Phối cảnh nhìn ra biển: máy bay không người lái hàng hải đang trở nên rất phổ biến
Trong những năm gần đây, nhu cầu về biển máy bay không người lái trên thế giới đang ngày càng phát triển, khi nhu cầu giám sát và trinh sát tầm xa của các hạm đội ngày càng tăng. Trước đây, thị trường bị chi phối bởi các nền tảng kiểu máy bay, nhưng giờ đây thị trường đã trở nên đa dạng hơn với sự xuất hiện của các nền tảng và trọng tải mới. Hãy cùng điểm qua một số diễn biến mới nhất.
Theo truyền thống, các nhiệm vụ giám sát hàng hải, trinh sát và thu thập thông tin tình báo, và tuần tra được thực hiện bằng máy bay nhiều động cơ tầm xa chuyên dụng được thiết kế đặc biệt cho các chuyến bay dài ngày trên biển hoặc bằng các nền tảng thương mại được điều chỉnh cho các nhiệm vụ đó. Những máy bay như vậy thường được sử dụng để giám sát các khu vực rộng lớn trên mặt biển, bao gồm giám sát hoạt động vận chuyển và các hoạt động khác trên các tuyến giao thông quan trọng và trong các vùng đặc quyền kinh tế (EEZ).
Tuy nhiên, chi phí mua và vận hành các phương tiện có người lái đặt ra gánh nặng không thể chịu nổi đối với nhiều quốc gia cũng như lực lượng không quân và hải quân tương ứng của họ, và do đó, các tổ chức an ninh hàng hải khác nhau có thể gặp phải vấn đề trong việc tiến hành giám sát có hệ thống các vùng biển có chủ quyền do thiếu kinh phí. một số lượng nhỏ các loại.
Sự cần thiết cho một sự thay thế giá cả phải chăng để trinh sát hàng hải có người lái hàng không chắc chắn sẽ góp phần vào sự quan tâm ngày càng tăng của nhiều quốc gia đối với các hệ thống máy bay không người lái (UAS) trên đất liền và trên biển, đặc biệt là những quốc gia có vùng đặc quyền kinh tế rộng lớn và biên giới được bảo vệ chung. Đồng thời, các quốc gia khác muốn có các hệ thống cảm biến trên không có thể nâng cao nhận thức tình huống của các tàu dân sự và quân sự được triển khai bằng cách cung cấp thông tin cần thiết.
Các UAV hiện đại, đặc biệt là máy bay không người lái tầm trung và tầm cao (loại MALE và HALE), đã chứng tỏ mình là nền tảng trinh sát và tấn công hỗ trợ các hoạt động trên bộ, với các đặc điểm như tầm xa, thời gian thực hiện nhiệm vụ dài và khả năng mang tải mục tiêu cảm biến. Mặc dù các nền tảng loại máy bay này phải được phóng và hạ cánh, nhưng khả năng vốn có của chúng vẫn hấp dẫn cộng đồng hàng hải muốn có khả năng giám sát diện rộng.
Ngược lại, UAV loại máy bay nhỏ hơn với khả năng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng cũng đã được chấp nhận rộng rãi trong những năm gần đây. Các phương tiện giám sát, trinh sát thông thường như vậy có thể nhanh chóng xuất phát và quay trở lại, thu thập thông tin theo yêu cầu nhằm đảm bảo hoạt động của tàu biển.
Nền tảng lớp NAM
Như trong trường hợp máy bay tuần tra có người lái của hàng không ven biển, khả năng bao quát khoảng cách xa và tấn công trong thời gian dài là phẩm chất quan trọng của LHC đa năng lớp MALE thích ứng cho các nhiệm vụ như vậy. Các nhà phát triển cũng xác định các đặc điểm mong muốn khác, bao gồm tải trọng lớn, cho phép bạn mang đồng thời các hệ thống liên lạc tầm xa và nhiều loại thiết bị trên tàu.
Công ty Elbit Systems của Israel đang quảng cáo một phiên bản UAV Hermes 900 MALE có cấu hình đặc biệt dành cho hàng hải, được vận hành bởi ít nhất tám nhà khai thác. Máy bay, chủ yếu tham gia vào các hoạt động giám sát mặt đất, có khả năng tiếp nhận tải trọng mục tiêu do cả thiết kế của chính nó và của bên thứ ba.
