目前中國的無人飛機裝備情況如何
我國的無人機雖然還處在起步階段,但已小有成就,以下是我國的幾種無機。
1.ASN-206
ASN-206多用途無人駕駛飛機是由西北工業(yè)大學西安愛生技術集團研制的。該機于1994年12月完成研制工作。西方傳聞該機是在以色列Tadiran公司的技術支持下研制的。
ASN-206是我軍較為先進的一種無人機,尤其是它的實時視頻偵察系統(tǒng),為我軍前線偵察提供了一種利器。1996年該機獲國家科技進步一等獎。1996年在珠海國際航展上展出,現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。
ASN-206系統(tǒng)配套完整,功能較為齊全,設計考慮了野外條件。全系統(tǒng)包括6~10架飛機和1套地面站。地面站由指揮控制車、機動控制車、發(fā)射車、電源車、情報處理車、維修車和運輸車等組成。該機在軍事上可用于晝夜空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視、偵察目標定位、校正火炮射擊、戰(zhàn)場毀傷評估、邊境巡邏。民用用途包括航空攝影、地球物理探礦、災情監(jiān)測、海岸緝私等民用領域。
該無人機采用后推式雙尾撐結構形式。這一布局的好處是由于后置發(fā)動機驅動的螺旋槳不會遮擋偵察裝置的視線。機身后部、尾撐之間裝有1臺HS-700型四缸二沖程活塞式發(fā)動機,功率為37.3千瓦。巡航時間為4~8小時,航程150千米。
ASN-206的偵察監(jiān)視設備包括垂直相機和全景相機、紅外探測設備、電視攝像機,定位校射設備等。更重要的是,ASN-206裝有數(shù)字式飛機控制與管理系統(tǒng)、綜合無線電系統(tǒng)、先進任務控制設備,借助上述系統(tǒng),ASN-206可以在150千米遠縱深范圍內晝夜執(zhí)行作戰(zhàn)任務,偵察情報信息,尤其是白光/紅外攝影機拍到的視頻影像可以實時傳輸至地面站,進行觀察和監(jiān)視。定位較射系統(tǒng)能實時的指標地面目標的坐標和校正火炮射擊。
該機利用固體火箭助推起飛,零長發(fā)射,傘降回收,可多次使用,不需要專用起降跑道。
ASN-206參與了土耳其近程無人機計劃的競爭。土國防部計劃購買10套遠程和8套近程無人機系統(tǒng)。有3家公司參與了土耳購買無人機計劃的投標。其余兩間公司是以色列飛機工業(yè)有限公司,提供了“搜索者”和“獵人” 無人機,美國加州圣迭戈的通用原子航空系統(tǒng)公司提供了“捕食者”、I-GNAT、和“徘徊者”Ⅱ三種無人機。按計劃I-GNAT無人機已經(jīng)出局。目前還不清楚此計劃競爭的結局。
ASN-206當然與“全球鷹”不在一個級別上。因此,1997年~2001年我國空軍科研人員綜合運用現(xiàn)代高新技術,研制成功某型無人機,使我國大型無人機總體性能、技術走在世界前列。
翼展 6米
機長 3.8米
機高 1.4米
最大起飛重量 222千克
任務設備重量 50千克
最大平飛速度 210千米/小時
實用升限 6000米
航程 150千米
最大起飛重量 222千克
任務設備重量 50千克
2.CK-1(長空一號)
1960年代,由于蘇聯(lián)援助的取消、專家的撤離,解放軍空軍試驗用的拉-17無人靶機嚴重缺失,國家下決心搞自己的無人靶機,從而促生了長空一號。長空一號(CK-1)高速無人機由位于巴丹吉林沙漠的空軍某試驗訓練基地二站在1965年~1967年成功定型,主要負責人是被譽為“中國無人機之父”的中國工程院院士趙煦將軍。1966年12月6日,長空一號首飛成功。實際上長空一號就是仿制拉-17的產(chǎn)品,從開始仿制到總體設計成功用了三個月。后轉由南京航空學院具體負責。在南航,該機型于1976年底設計定型,總設計師為該校的郭榮偉。早在60年代末,該所開始了無人機的研制。長空一號研制成功后,在我國空空武器等試驗中發(fā)揮了重要作用。
