电动垂直起降无人机在后勤空运市场的潜力

格雷厄姆·沃里克

美国海军陆战队一直在摸索无人后勤领域的发展，而近几年火热的eVTOL飞行器勾起了海军陆战队的兴趣，开始着眼于商业城市空中出租车市场，并评估eVTOL在军用无人后勤上的潜力。

城市空中交通市场的快速发展，为美军长期以来对无人后勤的兴趣带来了新的活力和机遇。出于对正如火如荼的空中出租车感到鼓舞和好奇，美国海军陆战队加入了美国空军的“敏捷载具”项目（Agility Prime），以加速电动垂直起降（eVTOL）飞行器的商业开发。

美国空军在2020年2月发布了“敏捷载具”项目，旨在通过提供政府测试资源，帮助商业制造商获得其空中出租车的FAA认证。还致力于培育潜在的政府市场，以早日采用商用eVTOL执行分布式后勤、医疗后送、消防、搜救、救灾和基地安全等任务。

eVTOL的发展规划

美国海军陆战队对三类垂直起降（VTOL）货运飞行器，或称无人后勤空运（ULS-A）平台感兴趣。其中，小型无人后勤空运平台可在9～18km的半径范围内运送27～68kg的物资用于小队补给；中型无人后勤空运平台可在28～200km半径内运送136～227kg物资，用于排级单元补给和在远征基地之间的货运飞行。

eVTOL在大型无人后勤空运平台也有用武之地，可在280～555km半径内携带450～1360kg的任务载荷飞行，能从舰船到小型的简陋岸上着陆区，以及从分发站点到远征基地。除载货外，这种空中自动驾驶飞行器还可以搭载人员。

美国海军陆战队作战实验室（MCWL） 后勤创新办公室副主任卡明·博雷利（Carmine Borrelli）表示，各层级无人后勤空运平台的配合使用将有助于补给车队远离危险道路，并把有人直升机从补给任务中解放出来去执行作战任务。小型平台足够简单，只需按下操控钮即可规划任务，进行起飞、降落或空投货物，并能够简单地返回基地或继续执行任务即可。

战术再补给无人机系统（TRUAS）的竞争性飞行已于2020年1月27日至31日在亚利桑那州尤马试验场完成，目的是评估现有小型无人机的自主空中送货能力，有6家公司参加了比赛。

服务工程公司（Survice Engine ering） 凭借与英国马洛伊航空公司（Malloy Aeronautics）合作开发的多旋翼货运无人机TRV-150赢得了10万美元的一等奖。TRV-150最多能携带70kg的重物，可携带22.5kg的任务载荷时可飞行50km。查蒂斯联邦航空公司（Chartis Federal）凭借潜望镜航空公司（Periscope Aviation）的Mk.4重型无人机位居第二。

海军陆战队作战实验室将继续开发获得前二至三名奖项的原型机，这些原型机将以一种稍不同于以往采购系统的方式投放到舰队中。海军陆战队有望最早在2021财年对原型机开展现场用户评估，之后可能进入采购程序。海军陆战队的目标是到2023年实现初始作战能力，到2026年实现完全作战能力。

中型平台方面，美国海军陆战队正在ULS-A联合能力技术演示（JCTD）计划下与美国陆军一起开发该平台，将于2021年结束。该计划着眼于自主后勤保障，并有潜力实现有限的人员疏散和紧急撤离。海军陆战队的目标是到2025年达到中型ULS-A的初始作战能力，2030年实现完全作战能力。

预算方面，小型平台的预算自2019财年起累计约为1.2亿美元，一旦联合能力技术演示计划完成，就会开始为中型ULS-A计划做准备。此外，在2019-2021年间，联合能力技术演示计划还将从利益相关方获得约3000万美元。

图1 在评估了乔比航空的空中出租车后，军方对eVTOL的潜力产生了兴趣。

图2 服务工程公司凭借TRV-150赢得了美国海军战术再补给无人机系统的竞争性飞行。

图3 美国海军陆战队的后勤运输规划。

eVTOL潜力巨大

图4 商用城市空中交通飞行器不仅能运送货物，还具有运送人员的潜力。

早在2011至2013年，美国海军陆战队曾在阿富汗动用了两架无人驾驶的卡曼K-Max直升机，这种直升机能携带2700kg的货物，从阿富汗返回后便退役了。K-Maxs现在已经重新启用，美国国会在2020年预算中新增了1850万美元，用于提高大型ULS-A的自主性和超视距能力。

美国海军陆战队对于将eVTOL应用于大型平台力很感兴趣，eVTOL有望提供一种成本更低、操作更简单的平台。其长期以来与美国陆军有密切合作，海军陆战队作战实验室将参与到“敏捷载具”项目中，实验室将基于其分析成果在开发eVTOL用例方面提供资金和协助。

海军陆战队在用例方面经验丰富，决定了其对运送货物的类别及运送方式有明晰的预期。博雷利表示，期待在2021年参与到空军的“敏捷载具”项目中，由此可以开发一些使用案例，并开始在更大的平台上携带其他期望运送的货物。

自美国国防部的国防创新部门资助乔比航空（Joby Aviation）和小鹰航空（Kitty Hawk）探索空中出租车的军事用途以来，海军陆战队作战实验室的后勤创新办公室对eVTOL的兴趣已经持续了好几年，但应用eTVOL的想法难以向用户群体推广。不过，随着空中出租车行业的发展势头不断增强，这一情况正在发生变化。

例如，最初海军陆战队要求大型无人后勤空运平台达到K-Max直升机那样的2700kg携带能力。但当看到商用城市空中交通飞行器不仅能运送货物，还具有运送人员的潜力时，海军陆战队调整了这一要求，以适应大多数eVTOL所具备的450～ 900kg的载重能力。

博雷利认为，如果城市空中交通市场中，朝着450kg载重能力方向发展的货运平台占绝大多数，那此类平台的成本将大幅降低。因此，符合海军陆战队最大利益的做法是，探究如何才能更好地利用这一类型的平台，就450kg级别而言，海军陆战队期望搭上行业的顺风车。

同时，美国海军陆战队仍在研究更大载重量的平台，希望将载重需求先提高到900～1360kg，最终再逐步提高到2700kg，因为仍有需要在2700kg重量级运送的货物。但目前重要的是走出去，亲身体验eVTOL市场能带来的变化，而不是耿直的闭门制造昂贵的航空平台。

2020年2月，美国空军的敏捷载具项目办公室发布了“创新能力开放”（ICO），为原型机项目建立了合同框架，以展示eVTOL飞行器是否能像其开发者宣称的那样彻底改变应用环境，尤其是在后勤领域。

根据“创新能力开放”（ICO）框架，该服务将一直开放到2025年2月28日，计划发布一系列针对不同“兴趣领域”（AOI）的征集活动。其中第一项“空中竞赛认证”已于2月25日发布。

美国空军办公室将在第一个“兴趣领域”下签发合同，生成测试报告，以验证各公司对其空中车辆的能力宣称。敏捷载具项目综合产品团队负责人内森·迪勒（Nathan Diller）表示，根据测试报告的内容，该服务有可能推进到下一阶段，甚至可能进行早期采购

参与竞赛的公司可以凭借生成的测试报告获得军事认证，允许利用短期的政府用例来加快其商业认证，进一步获得商业收益和数据，从而加速技术的广泛应用。美国空军的目标是到2023年使“一小部分”空中车辆达到初始作战能力。