Với trọng lượng cất cánh tối đa xấp xỉ 900 kg và sải cánh 1180 mét, Hermes 15 có thể chở tới 350 kg thiết bị mục tiêu, bao gồm 250 kg trong khoang bên trong dài 2,5 mét, theo công ty. Trong cấu hình hàng hải, máy bay có thể được trang bị radar giám sát hàng hải chuyên dụng, hệ thống nhận dạng tự động và hệ thống cảm biến quang điện tử/hồng ngoại ổn định cùng thiết bị trinh sát và tác chiến điện tử.
Elbit Systems lưu ý rằng trạm điều khiển mặt đất toàn cầu của họ có thể cung cấp chế độ điều khiển đồng thời hai UAV bằng cách sử dụng hai kênh truyền dữ liệu dự phòng. Công ty tuyên bố rằng điều này có tác động tích cực đến việc sử dụng hệ thống, tiết kiệm nguồn nhân lực và chi phí vận hành. Máy bay không người lái cũng được hưởng lợi từ việc tích hợp hệ thống liên lạc xuyên đường chân trời tầm xa dựa trên kênh vệ tinh và tích hợp hệ thống điều khiển tự động hàng hải của Hệ thống Elbit.
Hadji Topolansky của Elbit Systems cho biết:
Kể từ tháng 2019 năm 900, theo yêu cầu của Cơ quan An toàn Hàng hải Châu Âu, máy bay không người lái Hermes 900 đã được sử dụng để tuần tra các khu vực hàng hải. Iceland là quốc gia đầu tiên sử dụng dịch vụ này. Theo Elbit Systems, các nhà chức trách hàng hải Iceland đã xác định Hermes XNUMX là căn cứ chính của sân bay phía đông Egilsstadir, từ đó nó có thể bao phủ hơn một nửa vùng đặc quyền kinh tế của đất nước. Con tàu này cũng đã được sửa đổi để chịu được gió lớn và điều kiện băng đặc trưng của Bắc Đại Tây Dương.
Topolansky giải thích.
Trong khi đó, Israel Aerospace Industries (IAI) đã chuyển giao các phiên bản hải quân của UAV Heron 1 MALE cho hải quân Ấn Độ và Israel.
Được phát triển bởi Bộ phận Malat, máy bay không người lái Heron 1 có trọng lượng cất cánh 1100 kg và tải trọng lên tới 250 kg. Tải trọng tiêu chuẩn của nó là Tải trọng ổn định quang học đa nhiệm vụ gắn trên mũi của IAI Tamam, bao gồm một camera độ phân giải cao, một camera hồng ngoại và một con trỏ laser/máy đo khoảng cách.
Theo công ty, chiếc máy bay này được trang bị động cơ 914 thì Rotax 1,211, dung tích 3 cc, dẫn động một cánh quạt đẩy hai cánh có bước thay đổi, có công suất lên tới 100 mã lực. công suất liên tục tối đa ở độ cao lên tới 4500 mét. Điều này cho phép bay lượn với tốc độ 60-80 hải lý/giờ và đạt tốc độ tối đa lên tới 140 hải lý với thời gian bay lên tới 45 giờ, tùy thuộc vào tải trọng được chở. Liên kết dữ liệu tầm nhìn trong phiên bản di động hoặc cố định cung cấp khả năng điều khiển trong bán kính khoảng 250 km, mặc dù với việc lắp đặt bộ liên lạc vệ tinh, phạm vi được tăng lên 1000 km.
Các kỹ sư của IAI lưu ý rằng Heron 1 có hai khoang chở hàng bên trong với tổng thể tích lên tới 800 lít - khoang mũi tàu và khoang trung tâm với thể tích lần lượt là 155 và 645 lít.
Khoảng cách từ điểm thấp nhất của thân máy bay đến mặt đất là 60 cm, cho phép thiết bị được trang bị tải mục tiêu bên ngoài, trong khi công suất phát điện trên máy bay lên tới 10 kW mang lại cho nền tảng khả năng nâng cấp và cũng cho phép bạn lắp đặt các hệ thống mạnh mẽ, chẳng hạn như radar giám sát hàng hải IAI Elta EL /M-2022U hoặc radar giám sát mô-đun EL/M-2055 để trinh sát các mục tiêu di chuyển trên mặt đất.
