Ubemannet frihet
Analyseselskapet Teal Group spår en betydelig økning i produksjonen av ubemannede luftfartøyer (UAV), på grunn av deres utbredte adopsjon og en kraftig økning i etterspørselen etter neste generasjons angrep UAV i løpet av de neste 10 årene eller så.
I sin siste markedsundersøkelse, publisert i november 2017, anslår selskapet en økning i den årlige produksjonen av UAV fra 4,2 milliarder dollar (heretter, hvis ikke spesifisert, er alle finansielle indikatorer i dollar) i 2017 til 10,3 milliarder dollar. I 2026, med totale utgifter for denne perioden på rundt 80,5 milliarder dollar, mens utgifter til militær forskning i denne sektoren vil øke dette tallet med ytterligere 26 milliarder dollar.
"Økt etterspørsel etter langdistanse høyhøyde systemer, for væpnede UAV, utvikling av neste generasjons kamp ubemannede systemer og nye områder som missilforsvar fortsetter å drive markedet," sa Philip Finnegan, medforfatter av Teal Group studere.
Studieforfatter Steve Zaloga sa at de forventer at USA vil bruke 57 prosent av alle globale utgifter til forskning, utvikling og testing av disse teknologiene og omtrent 31 prosent av globale militære dronekjøp. Han la til at det relativt store antallet skyldes fokus på store, dyre systemer i det amerikanske markedet, selv om veksten i andre regioner, for eksempel Asia-Stillehavet, er raskere. I sin globale markedsundersøkelse fra april er estimater fra Global Market Insights (GMI) stort sett i tråd med Teals forventninger. Hun anslår den globale markedsstørrelsen i 2016 til 5 milliarder, men forventer at det årlige markedsvolumet vil nå 13 milliarder tidligere, i 2024. Selv om militære UAV -flåter vokser rundt om i verden, driver USA fortsatt 70 prosent av det totale antallet kjøretøyer. I følge GMI brakte militære ordrer bransjen over 85 prosent av de totale inntektene i 2016, og salget av helikoptertype UAVs samme år brakte mer enn 65 prosent av bransjens totale inntekter.
Eksplosiv vekst
GMI spår en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på mer enn 12 prosent fra 2017 til 2024 og en flåtestørrelse på mer enn 18 000 enheter ved slutten av denne perioden, selv om det ikke er klart hva “stykker” betyr, et enkelt kjøretøy eller ubemannede systemer, som kan omfatte flere enheter. Når det gjelder Asia-Stillehavsregionen, forventes markedet å vise en CAGR på omtrent 17 prosent i samme periode.
Andre forventede trender inkluderer en CAGR for hybrid UAV -markedet (en kombinasjon av vertikal start og landing med horisontal flytur) på mer enn 15 prosent og en CAGR for det autonome UAV -markedet på over 18 prosent, ifølge GMI.
Attraktiviteten til vertikal start og landing er åpenbar, spesielt hvis kjøretøyene kan ta av og lande automatisk, siden det blir lettere å jobbe med UAV i lukkede rom og fra skjulte posisjoner, er prosessen med å starte og returnere forenklet, et mindre område er påkrevd osv. Som med bemannede fly begrenser imidlertid vertikal start og landing alltid hastighet, rekkevidde og bæreevne.
Hybridløsninger av forskjellige typer kommer inn på markedet, hvorav mange kombinerer en propell drevet av en forbrenningsmotor for cruising og fire eller flere vertikalt monterte propeller for vertikale flymoduser. Mer avanserte og komplekse design bruker løsninger som svingvinger, tilt -push eller pull -propeller, eller til og med halelandinger for å minimere tapet av nyttelast på grunn av tillegg av et ekstra fremdriftssystem som ikke brukes i de fleste applikasjoner.
Konseptet "autonom UAV" er litt uklart, men de fleste enhetene som produseres i dag har et eller annet nivå av autonomi, kan fly på forhåndsprogrammerte ruter, etter mellomliggende punkter, og automatisk bruke nødmoduser, for eksempel i ved tap av kommunikasjon eller utladning av batteri. Ved å gjøre det utvikles mer avanserte evner, for eksempel kollisjonsdeteksjon og unngåelse, gruppefly og oppgavefølging. Autonomi, sier rapporten, blir en stadig viktigere faktor i markedsutviklingen.
