美国国防部选择六家公司生产下一代垂直起降无人机

2024 年 5 月 22 日,美国国防部下属的研发机构国防高级研究计划局 (DARPA) 宣布为其 AdvaNced airCraft 无基础设施发射和恢复 (ANCILLARY) 计划的下一阶段选择六种设计,该计划旨在开发 3 级 UAS VTOL X-PLANE。

入选的设计来自小型初创公司和成熟的航空航天公司:AeroVironment、Griffon Aerospace、Karem Aircraft、Method Aeronautics、Northrop Grumman 和 Sikorsky。

 

AdvaNced airCraft无基础设施发射和恢复(ANCILLARY)计划旨在将小型垂直起降(VTOL)无人驾驶航空系统(UAS)的能力提高三倍。该计划的重点是开发新的配置、推进系统和控制装置,以增加有效载荷重量和航程/续航能力,同时也消除了对无人机系统运行通常需要的大量基础设施的需求。

DARPA的辅助项目经理Steve Komadina概述了该项目的目标,其中包括使小型无人机系统能够在没有大型机械发射器和着陆/回收设备的情况下在海军舰艇上运行。这种能力旨在支持各种环境中的操作,包括船舶甲板和偏远的陆地位置,即使在恶劣的天气条件下也是如此。

 

该计划旨在允许从舰艇上发射小型无人机系统网络,提供超视距能力,例如发现、定位、跟踪和瞄准(F2T2)感兴趣的水面舰艇。虽然主要重点是支持海军和海军陆战队的任务,但其他军事部门,包括陆军、空军、特种作战司令部和海岸警卫队,都对这项技术在后勤、打击行动和其他特殊用途中的潜在应用表现出兴趣。

在Ia阶段,ANCILLARY团队探索了来自不同公司集团的概念设计,其中还包括Leidos,AVX Aircraft和Piasecki Aircraft。在辅助计划的1b阶段,六家被选中的公司将在十个月的时间里继续对X-plane演示器进行风险降低、详细分析和测试。此阶段涉及优化设计流程以及进行组件和配置悬停测试。在此阶段结束时,团队将提交第二阶段的竞争性提案,其中包括详细设计、制造和飞行测试。


AeroVironment

 

AeroVironment的产品线包括小型垂直起降无人机系统(如彪马)和弹簧刀游荡弹药系统。(图片来源:AeroVironment)

AeroVironment的产品线包括小型无人机系统,如Raven、Puma和Wasp,以及Switchblade游荡弹药系统。AeroVironment还增强了其现有无人机系统的运行能力。这包括开发与主要无人机平台集成的辅助系统,以提供改进的监视、通信链路和有效载荷选项等功能。目标是创建适应性更强的系统来满足各种任务要求,反映公司扩大其产品供应以应对新兴市场需求的战略。

AeroVironment已经开发了多种垂直起降技术,包括SkyTote,一种将垂直起降能力与固定翼效率相结合的混合无人机,可实现灵活的起降,以及纳米蜂鸟,一种专为监视而设计的小型垂直起降无人机。这些项目展示了该公司在为复杂操作场景创建垂直起降(VTOL)无人机系统(UAS)方面的经验,这是DARPA项目的主要要求之一。


格里芬航空航天

 

RedWing配备了四个用于垂直起降(VTOL)的电机和一个用于向前飞行的附加电机,可容纳高达5.5公斤的有效载荷。(图片来源:Griffon Aerospace)

Griffon Aerospace 由 Larry French 于 1995 年创立,总部位于阿拉巴马州麦迪逊市,专门从事无人机系统 (UAS) 的制造,包括无人机和空中目标。该公司还生产地面支持设备。Griffon Aerospace 已交付超过 6,000 架无人机,保持每月超过 100 架飞机的生产速度。该公司的产品扩展到飞机设计和分析、航空电子设备和有效载荷集成以及综合测试服务。

 

Griffon Aerospace 在垂直起降 (VTOL) 系统方面拥有丰富的经验,特别是通过开发专为远征作战而设计的 Valiant 和 RedWing 无人机系统。Valiant 具有适用于各种环境的垂直起降功能。此外,Griffon还参与了美国陆军的未来战术无人机系统(FTUAS)计划,其设计被选中用于重要的开发阶段。


卡雷姆飞机

 

为DARPA计划提交的Karem Bluebird是一种反向旋转,同轴最佳速度倾转旋翼(OSTR)飞机,具有高机翼,倒V型尾翼和碳复合材料机身,可容纳40马力的重燃料推进系统。(图片来源:Karem Aircraft)

