Maritieme bewaking vanuit de lucht, verkenning en informatieverzameling, evenals patrouillemissies worden traditioneel uitgevoerd door gespecialiseerde meermotorige langeafstandsvliegtuigen die speciaal zijn ontworpen voor langere vluchten over zee, of door commerciële platforms die voor dergelijke taken zijn aangepast. Deze vliegtuigen werden doorgaans gebruikt om grote delen van het zeeoppervlak te bewaken, inclusief het bewaken van scheepvaart en andere activiteiten langs kritieke communicatieroutes en in exclusieve economische zones (EEZ's).
De kosten van het verwerven en exploiteren van bemande platforms vormen echter een ondraaglijke last voor veel landen en de respectieve lucht- en zeestrijdkrachten, en daarom kunnen verschillende maritieme veiligheidsstructuren problemen ondervinden bij het uitvoeren van systematische monitoring van soevereine wateren vanwege een gebrek aan middelen. en een klein aantal sorties.
De behoefte aan een betaalbaar alternatief voor bemande marineverkenningsvliegtuigen draagt onvermijdelijk bij aan de groeiende belangstelling van veel landen voor onbemande luchtsystemen (UAS) op het land en op zee, vooral die met grote EEZ's en gemeenschappelijke beschermde grenzen. Tegelijkertijd willen andere landen sensorsystemen aan boord hebben die het situationeel bewustzijn van ingezette civiele en militaire schepen kunnen vergroten door de nodige informatie te verstrekken.
Moderne UAS, met name drones op gemiddelde en grote hoogte met een lange vluchtduur (MALE- en HALE-categorieën), hebben zichzelf goed bewezen als verkennings- en aanvalsplatforms ter ondersteuning van grondoperaties, met kenmerken als een groot bereik, lange missieduur en de vermogen om sensordoelladingen te dragen. Hoewel deze platformen van het type vliegtuig moeten lanceren en op de grond landen, trekken hun inherente capaciteiten niettemin de maritieme gemeenschap aan die op zoek is naar een manier om grote gebieden te observeren.
Aan de andere kant van het spectrum bevinden zich kleinere UAV's van het type VTOL-vliegtuigen, die de afgelopen jaren ook wijdverbreid zijn geaccepteerd. Dergelijke reguliere bewakings- en verkenningsapparatuur kan snel worden gelanceerd en teruggestuurd, waarbij op verzoek informatie wordt verzameld om de werking van schepen te waarborgen.
MALE klassenplatforms
Net als in het geval van bemande patrouillevliegtuigen van de kustluchtvaart, is het vermogen om lange afstanden af te leggen en gedurende lange tijd te patrouilleren een belangrijke kwaliteit van de multifunctionele UAS's van de MALE-klasse die voor dergelijke taken kunnen worden aangepast. De ontwikkelaars hebben ook andere wenselijke kenmerken geïdentificeerd, waaronder een groot laadvermogen, waardoor u zowel langeafstandscommunicatiesystemen als verschillende soorten boordapparatuur kunt vervoeren.
Het Israëlische bedrijf Elbit Systems promoot een speciaal geconfigureerde versie van zijn Hermes 900 MALE UAV, die wordt beheerd door ten minste acht operators. Het vliegtuig, dat voornamelijk wordt gebruikt voor grondbewakingsoperaties, is in staat om doelladingen van zowel eigen ontwerp als van derden te ontvangen.
Volgens het bedrijf kan de Hermes 900, met een maximaal startgewicht van ongeveer 1180 kg en een spanwijdte van 15 meter, tot 350 kg aan doelapparatuur aan, waarvan 250 kg in het 2,5 meter lange interne compartiment. In een maritieme configuratie kan het vliegtuig worden uitgerust met een gespecialiseerde marine surveillanceradar, een automatisch identificatiesysteem en een gestabiliseerd opto-elektronisch/infrarood sensorsysteem en elektronische oorlogs- en verkenningsapparatuur.
