science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe de Predator UAV werkt

Predator UAV wordt op kilometers afstand van gevaarlijke gevechten bestuurd. Bekijk meer foto's van militaire jets. Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

Militaire commandanten gebruiken tactieken en strategie in gevechten om zoveel mogelijk schade aan de vijand toe te brengen, terwijl ze proberen zo min mogelijk personeel en middelen te riskeren. Dit principe stond centraal bij de ontwikkeling van de RQ-1 en MQ-1 Predator onbemand luchtvaartuig .

Deze hightech vliegtuigen, bestuurd door een bemanning mijlen verwijderd van de gevaren van gevechten, zijn in staat tot verkenning, gevechts- en ondersteunende rollen in de meest harige gevechten. In het ergste geval, als een Predator verloren gaat in de strijd, militair personeel kan eenvoudig "een andere uit de doos halen" en deze binnenkort in de lucht hebben - en dat is zonder het trauma van slachtoffers of gevangenen die normaal gesproken worden geassocieerd met een neerstortend vliegtuig.

In dit artikel, we zullen kijken naar het vluchtsysteem van de Predator UAV, sensoren, wapens en bemanning, en hoe het leger Predators gebruikt om het personeel zowel in de lucht als op het land veiliger te houden.

Inhoud
  1. Onder de motorkap
  2. Een kijkje in het roofdier
  3. Spion in de lucht
  4. In gevecht
  5. Predator-hulpprogramma
  6. Achter het stuur
  7. Op de weg
  8. De toekomst

Onder de motorkap

De Predator UAV is een middelhoge, langeafstandsvliegtuig dat net als elk ander klein vliegtuig werkt.

EEN Rotax 914 , viercilinder, viertakt, 101 pk motor, hetzelfde motortype dat gewoonlijk wordt gebruikt op sneeuwscooters, draait de hoofdaandrijfas. De aandrijfas draait het tweebladige blad van de Predator, duwpropeller met variabele spoed. De achteraan gemonteerde propeller zorgt voor zowel aandrijving als lift. De piloot op afstand kan de toonhoogte van de bladen wijzigen om de hoogte van het vliegtuig te vergroten of te verkleinen en snelheden tot 135 mph (120 kts) te bereiken. Er is een extra lift door het 14,8 meter lange vliegtuig van het vliegtuig spanwijdte , waardoor de Predator hoogtes tot 25 kan bereiken, 000 voet (7, 620 meter). de slanke romp en omgekeerde V-staarten het vliegtuig helpen met stabiliteit, en een single roer gehuisvest onder de propeller stuurt het vaartuig.

De romp van de Predator is een mengsel van koolstof- en kwartsvezels gemengd in een composiet met Kevlar. Onder de romp, het casco wordt ondersteund door een Nomex, schuim en houtlaminaat dat in lagen op elkaar wordt geperst. Tussen elke laag laminaat, een stevige stof is ingeklemd om interne componenten te isoleren. Het ribwerk van de structuur is opgebouwd uit een koolstof/glasvezelband en aluminium. De sensorbehuizing en wielen zijn eveneens van aluminium.

De randen van de vleugels zijn van titanium en zijn bezaaid met microscopisch kleine huilende gaten waardoor een ethyleenglycoloplossing uit interne reservoirs kan sijpelen en ijs afbreekt dat zich tijdens de vlucht op de vleugels vormt.

De Predator UAV maakt gebruik van alledaagse mechanische systemen. Een starter/dynamo van 3 kilowatt voorziet de elektronica van het vaartuig van stroom; dit wordt aangevuld met hulpbatterijen. De brandstoftanks voor en achter bevatten rubberen brandstofblazen die gemakkelijk te vullen zijn door middel van gasdoppen aan de bovenkant van de romp. Een operator start de motor door de navelstreng van een Starter/Ground Power Cart te bevestigen aan de starter-control connector van het vliegtuig, bevindt zich in het grondpaneel aan de buitenkant van het vliegtuig. Een operator stopt de motor door een kill-schakelaar in te drukken net achter een van de vleugels aan de zijkant van het vliegtuig.

