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折戟利比亚的土耳其“旗手”无人机

2020-09-23 10:42 性质:转载 作者:柚子酱 来源:网易号
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近来在利比亚战场上大出风头的TB-2“旗手”无人机,是由土耳其一家名不见经传的年轻私营军工企业——凯拉·贝卡公司(Kdle-Bdykar)研制生产的。1984年贝卡公司...

近来在利比亚战场上大出风头的TB-2“旗手”无人机,是由土耳其一家名不见经传的年轻私营军工企业——凯拉·贝卡公司(Kdle-Bdykar)研制生产的。

1984年贝卡公司创建后,起初主要业务是汽车零配件制造,直到2000年才组建了无人机研发部门,开始微型无人机的研制。在这一时期,资金雄厚的土耳其凯拉工业集团与其组建了合资公司,无人机相关技术积累进展迅速,自主研制的轻型电动无人机在2005年首次参加土耳其军用侦察无人机招标时,一举斩获订单,并于2007年顺利批产交付土陆军。从这一时期开始,凯拉·贝卡公司才开始真正由传统汽车行业向军用无人机和人工AI技术方向转型。相较于大型航空工业公司近万人的员工规模,凯拉·贝卡公司总员工数不过600余人,该公司研制的无人机型号,也仅有上文提到的10千克级手抛侦察无人机和TB-2无人机两款,前者几乎没有公开报道,后者也只是近几年大规模列装并参加实战后,相关新闻报道才逐渐有所提及。由于凯拉集团这颗大树更多是资金支持,因此通常我们还是将凯拉·贝卡公司简称为贝卡公司。

贝卡公司的TB-2生产车间

不過,结合土耳其首个军用无人机和察打一体化无人机出口订单来自贝卡公司而并非规模实力更强的土耳其航空航天工业公司(TAI),以及后者自主研制的“安卡”S无人机直到2018年才具备基本的察打一体化能力来看,年轻的贝卡公司反到大有超越本土老牌航空公司,并与其两分土耳其军用无人机市场的趋势。

土耳其TB-2无人机,其发动机和观瞄装置均为外购

在2007年土耳其国防部提出一款察打一体化无人机需求后,贝卡公司当年就生产并首飞了最大起飞重量450千克的验证机,并通过两年的技术攻关,在2009年成功进行了公开演示。尽管这一时期的原型机与后来的TB-2在外形和实际功能上相差甚远,但贝卡公司还是在2010年成功赢得了土耳其国防部竞标,开始转入原型机研发。经过数年研制试飞后,TB-2在2014年11月顺利通过了国防部验收测试。在研制阶段,TB-2还创造了土耳其航空领域的最大升限飞行纪录和最长留空时间纪录。

核心部件靠外购

最终定型的TB-2无人机被命名为“旗手”,机长6.5米,翼展12米,最大起重重量650千克,采用与美制MO-1“捕食者”相同的ROTAX912型100马力涡轮增压汽油发动机,缓解了高空带来的功率下降问题。无人机最大升限7620米,最大飞行速度250千米/小时。机身为纺锤形,采用了翼身融合设计,后置发动机布局,在尽可能增加机身内部空间的同时提高了升阻比。空速管位于机头,两具软质增压油箱布置在发动机前方,进气道布置在机身上方,3个滑油散热器进风口布置在机身两侧和下方。反V型尾翼布局在同时实现垂尾和水平尾翼的偏航、俯仰功能前提下,优化了重心布局,尽可能的减轻飞机重量。不同于大多数无人机将飞行记录摄像头布置在机头,“旗手”将一部具备电加温功能的广角高清摄像头安装在了V尾顶端,有利于飞行操作员在起飞降落阶段对地观察的同时,兼顾了机身外部状态监控功能。主翼、尾翼、机身蒙皮等大规模采用碳纤维复合材料,降低了机身重量。主要部件可以快速拆装,便于运输和快速前沿部署。采用前三点轮式起落架,主起落架不可折叠,前起落架为了不遮挡光电转塔,可向前收起。

