吳越

美軍研發的聯合精確空投系統
早在海灣戰爭時期,美軍就對如何保證快速機動部隊能夠及時獲得充裕的補給進行了嘗試。但當時以美國為首的聯合國軍完全掌握了制空權,在地面作戰中也勢如破竹,在整個海灣戰爭過程中,對于快速而精確的后勤補給需求并不強烈。
海灣戰爭之后,美軍認為未來類似的大兵團作戰將極其罕見,而在小規模部隊參與的低烈度沖突中,美軍對于后勤保障的高貨運量需求問題就浮出水面。由于缺乏足夠的護送兵力,地面運輸雖然費用最低、效果最好,卻也是最有可能遭到敵方伏擊。相比之下,空中運輸雖然費用較高,但從反應速度和安全性方面來看,都是可以接受的。
為了改進現代小規模作戰中,對戰區部隊的快速和精確補給能力,美軍在21世紀初研發了聯合精確空投系統(JPADS)。該系統目前有6種空投載荷規格,有效載荷從45千克到11噸。通過使用GPS制導和柔性沖壓滑翔翼傘技術,JPADS可以將補給準確投送到目的地點。JPADS已在阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中大量使用,成功率很高,頗受部隊好評。
但在阿富汗戰爭中,JPADS系統也暴露了不少缺陷。由于阿富汗地區山地多,山區風力多變,使得JPADS 90米的投放精度變得無法接受。士兵們有時需要下到山谷底部,甚至爬上另一個山頭,才能取回“近在咫尺”的補給物資。為了避免遭到伏擊,現場指揮官多數情況下只能放棄補給。另外,JPADS翼傘體積龐大——4500千克級載荷使用的傘衣面積高達325平方米,在實戰條件下前線官兵難以回收傘具,使其“可重復使用”的設計變得毫無意義。據官方數據統計,在2011年,駐阿富汗美軍使用JPADS系統向部隊投放了約36320噸補給物資,平均每套JPADS系統的使用成本高達29700美元。另外,JPADS系統一般由C-130或C-17運輸機負責投放,這些運輸機任務繁重,必須嚴格按照調度流程,提前72小時申請。而很多前線補給都是緊急任務,此時只能依靠直升機運輸。
為此,美國海軍陸戰隊一直在研究利用無人機系統執行后勤保障任務的方法,使之能在復雜戰場實現精準空投。2009年8月,美國海軍陸戰隊作戰實驗室(MCWL)與波音公司和洛克希德·馬丁/卡曼團隊簽訂了貨運無人機鑒定評估協議。2010年12月,洛馬/卡曼團隊中標。海軍陸戰隊提出的要求是可以在24小時內運輸9噸物資,這也是海軍陸戰隊一個連的日補給量。K-MAX無人直升機共完成480次飛行,累計飛行時間約500小時,運送物資共計725噸。在“持久自由”作戰行動期間,K-MAX無人直升機也進行了實戰使用,并取得了不錯的成績。K-MAX最終被放棄,原因是其使用成本為UH-60“黑鷹”直升機的4倍以上,海軍陸戰隊實在消費不起。