Elbit Systems merkte op dat zijn universele grondcontrolestation een modus voor gelijktijdige besturing van twee UAV's kan bieden met behulp van twee redundante datatransmissiekanalen. Het bedrijf stelt dat dit een positief effect heeft op het gebruik van het systeem, personeels- en bedrijfskosten bespaart. De drone profiteert ook van de integratie van een over-the-horizon communicatiesysteem over lange afstand op basis van een satellietkanaal en de integratie van het eigen maritieme geautomatiseerde controlesysteem van het Elbit-systeem.
Haji Topolanski van Elbit Systems zei:
“Hoewel de Hermes 900 alleen op de grond opstijgt en landt, kunnen de besturing van de UAV zelf en de werking van zijn sensoren worden geïntegreerd in het commando- en controlesysteem van het schip. Hierdoor kunnen schepen realtime verkenningsinformatie van UAV's ontvangen en naar eigen inzicht gebruiken."
Sinds april 2019 worden op verzoek van het Europees Agentschap voor maritieme veiligheid Hermes 900-drones ingezet om maritieme gebieden te patrouilleren. IJsland was het eerste land dat van deze dienst gebruik maakte. Volgens Elbit Systems hebben de IJslandse maritieme autoriteiten de Hermes 900 geïdentificeerd als de oostelijke luchthaven van Egilsstadir, van waaruit het meer dan de helft van de EEZ van het land kan bestrijken. Deze eenheid is ook aangepast om bestand te zijn tegen de harde wind en ijsomstandigheden die inherent zijn aan de Noord-Atlantische Oceaan.
“Het is duidelijk dat een UAV van het type marinevliegtuig, opererend vanaf een kustbasis en bestuurd vanaf een grondstation, een andere prestatie en doelbelasting zou moeten hebben dan een landobservatiesysteem. Met name de behoefte aan verkenning van een groot gebied dicteert de integratie van krachtige multimode-radar met beeldvorming om objecten op grote afstand te detecteren en te classificeren en OE / IR-systemen voor lange afstanden met hoge resolutie voor positieve identificatie en beeldvorming."
- legde Topolanski uit.
“Bovendien worden zichtlijnen voor datatransmissie en een satellietkanaal voor communicatie over de horizon geïntegreerd in de maritieme LHC's. Het feit dat een mariene drone soms moet afdalen voor positieve identificatie van objecten met behulp van zijn bewakingsstation en onder de radiofrequentiehorizon moet vliegen, vergroot het belang van het breedbandige over-the-horizon-kanaal.”
Ondertussen heeft Israel Aerospace Industries (IAI) marineversies van zijn Heron 1 MALE UAV geleverd aan de Indiase en Israëlische vloten.
De door de Malat-divisie ontwikkelde Heron 1-drone heeft een startgewicht van 1100 kg en een laadvermogen tot 250 kg. Het standaard laadvermogen is IAI Tamam's op de boeg gemonteerde Multi-mission Optronic Stabilized Payload, die een camera met hoge resolutie, een infraroodcamera en een laserpointer / afstandsmeter omvat.
Volgens het bedrijf wordt het vliegtuig aangedreven door een 1.211 cc Rotax 914 viertaktmotor die een tweebladige duwpropeller met variabele spoed laat draaien die tot 100 pk ontwikkelt. maximaal continu vermogen op hoogtes tot 4500 meter. Dit maakt rondhangen met een snelheid van 60-80 knopen en het bereiken van een maximale snelheid van maximaal 140 knopen mogelijk met een vliegduur van maximaal 45 uur, afhankelijk van de draaglast. Een line-of-sight datatransmissiekanaal in een mobiele of stationaire versie biedt controle binnen een straal van ongeveer 250 km, hoewel bij het installeren van een satellietcommunicatiekit het bereik wordt vergroot tot 1000 km.
IAI-ingenieurs merken op dat de Heron 1 twee interne laadcompartimenten heeft met een totaal volume van maximaal 800 liter - het boeg- en middencompartiment met een volume van respectievelijk 155 en 645 liter.
