大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景

胡義明 于牧凡

大載重?zé)o人直升機(jī)是最大起飛重量大于2000kg的無(wú)人機(jī)，具有任務(wù)載荷重量大、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、飛行速度快、部署靈活、運(yùn)用范圍廣、運(yùn)輸投送精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。在軍事領(lǐng)域，它能解決部隊(duì)保障難題，支援作戰(zhàn)行動(dòng)，執(zhí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)物資精準(zhǔn)運(yùn)送、重要物資隱蔽前送等任務(wù)，滿足戰(zhàn)場(chǎng)關(guān)鍵物資快速補(bǔ)給的需求。駐扎在山區(qū)、海島、高原等地域的部隊(duì)使用大載重?zé)o人直升機(jī)運(yùn)輸投送物資，能夠確保部隊(duì)在應(yīng)急行動(dòng)中實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)、及時(shí)保障的能力。在民用領(lǐng)域，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)可滿足物流、電網(wǎng)架設(shè)、應(yīng)急救援、森林防火等應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)物資運(yùn)送的需求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

大載重?zé)o人直升機(jī)的特性

大載重?zé)o人直升機(jī)具有五種特性。一是操控簡(jiǎn)單，維修方便；二是保障能力強(qiáng)，具有任務(wù)載荷重量大、航程遠(yuǎn)等特性；三是戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、機(jī)動(dòng)性高、可懸停和垂直起降，具有在高海拔地區(qū)的飛行起降能力和較強(qiáng)的抗干擾能力；四是運(yùn)行安全可靠，固定翼運(yùn)輸機(jī)對(duì)起降場(chǎng)地的要求較高，在執(zhí)行末端投送任務(wù)時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)物資精準(zhǔn)投送。而大載重?zé)o人直升機(jī)執(zhí)行空投任務(wù)時(shí)，可采用低空懸停、低速飛行、傘降、索降等方式，實(shí)現(xiàn)物資精準(zhǔn)投送；五是運(yùn)營(yíng)和維修成本低，大載重?zé)o人直升機(jī)機(jī)上無(wú)飛行員，降低了運(yùn)營(yíng)成本。

大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)輸投送特點(diǎn)

相較于地面運(yùn)輸工具，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)具有運(yùn)送效率高、可節(jié)約土地資源和基礎(chǔ)設(shè)施投入等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)合理利用閑置的低空空域資源，有效減輕地面交通的負(fù)擔(dān)。

相較于航空運(yùn)輸和通航運(yùn)輸工具，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)具有運(yùn)營(yíng)成本低、調(diào)度靈活等優(yōu)勢(shì)，能填補(bǔ)現(xiàn)有航空運(yùn)力的不足，同時(shí)減少飛行員和機(jī)組等人為因素的限制。

大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)能夠極大地豐富運(yùn)輸投送手段，與大中型有人運(yùn)輸機(jī)配合使用，可形成遠(yuǎn)中近程、高中低空等多樣化航空運(yùn)輸投送體系。大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)與有人運(yùn)輸機(jī)、地面運(yùn)輸工具的運(yùn)輸投送特點(diǎn)對(duì)比詳見(jiàn)表1、表2。

典型大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)

K-MAX貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)

K-MAX貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)由美國(guó)卡曼公司研制，具備視距內(nèi)外自主運(yùn)送貨物的能力，配備多個(gè)精準(zhǔn)空投系統(tǒng)，在復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，能夠從一個(gè)部署點(diǎn)為多個(gè)分散部署的地面部隊(duì)提供物資補(bǔ)給。在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)用中，K-MAX無(wú)人直升機(jī)每次飛行可運(yùn)送2t物資，有效解決了美軍面臨的運(yùn)輸成本高、物資連續(xù)補(bǔ)給困難、有人直升機(jī)運(yùn)輸人員具有傷亡風(fēng)險(xiǎn)高等難題。

MQ-8C貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)