長空一號是一架大型噴氣式無線電遙控高亞音速飛機,可供導彈打靶或防空部隊訓練。長空一號經(jīng)過適當改裝可執(zhí)行大氣污染監(jiān)控、地形與礦區(qū)勘察等任務。該機采用典型高亞音速布局,機身細長流線,機翼平直,展弦比大。水平尾翼呈矩形,安裝在垂直尾翼中部。機身前、后段為鋁合金半硬殼式結構。發(fā)動機及其進氣道裝在機身下部的吊艙內。翼尖短艙、尾翼翼尖、進氣道唇口、機頭與機尾罩均用玻璃鋼制造。中單翼結構的矩形機翼采用不對稱翼剖面,有2度的下反角,機翼安裝角為0°45‘。機翼翼尖處吊有兩個翼尖短艙。水平尾翼安裝在垂直尾翼中部,平尾和垂尾均采用對稱翼剖面的矩形翼面。機翼和尾翼均為鋁合金單梁式薄壁結構。機載設備、自動駕駛儀分別裝在前后段,機身中段為壓力供油式油箱。設計中直接利用機身外殼s作為油箱壁,節(jié)省了重量。改進型號的機翼下有兩個小型副油箱。
長空一號的起飛非常有特色,采用一架可回收的發(fā)射車進行助推起飛。在一張澳大利亞“金迪維克”小車圖片的啟示下,趙煦找到了地面起飛車的靈感。飛機固定在發(fā)射車的三條短滑軌上,發(fā)動機艙底部有一推力銷,用于固定。起飛時飛機發(fā)動機啟動,帶動發(fā)射車開始滑跑。當滑跑速度達到275千米/時,飛機已經(jīng)得到足夠的升力可以升空。這時推力銷在發(fā)射車上的冷氣作動筒作用下拔開,飛機脫離發(fā)射車,開始爬高。發(fā)射車因無動力而減速,隨后地面人員發(fā)出無線電指令,拋出制動傘,并控制剎車使發(fā)射車停住。發(fā)射車可重復使用。發(fā)射車內裝有航向自動糾偏系統(tǒng),確保在1000米滑跑距離內航向偏離維持在30米內。發(fā)射車助推起飛固然減小了無人機本身的復雜程度,但與空投或火箭助推起飛方式相比,較為復雜和麻煩,當然好處是省卻了調用有人飛機作為母機。拉-17靶機使用空投方式放飛。
長空一號起飛85秒后,開始轉入機上程序機構控制飛行,之后由地面站通過雷達信息和其他手段,發(fā)出適當?shù)臒o線電指令進行遙控。長空一號C型能進入地面武器射擊區(qū)域2到8次,提供射擊機會。
拉-17使用的是推力較小的發(fā)動機,長空一號后來改用一臺改進的WP-6渦噴發(fā)動機,尾噴口改裝成固定式,可通過改變發(fā)動機轉速來調節(jié)推力,海平面額定靜推力21.1千牛,最大靜推力24.5千牛。該發(fā)動機原為殲-6所采用。整體油箱的容量為820升,燃油質量600千克,B、C型加副油箱后,燃油質量達840千克。由于WP-6發(fā)動機推力比原來的發(fā)動機大7倍,而長空一號外型不變,使得起飛過程中不可避免地產(chǎn)生了過早升力矩,致使靶機起飛試驗一直有問題。后來采取了與一般飛機起飛時減小低頭力矩、增強升力相反的方法,在長空一號起飛時加大其低頭力矩解決了這一問題。
長空一號的降落和世界其他無人機相比略顯笨拙,實際上是一種硬著陸。當其在無線電指令指引下進入預定著陸場地時,在500米高度自動拉起,然后進入無動力下滑。接地時保持較大的攻角,尾部首先著地,靠發(fā)動機吊艙和尾噴口吸收部分撞擊能量,實現(xiàn)主體部分回收。機體經(jīng)修復后即可再次使用。這種不完全的重復使用,對使用費用、維護難度上有較負面的作用。
經(jīng)調查,確信近年長空一號已經(jīng)改為火箭助推發(fā)射起飛。這一改進最大的好處是長空一號不再需要平坦而長的跑道,起飛也更加迅速靈活。同時也改用了回收傘的方式,最大限度保護了飛機本身。