De afstand van het laagste punt van de romp tot de grond is 60 cm, waardoor het apparaat kan worden uitgerust met externe doelbelastingen, terwijl de stroomopwekking aan boord van maximaal 10 kW het platform de mogelijkheid biedt voor upgrades en ook mogelijk maakt de installatie van krachtige systemen, bijvoorbeeld de IAI Elta EL maritieme surveillanceradar. / M-2022U of modulaire surveillanceradar voor verkenning van grondbewegende doelen EL / M-2055.
Volgens Jane's C4ISR & Mission Systems - Air-handboek kan de EL / M-2022 Marine Surveillance Radar een verscheidenheid aan doelen volgen met een bereik tot 200 zeemijl. Bij gebruik in de radarmodus met omgekeerde apertuursynthese, kan de radar verdachte objecten vastleggen en hun type bepalen.
Naast het standaard bewakingsstation en de zeeradar, kan de marine Heron 1 ook elektronische intelligentiesystemen dragen, bijvoorbeeld de IAI Elta ELK-7071 of ELK-7065-systemen. De typische cyclus van het detecteren en identificeren van verdachte oppervlakteobjecten begint met doeldetectie, waarna de elektronische verkenningssystemen worden ingeschakeld om de richting en het behoren van het object te bepalen via het automatische identificatiesysteem, en tijdens de daaropvolgende nadering wordt het soortverkenningsstation gebruikt voor visuele verificatie.
HALE-platforms
"Het toppunt van technisch denken op het gebied van UAV's op zee is de MQ-4C Triton-verkenningsdrone van de Amerikaanse marine van de HALE-categorie (lange vlucht op grote hoogte), die volgens de planning klaar zal zijn voor gebruik in april 2021, en volledig -productie op schaal begint twee maanden later."
De door Northrop Grumman ontwikkelde MQ-4C Triton-drone heeft een lengte van 14,5 meter en een spanwijdte van 39,9 meter, een opgegeven bereik van 2000 zeemijl en een vluchtduur van maximaal 24 uur. De drone is ontwikkeld op basis van de Block 30 RCMN-marineversie van de US Air Force RQ-4 Global Hawk-drone als onderdeel van het Broad Area Maritime Surveillance Demonstrator-programma om de vloot te voorzien van continue monitoring van zeegebieden.
Hoewel het basisontwerp van de MQ-4C erg lijkt op de RQ-4B, bevat het nog steeds belangrijke wijzigingen die zijn gericht op het optimaliseren van de prestaties voor langdurige oppervlaktemissies. Het vliegtuig zal bijvoorbeeld beschikken over actieve controle van het zwaartepunt van het brandstofsysteem, een verbeterde antenneradome met verhoogde sterkte en verbeterde aerodynamica, een anti-icing luchtinlaatsysteem, evenals een versterkte vleugelstructuur met bescherming tegen windstoten, hagel- en vogelinvoer, bliksembeveiliging en een versterkte romp om de interne doelbelasting te vergroten. … Samen zorgen deze verbeteringen ervoor dat de MQ-4C UAV kan dalen en stijgen indien nodig, wat nodig is om schepen en andere objecten op zee te controleren.
Onder de romp is de belangrijkste zeezoekradar AN / ZPY-3 van de X-band met een actieve phased antenne-array geïnstalleerd, waarin elektronisch scannen wordt gecombineerd met mechanische rotatie van 360 ° in azimut. Northrop Grumman zegt dat de vluchtduur van de MQ-4C en de dekkingsradius van de ZPY-3-sensor de MQ-4C in staat stellen meer dan 2,7 miljoen vierkante voet in een enkele vlucht te onderzoeken. mijl. De radar wordt aangevuld met het Raytheon AN / DAS-3 MTS-B-sensorstation, dat dag / nacht-beeld en video met hoge resolutie biedt met automatisch volgen van doelen, evenals het AN / ZLQ-1 elektronische verkenningssysteem van Sierra Nevada Corporation.
Terwijl de drone nog in ontwikkeling is, heeft de Australische regering beloofd om twee MQ-4C-platforms te kopen voor de luchtmacht van het land op het Air 7000 Phase IB-project. Het eerste vliegtuig zal naar verwachting medio 2023 de luchtmacht ingaan. Tegen het einde van 2025 zal de aankoop van zes platforms, ter waarde van $ 5 miljard, worden ingezet op Edinburgh Air Force Base in Zuid-Australië.
