作者:兰顺正

首发自:《中国航天报》

在2025年美国陆军协会博览会上,美国西科斯基公司(现已并入军工巨头洛克希德·马丁旗下),展出了其最新作品“无人黑鹰”(U-Hawk),该设计被称为 S-70 无人航空系统(S-70 Unmanned Aircraft System, UAS)。

U-Hawk不是全新研制的一款直升机,而是基于成熟可靠的UH-60L“黑鹰”直升机平台进行了改造,其外观最大的变化,就是直接拆除了整个驾驶舱,包括飞行员座位以及地勤组长工作区等也全部消失,在机头位置安装了可开启的“蚌式”舱门。这样的新布局使其机舱内部空间比现有UH-60型机增加约25%,这一改进非常重要,因为载荷不仅受重量限制,往往还存在尺寸限制。此前部分需通过机下吊载运输的货物,如今可改为机身内部装载,这将大幅提升货物的运输航程。

在载荷能力方面,西科斯基预计U-Hawk的机身内部最大载荷可达7000磅(约3175千克),机下吊载最大载荷为9000 磅(约4082千克);若采用“内部 +吊载”混合装载模式,总载荷最高可达10000磅(约4536千克)。U-Hawk最多可搭载4个美军标准“联合模块化集装单元”(JMIC),分别放置在主机舱内与机下吊载点;而目前现役的“黑鹰”系列机型,最多仅能运输2个该类型集装箱。按照新闻稿,U-Hawk 还可运输以下装备:1个M270多管火箭炮系统(MLRS)与 M142高机动性火箭炮系统(HIMARS)通用的标准弹药舱;或2枚装在发射筒内的 “海军打击导弹”(NSM)。

据悉,U-Hawk的蚌式舱门设计使其即便在旋翼仍处于旋转状态时,也能完成货物的装卸作业。此外,该机还配备了折叠式坡道,不仅能简化货物装卸流程,还可用于部署无人地面车辆(UGV)。

在航程方面,U-Hawk具备“自主部署”能力,最大部署航程可达1600海里(约2963千米),不加油状态下的总续航时间为14小时,而且还可以搭载内置油箱,以提升航程或延长滞空时间。

在操作系统方面,U-Hawk集成了公司自主研发的“MATRIX”自主飞行控制软件。西科斯基飞机公司于2013年自筹经费开展“西科斯基自主性研究飞机”(SARA)项目,“MATRIX”就是在该项目下开发。“MATRIX”是可扩展型自动化系统,包括外部传感器、高性能计算机、致动器、先进的优先飞行控制规则、路径规划算法和飞行员界面,能替代飞行员进行操纵,以实现无人驾驶。

除了用于运输外,U-Hawk还可在舱内携带和发射 “发射效应器”(launched effects)执行其他任务。“发射效应器”是美军当前使用的一个统括性术语,指代可从其他空中平台发射的无人航空系统,同时也包括能从地面或海上平台发射的同类装备。西科斯基及其母公司洛马公司目前正以美军对“短程、中程、远程” 三类发射式效应装备的需求为基准,研发配套的“箭匣”式发射装置及相应的装载方案。三类发射式效应器均可通过配置,执行监视侦察、电子战任务,也可作为巡飞弹使用或充当诱饵。据悉,U-Hawk一次可装载几十枚“发射效应器”

新闻指出,西科斯基公司仅用约10个月时间,就将“U-Hawk”从“概念变为现实”,其目标是在明年实现首次飞行。明显的是,该公司通过将老旧装备改造成无人系统的做法,为低成本装备的升级提供了一条可行的路径。

值得注意的是,有人直升机改无人,并不是简单替换驾驶舱。有人机的飞控系统本质是“飞行员-机械/电传装置-飞行器”的协同体系,无人化需彻底打破这一逻辑,改造的第一步就是将操纵机构替换为由飞行计算机控制的电动舵机。舵机类型和参数的选择至关重要,需要精确计算其输出力矩,并与原有操纵机构妥善配合。同时,无人机需要先进的飞行控制系统以实现自主起降、精准悬停、航线飞行和智能模式切换等功能,让直升机在GPS信号不佳的复杂环境中也能稳定飞行。而且无人机由于缺乏人类飞行员的直接控制,因此需要为关键系统设计冗余备份,并集成故障检测与恢复系统,以便在出现问题时,直升机能够自动执行安全程序,如紧急降落或返回基地。另外U-Hawk通过拆除驾驶舱确实释放空间,但是也颠覆了原有机身的力学平衡,机头重量的减少需通过尾部配重、货舱载荷前置等方式调整重心。