長空一號由機上程序機構控制,可按預定設計的航線飛行。也可由地面站的地面領航員經(jīng)無線電指令遙控飛行。自主飛行時,依靠KJ-9自動駕駛儀穩(wěn)定和控制飛機。自動駕駛儀有俯仰、滾轉、航向和高度四個通道,分別控制飛機的升降舵、副翼、方向舵的偏角和發(fā)動機工作狀態(tài)。每個通道互相獨立、互相交聯(lián)。自動駕駛儀的部件包括陀螺平臺和航向陀螺、速率陀螺儀組、程序機構、商度訊號器、放大器、變流機及電動舵機等。
遙控飛行時,機上由天線、高頻組合、接收機和發(fā)射機組成的應答器負責接受地面信號,然后識別指令,引導靶機。機上另裝有遙控指令接收機,通過接收機-譯碼器單元,可以傳輸24個遙控指令到自動駕駛儀或其它需要操縱的裝置。地面人員還可通過無線電遙測設備來監(jiān)控自動控制系統(tǒng)及其他設備的工作。遙測系統(tǒng)有52個通道,能連續(xù)向地面提供飛行速度、高度、攻角、發(fā)動機溫度及轉速等信息。
該機的主電源是一臺由發(fā)動機驅動的直流發(fā)電機,通過變流器向某些設備提供交流電。另有后備銀鋅電瓶,在發(fā)動機出故障時可切換供電,保證飛行。
長空一號作為靶機使用時,能往返進入射擊區(qū)域2~3次,以便進行多次訓練。因長空一號本身體積很小,為在視覺模擬體積較大的敵機,機上一般裝有曳光管或拉煙管。機上還裝有紅外增強翼尖吊艙、被動式雷達回波角反射器,機尾帶紅外曳光彈為4枚“海鷹”1號曳光彈,增強紅外和雷達特征。靶機如未被擊落,可遙控其著陸回收。
至1988年,長空一號的改進型號包括長空一號A取樣機,用于核武器試驗的取樣工作。該機主要的改進是增加了外掛吊艙,從而能夠容納更多的設備儀器。1977年長空一號開始參加執(zhí)行原子彈空爆取樣任務,并很快完全取代有人機取樣。該項目1978年獲全國科學大會獎。
88年12月15日,長空一號B低空靶機(靶5Ⅲ)通過設計定型,用于低空防空武器系統(tǒng)的鑒定。該機安裝了固定式副油箱。
長空一號C高機動型是長空一號B型的改型。1983年初,軍方為滿足新型導彈試射的需要,提出要裝備一種能作坡度為70~77度的高速水平大機動飛行的無人機。當時計劃從美國進口10架大機動性能的“火蜂”無人靶機,預計需要經(jīng)費4000萬元。趙煦是“火蜂”考查組成員之一,了解了高機動“火蜂”的性能后,他提出自行改進長空一號C高機動型。要滿足要求,必須改進長空一號的結構、控制、供油等設計,在外形、推力、巡航方面都要有大改進。在二站和南京航空學院的共同努力下,一年半時間內完成了C型的設計、試驗和制造工作。研制中的試驗項目有高低速風洞試驗、各系統(tǒng)的地面模擬試驗和空中模擬試驗、飛機結構的靜力強度試驗和動力特性試驗等。87年9月3日,該型號設計定型。
該機裝有應答器、遙控接收機等遙控設備。C型采用了適合大坡度轉彎飛行的供油系統(tǒng)。C型在中段機身前端加裝了一個全封閉油室,在飛行過程中保持充滿燃油的狀態(tài),確保在所有的飛行姿態(tài)下都能連續(xù)供油。C型換裝了適合大坡度機動飛行的自動控制系統(tǒng)。其主要改進包括在副翼通道中引入滾轉角積分信號,提高對滾轉角的控制精度,保證左右兩邊建立坡度對稱;在升降舵通道中引入高度和高度變化率信號,改善了高度保持系統(tǒng)的動態(tài)性能,提高了平飛時高度的穩(wěn)定性;在三個通道中加入軟化電路,在不影響原閉環(huán)回路的前提下,達到了控制平衡,及良好補償?shù)男Ч?。為避免過載超過規(guī)定值,采取了階躍改變減小升降舵通道中的控制量的措施。為防止嚴重排高,系統(tǒng)能及時退出轉彎,改為平飛或小過載飛行。C型的轉彎坡度分三擋,35度、60度和75.5度,分別表示一般機動、中機動和大機動飛行。該機能在500到16500米范圍內以850到910千米/小時的速度飛行,中低空續(xù)航時間約45分鐘,航程600到900千米。