Karem Aircraft 成立于 2004 年,开发先进的固定翼和旋翼飞机,专门生产高效倾转旋翼机。Karem Aircraft 的最佳速度倾转旋翼机 (OSTR) 技术将固定翼飞机的效率与直升机的悬停能力相结合。Karem Aircraft参与了各种VTOL(垂直起降)项目。过去值得注意的项目包括A160蜂鸟的开发,这是一种现在由波音公司拥有的无人驾驶飞行器。此外,Karem Aircraft 还为美国陆军的联合多角色技术演示 (JMR TD) 计划做出了贡献,支持未来垂直升降机 (FVL) 计划。

 

 

蓝鸟针对远距离的游荡耐力进行了优化,可以满足DARPA的辅助计划目标。Karem Bluebird 是一种反向旋转、同轴最佳速度倾转旋翼 (OSTR) 飞机,具有高机翼、倒 V 型尾翼和碳纤维复合材料机身,配备 40 马力重燃料推进系统。它通过刚性旋翼的控制能力实现船上操作所需的机动性。蓝鸟采用了近地自治系统,可从海军航运和严酷的地点起飞和降落。


方法航空

 

Method Aeronautics的团队之前曾参与Vanilla Aircraft,他们开发了VA001,这是一款翼展为36英尺,续航时间为10天的无人机,保持着长时间无加油飞行的记录,包括连续飞行超过8天。(图片来源:Vanilla Unmanned)

Method Aeronautics成立于2019年,专注于无人机(UAV)的开发、设计和测试。该公司的团队之前曾参与Vanilla Aircraft,开发了VA001,这是一款翼展为36英尺,续航时间为10天的无人机,保持着长时间不加油飞行的记录,包括连续飞行超过8天。Method Aeronautics提供从概念开发到飞行测试的服务,其领导层在空气动力学设计、系统工程和无人机项目管理方面拥有丰富的经验。

 

Method Aeronautics的团队在无人机和垂直起降系统方面拥有丰富的经验,特别是通过他们在Vanilla Aircraft VA001上的工作。这架无人机创下了内部动力飞行的续航记录,并展示了先进的长期飞行能力,为DARPA计划展示了有趣的能力。团队成员还参与了其他项目,如GlobalFlyer和Orion UAS,涉及空气动力学设计和扩展飞行能力,为辅助计划的新项目奠定了基础。


诺斯罗普·格鲁曼公司

 

诺斯罗普·格鲁曼公司的ANCILLARY演示器设计用于携带60磅的传感器有效载荷,可维持长达20小时的运行时间,任务半径为100海里。(图片来源:诺斯罗普·格鲁曼公司)

诺斯罗普·格鲁曼公司之前的垂直起降项目为DARPA计划奠定了坚实的基础。该公司此前已经开发并部署了多个自主垂直起降系统,包括海军首个大型海基垂直起降无人驾驶飞机系统MQ-8 Fire Scout。此外,诺斯罗普·格鲁曼公司还研究了高空长航时(HALE)RQ-4B全球鹰和MQ-4C Triton,这两种飞机都用于ISR任务。这些项目为诺斯罗普·格鲁曼公司提供了重要的技术专长,以实现DARPA为ANCILLARY计划设定的绩效目标。

 

诺斯罗普·格鲁曼公司的ANCILLARY演示器设计用于携带60磅的传感器有效载荷,可维持长达20小时的运行时间,任务半径为100海里。该系统用于情报、监视、侦察和瞄准 (ISR/T) 任务,支持远征和特种作战部队。它还将处理船到岸的物流任务,有效地过渡重要部件和供应品。这架飞机将能够在恶劣的天气条件下发射和恢复,而无需复杂的基础设施。


西科斯基

 

西科斯基的项目采用“旋翼吹翼”设计,利用螺旋桨冲刷机翼的气流来减少悬停期间的阻力并提高向前飞行期间的效率。(图片来源:西科斯基)

西科斯基是洛克希德·马丁公司的子公司,在垂直起降(VTOL)飞机的开发方面有着悠久的历史,尤其以其对全球军队使用的黑鹰系列直升机创新的贡献而闻名。该公司一直参与垂直起降技术的进步,包括X2技术演示器,该演示器创造了旋翼机速度和机动性的记录。

西科斯基目前正在测试一种新的垂直起降/无人机系统,以证明其在垂直发射/着陆方面的稳定性和水平巡航的效率,并满足DARPA的目标。该项目采用“旋翼吹翼”设计,利用螺旋桨气流穿过机翼,减少悬停过程中的阻力,提高向前飞行的效率,实现垂直起飞和平稳过渡到水平飞行。当前阶段测试电池供电的概念验证车辆,以完善控制律和空气动力学。如果成功,西科斯基计划开发一种300磅的混合动力电动变体,其ISR有效载荷为60磅。在西科斯基的Matrix自主技术的支持下,垂直起降的飞行控制系统和铰接式旋翼是机动性和可扩展性的关键。