《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【無人機(jī)】Orbiter系列小型無人機(jī)

2021-07-30
來源:新光電

  無人機(jī)系統(tǒng)已成為現(xiàn)代軍事行動(dòng)的重要組成部分。它們可攜帶光電/紅外雷達(dá)和信號(hào)情報(bào)傳感器執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視和偵察任務(wù)。隨著數(shù)據(jù)鏈的改進(jìn),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)指揮和控制,它們還支持目標(biāo)捕獲和戰(zhàn)斗損傷評(píng)估(BDA),提供精確有效的目標(biāo)交戰(zhàn)。
  在過去,只有相對(duì)較大的無人機(jī)能夠攜帶和操作支持這些任務(wù)所需的有效載荷。近年來,電子和光電系統(tǒng)的小型化以及高密度電池的可用性使得更小的無人機(jī)能夠執(zhí)行大部分這類任務(wù)。
  與更大和更重?zé)o人機(jī)不同,小型無人機(jī)像載人飛機(jī)一樣運(yùn)行,并與機(jī)場(chǎng)或其他復(fù)雜的發(fā)射和回收系統(tǒng)綁定,小型無人機(jī)經(jīng)過優(yōu)化,可以在戰(zhàn)術(shù)層面工作和支持操作員。它們可以隨部隊(duì)機(jī)動(dòng),在任何地形部署,包括海上作戰(zhàn),并與戰(zhàn)術(shù)指揮和控制網(wǎng)絡(luò)順利對(duì)接。

  迷你型和戰(zhàn)術(shù)型無人機(jī)
  Aeronautics公司的Orbiter系列迷你型無人機(jī)(MUAS)和小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)(STUAS)是專門為戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些無人機(jī)作為營和連的建制資產(chǎn)進(jìn)行維護(hù),以最小的后勤占用空間、車輛或拖車安裝配置可靠和獨(dú)立地運(yùn)行,向用戶提供關(guān)鍵的實(shí)時(shí)情報(bào)。
  Aeronautics公司設(shè)計(jì)了一種機(jī)翼形狀的無人機(jī),這種飛機(jī)的翼身混合在一起,能夠最大限度地減少阻力并提高升力,以支持延長的任務(wù),并保持較長的續(xù)航時(shí)間、高速?zèng)_刺和緩慢的巡飛速度。光滑的飛行器使用電力推進(jìn),即使在惡劣的天氣條件下也能實(shí)現(xiàn)快速、平穩(wěn)的飛行。機(jī)翼形狀和無聲推進(jìn)導(dǎo)致低視覺和聲學(xué)特征,使平臺(tái)能夠在敵方領(lǐng)土上飛行而不被察覺。
  機(jī)頭下部安裝的有效載荷具有向前、側(cè)面和向下的暢通無阻的視野,提供對(duì)有效載荷和平臺(tái)的簡單直觀的控制。該平臺(tái)提供了承載與平臺(tái)尺寸相關(guān)的重要負(fù)載的升降機(jī),從而能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高效的地面處理。任務(wù)結(jié)束時(shí)的回收依靠降落傘和安全氣囊,可以在任何地形上進(jìn)行部署。
  飛行和任務(wù)控制系統(tǒng)采用專有技術(shù)。該系統(tǒng)由Aeronautics 公司的多功能飛行器(MOAV)軟件操作和控制,該軟件是一種內(nèi)部開發(fā)的高級(jí)接口,旨在為一系列無人平臺(tái)提供服務(wù)。它符合多個(gè)北約標(biāo)準(zhǔn),包括STANAG 4609接口標(biāo)準(zhǔn)和STANAG 4586無人機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn),以及H.246視頻流。
  通過在單個(gè)或多個(gè)平臺(tái)上組合多傳感器系統(tǒng),用戶可以合并光電/紅外、雷達(dá)、蜂窩攔截和電子監(jiān)視,以支持戰(zhàn)術(shù)任務(wù),為部隊(duì)開發(fā)清晰的態(tài)勢(shì)感知。