Voor de motor

  • De twee brandstoftanks van de Predator bevatten samen tot 600 pond 95-octaan tot 100-octaan heen en weer bewegende vliegtuigmotorbrandstof.
  • De Predator gebruikt 7,6 liter standaard motorolie voor de smering.
  • Naast het ontluchten, conventionele auto-antivries wordt gebruikt om de motor te koelen.
  • Twee 8-pond, 14 amp-uur Ni-Cad-batterijpakketten zijn ondergebracht in de romp voor back-upstroom in het geval dat de motor of dynamo uitvalt.
Lees verder

Een kijkje in het roofdier

Afbeelding met dank aan AFCESA

Als vliegtuig, de Predator UAV is niet veel meer dan een superchique op afstand bestuurbaar vliegtuig. Maar dit eenvoudige ontwerp leent zich goed voor de beoogde functies van de Predator. Hieronder ziet u de plaatsing van componenten:

  1. Radarantenne met synthetisch diafragma (SAR)
  2. Traagheidsnavigatiesysteem/GPS
  3. Ku-Band satellietcommunicatieantenne
  4. Videorecorder
  5. GPS-antennes (links en rechts)
  6. APX-100 Identificatie Vriend of vijand Transponder
  7. Ku-Band Satellietcommunicatie Sensor Processor Modem Montage
  8. C-band bovenste omnidirectionele antennebeugel
  9. Voorwaartse brandstofcelassemblage
  10. Achter brandstofcelassemblage
  11. Accessoire Bay
  12. Motor koelventilator
  13. Oliekoeler/Radiator
  14. 914F-motor
  15. Staartservo (links en rechts)
  16. Batterijmontage #2
  17. Stroomvoorziening
  18. Batterijmontage #1
  19. Aft Equipment Bay Tray
  20. Secundaire besturingsmodule
  21. Radarprocessor met synthetisch diafragma/AGM-114 elektronicaassemblage
  22. Primaire besturingsmodule
  23. Front Bay Avionica-lade
  24. ARC-210 ontvanger/zender
  25. Vluchtsensoreenheid
  26. Video-encoder
  27. Ontdooicontroller
  28. Elektro-optische/infraroodsensor/AN/AAS-52(V)1 Elektronica-eenheid
  29. Lade voor laadvermogen aan voorzijde
  30. IJsdetector
  31. Radarontvanger/zender met synthetisch diafragma (SAR)
  32. Neus Camera Montage

In de volgende secties, we zullen zien hoe dit bescheiden vliegtuig zijn speciale functies kan gebruiken om de balans van gevechten te kantelen.

Spion in de lucht

De RQ-1 gebruikt een set neuscamera's om tijdens missies te "zien". Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

De RQ-1 is de verkenningsversie van de Predator UAV. De letter 'R' is de handtekening van het Amerikaanse ministerie van Defensie voor een voor verkenning bestemd vliegtuig. 'Q' is een aanduiding voor onbemande of geautomatiseerde wapens of voertuigen.

Het eenvoudige en lichtgewicht ontwerp van de romp van de Predator maakt het mogelijk om naast het gewicht van de 100 gallon (378,5 liter) brandstoftank een laadvermogen van maximaal 204 kg te dragen. Deze grote brandstoftank en het mooie benzineverbruik door het lichte gewicht van de Predator zijn geweldige troeven voor een verkenningsvliegtuig. De Predator kan tot 24 uur volledig geladen in de lucht blijven om vijandelijke posities te bewaken.