De Amerikaanse regering keurde ook de verkoop goed van vier MQ-4C-drones aan Duitsland in april 2018 voor $ 2,5 miljard. Vliegtuigen onder de lokale aanduiding Pegasus (Persistent German Airborne Surveillance System) moeten worden aangepast in overeenstemming met de nationale vereisten.
Scheepstank
Op schepen of op het dek gebaseerde drones hebben de afgelopen jaren veel aandacht van het leger getrokken. Bijzonder zijn de bekende complexen, bijvoorbeeld het door Boeing-Insitu ontwikkelde vliegtuigtype ScanEagle en het door de Amerikaanse marine ingezette helikoptertype Fire Scout van Northrop Grumman. Tegelijkertijd leverde de Boeing-Insitu-groep ook het gevleugelde voertuig Integrator aan het Korps Mariniers onder de aanduiding RQ-21A Blackjack.
Met het bestaande gebrek aan ruimte op de dekken van de meeste moderne schepen, neemt de belangstelling voor de LHC met verticaal opstijgen en landen blijkbaar alleen maar toe bij andere vloten. Het Zwitserse bedrijf UMS Skeldar wil bijvoorbeeld zijn recente succes herhalen met zijn nieuwste V-200B-draagschroefvliegtuigen, die werden gekocht door de Canadese en Duitse vloten.
Het nieuwste platform van het bedrijf, V-200 Block 20, met een startgewicht van 235 kg, heeft een romp van 4 meter die hoogstwaarschijnlijk is gemaakt van koolstofvezel, titanium en aluminium; het is uitgerust met een tweebladige propeller met een diameter van 4, 6 meter, een ventraal compartiment en een niet-intrekbaar landingsgestel voor twee ski's. De UMS Skeldar drone heeft een topsnelheid van 150 km/u en een serviceplafond van 3000 meter.
Verbeteringen aan het motor- en brandstofbeheersysteem hebben het gewicht met 10 kg verminderd in vergelijking met het vorige model V-200B, terwijl de vliegtijd is verlengd tot 5,5 uur met een doelbelasting van 45 kg of meer door de tijd die in de lucht wordt doorgebracht te verminderen. Andere verbeteringen zijn onder meer een nieuwe datalink, een update van de elektrische configuratie van het voertuig en een systeem met acht camera's voor visuele detectie en afstandsbepaling dat doelen tot 20 mijl in elke richting kan volgen. Het kan ook worden uitgerust met phased array-antennes waarmee de operator beelden in realtime kan verzenden.
De V-200, zei een woordvoerder van UMS Skeldar, "bevat een zware brandstofmotor van Hirth Engines die kan draaien op Jet A-1-, JP-5- en JP-8-brandstoffen, een van de belangrijkste voordelen voor de maritieme industrie."
"De configuratie van de tweetaktmotor biedt ook een lange MTO, samen met de extra zekerheid van landen en opstijgen in een omgeving waar conventionele brandstoffen zijn verboden, die allemaal erg belangrijk zijn voor maritieme operaties."
Volgens hem vereist het V-200-platform minder materiaal en technisch onderhoud en heeft het een functionele flexibiliteit die vergelijkbaar is met andere vliegtuig- en helikoptertypes in dezelfde gewichtscategorie. "De V-200 UAV is compatibel met de STANAG-4586-standaard, die de UAC pre-kwalificeert voor militair gebruik en integratie met andere systemen", voegde hij eraan toe. "We hebben ook goed nagedacht over eenvoudige integratie met verschillende gevechtsbeheersystemen, waaronder het Saab 9LV-zeegevechtssysteem, dat commando- en controlemogelijkheden biedt voor offshore-platforms van elke omvang, van gevechtsboten en patrouillevaartuigen tot fregatten en vliegdekschepen."