MQ-8C貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)由貝爾公司407有人直升機(jī)改型而成，裝備一臺(tái)額定功率為522kW的羅爾斯-羅伊斯公司M250-C47E渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。該機(jī)可部署在艦船和地面上，執(zhí)行監(jiān)視、偵察、物資運(yùn)輸、后勤補(bǔ)給物資運(yùn)送、反水雷等多種任務(wù)，能夠滿足美國(guó)海軍的未來(lái)作戰(zhàn)需求。

“黑鷹”有人-無(wú)人模式貨運(yùn)直升機(jī)

美國(guó)國(guó)防預(yù)研局（DARPA）、美國(guó)陸軍與西科斯基公司已開展旋翼機(jī)自主飛行技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。2010年初，西科斯基公司自主研制的“黑鷹”直升機(jī)作為美國(guó)陸軍有人-無(wú)人空中運(yùn)輸項(xiàng)目，開始進(jìn)行大量試驗(yàn)。2014年，“黑鷹”有人-無(wú)人模式驗(yàn)證機(jī)首飛。2019年基于電傳操縱技術(shù)的“黑鷹”有人-無(wú)人模式直升機(jī)首飛。2022年2月，裝有西科斯基公司“矩陣技術(shù)”自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的UH-60A“黑鷹”直升機(jī)驗(yàn)證機(jī)完成30min自主飛行。

應(yīng)用場(chǎng)景分析

平時(shí)任務(wù)

1.邊防部隊(duì)日常物資補(bǔ)給

大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)可為駐扎在山區(qū)、海島、高原等地區(qū)的邊防部隊(duì)運(yùn)送日常補(bǔ)給物資。山區(qū)地勢(shì)起伏較大，山高坡陡林密，泥石流和山體滑坡等自然災(zāi)害時(shí)常發(fā)生，交通基礎(chǔ)設(shè)施條件差，山區(qū)邊防部隊(duì)的日常物資補(bǔ)給面臨著較大的挑戰(zhàn)；駐島部隊(duì)主要依靠船舶運(yùn)輸日常補(bǔ)給物資，而船舶受海上風(fēng)浪的影響較大，航行速度較慢，補(bǔ)給物資運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)；高原地區(qū)的邊防部隊(duì)主要依靠地面運(yùn)輸部隊(duì)直接運(yùn)送或接力運(yùn)送日常補(bǔ)給物資，偏遠(yuǎn)、交通不便地區(qū)的邊防部隊(duì)需要騾馬運(yùn)送物資，或者組織人力背運(yùn)物資。針對(duì)上述場(chǎng)景，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)為邊防部隊(duì)運(yùn)送日常補(bǔ)給物資，能夠克服復(fù)雜地形、天氣、地面交通不便所帶來(lái)的不良影響，從物資、藥品倉(cāng)庫(kù)取貨后，向邊防哨所運(yùn)送物資和藥品，滿足邊防部隊(duì)的日常物資補(bǔ)給需求。

2.物流行業(yè)貨物運(yùn)送

目前，物流行業(yè)亟須高效、快速、經(jīng)濟(jì)的貨物運(yùn)送工具，而有人機(jī)的運(yùn)營(yíng)成本較高，飛行員短缺。為解決問(wèn)題，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，其運(yùn)送貨物具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在支線運(yùn)輸領(lǐng)域擁有廣闊的市場(chǎng)前景。大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)具有使用方便、運(yùn)營(yíng)效率高、基礎(chǔ)設(shè)施少、成本低、調(diào)度靈活等特點(diǎn)，可提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的貨物運(yùn)送服務(wù)，滿足物流行業(yè)的需求。它不僅能打通干線運(yùn)輸與支線運(yùn)輸之間的空中新通道，還能滿足日漸增長(zhǎng)的生鮮農(nóng)副產(chǎn)品、醫(yī)療用品等貨物運(yùn)輸以及應(yīng)急物資運(yùn)送等需求，有望打破物流行業(yè)的天花板，助力物流行業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。另外，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)具備垂直起降能力，可使用各種中小型機(jī)場(chǎng)和簡(jiǎn)易跑道，接入現(xiàn)有通航體系，盤活現(xiàn)有通航機(jī)場(chǎng)，提升資源利用率，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)空中運(yùn)輸，為企業(yè)降低風(fēng)險(xiǎn)，降本增效。