Fokuser utenfor synsfeltet
Studien spår også at droner som er i stand til å operere i områder utenfor synsfeltet i perioden vil bli mer enn 67 prosent av markedet, mens kjøretøyer med en maksimal startvekt på 25 til 150 kg vil fange mer enn halvparten av markedet. Betydningen av større UAV -er vil også øke. I løpet av rapporten er det forventet en CAGR på om lag 11 prosent for kjøretøyer med en bæreevne på 150 kg eller mer.
Selv om oppgavene til UAVer som tilhører statlige militære strukturer hovedsakelig reduseres til rekognosering, observasjon og informasjonsinnhenting, væpnet rekognosering og andre kampoppdrag, har ikke-statlige aktører, for eksempel Den islamske staten (forbudt i Russland), lykkes med å tilpasse seg kommersielt tilgjengelige droner for å slippe mørtelgruver, modifiserte granater og annen improvisert ammunisjon.
Betydningen av UAV -er i rekognoseringsoppdrag fortsetter å vokse parallelt med fremskritt innen sensorteknologi, fra optoelektronikk til innsamling og støtte av informasjon via radar og elektroniske midler, og med forbedring av maskinlæring og kunstig intelligensalgoritmer, som hjelper operatører og analytikere å hente ut den nødvendige informasjonen fra den enorme datastrømmen, og som et resultat gjør det det lettere for sjefer å ta beslutninger.
Økt oppmerksomhet har begynt å bli gitt til oppgavene med å beskytte grenser og sikre sikkerhet. Mange land fortsetter å militarisere grensene sine for å inneholde mulige migranter og flyktninger og terrorister og kriminelle som har lurket blant dem. Av de ovennevnte årsakene øker også betydningen av maritim patruljering, i tillegg til det mer tradisjonelle behovet for å beskytte rikdommen til deres eksklusive økonomiske soner.
Omfattende patruljearealer og oppdrag som varer i mange timer bidrar til den økende populariteten til UAV -er i kategoriene HALE (High Altitude Long Endurance) og MALE (Medium Altitude Long Endurance), som nærmer seg bemannede fly. Imidlertid er det også en økning i popularitet i sektoren for små biler, en fremtredende representant for dem er Black Hornet nano-UAV fra FLIR Systems. Dette mini-apparatet med roterende vinger i håndflaten har en rekkevidde på 2 km og en flyvetid på 25 minutter, noe som er nok til at avmonterte infanteri eller spesialstyrker kan se seg rundt hjørnet, inn i rommet eller over den nærmeste bakken.
Gruppe logisk
Mellom de ekstreme medlemmene - UAVer i HALE -kategorien, for eksempel Global Hawk og nanodevices av typen Black Hornet - er det andre kategorier (fra små til store): mini, liten størrelse taktisk, taktisk MALE pluss, i sine egne kategorier, skipsbaserte vertikale start- og landingssystemer og eksperimentell sjokk-UAV. Selv om disse kategoriene brukes av den amerikanske industrien, har militæret parallelt alltid hatt sin egen systematikk, som som regel var basert på et "rang" -system, men ble endret til et system med fem grupper basert på en kombinasjon av maksimal startmasse (MVM), driftshøyde og hastighet.
Gruppe 1 inkluderer kjøretøyer med MVM opptil 9 kg og driftshøyder på opptil 366 meter over bakkenivå, det vil si nano-, mikro- og mini-UAV. Et eksempel er Raven og Wasp -dronene fra AeroVironmerit.
For gruppe 2 er de relevante tallene: 21,55 kg (9,5-25 kg), 1067 meter (3500 fot) og hastigheter opp til 250 knop (463 km / t); for eksempel ScanEagle fra Boeing Insitu.
Gruppe 3 inkluderer UAVer som kan sammenlignes med AAIs RQ-7B Shadow, Boeing Insitu's RQ-21B Blackjack og NASCs RQ-23 Tigershark, som veier 55 til 1.320 pounds (599 kg), driftshøyder opp til 18.000 fot (5.500 meter) og mer. samme hastighet som UAV fra gruppe 2.
