De ScanEagle-drone wordt opgevangen door het gepatenteerde SkyHook-systeem. De mobiele en flexibele methode om dit voertuig te lanceren en terug te brengen, maakt de installatie van verschillende apparatuur mogelijk terwijl het gebruik van het beschikbare volume aan boord van de drone wordt gemaximaliseerd.
In een reeks artikelen wordt ingegaan op nieuwe ontwikkelingen op het gebied van onbemande luchtvaartuigen (UAV's), mobiele grondrobots (NMR) en automatische oppervlakte-/onderwatervoertuigen (ANA/APA)
2015 was een druk jaar voor de internationale markt voor zelfrijdende voertuigen. Het huidige ontwikkelingsniveau van UAV's neemt voortdurend toe, aangezien fabrikanten de grenzen van autonomie, vluchtduur en complexiteit van boordapparatuur verleggen, en klanten programma's implementeren om systemen van de derde generatie in nieuwe rollen in te zetten, terwijl ze de vereisten voor bestaande systemen verduidelijken.
De NMR-sector blijft zich ontwikkelen om te voldoen aan de behoeften van het post-Afghaanse strijdtoneel. (TVD). De opkomende dreigingen, samen met de huidige duidelijke noodzaak om bommen en landmijnen van rebellen te detecteren en te neutraliseren, dwingen de ontwikkeling van nieuwe, meer geavanceerde systemen met grotere capaciteiten af, vooral wanneer de nadruk steeds meer komt te liggen op nationale veiligheid en onmiddellijke reactie, vooral bij counterinsurgency-operaties.
Op het gebied van maritieme systemen, zowel in de oppervlakte- als onderzeese sectoren, worden ook nieuwe algemene operatieprincipes ontwikkeld, met bijzondere nadruk op het verbeteren van mijncapaciteiten en het vinden van effectieve middelen om onderzeeërs tegen te gaan.
De RQ-4B Global Hawk UAV is gemaakt voor gedetailleerde observatie van uitgestrekte geografische gebieden en het verstrekken van realtime informatie aan het militaire commando over de locatie van de menselijke en materiële middelen van de vijand.
Mariene UAV's
De meest geavanceerde maritieme UAV-operator is de Amerikaanse marine, die drones bedient zoals de Insilu ScanEagle, Northrop Grumman MQ-8B Fire Scout en de grotere MQ-8C Fire Scout die momenteel wordt getest.
MQ-8B met een laadvermogen van 137 kg en een vliegduur van 7,5 uur speelde een belangrijke rol bij de ontwikkeling van het algemene concept van de Amerikaanse marine voor het gebruik van marine-UAV's. Deze drone, die verkenningen kan uitvoeren en doelen kan verlichten met zijn laseraanwijzer, werd ingezet in Afghanistan ter ondersteuning van de counterinsurgency-operaties van de internationale coalitie.
Helikopter-type drone MQ-8C Fire Scout
Deze UAV is geïntegreerd met het geavanceerde zeer nauwkeurige wapensysteem APKWS (Advanced Precision Kill Weapon System) van BAE Systems. Prioritair overheidsprogramma dat semi-actieve lasergeleiding toevoegde aan de voorheen ongeleide lucht-grond Hydra-70 raket gemonteerd op de Bell AM-1Z Viper aanvalshelikopter en de UH-1Y Venom lichte multifunctionele helikopter van het US Marine Corps (KMP), waardoor het mogelijk werd om doelen op land en op zee met hoge nauwkeurigheid vast te leggen. De MQ-8B UAV heeft ook een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van gezamenlijke onbemande en bemande vliegtuigoperaties, waardoor de marine de richting van de ontwikkeling van de overeenkomstige principes van gevechtsgebruik kon bepalen.
De grotere MQ-8C UAV, gebaseerd op de lichte Bell 407-helikopter, is ontworpen voor onafhankelijk opstijgen en landen op elk schip met een landingsplatform, evenals vanaf voorbereide en onvoorbereide grondlocaties. Het vliegtuig, dat de capaciteiten van de MQ-8B combineert met het laadvermogen en de prestaties van een Bell 407-helikopter, heeft in augustus 2015 11 uur gevlogen als onderdeel van de operationele tests van de vloot. Begin 2015 werd het programma van testvluchten voltooid en nu is het systeem klaar om tegen eind 2016 een operationele gereedheidsbeoordeling te ondergaan, zodra de vloot beslist hoe deze drone te integreren in zijn complex van systemen in de komende decennium.