Theo Jane's C4ISR & Mission Systems - Air handbook, radar giám sát hàng hải EL/M-2022 có thể theo dõi nhiều mục tiêu ở phạm vi lên tới 200 hải lý. Khi được sử dụng ở chế độ radar Tổng hợp khẩu độ nghịch đảo, radar có thể chụp các đối tượng khả nghi và xác định loại của chúng.
Ngoài trạm giám sát tiêu chuẩn và radar hàng hải, Heron 1 còn có thể mang theo các hệ thống tình báo điện tử, chẳng hạn như hệ thống IAI Elta ELK-7071 hoặc ELK-7065. Một chu kỳ điển hình của việc phát hiện và nhận dạng các đối tượng khả nghi trên bề mặt bắt đầu bằng việc phát hiện mục tiêu, sau đó các hệ thống tình báo điện tử được bật để xác định hướng và quyền sở hữu của đối tượng thông qua hệ thống nhận dạng tự động, sau đó trong quá trình tiếp cận tiếp theo, trạm được sử dụng để trinh sát trực quan.
nền tảng HALE
Máy bay không người lái MQ-4C Triton do Northrop Grumman phát triển có chiều dài 14,5 mét và sải cánh 39,9 mét, tầm hoạt động được công bố là 2000 hải lý và thời gian bay lên tới 24 giờ. Máy bay không người lái được phát triển từ biến thể hàng hải RCMN Block 30 của máy bay không người lái RQ-4 Global Hawk của Không quân Hoa Kỳ như một phần của chương trình Trình diễn giám sát hàng hải diện rộng nhằm cung cấp cho hạm đội khả năng giám sát liên tục các khu vực hàng hải.
Mặc dù thiết kế cơ bản của MQ-4C gần giống với RQ-4B, nhưng nó vẫn có những sửa đổi đáng kể để tối ưu hóa hiệu suất cho các nhiệm vụ trên mặt nước dài hạn. Ví dụ, máy bay có tính năng kiểm soát chủ động trọng tâm của hệ thống nhiên liệu, mái vòm cải tiến để tăng cường độ và cải thiện tính khí động học, hệ thống chống đóng băng khí nạp, cũng như cấu trúc cánh được gia cố với khả năng bảo vệ chống gió giật, mưa đá. và các loài chim, chống sét và thân máy bay được gia cố để tăng tải mục tiêu bên trong . Cùng với nhau, những cải tiến này cho phép UAV MQ-4C hạ xuống và bay lên, nếu cần, để kiểm tra tàu và các vật thể khác trên biển.
Dưới thân máy bay được lắp đặt radar tìm kiếm biển tầm xa AN / ZPY-3 dải X với ăng-ten mảng pha chủ động, trong đó quét điện tử được kết hợp với xoay cơ học 360 ° theo phương vị. Northrop Grumman cho biết thời gian bay của MQ-4C và phạm vi phủ sóng của cảm biến ZPY-3 cho phép MQ-4C khảo sát hơn 2,7 triệu mét vuông trong một chuyến bay. dặm. Radar được bổ sung bởi trạm cảm biến Raytheon AN/DAS-3 MTS-B, cung cấp hình ảnh và video độ phân giải cao ngày/đêm với khả năng tự động theo dõi mục tiêu, cũng như hệ thống tình báo điện tử AN/ZLQ-1 từ Tổng công ty Sierra Nevada.
Mặc dù máy bay không người lái vẫn đang trong quá trình phát triển nhưng chính phủ Australia đã cam kết mua 4 nền tảng MQ-7000C cho Không quân nước này theo dự án Air 2023 Phase IB. Chiếc máy bay đầu tiên dự kiến sẽ được đưa vào Không quân vào giữa năm 2025. Đến cuối năm 5, việc mua sáu nền tảng trị giá XNUMX tỷ đô la đã được lên kế hoạch, sẽ được đặt tại Căn cứ Không quân Edinburgh ở Nam Úc.