Inmiddels heeft het Oostenrijkse bedrijf Schiebel een helikoptertype Camcopter S-100 UHC ontwikkeld, die is uitgerust met een tweebladsschroef met een diameter van 3,4 meter en een gestroomlijnde koolstofvezelromp met afmetingen van 3, 11x1, 24x1, 12 m (respectievelijk lengte, breedte, hoogte).
Het apparaat met een maximaal startgewicht van 200 kg kan tot 50 kg vracht vervoeren samen met 50 kg brandstof. Met de rotatiemotor kun je vliegen met snelheden tot 102 km / u met een praktisch plafond van 5500 km. Met een laadvermogen van 34 kg is de vluchtduur 6 uur, maar met de installatie van een externe brandstoftank loopt dit op tot 10 uur.
Volgens Schiebel omvat een typische payload voor maritieme bewaking het L3 opto-elektronische station van Harris Wescam, de Overwatch Imaging PT-8 Oceanwatch-camera voor het scannen van grote gebieden en het detecteren van kleine objecten, en een automatische herkenningsontvanger.
"Het S-100-platform is ideaal voor offshore-omgevingen vanwege de minimale logistiek en omvang", aldus een woordvoerder van het bedrijf. "Het compacte formaat en het lichte gewicht zorgen ervoor dat het gemakkelijk kan worden gemanoeuvreerd, opgeslagen en onderhouden in scheepshangars … een typische fregathangar biedt plaats aan maximaal vijf S-100-drones, samen met een conventionele grote bemande helikopter." Het platform is ook geïntegreerd met 35 verschillende soorten schepen, die meer dan 50.000 vlieguren hebben gevlogen.
De Camcopter S-100-helikopter werd gekocht in het kader van het Australian Navy Minor Project 1942-programma, dat is gericht op het voldoen aan de behoeften van de vloot van het land voor een tussenliggende UHC aan boord. Verder zal volgens een apart programma een geschikte UAV worden geselecteerd voor integratie met 12 kustpatrouilleschepen, waarvan de eerste twee op de scheepswerven van ASC worden gebouwd. Vervolgens zal een ander type UAV worden geselecteerd om negen Hunter-projectfregatten uit te rusten, die zullen worden gebouwd voor de Australische marine.
Schiebel kondigde in november 2015 aan dat het een zware brandstofmotor voor de Camcopter S-100-helikopter had getest. Aanpassing van het S-100 voortstuwingssysteem op basis van een commerciële draaizuigermotor heeft geleid tot een gewichtsvermindering door de modernisering van het uitlaatsysteem, een nieuwe motorregeleenheid en nieuwe accu's. Dankzij de motor kan de S-100 JP-5-brandstof gebruiken, die een hoger vlampunt heeft dan vliegtuigbenzine.
Het bedrijf moderniseert het S-100-platform vooral met het oog op de interactie (interactie) van bemande en onbewoonde platforms en oplevering op het laatste luik. In april 2018 werd aangekondigd dat het samenwerkte met Airbus Helicopters in een gezamenlijke demonstratie met de H145 bemande helikopter en de S-100 UAV. Volgens Schiebel werd een grondcontrolestation voor de drone geïnstalleerd aan boord van de H-145, waardoor interoperabiliteit van niveau 5 kan worden bereikt door de volledige controle over de drone over te dragen aan de operator aan boord van de helikopter, inclusief lancering en terugkeer.
Nieuwe doelladingen
Nieuwe doelladingen voor UAV's breiden het takenpakket van marine-UAV's uit en gaan verder dan verkennings- en observatieoperaties. Zo ontwikkelt L3 Harris het SDS (Sonobuoy Dispenser System), dat is ontworpen om snel verschillende soorten vliegtuigen te hergebruiken voor anti-onderzeeërmissies.
SDS maakt gebruik van de ervaring van het creëren van pneumatische systemen SRL (Sonobuoy Rotary Launch) en SSL (Sonobuoy Single Launch) voor Lockheed Martin's P-8A Poseidon multifunctionele anti-onderzeeër en anti-scheeps patrouillevliegtuigen.