Gruppe 4 inkluderer biler over 599 kg, men med samme driftshøyder som gruppe 3 -biler, men ingen fartsgrenser. Gruppe 4 inkluderer for eksempel MQ-8B Fire Scout fra Northrop Grumman. MQ-1A / B Predator og MQ-1C Gray Eagle fra General Atomics.
Til slutt veier gruppe 5 UAV -er over 1320 pund og flyr vanligvis over 18 000 fot i hvilken som helst hastighet. Disse inkluderer MQ-9 Reaper fra General Atomics, RQ-4 Global Hawk og MQ-4C Triton fra Northrop Grumman.
Drone -utgifter
USA øker sine utgifter til alle typer ubebodde systemer og tilhørende teknologier, men luftsystemer dominerer så langt Forsvarsdepartementets budsjettforespørsel for 2019. Departementet ber om anslagsvis 9,39 milliarder dollar, som inkluderer finansiering for nesten 3500 nye ubebygde luft-, land- og sjøbiler, opp fra 7,5 milliarder dollar tildelt for 2018.
I forespørselen for 2019 blir det bedt om 6,45 milliarder for UAV -systemer, 982 millioner for maritime systemer, 866 millioner vil bli bevilget til teknologi knyttet til autonome evner, inkludert gruppeflyvninger, og til slutt vil det bli bevilget 429 millioner til bakkekjøretøyer. Departementet erkjenner mulighetene til potensielle og virkelige motstandere, og ønsker også å bruke over en milliard dollar på anti-drone-teknologi, inkludert et skips laser.
Rapporten, publisert av UK Drone Research Center, fremhevet finansieringsforespørselen for 1618 Switchblade -ammunisjon fra Aero Vironment. Switchblade -loitering -ammunisjonen utvisker linjene mellom UAV -er og guidede missiler. Den bemerker også at finansiering for MQ-9 Reaper-droneprogrammet beholdt statusen til linjen med det største beløpet i forespørselen, som økte med mer enn 200 millioner til 1,44 milliarder, og at bevilgningen på mer enn 500 millioner dollar til FoU av den transportørbaserte tankskipsdronen MQ-25 Stingray er den største enkeltøkningen i forsvarsdepartementets utgifter til ubemannede systemer. Rapporten bemerker også at Pentagon har bedt om ytterligere midler til kunstig intelligensarbeid kjent som Project Maven, samt finansiering for ny forskning innen autonomi og kunstig intelligens.
Den kraftige økningen i antall ubemannede systemer, som allerede nevnt, er ikke helt det amerikanske militærets fortjeneste. For eksempel har India lansert et anbud om kjøp av 600 mini-UAVer for infanteribataljoner som tjener på grensene til Pakistan og Kina.
I rapporten bemerket GMI at Kina har fanget mer enn halvparten av UAV-markedet i Asia-Stillehavsregionen, drevet av store investeringer fra den kinesiske regjeringen, som fokuserer på å utvide sin egen forskning, utvikling og produksjon. Produksjonen av CH-5 Rainbow-systemet er to ganger billigere enn den nesten like amerikanske MQ-9 Reaper.
Dumme, skitne og farlige oppdrag forblir brødet og smøret til UAV -er, men omfanget av disse oppdragene utvides ettersom militæret i mange land prøver å utvide grensene for sine evner.
Lovende reisemål - du har aldri sett noe lignende
Det er et gammelt ordtak om at ny teknologi uunngåelig vil begynne å bli brukt på måter som deres oppfinnere og utviklere aldri hadde forestilt seg. Dette gjelder utvilsomt også droner. Mange militært personell, som har blitt bedre kjent med dem, finner bedre måter å bruke dem på for å øke sikkerhetsnivået for seg selv og sine kolleger, samt kommandoenivå over situasjonen. Antall tilfeller når soldater drar på misjon "blindt", reduseres nå kraftig.