De RQ-1 maakt gebruik van enkele van de meest geavanceerde bewakingsapparatuur die momenteel beschikbaar is:

Een piloot maakt de lens schoon die piloten gebruiken om met de MQ-1 Predator te vliegen. Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht
  • Full-color neuscamera die de piloot voornamelijk gebruikt om het vaartuig te navigeren
  • Camera met variabel diafragma (vergelijkbaar met een traditionele tv-camera) die fungeert als de belangrijkste "ogen" van de Predator
  • Infraroodcamera met variabel diafragma voor kijken bij weinig licht en 's nachts
  • Synthetische apertuurradar (SAR) voor het zien door nevel, wolken of rook

Elke camera in de voorste oever van het vliegtuig kan full-motion video en stilstaande radarbeelden produceren.

De RQ-1 kan realtime beelden van de vijandelijke positie aan een commandopost geven, ruim voordat de eerste troepen of voertuigen arriveren. Met dit soort informatie kunnen veldcommandanten snel en weloverwogen beslissingen nemen over de inzet van troepen, bewegingen en vijandelijke vermogens. Natuurlijk, het grootste voordeel van het gebruik van de Predator is dat het alle voordelen heeft van een traditionele verkenningsvlucht zonder de piloot ooit bloot te stellen aan een vijandige omgeving.

In gevecht

Een Predator MQ-1 komt binnen voor een landing nadat hij een van zijn Hellfire-raketten heeft afgevuurd. Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

Het enige dat beter is dan het hebben van een robotvliegtuig om troepen te helpen bij het nemen van beslissingen over hoe een gevecht moet worden gevoerd, is om een ​​robotvliegtuig daadwerkelijk de strijd voor je te laten voeren. Dat is waar de Predator UAV MQ-1 Jager/Killer komt in het spel. De camera-array vervangen door de Multispectraal targetingsysteem (MTS) en het laden van de Predator met twee Hellfire-raketten verandert deze slagveldspotter in een dodelijke geautomatiseerde strijder. De 'M' in MQ-1 is de aanduiding van het Ministerie van Defensie voor: multifunctioneel vliegtuig ; door de MTS- en Hellfire-raketten toe te voegen aan de Predator, het wordt echt een multifunctioneel gevechtsvliegtuig.

De MTS omvat het AGM-114 Hellfire-raketdoelsysteem, elektro-optisch infrarood systeem, laseraanduiding, en laserverlichting. Al deze componenten geven de Predator en zijn operators meerdere manieren om een ​​doelwit te verwerven in elke gevechtsomgeving. De Predator vuurt een laser- of infraroodstraal af vanaf de MTS-bal die zich in de buurt van de neus van het vliegtuig bevindt. Deze laser kan op twee manieren worden gebruikt:

  • De straal landt op het doelwit en pulseert om de laserzoekers aan het einde van elke Hellfire-raket aan te trekken.
  • De boordcomputer gebruikt de straal om berekeningen te maken over traject en afstand.

Sensoren gebundeld in het MTS berekenen ook windsnelheid, richting, en andere slagveldvariabelen om al deze gegevens te verzamelen in een schietoplossing. Dit proces staat bekend als 'het doel schilderen'. Zodra een doel is geschilderd, de MQ-1 kan zijn eigen raketten afvuren om het doelwit te vernietigen of de schietoplossing naar andere vliegtuigen of grondtroepen sturen zodat ze het kunnen vernietigen.

Predator-hulpprogramma

Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

De slagveldeffectiviteit van de MQ-1 is getest in verschillende recente conflicten, waaronder die in Afghanistan, Bosnië, Kosovo, Irak, en Jemen.

De Predators zijn samen met bemande gevechtsvliegtuigen de strijd aangegaan, luchtsteun hebben verleend aan grondtroepen, en hebben gebieden aangevallen waar de vijandelijke luchtverdediging niet volledig is onderdrukt. Ze kunnen ook worden gebruikt in gebieden die traditioneel te gevaarlijk zijn om bemande vliegtuigen in te sturen, zoals open oceaanomgevingen of biologisch of chemisch verontreinigde omgevingen. En zelfs geladen met de MTS, de Predator MQ-1 is in staat tot effectieve verkenning van het slagveld.