De ScanEagle lanceert zelfstandig met een pneumatische katapult voor gemakkelijke lancering op zee en op het land
Perceptie van bedreiging
De dreiging op maritiem gebied is voor het grootste deel asymmetrisch. In tegenstelling tot het gebruik van UAV's boven het aardoppervlak, waar dergelijke apparaten voornamelijk zijn ontworpen om een beeld te scheppen van de omgeving waarin grondtroepen opereren, is het mariene milieu reactiever. De waarde van het gebruik van UAV's in deze omgeving ligt in het feit dat bemanningen potentiële doelen buiten bereik kunnen bestuderen en tegelijkertijd de verkenningsmogelijkheden van opto-elektronische apparaten en radars aan boord kunnen uitbreiden en met een aanzienlijke verlaging van de bedrijfskosten in vergelijking met bemande helikopters.
De snelle ontwikkeling van UAV's voor het mariene milieu werd ook enorm vergemakkelijkt door bedreigingen voor de nationale veiligheid en de noodzaak voor patrouillevaartuigen om de kustlijn te bewaken en zich te verdedigen tegen bedreigingen vanuit de zee. Dit alles is een gevolg van de economische, politieke en culturele problemen die zich in de maritieme sector hebben voorgedaan en waarmee het afgelopen decennium het hoofd moest worden geboden. "Het is een feit dat elk door land omgeven land een duidelijke identificatie van bedreigingen van de zee en tijdige neutralisatie nodig heeft", zegt Dan Beachman, UAV Marketing Director bij Israel Aerospace Industries (IAI). "Deze bedreigingen kunnen kleine of grote effectieve reflectiegebieden hebben in overeenstemming met hun omvang en daarom hebben de strijdkrachten van het land nauwkeurige capaciteiten nodig om ze te identificeren."
IAI was een van de eerste bedrijven die zich tot het maritieme thema wendde en creëerde in de jaren 80 van de vorige eeuw de RQ-2A Pioneer en RQ-5 Hunter-drones, die werkten vanaf Amerikaanse vliegdekschepen, het vuren aanpasten en vervolgens verkenningen uitvoerden voor de landingsmacht. Tegenwoordig biedt het bedrijf twee systemen in dit segment: het Naval Rotary UAV (NRUAV) verticale start- en landingsvliegtuig en het Maritime Heron-vliegtuig met vaste vleugels. Beiden zijn volgens de heer Beachman ontworpen om gebruikers een geïntegreerd maritiem systeem te bieden dat overeenkomt met "de huidige operationele doelstellingen van elk land".
De NRUAV kan klimmen tot een hoogte van 4600 meter, het bereik is 150 km en de maximale vluchtduur is zes uur. Het heeft een maximale snelheid van 100 knopen (185 km/u), een hangsnelheid van 60 knopen (111 km/u) en kan een lading tot 220 kg dragen, bestaande uit een veelzijdige multisensorkit met geavanceerde mogelijkheden. De kit bevat opto-elektronica voor dag en nacht, die ook automatische tracking en afstandsmeting naar het doel biedt, een multi-mode radar die zeesurveillance en langeafstandsobservatie biedt, een synthetische apertuurradar (SAR) en een inverse synthetische apertuurradar (Inverse SAR) met selectiemodi voor het verplaatsen van grond- en luchtdoelen, navigatie en het vermijden van ongunstige atmosferische verschijnselen. Bovendien kan de drone ofwel een elektronische intelligentiesensor ofwel een elektronische oorlogsvoeringssensor dragen. Het systeem communiceert met het grondcontrolestation via een datatransmissiekanaal binnen de zichtlijn.
UAV verticaal opstijgen en landen Naval Rotary UAV (NRUAV)
De NRUAV-drone is gebaseerd op de HeMoS-transformatiekit (Helicopter Modification Suite), ontwikkeld door IAI Malat. HeMoS kan automatisch opstijgen en landen vanaf schepen, gevechtsschade beoordelen en 24 uur per dag, over-the-horizon doelen aanwijzen bij ongunstige weersomstandigheden. "De marine-UAV voldoet aan een breed scala aan operationele behoeften, bijvoorbeeld van onschatbare waarde bij de bestrijding van illegale visserij, piraterij, opstand en andere activiteiten die gericht zijn op het ondermijnen van de soevereiniteit van het land," vervolgde Beechman. "Dit zeer efficiënte systeem levert een belangrijke bijdrage aan het creëren van een geïntegreerde perceptie van de maritieme omgeving zonder mensenlevens op het spel te zetten."