長空一號E為超低空型,用于模擬80年代起威脅越來越大的超低空武器。
長空一號作為我國獨立研制的第一種多用途噴氣式無人機,開創(chuàng)了一個先例。其性能能滿足研制時軍方的多種要求,如靶機、采樣、監(jiān)控等。但與國內及世界其他無人機相比,長空一號有著明顯的缺點,有的甚至可以說是致命的。長空一號采用了典型的高亞音速布局,速度較慢,無法模擬高速目標;機體結構狹小,發(fā)動機又占據(jù)了下方的主要空間,無法安裝更多的設備,因此用途非常單一;無論起飛還是回收,都顯得笨拙,而且硬著陸方式會導致部分機體損壞,必須進行維修才可重復使用,浪費資源,且增加了后勤維護難度。但如作為一種靶機使用,長空一號還是基本能勝任的。更復雜的偵察任務,還得由長虹-1和ASN-206等無人機來完成。而解放軍也擁有其他一些戰(zhàn)斗機改裝的靶機,飛行性能與戰(zhàn)斗機基本一致。其中包括1978年~1984年用退役米格-15比斯飛機改進的靶-5乙中高空靶機。該靶機不經(jīng)人工試飛一次定型成功,而蘇聯(lián)米格-15比斯愛姆靶機是經(jīng)過各科目人工試飛的。在靶-5乙基礎上發(fā)展成低空、中機動、電子干擾、雷達增強等各型靶機,形成靶-5乙靶機各種性能系列。
蘇軍裝備的拉-17改型:拉-17P。對比可以看出由于長空一號的發(fā)動機不同,發(fā)動機艙有顯著外觀差異
基本技術數(shù)據(jù)
翼展 7.5米
翼面積 8.55米
展弦比 6.8
機身直徑 0.55米
總長 8.435米
總高 2.955米
總重 2000千克~2500千克
最大飛行高度 10000米~18000米
最低使用高度 500米~5000米
飛行速度范圍 550~910千米/時
航程 600~900千米
續(xù)航時間 70分鐘以上(低空和中空) 45~60分鐘(高空)
3.長虹一號
長虹-1由北京航空航天大學無人駕駛飛行器設計研究研制,是高空多用途無人駕駛飛機。該機在軍內稱無偵-5,英文DR-5。長虹-1可用于軍事偵察、高空攝影、靶機或地質勘測、大氣采樣等科學研究。該機于69年開始研制,72年11月28日首飛,1980年定型正式裝備部隊。
當然這是官方說法,明眼人一看就知道,長虹-1很明顯是我軍多次擊落的美國BQM-34“火蜂”(FireBee)無人偵察機的翻版。近年的公開文獻也證實確實是仿制了“火蜂”。
越戰(zhàn)期間,“火蜂”多次侵入我國領空,初期我機截擊連連失利。1964年11月15日,我空軍某部中隊長徐開通駕駛殲-6機,在距離“火蜂”230米處開火,一直打到距離140米,炮彈直穿發(fā)動機,終于將敵機擊落。在此后一段時間內,通過解放軍空軍與美軍不斷的斗智斗勇,多次成功擊落“火蜂”,其中包括美軍專門針對解放軍殲-6性能進行改進的“火蜂”高空改進型。甚至連殲-5都曾成功擊落敵無人機。當然“火蜂”墜地后科研人員就可以詳細的進行研究了。1969年北京航空航天大學在此基礎上修整、改裝、試制,歷時10個月,設計定型。但此時離真正成功還遠。
長虹-1本身的研制可參照擊落的“火蜂”,但無人機的地面監(jiān)測控制系統(tǒng)的仿制則完全得靠自己。60年代起,以毛士藝為核心的科研部門進行了地面站研制工作。經(jīng)過艱苦努力,該部門終于建成了配套的無人機地面控制站。1970年無人機在東北的靶山試飛,依靠地面站指揮其運行,試飛取得了成功。后該系統(tǒng)進一步進行了無人機地面雷達遠程數(shù)字距離跟蹤系統(tǒng)的改裝改進,1978年在大航程試飛中通過了“航空委”的鑒定。這時長虹-1才接近成功。該遠程跟蹤系統(tǒng)具有400千米自動跟蹤的能力,因此400千米也是長虹-1的最大實用半徑。1979年又再進行了機載四坐標卡爾曼濾波跟蹤系統(tǒng)的改進工作。1980年12月25日,無偵-5/長虹-1真正宣告研制成功。