En av de åpenbare måtene å finne nye utfordringer for UAV -teknologier er å tilby disse teknologiene til militæret, etter en stund be dem komme med ideer og eksperimentelt teste de foreslåtte løsningene.
Uplanlagte oppgaver
Noen ganger oppstår nye roller og oppgaver for UAV -er fra bevisstheten om ulikhet i muligheter, som må utjevnes så snart som mulig, i forbindelse med at retningen til hovedutviklingsprogrammet er radikalt i endring. Dette er det som skjedde med MQ-25 Stingray transportbaserte tankskip fra den amerikanske flåten, som ifølge UCLASS-programmet (Unmanned Carrier-Launched Airborne Surveillance and Strike) opprinnelig ble utviklet som en rekognoserings- og / eller streikeplattform. Den nye F-35 Lightning II-jagerflyet har ikke nok rekkevidde uten tanking, slik at hangarskip kan holde seg utenfor rekkevidden av moderne våpensystemer, for eksempel avanserte anti-skipsmissiler, som i økende grad blir utplassert av potensielle motstandere som Kina og Russland. Det nye stealth-flyet MQ-25 kan erstatte eksisterende tankskip, som ikke er skjult nok til å komme nær fiendens luftforsvarssystemer. Dette vil tillate F-35 jagerfly å utvide rekkevidden for å slå dypt inn i fiendens forsvar.
I februar 2016 kunngjorde den amerikanske marinen sin beslutning om å erstatte UCLASS-programmet med CBARS (Carrier Based Aerial Refueling System) -programmet, som vil opprette et tankstasjonstankskip i størrelse Hornet med noen rekognoseringsevner. Alle andre oppgaver som er planlagt av UCLASS -prosjektet, inkludert trommer og et kommunikasjonsrelé, ble utsatt for et mulig fremtidig alternativ. I juli 2016 mottok dronen betegnelsen MQ-25 Stingray.
Som et resultat av analysen av ulikhet i muligheter, ble en annen ny oppgave for UAV identifisert, men ikke ny for bemannet luftfart. Dette er en luftbåren tidlig varslingsradar (AWACS) for taktiske grupper av bakkestyrker og luftfart fra Marine Corps MAGTF (Marine Air Ground Task Force), som ikke har støtte fra et hangarskip streikegruppe og tidlig oppdagelsesfly E-2D Hawkeye. I fremtiden er det ikke utelukket at MAGTF -grupper vil opptre i en vanskelig kampsituasjon uten støtte fra et hangarskip i oppgaver som distribuert maritim operasjon, kystoperasjoner og ekspedisjonsoperasjoner.
Luftbåren radardeteksjon
I denne forbindelse ble AWACS identifisert som en topp prioritetsoppgave for MUX -programmet (MAGTF UAS Expeditionary - et ekspedisjonelt ubemannet luftfartøy for MAGTF -gruppen). Andre topprioriterte oppgaver inkluderer rekognosering og overvåking, elektronisk krigføring og videresending av kommunikasjon, mens offensiv luftstøtte blir sett på som en andre prioriterte oppgave, som kan være ubevæpnet, bestående i å utstede målkoordinater for målretting av våpen som lanseres fra andre plattformer. Lasteskortering og transport er fjernet fra oppgavelisten for dette konseptuelt nye VTOL / VTOL / kort start / vertikal landing UAV -prosjektet.
Et system med lignende egenskaper er ganske enkelt designet for å fungere med amfibiske angrepsskip. Hvis kravet til marsjfart på 175-200 knop passer inn i helikopterets evner, kan kravet om patruljetid på 8 timer på 350 nautiske mil fra skipet føre til en løsning i form av en tiltrotor, en plattform med roterende vinger og propeller i en ringkappe, eller en landingsplattform med cruisefly i flymodus.
Selv om en stor og kraftig radarstasjon først og fremst er knyttet til AWACS -oppgaver, kan forskjellige sensorer og kommunikasjonsutstyr installeres på MUX -enheten som målbelastning. Alle kan kobles til et nettverk for å overføre informasjon til skipets operative senter, samt integrere med flybårne marine- og grunnangrepsmidler. Den åpne arkitekturen til det fremtidsrettede systemet vil tillate introduksjon av de "siste fremtidsrettede" teknologiene like før enheten når den første beredskapen i 2032. Etter sigende vil den estimerte kostnaden for en enhet være mellom $ 25 millioner og $ 30 millioner.