Chính phủ Hoa Kỳ cũng đã phê duyệt việc bán bốn máy bay không người lái MQ-4C cho Đức vào tháng 2018 năm 2,5 với giá XNUMX tỷ USD. Máy bay theo tên gọi địa phương Pegasus (Hệ thống giám sát liên tục trên không của Đức) phải được sửa đổi theo yêu cầu quốc gia.
Tàu LHC
Máy bay không người lái trên tàu hoặc tàu sân bay đã thu hút sự chú ý của quân đội trong những năm gần đây. Đặc biệt lưu ý là các tổ hợp nổi tiếng, ví dụ, loại máy bay ScanEagle do Boeing-Insitu phát triển và loại trực thăng Fire Scout của Northrop Grumman do Hải quân Hoa Kỳ triển khai. Đồng thời, tập đoàn Boeing-Insitu cũng chuyển giao phương tiện có cánh Integrator cho Thủy quân lục chiến với tên định danh RQ-21A Blackjack.
Với tình trạng thiếu không gian hiện có trên boong của hầu hết các tàu hiện đại, rõ ràng, sự quan tâm đến VTOL LHC chỉ tăng lên ở các hạm đội khác. Ví dụ, công ty UMS Skeldar của Thụy Sĩ đang tìm cách tái tạo thành công gần đây với LHC cánh quay V-200B mới nhất của họ, đã được hải quân Canada và Đức mua.
Nền tảng mới nhất của công ty, V-200 Block 20, với trọng lượng cất cánh 235 kg, thân máy bay dài 4 mét, rất có thể được làm bằng sợi carbon, titan và nhôm; nó được trang bị một cánh quạt hai cánh có đường kính 4,6 mét, khoang bụng và thiết bị hạ cánh trượt tuyết hai chiều không thể thu vào. Máy bay không người lái UMS Skeldar có tốc độ tối đa 150 km/h và trần bay 3000 mét.
Những cải tiến về động cơ và quản lý nhiên liệu đã giúp giảm 10 kg trọng lượng so với V-200B trước đó, đồng thời tăng thời gian bay lên 5,5 giờ với tải trọng mục tiêu từ 45 kg trở lên bằng cách giảm thời gian bay trên không. Những cải tiến khác bao gồm một liên kết dữ liệu mới, cấu hình điện của tàu được cập nhật và hệ thống tám camera để phát hiện trực quan và phạm vi có thể theo dõi các mục tiêu lên đến 20 dặm theo mỗi hướng. Nó cũng có thể được trang bị ăng-ten mảng theo pha cho phép truyền hình ảnh thời gian thực đến người điều khiển.
V-200, một phát ngôn viên của UMS Skeldar cho biết, "bao gồm một động cơ nhiên liệu nặng Hirth Engines có thể chạy bằng nhiên liệu Jet A-1, JP-5 và JP-8, một trong những lợi thế chính cho ngành hàng hải."
Theo ông, nền tảng V-200 yêu cầu bảo trì ít hơn và có tính linh hoạt về chức năng tương đương với các tùy chọn loại máy bay và trực thăng khác trong cùng loại trọng lượng. “Máy bay không người lái V-200 tương thích với tiêu chuẩn STANAG-4586, tiêu chuẩn đủ điều kiện cho UAV sử dụng trong quân sự và tích hợp với các hệ thống khác,” ông nói thêm. "Chúng tôi cũng đã suy nghĩ rất nhiều về việc tích hợp dễ dàng với nhiều hệ thống quản lý chiến đấu, bao gồm Hệ thống tác chiến trên biển Saab 9LV, cung cấp khả năng chỉ huy và kiểm soát cho các nền tảng ngoài khơi ở mọi quy mô, từ tàu chiến và tàu tuần tra cho đến tàu khu trục nhỏ. và hàng không mẫu hạm."
Trong khi đó, công ty Schiebel của Áo đã phát triển loại máy bay trực thăng Camcopter S-100 LHC, được trang bị cánh quạt hai cánh có đường kính 3,4 mét và thân máy bay chịu tải bằng sợi carbon được sắp xếp hợp lý có kích thước 3,11x1,24x1,12 m (chiều dài, chiều rộng, chiều cao tương ứng).