De SDS is gebaseerd op de Modular Launch Tube (MLT), die het bedrijf omschrijft als "een individueel lanceerstation voor het lanceren van een A-maat boei vanuit een standaard LAU-126/A lanceerbus." Het bedrijf heeft ook een tandemlanceringskit voor modernisering ontwikkeld waarmee de LAU-126 / A-container van maat A boeien van twee maten F of G kan accepteren.
MLT is een extern laadsysteem met een draaibare bajonetsluiting voor het bevestigen van een boei met een eigen gewicht van circa 4,5 kg. Het is uitgerust met een boei-aanwezigheidssensor om zeker te zijn van vangen en lanceren; de boeien worden uitgeworpen onder een laaddruk in het systeem van 70 tot 105 kg / cm2.
Volgens L3 Harris kan het SDS-systeem bestaan uit een willekeurig aantal MLT-rails, een pneumatische trekker met grondlading en een elektronische besturingseenheid met een universele type-1/2-interface bovenop een MIL-STD-1760-interface. Al deze componenten kunnen worden geïntegreerd in een speciale externe container.
Het bedrijf ziet in de wereld een groeiende belangstelling voor UAV's voor lange- en langetermijnmaritieme patrouilles als betaalbare vervanging voor dure patrouillevliegtuigen, bijvoorbeeld P-8A-vliegtuigen. Ze wijzen echter op de mogelijke beperkingen van het SDS-concept, aangezien anti-onderzeeërvliegtuigen, zoals de R-3 en R-8A, respectievelijk 87 en 126 boeien kunnen dragen.
"Het is onmogelijk om een SDS-systeem tijdens de vlucht te laden, in tegenstelling tot een bemand vliegtuig, dus idealiter zien we veel SDS-uitgeruste drones samenwerken in groepen of koppels om een acceptabele oplossing te creëren uit een voldoende aantal sonarboeien."
Uttra Electronics ontwikkelt ook een eigen concept van de SMP (Sonobuoy Mission Pod) dropping machine, die het aanbiedt voor onbemande en bemande vliegtuigen.
Volgens het bedrijf kan de SMP worden gemonteerd op een extern MIL-STD-2088-ophangpunt, waardoor bestaande platforms kunnen worden omgebouwd voor anti-onderzeeërmissies. Het SMP-systeem biedt plaats aan 25 tot 63 boeien in de maten G en F voor kleine en grote platforms.
Het systeem is ontworpen om te werken op hoogtes tot 10 km met vliegsnelheden tot 150 knopen. Het kan boeien laten vallen met tussenpozen van 2,5 seconden en is compatibel met verschillende ultra-elektronische boeimodellen, waaronder ALFEA (Active Low Frequency Electro-Acoustic) en HIDAR (High-Instantaneous-Dynamic-Range) en mini-HIDAR.
Hoewel LHC's op het land tegenwoordig heel gewoon zijn, gebeurt het gebruik van dergelijke systemen in de maritieme sfeer tegenwoordig op kleinere schaal. De situatie lijkt echter geleidelijk te veranderen, aangezien vloten, kustwachten en andere maritieme veiligheidsstructuren steeds beter begrijpen hoe effectief MALE- en HALE-drones een aanvulling kunnen zijn op bemande platforms bij maritieme patrouilles en andere operaties, of, indien mogelijk, afzonderlijk kunnen worden gebruikt..
Er is een groeiende belangstelling voor gevestigde patrouillecapaciteiten in de lucht voor zeeschepen, maar er moeten nog verschillende uitdagingen worden aangepakt. Op kleinere schepen is er bijvoorbeeld niet genoeg ruimte op het dek, het gebruik van dergelijke vliegtuigen in combinatie met bemande helikopters is meestal beperkt tot de "of - of"-situatie, wanneer het lancerings- en herstelproces zorgvuldig moet worden getimed en overeengekomen in om ervoor te zorgen dat de drones niet langer in de lucht blijven dan nodig is in afwachting van het dek. Het is ook moeilijk om beschadigde platforms te herstellen wanneer het dek bezet is en vanwege een noodgeval niet kan worden geleegd.
