諾斯羅普·格魯門的LEMV方案

    【賽斯維傳感器網(wǎng)】從人類航空初期就出現(xiàn)的經(jīng)過幾起幾落的飛艇，現(xiàn)在以它無與倫比的續(xù)航能力和任務載荷能力，已經(jīng)開拓出適用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭的新天地，諾斯羅普·格魯門公司的混合飛艇設計獲得了美國陸軍的“長航時多情報飛行器”飛艇合同。

    美國軍方正在考慮各種長航時高空無人監(jiān)視平臺，一種是攜帶較小任務載荷的太陽能無人機，能進入平流層飛行數(shù)周，并有可能甚至幾個月和幾年，如奎奈蒂克公司正準備利用太陽能的“西風”無人機，攜帶2.7千克通信任務載荷，在18000米高度上飛行兩個星期；另一種是能攜帶較重任務載荷的氫燃料高空無人機，如航空環(huán)境公司的“全球觀測者”已經(jīng)接近飛行，其目標是能攜帶120千克的任務載荷在18000米上空飛行7天，波音公司計劃在2011年1月飛行的“鬼怪眼” 氫燃料無人驗證機，能攜帶450千克任務載荷可飛行10天，攜帶900千克的任務載荷，可飛行7天，但是它們的續(xù)航力和任務載荷能力，都遠比不上飛艇。

    LEMV飛艇

    2009年美國陸軍空間和導彈防御司令部提出要發(fā)展一種在2012年初能部署在阿富汗的“長航時多情報飛行器”（LEMV）計劃，要求這種飛艇能使用6800~9000千克的燃料在監(jiān)視任務中飛行3~4周，每個飛艇的價格只是20000~25000美元，而完成同樣的任務相當于需要12架MQ – 9“收割者”級的固定翼無人機及其操作人員。

    LEMV的任務就是對大面積區(qū)域保持連續(xù)的監(jiān)測，將相關的視頻、雷達和信號情報數(shù)據(jù)傳送到地面的旅一級的戰(zhàn)斗部隊，由于軍方也表示混合飛艇運送大量貨物的較大興趣，所以還要求飛行器還能夠經(jīng)過很小的修改后，在攜帶傳感器和長航時油箱載荷的同時，還能運送20噸貨物。

    2003年美國陸軍空間和導彈防御司令部就選擇洛克希德·馬丁公司作為研制高空飛艇的承包商，但是最近諾斯羅普·格魯門公司卻戰(zhàn)勝了強勁對手，贏得了美國陸軍的LEMV合同，合同價值為5.17億美元，公司將向美國陸軍提供3艘混合動力無人駕駛飛艇作為一種通訊和監(jiān)視平臺，用以作為一種廉價的高空監(jiān)視系統(tǒng)，首架飛艇被命名為HAV304。

    混合飛艇

    用傳統(tǒng)的輕于空氣的飛艇很難實現(xiàn)長航時的目標，諾斯羅普·格魯門公司的混合飛艇，是一種重于空氣的飛行器設計，它集成了浮力、空氣動力學和推力矢量與一體，升力的60％是空氣靜壓，來自氦氣的浮力，其余40％是從空氣動力，來自小機翼和飛行器的氣動外形，相比洛克希德·馬丁公司用3個氣囊組成的外形，諾斯羅普·格魯門公司用一個氣囊的外形更為簡單，飛艇飛行中用的動力則來自安裝在飛艇兩側(cè)的前后的4個涵道推進器，因而飛艇的速度和航向比傳統(tǒng)飛艇飛行器更容易操作， 此外，因為混合飛艇要比空氣重，所以在起飛和降落過程中也要使用4個涵道推進器的矢量推力。

    LEMV將是混合飛艇技術的第一個全尺寸的應用，它能夠攜帶1600千克的傳感器，在6000米高空作為“不眨眼的眼睛”，至少監(jiān)視21天。

    它的非剛性、壓力穩(wěn)定的氣囊將使用一種由沃里克·米爾斯公司生產(chǎn)的傳統(tǒng)材料，它已廣泛被用于氣球和飛艇的氣囊。飛行器下面的沿縱向前三分之二為剛性結(jié)構(gòu)，前面既可以選裝有人駕駛艙，也可以選裝航空電子設備和通信設備架，在尾端則是任務載荷系統(tǒng)和可拆卸油箱，中間將是一個中央工字梁，用以安裝傳感器。

    任務系統(tǒng)將會有一個靈活的、模塊化開放式結(jié)構(gòu)，使即使在野外傳感器也可以迅速地被更換，還有一個共同的接口適配器將允許不同的任務載荷插入飛艇的冷卻系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和和網(wǎng)絡系統(tǒng)。目前公司已經(jīng)用1/6縮比長約90米的HAV3混合飛艇技術驗證機，開始進行全尺寸飛行器控制律的試飛。