Maritime Heron lijkt in zijn belangrijkste parameters sterk op de standaard UAV Heron die vanaf de grond wordt gelanceerd - een apparaat van de MALE-klasse (Medium Altitude Long Endurance - gemiddelde hoogte met een lange vluchtduur), maar met de extra mogelijkheid dat de marineversie in staat is om zelfstandig opstijgen en landen op een vliegdekschip. De drone heeft een spanwijdte van 16,6 meter en een startgewicht van 1250 kg. Het maximale plafond is 9000 meter en de vluchtduur is maximaal 40 uur, afhankelijk van de taak en configuratie van de apparatuur aan boord. Het vliegtuig kan een grote verscheidenheid aan sensoren vervoeren en kan tegelijkertijd verschillende instrumenten en apparaten gebruiken om gedurende lange tijd actuele informatie over grote gebieden door te geven. In een marineconfiguratie draagt de UAV sensoren die speciaal voor deze omgeving zijn ontworpen, waaronder bijvoorbeeld systemen zoals een opto-elektronisch station MOSP (Multi-mission Optronic Stabilized Payload) van IAI, scheepsradar EL / M-2022 Maritime Patrol Radar (MPR) van IAI ELTA en AIS (Automatic Identification System).
Om de operationele flexibiliteit te vergroten, kan het grondcontrolestation van de drone worden gebaseerd op de grond of het schip en kan de besturing in realtime van het ene station naar het andere worden overgedragen. "Bij het werken op open zee is het erg belangrijk om aan specifieke omgevingsomstandigheden te voldoen, het platform vanaf elk offshore platform te bedienen en een breder scala aan taken uit te voeren", vervolgt Beechman. "Het grootste operationele voordeel ligt in het vermogen om de volledige cyclus van de taak te voltooien: detectie, classificatie en identificatie met behulp van één geïntegreerd en zeer efficiënt systeem."
In oktober 2015 demonstreerde de Schiebel Camcopter S-100 UAV zijn mogelijkheden om te communiceren met een schip van de Zuid-Afrikaanse vloot (foto hieronder)
Oceaan scan
Tegenwoordig is een van de meest succesvolle UAV's op zee ScanEagle, gemaakt door Boeing en Insitu. Deze UAV van een vliegtuigontwerp kan 20 uur op een kruishoogte van 3000 meter opereren, met apparatuur aan boord voor verschillende operationele behoeften, waaronder opto-elektronica, elektronische verkenning en elektronische oorlogsvoering, communicatie en repeater, kaartapparatuur en radar (met synthetische opening en functie selectie van grondbewegende doelen).
De ScanEagle lanceert zelfstandig met een pneumatische katapult en keert terug met het SkyHook-systeem, waarmee hij zich onderscheidt van andere UAV's van het type vliegtuig op de maritieme markt. Aan boord van het schip is een kraaninstallatie met een hangende touwlus geïnstalleerd, wanneer de UAV erover vliegt wordt deze met deze lus opgevangen door de vleugeltip (het schema lijkt op een strik voor het vangen van vogels), de motor wordt uitgeschakeld en vervolgens de UAV keert veilig terug naar het schip door de kraaninstallatie te draaien. “De lancering en terugkeer op zee van ScanEagle is uniek; het is echt de enige UAV van het type vliegtuig die momenteel op de markt is met uitgebreide operationele ervaring die u op een schip kunt lanceren en vangen. Daarom gebruiken zoveel vloten deze eenheid”, zegt Andrew Duggan, CEO van Insitu Pacific. - De lancering van een katapult is niet zo uniek, maar wat het echt onderscheidt, is het SkyHook-systeem. Om andere UAV's van het vliegtuigtype naar het schip terug te brengen, worden netten gebruikt, en het probleem is dat als het net aan het schip is bevestigd en de UAV mist, de drone het schip raakt, terwijl met het SkyHook-systeem de UAV parallel vliegt naar het schip, dus als het mist, vliegt het gewoon weg voor nog een run."
