國外陸空兩棲平臺發展研究*

夏紅梅 張欣景 胡訓強

(海軍陸戰學院訓練部 廣州 510430)

國外陸空兩棲平臺發展研究*

夏紅梅 張欣景 胡訓強

(海軍陸戰學院訓練部 廣州 510430)

論文介紹了一種新型陸空兩棲平臺,解析了其發展歷程和技術特點,分析了其對部隊作戰能力的影響。

陸空兩棲平臺; 飛行汽車; 黑騎士

Class Number TP274

1 引言

陸空兩棲平臺是指既可在地面行駛又可在空中飛行的機動平臺,該平臺兼具地面車輛和飛機的機動能力優勢,可為部隊提供多種新的優勢作戰能力,或將對未來部隊作戰帶來重大影響。近年來,多個國家均在開展相關平臺及技術研究。

2 發展歷程

由于戰場環境復雜,路況惡劣,車輛不易通行,給執行醫療處置、傷員后送以及貨物補給等任務帶來很大困難,目前的地面平臺不能完全滿足需求,而空中平臺成本又太高,為此,國外提出發展陸空兩棲平臺,充分利用其地面和空中機動能力,大幅提高地面部隊的戰術機動能力,滿足當前及未來戰爭需求[1～2]。

陸空兩棲平臺技術的早期研究主要集中在民用領域,即通常所說的“飛行汽車”。飛行汽車,在空中飛行或在陸地上行駛,從一輛公路汽車變身為一架飛機。世界首輛飛行汽車2009年3月初在美國實現了首飛,降落后只需按一個按鈕就可將機翼折疊,駛上高速公路[3～9]。隨著飛行汽車的迅速發展,幾年前美國軍方就計劃開發“能夠垂直起飛和降落,并可在道路上行駛的車輛”,即軍用飛行汽車。“黑騎士”是美國首款采用4×4卡車底盤與8旋翼無人機結合構型的軍用陸空兩棲平臺,兼具地面車輛越野機動能力、直升機垂直起降能力以及無人機自主飛行能力。無人駕駛狀態下可用來運送前線傷員,而選擇有人駕駛可為特種作戰任務提供幫助。在執行運送前線傷員任務時,在槍林彈雨中,“黑騎士”可將傷員送到程序設定的安全救援地。

而其作為越野車運送物質的靈活性意味著在直升機無法到達的地區“黑騎士”也可以行駛。

“黑騎士”軍用陸空兩棲平臺的原型始于2010年,是美國國會資助的“多任務醫療與傷員后送無人機/無人車”的一個項目,美國先進戰術公司開始研制[10]。2012年4月,美國海軍陸戰隊勇士實驗室“增強海軍陸戰隊空地任務部隊作戰空運”項目也對軍用陸空兩棲平臺進行了投資。這些項目開啟了陸空兩棲平臺在軍事領域的應用研究。2013年12月,“黑騎士”軍用陸空兩棲平臺如圖1所示,完成陸上行駛試驗。2014年3月,“黑騎士”軍用陸空兩棲平臺完成飛行試驗。這一系列試驗驗證了“黑騎士”軍用陸空兩棲平臺的技術性能,標志著陸空兩棲平臺技術研究取得重要進展,為正式應用奠定基礎。

“黑騎士”被設計成越野車、直升機、無人機的集合體,它有8個旋翼發動機[10],車身兩側各有4個,其設計圖如圖2所示。起飛時,8個旋翼發動機向外側伸出；在平飛時旋翼會前傾一定角度,從而使速度進一步加快。而以越野車模式行駛時,所有的旋翼發動機都會折疊收攏,大大減小車輛寬度,以便穿越狹窄的街道。

該設計主要執行兩種任務：第一種任務是運送傷者,它可以在驅車至軍用醫院之前在一個安全的搭乘區著陸；第二種任務是貨物補給,使用各種可互換的地面車輛模塊。地面傳動系統甚至可以使用直升機輪或滑橇取代,換成船體后,還可以在水中航行

“黑騎士”軍用陸空兩棲平臺最大起飛重量1996kg,空中飛行時長9.4m,寬5.8m；陸上行駛時長7.6m,寬2.4m,高2.4m,空中巡航速度241km/h,最大公路速度113km/h,可搭載5名乘員,有效載荷454kg,最大戰斗行程463km,在拆除陸上行駛的動力傳動系統時可搭載726kg有效載荷或8名乘員,擁有與“黑鷹”直升機相當的超大內部空間,可用C-130空運,適于傷員后送和物資補給任務[11]。

“黑騎士”軍用孿生姐妹型號為“黑豹”,“黑豹”無人陸空兩棲平臺是先進戰術公司為美空車研究實驗室的“特種作戰運輸挑戰”項目研制的。“黑豹”至少能運輸兩名全副武裝的兵員,并可以裝進“魚鷹”傾轉旋翼機,可以在任何天氣條件下無人駕駛。該平臺最大起飛重量24.9kg,最高飛行速度72km/h,最高公路速度48km/h,升限6100m,可搭載2名乘員及其裝備,可用于特種作戰,已在2013年6月完成飛行試驗。

以色列城市宇航公司推出“X鷹”系列陸空兩棲平臺如圖3所示,其中“X鷹”C陸空兩棲平臺采用四輪底盤,兩臺T-700渦軸發動機和涵道風扇,最高飛行速度為222km/h,可搭載10名乘員,用于士兵輸送、醫療救護和傷員后送任務。