  Orbiter 2–一種緊湊型、經(jīng)作戰(zhàn)驗(yàn)證的便攜式小型無人機(jī),專為戰(zhàn)術(shù)級(jí)作戰(zhàn)設(shè)計(jì),為作戰(zhàn)人員提供實(shí)時(shí)情報(bào)收集監(jiān)視、目標(biāo)捕獲和偵察。Orbiter2可在7分鐘內(nèi)從氣動(dòng)彈射器上自動(dòng)起飛,可以飛行4小時(shí)執(zhí)行任務(wù)。它可以在全球定位系統(tǒng)爭奪的空域和加密的跳頻數(shù)據(jù)鏈中秘密工作,以支持全強(qiáng)度作戰(zhàn)任務(wù)。它還可以在低強(qiáng)度戰(zhàn)爭、平叛行動(dòng)和城市戰(zhàn)爭中工作,支持國土安全部隊(duì)(HLS)在邊境保護(hù)或海上監(jiān)視方面的任務(wù)。
  Orbiter 2旨在在基線處承載許多有效載荷,在戰(zhàn)術(shù)邊緣提供多種任務(wù)能力。它使用Controp 公司的M-STAMP多傳感器光電/紅外有效載荷晝夜工作,使用STAMP-VM執(zhí)行持續(xù)監(jiān)視視頻運(yùn)動(dòng)探測(cè)任務(wù)。攝影測(cè)量測(cè)繪和3D建模任務(wù)使用了拉斐爾公司的HD-Lite系統(tǒng),而代替電子攻擊將使用Netline公司的“啄木鳥”電子戰(zhàn)干擾機(jī)系統(tǒng)。這只是Orbiter 2執(zhí)行的任務(wù)中的一小部分。

  經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證的Orbiter1K是一個(gè)基于Orbiter 2的巡飛彈平臺(tái)。兩者的主要區(qū)別在于在機(jī)身前端引入了一個(gè)攜帶爆炸性有效載荷的機(jī)身適配器。該平臺(tái)有一個(gè)微型光電/紅外有效載荷,帶有一個(gè)視頻跟蹤器和一個(gè)重量為1-2kg的彈頭。彈射器也能發(fā)射Orbiter1K。該系統(tǒng)可與中程射頻模塊一起工作,以支持100km范圍內(nèi)的模擬或數(shù)字通信。
  Aeronautics公司的機(jī)翼設(shè)計(jì)的其他改型產(chǎn)品是Orbiter 3和4。這些更大、更重的平臺(tái)能夠在敵方領(lǐng)土內(nèi)執(zhí)行擴(kuò)展任務(wù)并同時(shí)操作多個(gè)有效載荷,在戰(zhàn)術(shù)和作戰(zhàn)層面支持軍隊(duì)。

        Orbiter 3采用電力推進(jìn),并針對(duì)秘密任務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化,可支持長達(dá)7h的飛行,承載重量高達(dá)5kg的有效載荷,包括帶有集成激光目標(biāo)指示系統(tǒng)的多傳感器穩(wěn)定光電有效載荷。它還可以攜帶用于電子監(jiān)視任務(wù)的蜂窩攔截有效載荷。電力推進(jìn)使用戶能夠在有爭議的空域內(nèi)安靜且不被發(fā)現(xiàn)地操作,并執(zhí)行諸如替代信號(hào)情報(bào)和電子戰(zhàn)等特殊任務(wù)。Orbiter 3 STUAS 配備加密數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈,支持150km的工作半徑。