Thiết bị có trọng lượng cất cánh tối đa 200 kg, có thể chở tối đa 50 kg hàng hóa cùng 50 kg nhiên liệu. Động cơ quay cho phép bạn bay với tốc độ lên tới 102 km / h với trần bay thực tế là 5500 km. Với tải trọng mục tiêu là 34 kg, thời gian bay là 6 giờ, nhưng khi lắp thêm thùng nhiên liệu ngoài thì thời gian bay tăng lên 10 giờ.
Theo Schiebel, các tải trọng giám sát hàng hải điển hình bao gồm trạm quang điện tử L3 Harris Wescam, camera Overwatch Imaging PT-8 Oceanwatch để quét các khu vực rộng lớn và phát hiện các vật thể nhỏ và bộ thu hệ thống nhận dạng tự động.
Người phát ngôn của công ty cho biết: “Nền tảng S-100 lý tưởng cho các môi trường ngoài khơi do quy mô và hậu cần tối thiểu của nó. “Kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ của nó có nghĩa là nó có thể dễ dàng điều động, cất giữ và bảo dưỡng trong các nhà chứa tàu… một nhà chứa tàu khu trục nhỏ điển hình có thể chứa tới 100 máy bay không người lái S-35, cùng với một máy bay trực thăng có người lái cỡ lớn thông thường”. Nền tảng này cũng đã được tích hợp với 50000 loại tàu khác nhau, đã ghi lại hơn XNUMX giờ bay.
Máy bay trực thăng Camcopter S-100 được mua theo chương trình Dự án nhỏ của Hải quân Úc năm 1942, nhằm đáp ứng nhu cầu của hạm đội nước này về một tàu trung gian LHC. Hơn nữa, theo một chương trình riêng, một UAV phù hợp sẽ được lựa chọn để tích hợp với 12 tàu tuần tra ven biển, hai chiếc đầu tiên đang được đóng tại nhà máy đóng tàu ASC. Sau đó, một loại UAV khác sẽ được lựa chọn để trang bị cho XNUMX khinh hạm dự án Hunter sẽ được đóng cho Hải quân Australia.
Schiebel thông báo vào tháng 2015 năm 100 rằng họ đã hoàn thành thử nghiệm động cơ nhiên liệu nặng cho trực thăng Camcopter S-100. Việc tinh chỉnh hệ thống đẩy S-100 dựa trên động cơ pít-tông quay thương mại dẫn đến giảm trọng lượng do hệ thống ống xả được nâng cấp, bộ điều khiển động cơ mới và pin mới. Động cơ cho phép S-5 sử dụng nhiên liệu JP-XNUMX, loại nhiên liệu có điểm chớp cháy cao hơn xăng hàng không.
Công ty đang nâng cấp nền tảng S-100 chủ yếu để mắt đến các hành động chung (tương tác) của các nền tảng có người ở và không có người ở và việc phân phối trong phần cuối cùng. Vào tháng 2018 năm 145, có thông báo rằng họ đang hợp tác với Airbus Helicopters trong một cuộc trình diễn các hoạt động chung liên quan đến một máy bay trực thăng phi hành đoàn H100 và một UAV S-145. Theo Schiebel, trạm điều khiển mặt đất của máy bay không người lái đã được lắp đặt trên H-5, cho phép đạt được tương tác Cấp độ XNUMX bằng cách chuyển toàn bộ quyền điều khiển máy bay không người lái cho người điều khiển trên trực thăng, bao gồm cả việc phóng và quay trở lại.
Tải mục tiêu mới
Tải trọng mới cho UAV mở rộng phạm vi nhiệm vụ cho UAV hàng hải và vượt ra ngoài các hoạt động trinh sát và giám sát. Ví dụ, L3 Harris đang phát triển hệ thống phân tán sonobuoy SDS (Sonobuoy Dispenser System), được thiết kế để nhanh chóng chuyển đổi nhiều loại máy bay khác nhau để chống lại tàu ngầm.
SDS đã sử dụng kinh nghiệm tạo ra các hệ thống khí nén SRL (Sonobuoy Rotary Launch) và SSL (Sonobuoy Single Launch) cho máy bay tuần tra chống ngầm và chống tàu ngầm đa năng P-8A Poseidon của Lockheed Martin.