Vertikal start og landing i høy hastighet er også temaet for det innovative DARPA-konseptet, opprinnelig introdusert i 2009 som Transformer X. Det utvikles for tiden av Lockheed Martin og Piasecki Aircraft til et demonstrasjonssystem i full skala som kan levere små, isolerte kampgrupper og utføre andre oppgaver, inkludert oppgavene til MUX -plattformen som den er en potensiell kandidat for.
Dreieskjerm, motor med deksel
ARES -prosjektet (Aerial Reconfigurable Embedded System) er bygget rundt en UAV med svingbare vinger og propeller i ringformede fairings, som er i stand til å bære en rekke mållaster, fra overvåkings- og rekognoseringsutstyr til konvensjonell last og sårede soldater, med et tilstrekkelig nivå av autonomi, slik at du trygt kan velge dine egne landingssteder uten operatørinnblanding.
DARPA kaller ARES en VTOL -flymodul med fremdriftssystem, drivstoff, digital flykontroll og fjernkommando- og kontrollgrensesnitt. Det operasjonelle konseptet sørger for flyging av en flygende modul mellom basen og målpunktene for levering og retur av funksjonelle spesialiserte moduler av flere typer.
Under presentasjonen for spesialister ga Piasecki mer detaljert informasjon om ARES -prosjektet. Den taktiske transportmodulen ble vist, som så ut som et slags fireseter lett kjøretøy av spesialstyrkene. Det ble også presentert en lastebeholder på hjul og en container utviklet på grunnlag av evakuering av sårede. Den tredje presenterte modulen er beregnet på introduksjon og evakuering av spesialstyrkegrupper og ligner den fremre delen av flykroppen til et angrepshelikopter på et skid, hvor en optisk-elektronisk stasjon for visningsrekognosering og et våpentårn kan installeres. Den siste modulen i form av en langstrakt flykropp med en vertikal hale med en radar på toppen var utstyrt med et trehjulssykkel, to hjul foran og ett på halen; den optisk-elektroniske stasjonen installert i baugen så utover større enn stasjonen på spesialstyrkemodulen. Denne modulen er designet for rekognosering og brannstøtteoppdrag.
Med en nyttelast på over 1360 kg kan dette kjøretøyet bære 4x4 militære kjøretøyer. Selve flyet kan transporteres med disse bilene på veier og til og med terreng. DARPA bemerker at nyttelasten er mer enn 40 prosent av startvekten, noe som gir en omtrentlig øvre grense på 3400 kg.
Siden propellbladene er beskyttet av ringformede dyser, er enheten i stand til å operere på steder som er halvparten av de som kreves for små helikoptre, for eksempel Boeing AH6 Little Bird. Selv om den i utgangspunktet vil fungere som et typisk ubemannet kjøretøy, er utviklingen av semi-autonome flynavigasjonssystemer og brukergrensesnitt som gir mulighet for valgfritt bemannede flyvninger ikke utelukket i fremtiden.
Alternative overganger
Tilpasningsevne er hovedtemaet for futuristiske UAV -konsepter og presenteres på mange forskjellige måter. BAE Systems viste i september i fjor sin felles utvikling med studenter ved Crenfield University - konseptprosjektet Adaptable UAV, som bruker en innovativ metode for å bytte mellom flyging i fly- og helikoptermoduser og en innovativ bom for oppskyting og retur av droner.
Selskapet presenterte en kort video av utplassering av en sverm av droner for å undertrykke fiendens luftforsvar. UAV-operatøren angriper oppskytingsposisjonen til overflate-til-luft-missiler og gir kommandoen til enheten om å slippe beholderen med fallskjerm, hvoretter den åpnes som et skall og slipper seks droner. som tar form av en toroid med brede, lett avsmalnende vinger med propeller i forkantene. De sklir ned en bom festet i midten av beholderen og flyr ut i flymodus for å søke og ødelegge målene sine, som fjernstyrer missilskyttere. Ved å fordele mål seg imellom, deaktiverer de dem midlertidig i det som mest sannsynlig er en skumstråle som dekker sensorene.