Misschien wel het meest beruchte gebruik voor de gevechtsversie van de Predator is in sluipende luchtmoorden . Op 7 februari, 2002, de CIA gebruikte een gewapende Predator om een ​​konvooi SUV's aan te vallen en te vernietigen die vermoedelijke Al Qaida-terroristen vervoerden. Op 3 november, 2002, de CIA gebruikte een Predator om een ​​Hellfire-raket in een auto in Jemen te lanceren, het doden van Qaed Senyan al-Harthi, de leider van al-Qaeda dacht verantwoordelijk te zijn voor het bombardement op de USS Cole. Hoewel deze toepassing van de Predator zeldzaam is, geen van deze missies zou mogelijk zijn geweest met conventionele methoden zonder het leven van Amerikaanse troepen te riskeren.

Achter het stuur

Predator UAV-pilootstation op afstand Copyright © 2003 General Atomics Aeronautical Systems Inc.

Volgens het Amerikaanse ministerie van Defensie "De Predator is een systeem, niet zomaar een vliegtuig." Dit komt door de unieke manier waarop de Predators worden ingezet en bestuurd.

Een volledig operationeel systeem bestaat uit: vier roofdieren (met sensoren), een grond controlestation (GCS) waarin de piloten en sensoroperators zitten, en een roofdier primaire satellietverbinding communicatie suite.

Op de grond, er zijn de technici en ondersteunend personeel die normaal gesproken worden geassocieerd met vliegtuigen. De hele show heeft ongeveer 82 medewerkers nodig om succesvol te zijn. Dit volledig geïntegreerde team kan de vier vliegtuigen gebruiken voor 24-uurs bewaking binnen een straal van 400 zeemijl van het grondstation.

De Predator kan autonoom rennen, het uitvoeren van eenvoudige missies zoals verkenning op een programma, of het kan draaien onder de controle van een bemanning. De bemanning van een enkele Predator UAV bestaat uit één piloot en twee sensoroperators. De piloot bestuurt het vliegtuig met behulp van een standaard flight stick en bijbehorende bedieningselementen die commando's over een C-Band zichtlijn datalink . Wanneer bewerkingen buiten het bereik van de C-band vallen, een Ku-Band satellietverbinding wordt gebruikt om opdrachten en reacties tussen een satelliet en het vliegtuig door te geven. Aan boord, het vliegtuig ontvangt orders via een L-3 Com satellietdatalinksysteem. De piloten en bemanningen gebruiken de beelden en radar die ze van het vliegtuig ontvangen om beslissingen te nemen over de besturing van het vliegtuig.

Roofvliegers hebben het besturen van het vliegtuig beschreven als het besturen van een vliegtuig terwijl ze door een rietje kijken. Dit is nogal een verandering ten opzichte van het besturen van een conventioneel vliegtuig vanuit de cockpit. Roofdierpiloten moeten vertrouwen op de camera's aan boord om te zien wat er rond het vliegtuig gebeurt. Voor de bemanning, het is een afweging tussen het nadeel van beperkt zicht en het duidelijke pluspunt van persoonlijke veiligheid.

Roofvliegers hebben het besturen van het vliegtuig beschreven als het besturen van een vliegtuig terwijl ze door een rietje kijken. Copyright © 2003 General Atomics Aeronautical Systems Inc.

Op de weg

Een gedemonteerde Predator geladen in een "kist" voor transport © 2003 General Atomics Aeronautical Systems Inc.