長虹-1采用大展弦比后掠中單翼,主要機體結構為鋁合金。機翼上各有一片翼刀,有副翼。
長虹-1飛機由大型飛機(母機)帶飛到4000-5000米的高度投放。母機開始試用過蘇聯(lián)制圖-4轟炸機(左圖,仿自B-29),后來采用運-8E,而“火蜂”的母機采用C-130(下下圖),與運-8相當。長虹-1由其母機攜帶起飛,在空中投放,自動爬升到工作高度,隨后按預編程序控制高度、航速、飛行時間和航程。完成任務后長虹-1自動返航,飛到回收區(qū)上空,飛機可在程控或遙控狀態(tài)下進行傘降回收。在自動導航系統(tǒng)的控制下,長虹-1可在直飛1000千米時,保證飛行橫向偏差不超過2.5%。全程可通過配套的地面無線電控制站與機上測控標雷達組成的遙測、遙控、紋標三合一的無線電控制系統(tǒng)進行控制。回收后經(jīng)過一定維護,可重復實用多次。
長虹-1機身部分由前到后為雷達艙、照相艙、油箱、發(fā)動機短艙、航空電子艙和傘艙。脊背有背鰭,內裝電纜、回收傘等。主要機載設備包括光學照相機和電視/前視紅外攝像機。在執(zhí)行可見光照相偵察任務時,照相機鏡頭能繞其縱軸傾斜旋轉或垂直向下,從五個照相窗口進行拍攝。
動力采用1臺渦噴-11(WP-11)小型渦噴發(fā)動機(下圖),海平面最大靜推力8.33千牛。渦噴-11是一臺增壓比為5.5的渦輪噴氣發(fā)動機,高空性能好,成本低。該發(fā)動機由單級跨音軸流壓氣機、單級離心壓氣機、離心甩洞的環(huán)行燃燒室和單級軸流渦輪組成。上述指標與“火蜂”采用的J85-100渦噴發(fā)動機類似,推力略小(仿制發(fā)動機總是會有這種情況)。
渦噴-11具體由北京航空航天大學動力系第401小發(fā)動機設計研究室負責研制改進。401發(fā)動機研究室成立于60年代中期,建立初衷就是為了研制無人駕駛高空偵察機的WP-11發(fā)動機。該發(fā)動機從1965年開始研制,1971年國產(chǎn)首臺WP-11發(fā)動機進行臺架試驗,1977年設計定型,并進行國家鑒定試車。1978年WP-11發(fā)動機通過國家鑒定試飛,轉入正式生產(chǎn)。在80年代和90年代,401所先后與航天集團有關單位合作研制該發(fā)動機的改型,應用于海鷹-4岸對艦導彈和某型號巡航導彈。2000年初研究室將WP-11發(fā)動機的使用壽命增加了近一倍,并通過了鑒定。
尺寸數(shù)據(jù)
翼展 9.76米
機長 8.97米
機高 2.18米
機翼面積 10.62平方米
最大起飛重量 1700千克
任務設備重量 65千克
空機重量 1060千克
燃油重量 620千克
最大平飛速度 800千米/小時(高度17500米)
實用升限 17500米
航程 2500千米
最大續(xù)航時間 3小時
4.WZ-2000千里眼隱形無人機
WZ-2000“千里眼”無人偵察機是由中航一集團所屬貴州航空工業(yè)(集團)有限公司研制,該機采用輪式起降,航程約2000公里,將采用一臺國產(chǎn)渦扇11小型發(fā)動機,發(fā)動機進氣道位于機背后部。
WZ-2000隆起的機頭內安裝有衛(wèi)星通訊設備或其他任務設備,因此該機可在全天時全天候條件下通過衛(wèi)星向指揮部實時提供戰(zhàn)區(qū)圖像、電子情報,完成偵察和監(jiān)視任務。這與美國“全球鷹”無人偵察機所執(zhí)行的任務大體相同,只是WZ-2000航程較短,尺寸較小。
5.AW-4鯊魚無人機
中國航空工業(yè)第二集團公司在珠海航展首次披露了新型無人飛機AW-4“鯊魚II”。
以下是該機的主要性能參數(shù):
巡航速度:100公里/小時
實用升限:4000米
最大續(xù)航時間:4小時
活動半徑:150公里
最大起飛重量:55公斤