3.森林滅火

林區(qū)樹木植被茂密、路途遙遠(yuǎn)、交通不便、地形復(fù)雜，給森林消防工作帶來(lái)了巨大壓力。森林滅火盡早發(fā)現(xiàn)、盡快處置尤為重要。大載重消防無(wú)人直升機(jī)可搭載光電吊艙、滅火彈等任務(wù)載荷，承擔(dān)林區(qū)巡查、火場(chǎng)偵察、滅火等多種任務(wù)，有效提高滅火與救援效率，最大程度減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。

與有人直升機(jī)相比，大載重?zé)o人直升機(jī)的使用成本和維修成本較低，在火災(zāi)期間，能夠穿越復(fù)雜地形、在火場(chǎng)上空開展滅火作業(yè)。對(duì)于山頂、山脊等區(qū)域的火場(chǎng)，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)外掛水桶，并直接把水桶運(yùn)送到火場(chǎng)目標(biāo)區(qū)，供滅火隊(duì)員直接取水。另外，在執(zhí)行森林滅火任務(wù)中，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)采用外吊掛方式將小型推土機(jī)運(yùn)送到山頂、山脊、溝谷等區(qū)域，然后推土機(jī)挖出物理隔帶，并采取砍伐、挖掘的方式清除可燃物，達(dá)到滅火的目的。

應(yīng)急救援物資運(yùn)送

1.自然災(zāi)害場(chǎng)景下的應(yīng)急救援物資運(yùn)送

地震、泥石流、洪水等自然災(zāi)害會(huì)中斷地面交通系統(tǒng)，此時(shí)地面運(yùn)輸工具無(wú)法運(yùn)送應(yīng)急救援物資，而大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)可在“黃金72小時(shí)”內(nèi)快速響應(yīng)，向?yàn)?zāi)區(qū)運(yùn)送藥品、食品、臨時(shí)帳篷、搶險(xiǎn)設(shè)備等物資，為災(zāi)區(qū)提供支援。

2020年初，我國(guó)爆發(fā)新冠肺炎重大疫情，主要使用航空運(yùn)輸工具將軍地醫(yī)療救援物資運(yùn)到疫情地區(qū)。為更好地應(yīng)對(duì)重大公共衛(wèi)生突發(fā)事件，提供強(qiáng)有力的保障，我國(guó)應(yīng)針對(duì)重大公共衛(wèi)生突發(fā)事件的應(yīng)急救援需求，進(jìn)一步提升貨運(yùn)無(wú)人機(jī)的運(yùn)送能力，探索疫情條件下的應(yīng)急救援物資運(yùn)送模式，以滿足重疫區(qū)對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)送物資的需求。特別是疫情高發(fā)地區(qū)的需求，我國(guó)應(yīng)積極探索大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)從起點(diǎn)到終點(diǎn)的直達(dá)模式，保證大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)從裝貨機(jī)場(chǎng)起飛后，不經(jīng)中轉(zhuǎn)機(jī)場(chǎng)，直接將抗疫物資送到目的地，避免中間多次中轉(zhuǎn)。這種直達(dá)模式具有運(yùn)送速度快、效率高等特點(diǎn)，可有效避免物資運(yùn)送過(guò)程出現(xiàn)人員感染和病毒擴(kuò)散。

2.核輻射環(huán)境下的應(yīng)急救援物資運(yùn)送

核電站一旦發(fā)生事故，后果會(huì)極其嚴(yán)重。當(dāng)核電站發(fā)生核泄漏事故時(shí)，大載重?zé)o人直升機(jī)可代替有人機(jī)執(zhí)行高輻射環(huán)境下的核反應(yīng)堆降溫任務(wù)，有效避免核輻射導(dǎo)致的人員傷亡。另外，因核輻射污染，有人機(jī)無(wú)法執(zhí)行物資運(yùn)送任務(wù)，而大載重貨運(yùn)無(wú)人直升能夠前往核輻射污染特殊區(qū)，運(yùn)送洗消器材、藥品制劑、防護(hù)器材等物資。