  Orbiter 4體積稍大,重量幾乎是Orbiter 2的兩倍,它使用一臺(tái)小型內(nèi)燃機(jī)來支持24h飛行任務(wù),飛行高度高達(dá)18000ft。它有更大的有效載荷承載能力,可承載12kg,相比之下,同類的電動(dòng)產(chǎn)品則為5kg。兩者都可以攜帶多個(gè)有效載荷,而Orbiter 4可以同時(shí)操作兩個(gè)有效載荷,T-STAMP-XR光電/紅外在前面,另一個(gè)載荷藏在機(jī)身艙中。這可以是海上搜索或合成孔徑雷達(dá)、電子監(jiān)視或蜂窩攔截有效載荷。
  Orbiter 4 具有先進(jìn)的圖像處理能力、自動(dòng)起飛和回收能力,以及在有和沒有GPS和數(shù)據(jù)鏈的情況下導(dǎo)航的能力,以更低的成本提供更大的戰(zhàn)術(shù)平臺(tái)的功能。

  海上能力
  雖然所有Orbiter系列無人機(jī)都可以在海軍艦艇的甲板上操作,包括甲板空間有限的小船,但Orbiter 4在這項(xiàng)任務(wù)中表現(xiàn)出色,其多用途多有效載荷能力高達(dá)12kg,續(xù)航時(shí)間超過24小時(shí),作戰(zhàn)半徑為150km。憑借其易用性、后勤占用空間小且只有3名機(jī)組人員,可滿足陸地和海上的所有操作需求。由于其開放式結(jié)構(gòu)和精簡的基礎(chǔ)設(shè)施需求,Orbiter 4可以特別調(diào)整,以在任何海軍艦艇上運(yùn)行,包括小型巡邏艇。
  該平臺(tái)的主要有效載荷是Controp公司的先進(jìn)STAMP-XR光電有效載荷。T-STAMP-XR有效載荷為無人機(jī)和飛機(jī)提供大型無人機(jī)有效載荷的圖像質(zhì)量,所有這些都集成在一個(gè)微型攝像系統(tǒng)中。輔助有效載荷可以是合成孔徑雷達(dá)(SAR)。在海上巡邏雷達(dá)(MPR)和蜂窩式攔截模塊不同的有效載荷區(qū)域中,支持海上監(jiān)視、陸地和海上搜救行動(dòng)以及衛(wèi)星通信終端。蜂窩式攔截傳感器允許Orbiter 4利用目標(biāo)的通信活動(dòng)在不同的戰(zhàn)區(qū)執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視與偵察任務(wù)。
  Orbiter 4 承擔(dān)的海上任務(wù)包括深海和海岸監(jiān)視、專屬經(jīng)濟(jì)區(qū) (EEZ) 和海上設(shè)施安全。其他海軍任務(wù)支持沿海和褐水作戰(zhàn),包括船舶自防御、精確制導(dǎo)武器的目標(biāo)獲取、炮火定向和戰(zhàn)斗損傷評(píng)估,類似于其在陸地上的作用。
  總結(jié)
  當(dāng)多旋翼無人機(jī)成為最低戰(zhàn)術(shù)單位級(jí)別上常見的情報(bào)、監(jiān)視和偵察產(chǎn)品時(shí),軍隊(duì)需要不同的手段來獲得遠(yuǎn)距離的情報(bào)、監(jiān)視和偵察。這些作戰(zhàn)人員必須能夠看到數(shù)十公里以外的范圍,在當(dāng)前和未來的武器系統(tǒng)范圍內(nèi)捕獲目標(biāo)和威脅。Orbiter系列小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)在這些范圍內(nèi)可靠且可持續(xù)地工作,可提供更寬的任務(wù)范圍、更長的續(xù)航時(shí)間和更高的沖刺速度,快速到達(dá)作戰(zhàn)區(qū)域,任務(wù)續(xù)航時(shí)間長達(dá)數(shù)小時(shí)。需要高度的自主性、復(fù)雜的通信和數(shù)據(jù)鏈來克服干擾和瞄線障礙物,以確保不間斷地向用戶傳輸情報(bào)。




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