    諾斯羅普· 格魯門公司借助于它在開發(fā)無人機領域的專門技能，使飛艇能自主飛行，包括起飛和著陸，起飛跑道長度將小于300米（1000英尺），為使飛艇能使用簡陋的跑道，裝在氣囊下的著陸橇可以更換，動力將來自4臺 蒂勒爾特公司（Thielert）的圣特爾（Centurion）渦輪柴油發(fā)動機，每一個驅(qū)動一個涵道推進器，在4臺推進器最大功率16千瓦推動下，飛艇最大的穿越速度為150千米/時，用于站位保持時飛行器可放緩至55千米/時，在回收時，飛艇將自主下降到一個系泊系統(tǒng)，用絞車絞下來。

    但是 4臺 發(fā)動機不是所有時間內(nèi)的連續(xù)運行，飛艇在站位飄浮時只需其中一臺發(fā)動機就能足以滿足所有任務載荷的動力。

    計劃安排

    由于美國陸軍要求諾斯羅普·格魯門公司在合同簽訂18個月以內(nèi)交付第一個飛行器HAV304，所以公司找了基于英國的混合航空飛行器公司（HAV），作為低風險設計合作伙伴，后者長期從事傳統(tǒng)的飛艇生產(chǎn)，同時也是開拓混合飛艇技術的先驅(qū)者之一，之前它曾研制了“天空飛艇”（Skyship）500和600商業(yè)飛艇和為美國海軍研制了“哨兵”1000（Sentinel 1000）空中早期預警飛艇的半尺寸驗證機，但由于各種原因未能發(fā)展為產(chǎn)品，后來一種基于HAV3研制的被稱為“禿鷹”304（Condor 304）的可以選擇有人駕駛的混合飛艇，在英國公司已經(jīng)飛行了相當一段時間。

    諾斯羅普·格魯門公司的氣囊和任務系統(tǒng)，將交付給在俄勒岡州的蒂拉穆克前海軍飛艇裝配基地，飛艇將在那里進行裝配、充氣和飛行試驗，首飛預計在合同簽訂約一年后的2011年年中進行， LEMV HAV304最初將在艇上設置一個駕駛員，既為了安全，也為了避免FAA對在民用空域飛行的無人駕駛飛行器的限制，在合同商飛行試驗后，飛艇將轉(zhuǎn)運到亞利桑那州的尤馬試驗場，由美國陸軍進行作戰(zhàn)試飛。

    第一個LEMV HAV304飛艇，計劃在2011年年底運送到阿富汗作準備，將在2012年年初完成一個45~ 60天的作戰(zhàn)評估，之后，美國陸軍會再簽訂一個5年的合同，將飛艇留在戰(zhàn)區(qū)使用，同時如果需要和有資金，很可能采購另外兩個飛艇。

    由于交貨時間的限制，美國陸軍已經(jīng)為第一個HAV304飛艇購買了現(xiàn)成的商用貨架成品傳感器，但要求諾斯羅普·格魯門公司負責為第二架和第三架飛艇的任務載荷。

    對于HAV304的傳感器，將會包括全動態(tài)視頻和諾斯羅普·格魯門公司的車輛及散兵探測雷達（Vader），這是一種主動相控陣合成孔徑雷達/地面移動目標指示器，可以探測路邊炸彈和跟蹤車輛和人員。

    公司還將提供的信號情報任務載荷載荷，通信套件將具有提供窄帶和寬帶的能力，包括L - 3通信公司的“多用途戰(zhàn)術通用數(shù)據(jù)鏈”和羅克韋爾·柯林斯公司的“基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的戰(zhàn)術瞄準網(wǎng)絡技術數(shù)據(jù)鏈” 。

    美國科學應用國際公司（SAIC）與諾斯羅普·格魯門公司聯(lián)手提供用于傳感器數(shù)據(jù)處理、分析和分發(fā)的地面環(huán)境信息，將合成一個單一的圖片和信息直接提供給美國陸軍指揮人員。

    LEMV還將插進到“分布式通用地面站”（DCGS）軟件系統(tǒng)，這是諾斯羅普·格魯門公司為美國陸軍研制的，為綜合個人信息和各個旅戰(zhàn)斗隊信息的分析系統(tǒng)，明年將投入戰(zhàn)區(qū)使用。

    雖然在阿富汗可以提供氣球用的氦氣，但飛艇在正常使用下將不會泄氣，氣囊不需要補充充氣，但由于LEMV是一個龐大的飛行較慢的飛行器，因此在敵對的空域中易受潛在地攻擊，而在飛艇上沒有任何自我保護系統(tǒng)，氣囊可能被打破，這就要求美國陸軍除了在安全區(qū)發(fā)射和回收飛艇外，還必須使飛艇處于物理安全高度上飛行執(zhí)行任務。

    諾斯羅普·格魯門公司對第二個和第三個飛艇的方案有許多潛在的改善計劃，包括使用功率更大的發(fā)動機，公司也希望有一些改進能用在第一個HAV304飛艇上，特別提高續(xù)航力和任務載荷，現(xiàn)在的1600千克任務載荷已經(jīng)可以裝很多東西，但通過改進就可以使它增長一倍。

    此外，公司正在通過簡單的修改，使飛艇可以容納乘客或車輛、載運燃料模塊和10~12米長的標準集裝箱等。