De ScanEagle-drone is in dienst bij de vloten van de Verenigde Staten, Canada, Maleisië en Singapore; daarnaast heeft het de afgelopen jaren deelgenomen aan een aantal wedstrijden om de prestaties te verifiëren en te evalueren, waaronder tests die zijn uitgevoerd door de Britse marine en meest recentelijk door de Australische marine. Vanuit het oogpunt van Insitu helpt de uitrol door zulke bekende operators zeker om de markt vooruit te helpen. “De vraag is behoorlijk groot, en veel ervan wordt gedreven door de unieke kwaliteiten van ScanEagle. Er is nogal wat concurrentie in de sector op het land, maar vanuit maritiem perspectief zijn er maar heel weinig voertuigen die betrouwbaar kunnen starten en terugkeren naar een schip, vervolgde Duggan. “Er is grote belangstelling voor de vloten die kijken naar het systeem dat door de Verenigde Staten, Canada en Singapore en anderen wordt ingezet en de betekenis ervan vanuit een tactisch perspectief beoordelen. Dit systeem kan met name die operators enorm helpen die ofwel een beperkte ruimte hebben, een enkele helikopterhangar op het schip hebben, of geen ruimte aan boord hebben om een conventionele dekhelikopter onder te brengen. Zelfs als je geen helikopterdek hebt, kun je met het gebruik van een ScanEagle-drone meer uit dit schip halen, in die zin dat het nu een vliegtuig heeft dat luchtsurveillance kan uitvoeren en daar tot 15 uur kan blijven. Met het verschijnen van een UAV aan boord, worden de mogelijkheden van dit schip voor patrouilleren in de exclusieve economische zone, het uitvoeren van zoek- en reddingsoperaties, het bestrijden van illegale visserij of piratenschepen onmiddellijk uitgebreid. Dit zorgt voor veel extra mogelijkheden waar het commando van het schip gebruik van kan maken, dus het is perfect voor kleinere schepen, zoals korvetten of patrouilleboten, die geen helikopter kunnen huisvesten."
Quadrocopter Phoenix-30 verticale start en landing is ontworpen om informatie te verzamelen voor militaire, operationele diensten en civiele structuren
Een hoge resolutie foto genomen door de Schiebel Camcopter S-100 helihaven wordt in realtime naar het controlestation gestuurd
Testen
De trend, die alle vloten heeft getroffen en gericht is op het vergroten van het aantal kleinere schepen met minder bemanningen, breidt ook de mogelijkheden van UAV's met verticaal opstijgen en landen uit, waarvan Schiebel niet naliet te profiteren met zijn S-100 Camera helihaven. De S-100 UAV heeft uitgebreide tests ondergaan in veel vloten, waaronder de laatste tests van de Australische vloot in juni 2015 en de Zuid-Afrikaanse vloot in oktober 2015. De proeven van de Australische marine waren gericht op de multi-sensormogelijkheden van de S-100 om te demonstreren hoe het systeem effectief kan worden gebruikt om maritieme en kustverkenningen te ondersteunen. De Australische marine werd bijvoorbeeld getoond hoe een combinatie van de S-100-drone en drie belangrijke systemen, waaronder de L-3 Wescam MX-10-camera en SAGE ESM- en PicoSAR-radars, de dekking over de horizon van schepen en vergroot het situationeel bewustzijn.
Tijdens de tests van de Zuid-Afrikaanse vloot, uitgevoerd voor de kust van Zuid-Afrika, werd de Schiebel S-100 helihaven met het SAGE ESM-systeem gelanceerd vanaf het dek van het hydrografisch onderzoeksschip Protea om de capaciteiten van deze UAV te demonstreren om zeeverkennings- en antipiraterijtaken uitvoeren (twee belangrijke aandachtsgebieden voor deze vloot). Om het scala aan taken uit te breiden, werkt Schiebel aan een uitbreiding van het scala aan boordsystemen dat beschikbaar is voor de S-100. Intelligentiesensoren kunnen de radars van andere schepen detecteren en daarmee potentiële bedreigingen in de omgeving identificeren. Chris Day, UAV-projectmanager bij Schiebel, zei dat het bedrijf zich inzet om geavanceerde mogelijkheden op dit gebied aan te bieden. "We hebben de afgelopen jaren een aantal radars gevlogen, maar ze zijn niet geoptimaliseerd voor zeecondities, ze zijn ontworpen voor land en hebben extra mogelijkheden om op zee te werken, maar dit is misschien een te groot compromis. Er zijn verschillende bedrijven die zeer lichte, ultramoderne radars ontwikkelen die speciaal zijn ontworpen voor maritieme omgevingen. Selex is daar een van, en we blijven ermee samenwerken bij het testen van nieuwe radars, waardoor we een zeer groot bereik hebben en tegelijkertijd veel doelen kunnen volgen."