Etter å ha fullført oppgaven, returnerer de til en annen bar, montert på tårnet på tanken, som ligger i trygg avstand. Kort tid før de returnerer, bytter de til et helikopterfly ved å snu en av propellene fra vingens forkant til baksiden, noe som tvinger UAV til å rotere rundt sin vertikale akse. Så senker de farten, svever over baren og "sitter" på den en etter en. Videoen viser også, som et alternativ, deres retur på samme måte til ubåten som dukker opp.
Overgangen mellom de to operasjonsmåtene kan kreve adaptiv flykontrollprogramvare, mens avansert autonomi vil tillate dem å tilpasse seg raskt skiftende situasjoner på den fremtidige slagmarken, operere i en svermmodus for å villede avansert luftvern og operere i komplekse byrom.
Lanserings- og returbommen gjør at de tilpasningsdyktige UAV -ene kan operere fra et stort utvalg lanseringsplattformer i utfordrende miljøer som sannsynligvis vil være overfylt med mennesker, kjøretøyer og fly. BAE Systems sier bommen begrenser UAVs laterale bevegelse slik at sterk vind ikke kan slå dem ned og reduserer derfor risikoen for skade på mennesker i nærheten. Bommen er gyrostabilisert for å sikre sin vertikale posisjon, selv om lastebilen står i en skråning eller skipet svinger på bølgene.
Laget på forespørsel
Et annet program for DARPA og US Air Force, kalt FMR (Flying Missile Rail - flying missile guide), løser et lignende problem. FMR vil være i stand til å løsne fra et kampfly som en F-16 eller F / A-18 og fly fremover til et målpunkt hvorfra den kan starte et AIM-120 AMRAAM luft-til-luft-missil. Grunnhastigheten til skinnen er Mach 0,9 og flytiden er 20 minutter; den må kunne fly gjennom de valgte mellompunktene. I tillegg må den kunne skyte opp en rakett mens den er festet til et fly.
Denne ideen ser ut som lite mer enn bare en ordning for å øke rekkevidden av AMRAAM -missiler, mens kravet om å utvikle en prosess for produksjon på forespørsel med en hastighet på opptil 500 stykker per måned viser at avansert produksjonsteknologi er like viktig som selve enheten og dens operasjonelle konsept.
DARPA anbefaler å slå seg sammen mellom flydesignere og produsenter, og understreker at begrepet "rask produksjon" ikke betyr noen spesifikk prosess. Det endelige målet er å sikre at alle materialer for FMR er tilgjengelig på produksjonsstedet, alle komponenter og utstyr er kjøpt på forhånd, levert til ett sted og lagret i påvente av montering. Ideen fikk navnet "en plante i en eske". Det vil si at alle råvarer, råvarer, CNC -maskiner, presser, sprøyteboder, elektronikk, kabler, etc., må kjøpes, transporteres og lagres i flere modifiserte fraktbeholdere. I tillegg bør et team av spesialister opplæres til periodisk å teste hele produksjonsprosessen, noe som vil være mulig takket være den årlige tilførselen av små mengder FMR -fly til deponier.
FMR -programmet er delt inn i tre trinn. Den første vil evaluere design og produksjonsteknologi for enheter fra konkurrerende grupper. I den andre fasen vil de to utvalgte gruppene demonstrere kjøretøyene sine, inkludert kontroll av tilknytningen til F-16 og F / A-18 flyet, deres produksjonsprosesser, pluss de tilhørende risikoene. Den tredje fasen vil demonstrere "rask produksjon" og flytester av FMR -enheten.
Men det viktigste er at hele tilnærmingen skal gjelde ikke bare for FMR, men også for nye raskt utformede systemer. Hvis det lykkes, kan dette konseptet gjøre fremtiden for ubemannede systemer veldig lovende, og potensielt frigjøre militærets kreativitet, slik at de kan lage sine egne verktøy, tilpasset deres oppdrag.
