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快速阅读: 据《商业内幕》称,美军研究用无人机向受损军舰运送维修物资。PteroDynamics的可变翼设计获465万美元合同扩展,有望降低运输成本并减少资源浪费。海军希望找到更简单的创新方案,满足在复杂环境下的精确投送需求。
美国海军正在研究使用无人机向受损战舰运送关键维修物资。蓝水海上物流无人系统项目正在探索创新的垂直起降(VTOL)设计方案。
近期,PteroDynamics公司独特的可变翼设计获得了465万美元的合同扩展。海军想知道,大约摩托车大小的无人机是否能够完成目前其大型有人驾驶工作马直升机和倾转旋翼飞机所执行的任务——将关键维修物资运送到受损战舰上。对于失去战斗力的战舰所需的紧急维修部件,如电路板、O形圈或泵,大约有一半的重量不到一磅。目前的运输方式浪费燃料和其他资源,并对军事海运司令部的H-60和V-22飞机造成了大量不必要的损耗。
对于这项任务而言,无需使用重型有人驾驶飞机。至少目前尚未有经过验证的替代方案。解决这个问题——即海军蓝水海上物流无人系统项目的主要焦点——是像科罗拉多州PteroDynamics公司这样的国防技术公司的重大机遇。
“有些东西很重要,需要送到难以到达的地方,必须快速到达,时间敏感,而且人们今天为此支付了大量资金。”PteroDynamics首席执行官马修·格拉齐克告诉《商业内幕》。
去年,PteroDynamics与海军合作,在环太平洋海军演习期间测试了可变翼设计。
该公司最近从海军航空系统中心飞机部门获得了465万美元的合同扩展,用于开发其创新的可变翼飞机设计,使合同总额超过了700万美元。新资金将用于开发新型号P5。
多家公司为蓝水无人系统项目贡献了想法,其中许多是经典设计的变体。可变翼作为一种“活动翼”设计,是独一无二的。
“这是一个非常有趣的设计,”蓝水项目负责人比尔·马基奥内告诉BI,他解释说,海军在评估无人垂直起降(VTOL)设计时,希望找到工程和操作复杂性都较低的创新。
“这就是创新发生的所在,”他说,“它只是一个简单的线性作动器,基本上只是通过铰链活动机翼,而传统的固定翼推进器在垂直起降模式下变成了升力螺旋桨。”
“这就是创新发生的所在。”
早期的垂直起降(VTOL)飞机设计是直升机。后来出现了升力喷气机、尾座飞机和倾转旋翼机等设计。PteroDynamics现在已为其新设计申请专利,该设计在所有飞行模式中利用螺旋桨,并能将机翼折叠到机身周围。
其机翼在巡航阶段展开,在垂直飞行阶段折叠成类似四轴飞行器的结构,用于起飞和降落。
格拉齐克将这种可变翼设计称为“VTOL 3.0”。
这种可变翼设计与众不同,因为它打破了传统VTOL飞机设计的常规。
这种独特设计出自瓦尔·彼得罗夫之手,他是一位数学家、化学家和非线性动力学专家,曾在创办PteroDynamics前多年从事资产和资本管理工作。他并非航空工程师,但正如格拉齐克告诉BI的那样,他是一个“爱动手的人”。
“当你询问受过相关领域教育并从事该领域工作的人员如何解决问题时,他们会告诉你他们所学的方法,最终你得到的只是现有设计的一个变体,”格拉齐克说,“当你询问未受过相关领域教育或未从事该领域工作的人如何解决问题时,那里才是创新发生的所在。”
“这就是创新发生的所在。这就是彼得罗夫能够构思出这种不源自空客、洛克希德、雷神或波音的可变翼设计的原因。”
PteroDynamics的设计是否最终符合海军的需求还有待观察,但军方对此很感兴趣。
作为蓝水计划的一部分,海军正在与多家公司合作,研究和测试其他一些无人飞机设计,包括Skyways V2.6、ShieldAI的V-BAT以及Sierra Nevada公司的Voly-50等,这些设计都有各自的创新之处。
“世界正在发生变化。”
海军的蓝水无人系统技术开发项目多年前就开始了,起源于2018年的一项研究,该研究表明,由军事海运司令部飞机运送到船只上的所有关键维修物资中,约48%的重量不到16盎司,比普通水瓶还小。研究发现,76%的零部件重量不到10磅,90%的零部件重量不到50磅。
海军有兴趣确定是否可以使用重量低于330磅的垂直起降(VTOL)无人机来取代有人驾驶飞机执行这些交付任务。
无人机必须能够在混合电力和JP-5燃料的情况下往返飞行400海里,最终可能达到1000海里,携带50磅内部有效载荷,在没有支持设施和最少水手参与的情况下降落在移动的船上。
使用小型无人机可以大幅降低成本。每架西科斯基SH-60/MH-60海鹰直升机的成本超过3000万美元,且需要两名完全训练有素的飞行员。还需要考虑运行和维护成本。
无人机也需要具备一定的自主能力。
PteroDynamics预计,可变翼设计将成为一种30年的飞机设计,能够经受住这一技术领域的演变。
“这不是那种有人手持控制器操控飞机的情况,”格拉齐克谈到可变翼时说,“你只需在电脑上规划任务,一台笔记本电脑、一名操作员和一架飞机就足够了,然后将任务发送给飞机。按下开始按钮,它就会起飞、完成任务并降落。你无需再参与。”
“在一定程度上,它可以自行决策,”他说。
让无人机执行这种任务与亚马逊无人机交付完全不同。亚马逊不必担心对手试图击落它们或干扰通信。此外,也不需要在不可原谅的交付环境中降落在移动目标上。
“在船上的降落和围绕船只的工作并不简单,”MSC塔卢加集团主任约翰·布鲁宁告诉BI。
满足海军蓝水技术开发项目的严苛操作要求是一项复杂的科技挑战,海军正在与多家公司合作以应对这一挑战。该项目目前还不是正式项目,仍处于实验阶段。然而,这显然是军事技术的发展方向。
“世界正在发生变化,”格拉齐克说,“我们看到地缘政治在变化,战争的进行方式在变化,外交的方式也在变化,所有这一切都在变化。特别倾向于高容量、低成本的可消耗自主系统。”
他说,这里有着巨大的可能性,“逐步引入市场”是关键,“我们正试图利用这项革命性技术解决当今的问题。”
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