K-MAX 曾經在阿富汗進行過應用,該機曾在1個半小時內將1600千克物資從美軍營地運送到前線作戰部隊。

無人貨運滑翔機3D模型。
因此,物流滑翔機公司的新產品應運而生。物流滑翔機公司研發的無人貨運滑翔機目前有兩個型號。最早、也是較小的型號是LG-1K滑翔機,全長3.2米,翼展7.1米,有效載重為320千克。而放大版的LG-2K滑翔機全長3.9米,翼展8.3米,有效載重為725千克。LG-2K滑翔機是為了滿足海軍陸戰隊“機動目標補給”(STOM)的要求而設計的,尺寸為滿足運輸機搭載經過了優化,海軍陸戰隊的MV-22B傾轉旋翼機—次可以攜帶4架,CH-53K重型運輸直升機可以攜帶8架,而岸基的KC-130J加油/運輸機可攜帶數量多達18架。
在氣動布局上,這兩種無人貨運滑翔機是完全一致的,均采用了便于生產的長方形機體,鈍四棱臺機頭,四棱錐型機尾。帶單桁架撐桿的平直式上單翼采用折刀式收折結構,儲存時可以收折回機體上方,以減小體積,投放后向前展開。H型尾翼安裝在機尾處,以提供適當的操縱能力。
物流滑翔機公司首席研究員馬蒂·蘇利古向媒體表示,如果是要向一個坐標點空投大量補給物資,那么還是現有的標準降落傘“空投集裝箱貨運系統”(CDS)效果最好。然而,當需要同時向多個地點投放補給品時,在空中某個合適的中轉點投放多架無人貨運滑翔機,然后飛向各個補給位置,將會是更高效的方法。
為了降低成本,目前的LG-1K和LG-2K無人貨運滑翔機都是采用可以抵抗一般風雨侵蝕的薄膠合板作為機身外殼材料,僅在翼根前方增設兩根鋁合金短縱梁,以增強載荷艙強度。采用的平直翼型具有良好的升阻比,可以使LG-2K達到15:1的滑翔比。H型尾翼具有良好的抗尾旋能力,以對付投放初期飛行姿態變化劇烈、有較大的俯仰和偏航調整的問題。物流滑翔機公司與加州大學戴維斯分校合作開發了基于一次性商用元器件的自動飛行控制器,可實現基于GPS的航路點導航,利用蓄電池作為動力,驅動電動舵面,以控制無人滑翔機準確飛向目標區域。
LG-2K滑翔機的最大投放距離可達120千米,大約是JPADS翼傘系統的三倍,大幅度擴大了有效投放區域,同時載機無需進入敵火力威脅區,也提高了載機的安全性。“你可以只用—架運輸機從機尾放出幾架滑翔機,并到達幾個地點,而不是飛過一群直升機,還需要停下來卸貨。”美國新安全中心負責20YY戰爭計劃的項目主任鮑爾-沙爾說,“它將允許在更惡劣的環境中、更快速地進行分散補給。”
如果補給地點地形較為平坦,無人滑翔機可以采用水平方式接地,直接以機腹著陸。若是情況不允許進行水平著陸,例如對山頭狹小區域、或者是人口稠密的城市地區進行投放時,需要配置選裝的降落傘,在目標上方以垂直方式打開降落傘,機頭觸地進行著陸,機頭蓋在被壓碎的過程中可以吸收著陸時的沖擊力,從而保證物資的安全。根據物流滑翔機公司宣稱的數據,LG-2K滑翔機在選配降落傘時,價格與CDS相當,約為11000美元,而不需要使用昂貴的降落傘時,價格可以下降到4500美元。另有媒體估計,每架無人滑翔機的成本其實只需花費1500-3000美元。
目前,物流滑翔機公司已經對LG-1K和LG-2K無人貨運滑翔機進行了12次投放試驗,累計飛行時間54分鐘。其中一半次數是從“空中貨車”運輸機上進行投放,另外一半是從直升機上吊掛投放。在飛行模式方面,有7次是無線電遙控飛行,5次是自主飛行。LG-1K的公布投放參數為高度5000米、速度280千米/小時,而LG-2K在2018年10月飛行測試的公布投放參數為高度2400米、速度240千米/小時。
馬蒂·蘇利古聲稱,物流滑翔機公司目前正在尋求一份合同,使其能夠解決無人貨運滑翔機自動化生產的問題。“我們(可能)需要幾年時間,才能想出一種大規模生產滑翔機的方法。”馬蒂·蘇利古說。根據他的設想,未來的無人貨運滑翔機將會由多個分包商協作生產。“這要求的生產技術和公差配合完全是家具式的,它更像是俄羅斯式的(簡單、廉價)設計,而不是美國式的。”他總結說,“我們的想法是真正的降低成本。”
責任編輯:王鑫邦