1.ASN-206
ASN-206多用途無人駕駛飛機是由西北工業(yè)大學西安愛生技術集團研制的。該機于1994年12月完成研制工作。西方傳聞該機是在以色列Tadiran公司的技術支持下研制的。
ASN-206是我軍較為先進的一種無人機,尤其是它的實時視頻偵察系統(tǒng),為我軍前線偵察提供了一種利器。1996年該機獲國家科技進步一等獎。1996年在珠海國際航展上展出,現(xiàn)已投入批量生產(chǎn)。
ASN-206系統(tǒng)配套完整,功能較為齊全,設計考慮了野外條件。全系統(tǒng)包括6~10架飛機和1套地面站。地面站由指揮控制車、機動控制車、發(fā)射車、電源車、情報處理車、維修車和運輸車等組成。該機在軍事上可用于晝夜空中偵察、戰(zhàn)場監(jiān)視、偵察目標定位、校正火炮射擊、戰(zhàn)場毀傷評估、邊境巡邏。民用用途包括航空攝影、地球物理探礦、災情監(jiān)測、海岸緝私等民用領域。
該無人機采用后推式雙尾撐結構形式。這一布局的好處是由于后置發(fā)動機驅動的螺旋槳不會遮擋偵察裝置的視線。機身后部、尾撐之間裝有1臺HS-700型四缸二沖程活塞式發(fā)動機,功率為37.3千瓦。巡航時間為4~8小時,航程150千米。
ASN-206的偵察監(jiān)視設備包括垂直相機和全景相機、紅外探測設備、電視攝像機,定位校射設備等。更重要的是,ASN-206裝有數(shù)字式飛機控制與管理系統(tǒng)、綜合無線電系統(tǒng)、先進任務控制設備,借助上述系統(tǒng),ASN-206可以在150千米遠縱深范圍內晝夜執(zhí)行作戰(zhàn)任務,偵察情報信息,尤其是白光/紅外攝影機拍到的視頻影像可以實時傳輸至地面站,進行觀察和監(jiān)視。定位較射系統(tǒng)能實時的指標地面目標的坐標和校正火炮射擊。
該機利用固體火箭助推起飛,零長發(fā)射,傘降回收,可多次使用,不需要專用起降跑道。
ASN-206參與了土耳其近程無人機計劃的競爭。土國防部計劃購買10套遠程和8套近程無人機系統(tǒng)。有3家公司參與了土耳購買無人機計劃的投標。其余兩間公司是以色列飛機工業(yè)有限公司,提供了“搜索者”和“獵人” 無人機,美國加州圣迭戈的通用原子航空系統(tǒng)公司提供了“捕食者”、I-GNAT、和“徘徊者”Ⅱ三種無人機。按計劃I-GNAT無人機已經(jīng)出局。目前還不清楚此計劃競爭的結局。
ASN-206當然與“全球鷹”不在一個級別上。因此,1997年~2001年我國空軍科研人員綜合運用現(xiàn)代高新技術,研制成功某型無人機,使我國大型無人機總體性能、技術走在世界前列。
翼展 6米
機長 3.8米
機高 1.4米
最大起飛重量 222千克
任務設備重量 50千克
最大平飛速度 210千米/小時
實用升限 6000米
航程 150千米
最大起飛重量 222千克
任務設備重量 50千克
2.CK-1(長空一號)
1960年代,由于蘇聯(lián)援助的取消、專家的撤離,解放軍空軍試驗用的拉-17無人靶機嚴重缺失,國家下決心搞自己的無人靶機,從而促生了長空一號。長空一號(CK-1)高速無人機由位于巴丹吉林沙漠的空軍某試驗訓練基地二站在1965年~1967年成功定型,主要負責人是被譽為“中國無人機之父”的中國工程院院士趙煦將軍。1966年12月6日,長空一號首飛成功。實際上長空一號就是仿制拉-17的產(chǎn)品,從開始仿制到總體設計成功用了三個月。后轉由南京航空學院具體負責。在南航,該機型于1976年底設計定型,總設計師為該校的郭榮偉。早在60年代末,該所開始了無人機的研制。長空一號研制成功后,在我國空空武器等試驗中發(fā)揮了重要作用。