In juni 2015 werkte Schiebel ook samen met IAI ELTA Systems om het EL / K-7065 3D hoogfrequente (3-30 GHz) radio-interceptie- en geolocatiesysteem (3D) aan boord van de S-100-helihaven te demonstreren. Het EL / K-7065-systeem biedt snelle markering en identificatie van hoogfrequente signalen, waardoor een betrouwbare lijst van gedetecteerde elektronische systemen en hun precieze coördinaten wordt gegenereerd, terwijl de ingebouwde kortegolfantenne van slechts 300 mm tot 500 mm optimaal is voor de S-100 drone. “De realiteit en het probleem waarmee we worden geconfronteerd, is dat sommige individuen of groepen die op zee opereren, niet willen dat iemand weet wat ze van plan zijn; Hun schepen hebben geen radar en zijn vaak niet eens van metaal, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn”, zegt de heer Dey. “Daarom is het onderscheppen van berichten een van de manieren om dreigingen te identificeren. Zelfs als ze zeer primitieve zeewaardige middelen hebben, moeten ze nog steeds communiceren, coördineren, dus deze technologieën van onderschepping van communicatie en locatiebepaling kunnen de commandant een idee geven wanneer geen andere technologieën meer werken. Schiebel heeft onlangs een motor voor zware stookolie getest voor zijn S-100, omdat deze streeft naar de behoeften van de markt voor maritieme systemen. De nieuwe motor, een opnieuw ontworpen commerciële roterende zuigermotor, is ontworpen om het probleem van een grote verscheidenheid aan brandstoffen in maritieme systemen aan te pakken. De nieuwe motor zal nu kunnen draaien op JP-5 (F-44), Jet A1 (F-35) en JP-8 (F-34) brandstoffen.
De exportversie van de AirMule-drone, bekend als de Cormorant, wordt momenteel getest.
Uit container
Lockheed Martin heeft een geheel nieuwe benadering gekozen, die, als onderdeel van de ontwikkeling van een kleine marine UAV gelanceerd vanuit een container, werkt aan een herconfigureerbare versie van zijn Vector Hawk vouwvleugel-UAV. De Vector Hawk UAV heeft een startgewicht van 1,8 kg en een verticaal profiel van 101 mm; de configuratie kan variëren van een systeem met vaste vleugels tot een verticaal startsysteem of een tiltrotorsysteem om aan verschillende operationele vereisten te voldoen. Het bedrijf is van mening dat dit systeem zeer geschikt is als draagbare pakketoplossing, waaronder een vliegtuigtype vliegtuig voor standaard- en langetermijnmissies, een vliegtuig met opvouwbare vleugels dat kan worden gelanceerd vanaf een buisgeleider vanaf de grond of vanaf het water, een verticaal start- en landingsvoertuig en ten slotte een apparaat van het type tiltrotor. “Waar we aan werken heeft te maken met ons streven naar consistentie. We willen een voertuig met één romp, avionica en besturingssystemen, maar met meerdere vleugelopties, zodat het zich dynamisch kan aanpassen aan verschillende soorten missies”, zegt Jay McConville, hoofd bedrijfsontwikkeling voor onbemande systemen bij Lockheed Martin."Een van deze vleugelconfiguraties is een intrekbare vleugel, die geweldig is om vanaf een lanceerpod te lanceren."
De Vector Hawk-drone kan verschillende configuraties hebben
De lancering van containers is een interessante manier om kleine UAV's te lanceren en heeft het potentieel om tal van toepassingen in het maritieme gebied te hebben. De voordelen van deze methode zijn de mogelijkheid om voertuigen te lanceren vanaf verschillende locaties met moeilijke omgevingsomstandigheden. "Neem de lancering van een voertuig vanuit een container, na lancering wordt het tijdens de vlucht ingezet, terwijl het de operator gemakkelijker maakt", vervolgt McConville. - Het aantal plaatsen van waaruit je lanceringen kunt maken neemt ook toe; Stel je voor dat je onder water of vanuit de lucht lanceert of vele andere scenario's, de operator hoeft alleen maar de volgorde van startcommando's in te stellen en het systeem zal de omgevingsomstandigheden in dit scenario zelf aankunnen." De Vector Hawk-drone landt op dezelfde manier als de wijdverbreide Desert Hawk UAV, duikt scherp en staat dan soepel voor de grond of, in ons geval, water. Om de belastingen die op de drone inwerken tijdens de landing te verminderen, voorziet het ontwerp in de verdeling in delen; bovendien hebben alle onderdelen een drijfvermogen en kunnen ze daarom vanaf het oppervlak worden opgepakt en weer in één apparaat worden samengevoegd.
Naarmate de markt voor marine-UAV's aan kracht wint, zijn er duidelijker gedefinieerde principes voor de toepassing van deze systemen. Onder de vele voordelen die op de markt voor drones beschikbaar zijn, zijn zeilers op zoek naar de systemen die het beste bij hun behoeften passen en die de capaciteiten van zeeschepen verbeteren en hun bemanningen beschermen tegen gevaar.
De AirMule UAV van Tactical Robotics voltooide in december 2015 met succes zijn eerste ongebonden vlucht op het Israëlische Megido-vliegveld
De RQ-4B Clobal Hawk UAV van de Amerikaanse luchtmacht heeft in mei 2015 met succes de tussentijdse testfase doorstaan