3.海上事故場(chǎng)景下的應(yīng)急救援物資運(yùn)送

隨著全球船舶數(shù)量的不斷增加，海上落水人員救助已成為各國(guó)關(guān)注的重要課題。落水人員的生命安全受到低溫海水、脫水、饑餓、海洋動(dòng)物攻擊等因素的威脅，搜索救援效率的高低直接決定了落水人員的存活率。以往，落水人員搜救通常采用船舶、岸基飛機(jī)進(jìn)行拉網(wǎng)式目視搜索，該搜救方式用時(shí)長(zhǎng)、組織協(xié)調(diào)困難、搜索范圍有限且成本較高。而大載重?zé)o人直升機(jī)實(shí)施海事救援，具有響應(yīng)速度快、成本低、風(fēng)險(xiǎn)可控、單次飛行可攜帶多種救援物資等優(yōu)點(diǎn)，能快速運(yùn)送充氣式救生筏、救生圈、食物、水、藥品等應(yīng)急物資，同時(shí)搭載光電/紅外吊艙、激光指示器、喊話器、照明設(shè)備、通信中繼設(shè)備等任務(wù)載荷，執(zhí)行視頻實(shí)傳、目標(biāo)定位通信中繼等任務(wù)。

戰(zhàn)時(shí)任務(wù)

1.戰(zhàn)略戰(zhàn)役物資支援

根據(jù)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程和作戰(zhàn)部署，大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)配合有人運(yùn)輸機(jī)，向擔(dān)負(fù)作戰(zhàn)任務(wù)的部隊(duì)緊急運(yùn)送大批量裝備和物資，滿足作戰(zhàn)需要。

2.作戰(zhàn)前沿物資運(yùn)送

大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)向作戰(zhàn)前沿運(yùn)送彈藥、油料、藥品、裝備備件等物資，實(shí)施伴隨跟進(jìn)保障，減少人員傷亡。

3.傷病員后送

根據(jù)分級(jí)治療原則，大載重運(yùn)輸無(wú)人直升機(jī)及時(shí)將傷情或病情較重的傷病員由作戰(zhàn)前沿運(yùn)送至救護(hù)所或后方醫(yī)院，避免治療不及時(shí)導(dǎo)致的人員死亡或病情加重。

市場(chǎng)推廣舉措

為更好地促進(jìn)大載重貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，軍方、政府、民用單位等部門應(yīng)按照理論先導(dǎo)、試點(diǎn)探索、立足平時(shí)、延伸戰(zhàn)場(chǎng)的總體思路，深化研究論證，全面挖掘保障需求，深入挖掘潛在的保障范疇，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)驗(yàn)證試驗(yàn)，加強(qiáng)配套設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)機(jī)型升級(jí)和技術(shù)革新。由于貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的應(yīng)用前景非常廣闊，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)相關(guān)部隊(duì)、院所、企業(yè)等單位均開展了多種形式的試驗(yàn)探索，取得了一些經(jīng)驗(yàn)。下一步，我國(guó)須要結(jié)合貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的特點(diǎn)，緊貼未來(lái)應(yīng)用場(chǎng)景和部隊(duì)需求，有目的、有計(jì)劃地研制不同機(jī)型，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，探索山區(qū)、高原、海島、大陸與島嶼、島嶼與艦艇、艦艇與艦艇、邊防哨所、復(fù)雜地形、復(fù)雜天候等場(chǎng)景下的物資保障模式，驗(yàn)證貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)送能力、多頻次往返能力、定點(diǎn)降落能力以及通信系統(tǒng)穩(wěn)定傳輸信息的能力等，不斷積累特殊環(huán)境下的無(wú)人直升機(jī)運(yùn)營(yíng)、管理和保障經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建貨運(yùn)無(wú)人直升機(jī)的運(yùn)營(yíng)體系和協(xié)作機(jī)制。