長空一號是一架大型噴氣式無線電遙控高亞音速飛機,可供導彈打靶或防空部隊訓練。長空一號經(jīng)過適當改裝可執(zhí)行大氣污染監(jiān)控、地形與礦區(qū)勘察等任務。該機采用典型高亞音速布局,機身細長流線,機翼平直,展弦比大。水平尾翼呈矩形,安裝在垂直尾翼中部。機身前、后段為鋁合金半硬殼式結構。發(fā)動機及其進氣道裝在機身下部的吊艙內。翼尖短艙、尾翼翼尖、進氣道唇口、機頭與機尾罩均用玻璃鋼制造。中單翼結構的矩形機翼采用不對稱翼剖面,有2度的下反角,機翼安裝角為0°45‘。機翼翼尖處吊有兩個翼尖短艙。水平尾翼安裝在垂直尾翼中部,平尾和垂尾均采用對稱翼剖面的矩形翼面。機翼和尾翼均為鋁合金單梁式薄壁結構。機載設備、自動駕駛儀分別裝在前后段,機身中段為壓力供油式油箱。設計中直接利用機身外殼s作為油箱壁,節(jié)省了重量。改進型號的機翼下有兩個小型副油箱。
長空一號的起飛非常有特色,采用一架可回收的發(fā)射車進行助推起飛。在一張澳大利亞“金迪維克”小車圖片的啟示下,趙煦找到了地面起飛車的靈感。飛機固定在發(fā)射車的三條短滑軌上,發(fā)動機艙底部有一推力銷,用于固定。起飛時飛機發(fā)動機啟動,帶動發(fā)射車開始滑跑。當滑跑速度達到275千米/時,飛機已經(jīng)得到足夠的升力可以升空。這時推力銷在發(fā)射車上的冷氣作動筒作用下拔開,飛機脫離發(fā)射車,開始爬高。發(fā)射車因無動力而減速,隨后地面人員發(fā)出無線電指令,拋出制動傘,并控制剎車使發(fā)射車停住。發(fā)射車可重復使用。發(fā)射車內裝有航向自動糾偏系統(tǒng),確保在1000米滑跑距離內航向偏離維持在30米內。發(fā)射車助推起飛固然減小了無人機本身的復雜程度,但與空投或火箭助推起飛方式相比,較為復雜和麻煩,當然好處是省卻了調用有人飛機作為母機。拉-17靶機使用空投方式放飛。
長空一號起飛85秒后,開始轉入機上程序機構控制飛行,之后由地面站通過雷達信息和其他手段,發(fā)出適當?shù)臒o線電指令進行遙控。長空一號C型能進入地面武器射擊區(qū)域2到8次,提供射擊機會。
拉-17使用的是推力較小的發(fā)動機,長空一號后來改用一臺改進的WP-6渦噴發(fā)動機,尾噴口改裝成固定式,可通過改變發(fā)動機轉速來調節(jié)推力,海平面額定靜推力21.1千牛,最大靜推力24.5千牛。該發(fā)動機原為殲-6所采用。整體油箱的容量為820升,燃油質量600千克,B、C型加副油箱后,燃油質量達840千克。由于WP-6發(fā)動機推力比原來的發(fā)動機大7倍,而長空一號外型不變,使得起飛過程中不可避免地產(chǎn)生了過早升力矩,致使靶機起飛試驗一直有問題。后來采取了與一般飛機起飛時減小低頭力矩、增強升力相反的方法,在長空一號起飛時加大其低頭力矩解決了這一問題。
長空一號的降落和世界其他無人機相比略顯笨拙,實際上是一種硬著陸。當其在無線電指令指引下進入預定著陸場地時,在500米高度自動拉起,然后進入無動力下滑。接地時保持較大的攻角,尾部首先著地,靠發(fā)動機吊艙和尾噴口吸收部分撞擊能量,實現(xiàn)主體部分回收。機體經(jīng)修復后即可再次使用。這種不完全的重復使用,對使用費用、維護難度上有較負面的作用。
經(jīng)調查,確信近年長空一號已經(jīng)改為火箭助推發(fā)射起飛。這一改進最大的好處是長空一號不再需要平坦而長的跑道,起飛也更加迅速靈活。同時也改用了回收傘的方式,最大限度保護了飛機本身。
長空一號由機上程序機構控制,可按預定設計的航線飛行。也可由地面站的地面領航員經(jīng)無線電指令遙控飛行。自主飛行時,依靠KJ-9自動駕駛儀穩(wěn)定和控制飛機。自動駕駛儀有俯仰、滾轉、航向和高度四個通道,分別控制飛機的升降舵、副翼、方向舵的偏角和發(fā)動機工作狀態(tài)。每個通道互相獨立、互相交聯(lián)。自動駕駛儀的部件包括陀螺平臺和航向陀螺、速率陀螺儀組、程序機構、商度訊號器、放大器、變流機及電動舵機等。
