美军自主无人机运输能力及空中补给系统开发趋势总结|无人机|直升机|空中补给系统|美军|运输能力|飞行

无人机具备越障能力强、无人员伤亡、使用维护方便以及成本相对较低等优势，已在现代战争中得到广泛使用。目前，使用无人机系统(UAS)运输设备和物资被各国军队人广泛接受。以美国为主的国家开发并使用无人机系统大部分原因是为了支持部队执行作战任务的行动，并达到减少人员损失和降低成本，提高效能的作用。

一、美军自主无人机运输能力现状

2009年，美国海军陆战队开始积极向业界寻求解决方案，提供无人机系统，为阿富汗偏远地区的海军陆战队提供补给。为了满足海军陆战队的需求，洛克希德·马丁公司通过将有人驾驶直升机K-1200K-MAX改造为可选或无人平台来提供系统，并在不到一年后开始在阿富汗进行操作试验。从2011年到2013年，K-MAX执行了数千次无人驾驶任务，运送了超过450万磅的货物，使大量海军陆战队员免受伤害。

2014年以来，海军陆战队致力于整合海军研究办公室(NRL)自主空中货运/公用系统(AACUS)，继续提高K-MAX的多功能性。海军研究办公室利用AACUS计划成功演示了两次自主直升机飞行，并强调了该系统能够避开障碍物、选择最佳路线、尽可能靠近士兵着陆以及在没有GCS的情况下返回基地的能力控制其行为。除此之外，NRL还与Aurora Flight Sciences公司合作，部署了一架波音H-6U无人直升机，以展示其AACUS平台的操作能力。

虽然K-MAX和H-6U这两个平台都提供基本的自主空中补给(AAR)能力，但其都需要现有的直升机平台实现，因此需要与有人驾驶直升机类似的维护、服务和成本。这阻止了现有的直升机AAR平台成为小型机动部队(连和排)的有机资产。因此，美国海军陆战队和陆军联合兵种保障司令部共同开发了名为联合战术自主空中补给系统(JTAARS)的新概念，该概念侧重于在小单元级别维护和使用的AAR平台，描述了自主无人机系统(AUAS)如何支持小型单位的AAR。

二、美军联合战术自主空中补给系统(JTAARS)计划

联合战术自主空中补给系统(JTAARS)计划是为了美国地面部队的利益而制定的。美国海军陆战队和陆军联合兵种保障司令部认识到部队需要在严峻的地形上分散作战，亟需利用现有资产提供相应的补给分配能力。JTAARS系统从根本上颠覆了从前沿作战空军基地只能利用大型运输/货运无人机的传统理念。因此这两个部门的领导层对不需配备大量人员和大量应急装备的轻型、高机动性远征部队装备非常感兴趣。

JTAARS系统需要面临无人机系统承载重量的局限性，并保障在系统复杂性、规则和政策约束、维护成本和平台尺寸以及提升能力之间的平衡。因此，JTAARS寻求采用一系列自主无人机系统平台来增强当前的供应分配能力。

JTAARS平台的技术架构是根据美国地面部队补充战区物资和技术储备的需要而形成的。JTAARS系统无人机主要特征的要求如下：

主要形式以垂直起降(VTOL)为主;

机最大起飞重量不会超过600公斤;

无人机设备可以用运输车辆装载

准备时间和现场发射无人机的时间不应超过10分钟;

无人机的有效载荷质量应为136至363公斤;

无人机作业半径应为80至160公里;

电动、混合动力、汽油和燃料电池发动机都可作为动力选择。

目前，美国陆军通过作战概念、机器人和自主系统战略，试图将自主空中补给系统嵌入到陆军作战及后勤补给系统中。

三、美军联合战术自主空中补给系统(JTAARS)验证

为了加快联合自主空中补给系统的部署，美国陆军研究实验室选择Malloy Aeronautics P-300 Hoverbike商业化平台进行开发。2016年，研究、开发和工程司令部责成武器研究、开发和工程司令部(ARDEC)提供可行的AUAS原型，以在2017年秋季的陆军作战评估中展示自主空中补给能力。JTAARS无人机系统计划在2024年实现初步作战准备。

根据JTAARS系统设计的要求，即使在没有装备的场地、能见度极低(白天和夜间)、强烈暴露于灰尘和沙子的条件下以及在高温下(暴露于极热条件下)，无人机也必须自主起飞和着陆，。飞行控制方面，改变JTAARS系统无人机自主飞行的预定路线应使用便携式地面控制和控制站GMCS(地面监测/控制站)进行。此外，重新规划飞行中无人机任务(包括改变飞行路线和目标)的任务必须在直接数据传输范围内和设备直接可见范围之外解决。

四、总结

通过分析表明，在各类运输无人机中，倾转旋翼无人机和直升机型无人机(垂直起降)是满足在极端情况下实现短距起降、垂直起降，不需要发达的机场基础设施的类型。这在军事行动的战术战区尤其重要。国外运输无人机系统发展的主要方向将是基于现有机型的现代化升级和新一带机型的开发。美国国防部目前正在致力于开发和创建统一的联合中型货运无人机概念，达到减轻士兵的负担并减少货物的运送时间的目的。