Een van de geweldige dingen van het Predator-systeem is dat het geheel volledig verplaatsbaar is. Het vliegtuig valt uiteen in zes stukken die worden vervoerd in een enorme kist genaamd de lijkkist . De kist bevat:

  • de romp
  • Vleugels
  • staart oppervlakken
  • Landingsgestel
  • Het voortstuwingssysteem
  • Twee laad-/elektronische compartimenten

Het grootste onderdeel van het systeem is de GCS. De GCS heeft wielen waarmee het op transporten kan worden gerold. Het roofdier primaire satellietverbinding bestaat uit een schotelantenne van 6,1 meter (6,1 meter) en ondersteunende apparatuur. Dit kan ook afgebroken worden. De kist, GCS, en satellietverbinding passen allemaal in het laadruim van een C-130 Hercules of C-141 Starlifter. Zo worden ze van missie naar missie verplaatst. Eenmaal ter plaatse, een enkele Predator kan door een bemanning van vier in minder dan acht uur weer in elkaar worden gezet.

Dankzij de flexibiliteit en het transportgemak die in het systeem zijn ontworpen, kan het personeel snel een volledig Predator-systeem met vier vliegtuigen overal ter wereld inzetten. Momenteel, de 11e en 15e verkenningseskaders, Indian Springs Air Force hulpveld, toezicht houden op alle Predator-operaties.

De toekomst

Foto met dank aan de Amerikaanse luchtmacht

Er worden nieuwe variaties op de Predator gemaakt om zijn mogelijkheden uit te breiden. Door het casco aan te passen en de spanwijdte uit te breiden tot 26 meter, ze kunnen de nieuwe Predator-varianten vliegen tot 50, 000 voet (15, 240 meter). Het nieuwe model heet de MQ-9 Altair . Het zal in vredestijd worden gebruikt voor wetenschappelijk en atmosferisch onderzoek. De Amerikaanse marine en kustwacht zullen hun eigen versies van de nieuwe Predator hebben die worden gebruikt voor bewaking en verkenning.

De Predator is niet de enige UAV die door het Amerikaanse leger wordt ingezet. De RQ-2-pionier, RQ-3 Donkere Ster, RQ-4 Wereldwijde havik, RQ-5 Jager, RQ-6 buitenrijder, en RQ-7 Shadow zijn allemaal gebruikt in een verkenningscapaciteit sinds het begin van de jaren negentig. De Predator en zijn variaties zijn, echter, de enige UAV's met een gevechtsrol en de UAV's die het best in staat zijn om samen met bemande oorlogsschepen de strijd aan te gaan.

Met de verspreiding van op afstand bediende en geautomatiseerde gevechtseenheden, de trend in militaire technologie lijkt te evolueren naar missies die worden uitgevoerd door geautomatiseerde krijgers, terwijl de controleurs van vlees en bloed veilig vechten vanachter computerterminals. Voor meer informatie over de Predator en andere op afstand bestuurbare vliegtuigen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe een Amerikaans spionagevliegtuig werkt
  • Hoe F-15's werken
  • Hoe Apache-helikopters werken
  • Hoe nachtzicht werkt
  • Hoe radar werkt
  • Hoe satellieten werken
  • Wat is een op afstand bediend spionagevliegtuig?

Meer geweldige links

  • The Air Force Civil Engineer Support Agency
  • DefenseLINK:Predator-UAV's bewijzen hun waarde in oorlog tegen terrorisme
  • USAF Museum:General Atomics RQ-1 Predator
  • Wikipedia:RQ-1 Roofdier
  • CDI Terrorism Project:Q&A over het gebruik van Predator in Operation Enduring Freedom
  • Space Daily:Jemen Al-Qaida-aanval lijkt het werk te zijn van een onbemand CIA-vliegtuig - 4 november 2002

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Kan eten mensen gelukkig maken?
  2. De reden voor het kleuren van een exemplaar op de microscoop
  3. Hoe spreken felle kleuren kinderen aan?
  4. Waarom sommige mensen flauwvallen als ze bloed zien
  5. Hoe zijn fytoplankton reproductie?
  6. Hoe celbrochures te maken
  7. Wat is ongelijk verdeeld in de vrouwelijke cytokinese?
  8. Het magische medicijn van Bezoars
  9. Neanderthaler DNA veranderde de manier waarop moderne mensen eruitzien

Wetenschap