TB-2大规模引入了人工智能和决策系统,有效降低了操作员的控制以及地面保障系统的复杂性,把任务重心从飞行控制转移到了作战决策上。

一套常规配置的TB-2无人机系统由6架无人机、2部地面控制站、3部地面数据终端、2部远程视频数据终端以及配套地面站使用的车辆组成。也可以在数量上按照用户需求进行灵活编组。从现有资料看,TB-2并不具备一站双控能力,也就意味着一套系统最多只能同时引导2架无人机开展行动。为满足多样化任务需要,地面控制站主要有2种形式:适用于相对安全环境的机动式车载地面站,适合一线作战单位使用的便携式微型加固笔记本控制站。机动式车载地面站采用标准的集体三防集装箱式设计,配备12米折叠天线塔,上方的测控和任务数据伺服天线最大可满足半径150千米的作战需要,还可以采取多站接力测控的方式实现作战半径扩展。

TB-2主要分为战术侦察和察打一体两种型号。前者最大侦察载荷55千克,巡航速度148千米/小时,最大航时和航程分别为24小时和4000千米左右。当仅携带250升燃料和55千克载荷时,巡航速度可以提高到166千米/小时以上。察打一体型在减少燃油的情况下,侦察和武器载荷合计最大可达155千克,但巡航速度下降到了130千米/小时以下,飞行高度和航时也对应下降。

载荷及武器

一般而言,无人机侦察载荷主要以光电转塔为主,通常采用四合一构型,即白光、红外传感器,加激光测距、照射。由于贝卡公司在“旗手”研发前,就是美国著名光电平台生产商L3公司在土耳其的唯一授权服务中心,因此“旗手”毫不意外的选择了与美海军陆战队AH-1Z武装直升机使用的MX-15D同系列的CMX-15D型6合一光电转塔。该型传感器自身多轴稳定性能好,有效缓解了由于无人机自身重量较轻带来的抖动影响,在所有组件均集成在转塔内的情况下,系统全重仅42.7千克。

在对地武器方面,无人机由于规避地面防空火力的需要,作战巡航高度大都在4000米及以上,因此武装直升机的各型武器并不能直接拿来使用。但全新研制具备高高度发射能力的精确制导弹药难度太大,因此土耳其军工企业借助现有成熟的激光制导反坦克导弹和火箭弹成品,去掉动力段并加改装了弹翼和挂耳组件,为“旗手”改装研发了2款对于发射高度不敏感的制导炸弹:首先是基于UMTAS反坦克导弹改装的轻型MAM-L,高高度最大有效滑翔射程8千米,改用GPS/INS制导模块时,最大射程可达14千米;其次是基于传统70毫米制导火箭改装而来的超轻型MAM-C,最大滑翔射程同样为8千米。搭载的两型炸弹弹头重量均只有2.5千克。TB-2左右翼下各设置2具挂架,常见挂载方案为两种型号各2枚,内侧挂载重量较大的MAM-L,外侧为较轻的MAM-C。

由于贝卡公司在TB-2研制前并没有接触过这类弹药需要的超轻型弹射炸弹挂架,因此生产初期采用的是一家英国公司的货架产品。但由于其要价太高,贝卡公司在吸收引进的基础上,独立研制了一款仅1千克重、能满足北约军用标准的超轻型标准挂弹架。

尽管这几款弹药很快形成了战斗力,但技术缺陷也非常明显。首先是由于牺牲了火箭发动机,射程直接受无人机飞行高度和速度限制,大多数状态下的最大射程不超过8千米;其次是飞行时间过长、机动能力差,需要发射前进行较长时间的无人机调姿和发射阵位航路规划,发射后还需要长时间稳定照射,严重限制了无人机的作战使用,不利于打击时敏目标且增加了无人机在战区的暴露时间。

TB-2 的常见挂载方案,内侧为较重的MAM-L制导炸弹,外侧为较轻的MAM-C制导炸弹

总体来看,TB-2作为土耳其的首款察打一体化无人机,通过其研制历程,土耳其基本掌握了无人机总体技术,正式步入了察打一体化无人机国际俱乐部,虽然其核心部件,如发动机和光电转塔需要外购

圖为交付乌克兰的“旗手”无人机地面移动控制站,可见12米折叠天线已经升起,这种方式控制距离有限

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