其他國家的陸空兩棲平臺還有英國的“天空汽車”、法國的PX200、荷蘭的“單人陸空車”以及斯洛伐克的“航空汽車”3.0等。

3 技術特點

陸空兩棲平臺具有總體布局多樣、采用自適應機翼、兩套推進系統以及精確控制的技術特點。

采用陸上平臺與空中平臺合成構型,總體布局多樣。國外陸空兩棲平臺多采用車輛與固定翼飛機或者多旋翼無人機結合的構型,總體布局樣式有三翼面、單/多翼式、飛翼式、多發動機涵道推進式等。“黑騎士”陸空兩棲平臺在四輪底盤上安裝9臺發動機、8個旋翼。

采用兩套推進系統,滿足陸上行駛與空中飛行動力需求。陸空兩棲平臺采用兩套推進系統,分別為陸上行駛和空中飛行提供動力,“黑騎士”陸空兩棲平臺陸上行駛時由1臺位于車體內的發動機驅動自動變速箱,空中飛行時由8臺位于車體兩側的航空發動機分別驅動8個旋翼。

采用自適應機翼,適應不同飛行狀態。陸空兩棲平臺可以采用伸縮機翼、折疊機翼和旋轉機翼等自適應機翼技術,有效改變平臺的啟動性能,適應不同飛行狀態。在陸上行駛時機翼折疊,在空中飛行時伸展機翼,從而提高了陸空兩種模式機動性能。

通過精確控制,實現陸上行駛與空中飛行模式轉換。陸空兩棲平臺駕駛員通過控制機翼變換和動力傳動系統切換按鈕,使機翼自動展開/收起,發動機經螺旋槳/變速箱驅動平臺,實現陸上行駛與空中飛行模式平穩轉換。

4 對部隊作戰能力的影響

1) 提高地面部隊的戰術機動能力

陸空兩棲平臺兼具地面和空中機動能力,可垂直起降以及無人駕駛。相比于傳統地面車輛和飛機,機動領域顯著擴展,可大幅提高地面部隊的戰術機動能力,可執行打擊、搜捕、偵察、封鎖、防暴、醫療救援和后勤補給等任務,尤其適用于復雜的作戰環境,具有獨特的作戰優勢。

2) 降低部隊執行任務時的風險

對于大多數戰區,向前線運輸部隊和補給,公路運輸是最實用、經濟、安全的選擇。當路面車輛遇到復雜地形或者諸如簡易爆炸裝置或地雷之類的威脅時,陸空兩棲平臺可以使用旋翼垂直起飛并沿著運輸路線在下一個更安全的路段著陸,因此可大大降低地面部隊被簡易爆炸裝置殺傷的概率。在戰場醫療援救時,在能見度極低的天氣或目標區域受到核生化污染的情況下,人類飛行員參與救援行動會面臨極大風險,出動機器人就成為最佳方案,陸空兩棲平臺可以實現無人駕駛和遠程操控,抵達目標后,交出控制權,改由人類操作人員操控,因此避免了執行任務時飛行員的危險。

3) 經濟性明顯高于直升機

軍用陸空兩棲平臺經濟性明顯高于直升機,根據美國國防高級研究計劃局的估算,軍用陸空兩棲平臺的目標價格約100萬美元,雖高于高機動多用途輪式車的40萬美元,但卻遠低于輕型直升機的400萬美元,經濟可承受性優勢明顯。

5 結語

軍用陸空兩棲平臺技術近年來發展迅速,但距離裝備使用還有較長時間。美軍正在加緊研究相關技術領域包括:混合動力驅動的涵道風扇式推進系統、環形電機、能量存儲方法、變形車身、先進飛行控制以及管理系統等。作為一種新型平臺,其裝備使用將會對未來兵力投送模式、傷員后送和物資補給等方面帶來重大影響,還將在一定程度上改變未來部隊的作戰模式,提升未來部隊作戰能力,甚至進一步推動三棲平臺發展。

[1] 曹鋒,么鳴濤,雷雪媛,等.飛行汽車的發展現狀與展望[J].現代機械,2015(2)：89-94.

[2] 科普中國.飛行戰車不是夢新型陸空兩棲平臺[EB/OL]. http://news.xinhuanet.com/science/2015-11/23/c_134844901.htm.

[3] 科學探索.各種款式“飛行汽車”大盤點[EB/OL]. http://scienceblog.blog.163.com/blog/static/18968500 7201236544501.

[4] 飛天盟, PAL-V陸空兩棲汽車,飛行汽車[EB/OL].http://www.feitianmeng.com/thread-73-1-1.html.

[5] 郭耀魁. 飛行汽車Aeromobil即將上市陸空兩棲[EB/OL]. http://nb.zol.com.cn/489/4892691.html.

[6] 陸空兩棲無人車輛的未來應用與發展[EB/OL].http://www.xzbu.com/4/view-10577.htm

[7] 依依. 陸空兩用汽車[J].科技信息, 1998(3):17-17.

[8] 王拖連,楊世文,薛姣. 陸空兩用飛行汽車發展現狀與展望[J].公路與汽運, 2011(4):12-16.

[9] 李鑫.陸空兩用 3秒內汽車變身飛機凌駕云端[EB/OL].http://nb.zol.com.cn/488/4883128.html.

[10] mwj.美國研制多功能無人飛行器,新民晚報[N].2014-03-06.

[11] 私人飛機網. 驚呆！美國最新飛行汽車航速達240km/h[EB/OL].http://www.sirenji.com/article/201410/62472.html.

Development of Foreign Air-ground Amphibious Platform

XIA Hongmei ZHANG Xinjing HU Xunqiang

(Department of Training, Naval Marine Academy, Guangzhou 510430)

This paper introduces a new air-ground amphibious platform, analyzes its development process and technical characteristics, and analyzes its impact on the combat capability of troops.

air-ground amphibious platform, flying car, black knight

2016年10月7日,

2016年11月23日

夏紅梅,女,碩士,講師,研究方向:作戰模擬與仿真。

TP274

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.04.005