Trung tâm của SDS là Ống phóng mô-đun (MLT), mà công ty mô tả là "một trạm phóng tùy chỉnh để phóng một phao cỡ A từ hộp phóng LAU-126/A tiêu chuẩn." Công ty cũng đã phát triển một bộ nâng cấp phóng song song cho phép thùng chứa LAU-126/A cỡ A chấp nhận hai phao cỡ F hoặc G.
MLT là hệ thống chất tải bên ngoài với khóa lưỡi lê kiểu xoắn để gắn phao có trọng lượng chết khoảng 4,5 kg. Nó được trang bị cảm biến hiện diện phao để đảm bảo bắt và phóng tự tin, phao được đẩy ra dưới áp suất tải trong hệ thống từ 70 đến 105 kg/cm2.
Theo L3 Harris, một hệ thống SDS có thể bao gồm bất kỳ số lượng đường ray MLT nào, bộ kích hoạt khí nén tích điện từ mặt đất và bộ điều khiển điện tử với giao diện loại 1/2 phổ quát qua giao diện MIL-STD-1760. Tất cả các thành phần này có thể được tích hợp vào một thùng chứa bên ngoài đặc biệt.
Công ty nhận thấy sự quan tâm ngày càng tăng trên thế giới đối với UAV cho các cuộc tuần tra hàng hải tầm xa và tầm xa như một sự thay thế hợp lý cho các máy bay tuần tra đắt tiền, chẳng hạn như máy bay R-8A. Tuy nhiên, họ lưu ý những hạn chế tiềm tàng của khái niệm SDS, do máy bay chống ngầm, chẳng hạn như R-3 và R-8A, có thể mang theo lần lượt 87 và 126 phao.
Uttra Electronics cũng đang phát triển khái niệm ống nhỏ giọt tự động SMP (Sonobuoy Mission Pod) của riêng mình, nó cung cấp cho máy bay không người lái và có người lái.
Theo công ty, SMP có thể được gắn trên một điểm cứng bên ngoài theo tiêu chuẩn MIL-STD-2088, điều này sẽ cho phép các nền tảng hiện có được chuyển đổi cho các nhiệm vụ chống tàu ngầm. Hệ thống SMP có thể chứa 25 đến 63 phao kích thước G và F để phù hợp với sức chứa của các nền tảng lớn và nhỏ.
Hệ thống được thiết kế để hoạt động ở độ cao lên tới 10 km với tốc độ bay lên tới 150 hải lý/giờ. Nó có thể thả phao trong khoảng thời gian 2,5 giây và tương thích với một số mẫu phao Ultra Electronic bao gồm ALFEA (Âm thanh điện tử tần số thấp chủ động) và HIDAR (Phạm vi năng động tức thì cao) và Mini HIDAR.
Mặc dù ngày nay UAS trên đất liền khá phổ biến, nhưng ngày nay việc triển khai các hệ thống như vậy trong lĩnh vực hàng hải đang diễn ra ở quy mô nhỏ hơn. Tuy nhiên, tình hình dường như đang dần thay đổi khi lực lượng hải quân, lực lượng bảo vệ bờ biển và các tổ chức an ninh hàng hải khác ngày càng hiểu rõ hiệu quả của các máy bay không người lái MALE và HALE có thể bổ sung cho các nền tảng có người lái trong hoạt động tuần tra biển và các hoạt động khác, hoặc nếu có thể, được sử dụng như các quỹ riêng biệt.
Ngày càng có nhiều mối quan tâm đến khả năng tuần tra trên không thường xuyên của các tàu hàng hải, nhưng vẫn còn một số vấn đề cần được giải quyết. Ví dụ, trên những con tàu nhỏ hơn không có đủ không gian trên boong, việc sử dụng máy bay như vậy kết hợp với máy bay trực thăng có người lái thường bị giới hạn trong tình huống “hoặc-hoặc”, khi quá trình phóng và quay trở lại phải được sắp xếp và phối hợp cẩn thận về thời gian để các máy bay không người lái ở trên không lâu hơn mức cần thiết trong khi chờ boong tàu được dọn sạch. Nó cũng làm phức tạp việc trả lại các bệ bị hư hỏng trong trường hợp boong bị chiếm đóng và không thể bỏ trống do trường hợp khẩn cấp.
tin tức