kommandoen til enheden til at tabe containeren med faldskærm, hvorefter den åbner som en skal og frigiver seks droner. som har form af en toroid med brede, lidt tilspidsede vinger med propeller i forkanterne. De glider ned ad en bom fast i midten af containeren og flyver ud i flytilstand for at søge og ødelægge deres mål, som fjernstyrer missilaffyringsramper. Ved at fordele mål indbyrdes deaktiverer de dem midlertidigt i det, der sandsynligvis er en skumstråle, der dækker sensorerne.
Efter at have afsluttet opgaven vender de tilbage til en anden bar, der er monteret på tankens tårn, placeret i sikker afstand. Kort før hjemkomsten skifter de til en helikopterflyvning ved at vende en af propellerne fra vingens forkant til bagenden, hvilket tvinger UAV'en til at rotere rundt om dens lodrette akse. Derefter sænker de farten, svæver hen over baren og "sidder" på den en efter en. Videoen viser også som et alternativ deres tilbagevenden på samme måde til den oversvømmede ubåd.
Overgangen mellem de to driftsformer kan kræve adaptiv flyvekontrolsoftware, mens avanceret autonomi gør det muligt for dem at tilpasse sig hurtigt skiftende situationer på den fremtidige slagmark, operere i en sværmtilstand for at vildlede avanceret luftforsvar og operere i komplekse byrum.
Lancerings- og returbommen gør det muligt for de fleksible UAV'er at operere fra en lang række lanceringsplatforme i udfordrende miljøer, der sandsynligvis vil være overfyldt med mennesker, køretøjer og fly. BAE Systems siger, at bommen begrænser UAV'ens sideværts bevægelse, så stærk vind ikke kan slå dem ned og derfor reducerer risikoen for skader på mennesker i nærheden. Bommen er gyrostabiliseret for at sikre sin lodrette position, selvom lastvognen står på en skråning, eller skibet svinger på bølgerne.
Oprettet på forespørgsel
Et andet program for DARPA og det amerikanske luftvåben, kaldet FMR (Flying Missile Rail - flying missile guide), løser et lignende problem. FMR vil være i stand til at løsrive sig fra et kampfly som f.eks. En F-16 eller F / A-18 og flyve frem til et målpunkt, hvorfra den kan affyre et luft-til-luft-missil AIM-120 AMRAAM. Skinnens basishastighed er Mach 0,9 og flyvetiden er 20 minutter; den skal kunne flyve gennem de valgte mellempunkter. Derudover skal den være i stand til at affyre en raket, mens den er fastgjort til et luftfartøjsfly.
Denne idé ligner lidt mere end bare en ordning for at øge rækkevidden af AMRAAM -missiler, mens kravet om at udvikle en proces til deres produktion efter behov med en hastighed på op til 500 stykker om måneden viser, at avanceret produktionsteknologi er lige så vigtig som selve enheden og dens driftskoncept.
DARPA anbefaler at forene kræfter mellem flydesignere og producenter og understreger, at udtrykket "hurtig produktion" ikke betyder nogen specifik proces. Det ultimative mål er at sikre, at alle materialer til FMR er tilgængelige på produktionsstedet, alle komponenter og udstyr er købt på forhånd, leveret ét sted og opbevaret afventende samling. Ideen fik navnet "en plante i en kasse". Det vil sige, at alle råvarer, råvarer, CNC -maskiner, presser, sprøjtekabiner, elektronik, kabler osv. Skal købes, transporteres og opbevares i flere modificerede forsendelsescontainere. Derudover bør et team af specialister trænes til periodisk at teste hele produktionsprocessen, hvilket vil være muligt takket være den årlige levering af små mængder FMR -fly til lossepladser.
FMR -programmet er opdelt i tre faser. Den første vil evaluere design og produktionsteknologier for enheder fra konkurrerende grupper. I den anden fase vil de to udvalgte grupper demonstrere deres køretøjer, herunder kontrollere deres fastgørelse til F-16 og F / A-18 flyet, deres produktionsprocesser plus de tilhørende risici. Den tredje fase vil demonstrere "hurtig produktion" og flyvetest af FMR -enheden.
Men det vigtigste er, at hele tilgangen ikke kun skal anvendes på FMR, men også på nye hurtigt designede systemer. Hvis det lykkes, kan dette koncept gøre fremtiden for ubemandede systemer meget lovende og potentielt frigøre militærets kreativitet, så de kan skabe deres egne værktøjer, tilpasset deres missioner.