遙控飛行時,機上由天線、高頻組合、接收機和發(fā)射機組成的應答器負責接受地面信號,然后識別指令,引導靶機。機上另裝有遙控指令接收機,通過接收機-譯碼器單元,可以傳輸24個遙控指令到自動駕駛儀或其它需要操縱的裝置。地面人員還可通過無線電遙測設備來監(jiān)控自動控制系統(tǒng)及其他設備的工作。遙測系統(tǒng)有52個通道,能連續(xù)向地面提供飛行速度、高度、攻角、發(fā)動機溫度及轉速等信息。
該機的主電源是一臺由發(fā)動機驅動的直流發(fā)電機,通過變流器向某些設備提供交流電。另有后備銀鋅電瓶,在發(fā)動機出故障時可切換供電,保證飛行。
長空一號作為靶機使用時,能往返進入射擊區(qū)域2~3次,以便進行多次訓練。因長空一號本身體積很小,為在視覺模擬體積較大的敵機,機上一般裝有曳光管或拉煙管。機上還裝有紅外增強翼尖吊艙、被動式雷達回波角反射器,機尾帶紅外曳光彈為4枚“海鷹”1號曳光彈,增強紅外和雷達特征。靶機如未被擊落,可遙控其著陸回收。
至1988年,長空一號的改進型號包括長空一號A取樣機,用于核武器試驗的取樣工作。該機主要的改進是增加了外掛吊艙,從而能夠容納更多的設備儀器。1977年長空一號開始參加執(zhí)行原子彈空爆取樣任務,并很快完全取代有人機取樣。該項目1978年獲全國科學大會獎。
88年12月15日,長空一號B低空靶機(靶5Ⅲ)通過設計定型,用于低空防空武器系統(tǒng)的鑒定。該機安裝了固定式副油箱。
長空一號C高機動型是長空一號B型的改型。1983年初,軍方為滿足新型導彈試射的需要,提出要裝備一種能作坡度為70~77度的高速水平大機動飛行的無人機。當時計劃從美國進口10架大機動性能的“火蜂”無人靶機,預計需要經(jīng)費4000萬元。趙煦是“火蜂”考查組成員之一,了解了高機動“火蜂”的性能后,他提出自行改進長空一號C高機動型。要滿足要求,必須改進長空一號的結構、控制、供油等設計,在外形、推力、巡航方面都要有大改進。在二站和南京航空學院的共同努力下,一年半時間內完成了C型的設計、試驗和制造工作。研制中的試驗項目有高低速風洞試驗、各系統(tǒng)的地面模擬試驗和空中模擬試驗、飛機結構的靜力強度試驗和動力特性試驗等。87年9月3日,該型號設計定型。
該機裝有應答器、遙控接收機等遙控設備。C型采用了適合大坡度轉彎飛行的供油系統(tǒng)。C型在中段機身前端加裝了一個全封閉油室,在飛行過程中保持充滿燃油的狀態(tài),確保在所有的飛行姿態(tài)下都能連續(xù)供油。C型換裝了適合大坡度機動飛行的自動控制系統(tǒng)。其主要改進包括在副翼通道中引入滾轉角積分信號,提高對滾轉角的控制精度,保證左右兩邊建立坡度對稱;在升降舵通道中引入高度和高度變化率信號,改善了高度保持系統(tǒng)的動態(tài)性能,提高了平飛時高度的穩(wěn)定性;在三個通道中加入軟化電路,在不影響原閉環(huán)回路的前提下,達到了控制平衡,及良好補償?shù)男Ч?。為避免過載超過規(guī)定值,采取了階躍改變減小升降舵通道中的控制量的措施。為防止嚴重排高,系統(tǒng)能及時退出轉彎,改為平飛或小過載飛行。C型的轉彎坡度分三擋,35度、60度和75.5度,分別表示一般機動、中機動和大機動飛行。該機能在500到16500米范圍內以850到910千米/小時的速度飛行,中低空續(xù)航時間約45分鐘,航程600到900千米。
長空一號E為超低空型,用于模擬80年代起威脅越來越大的超低空武器。
長空一號作為我國獨立研制的第一種多用途噴氣式無人機,開創(chuàng)了一個先例。其性能能滿足研制時軍方的多種要求,如靶機、采樣、監(jiān)控等。但與國內及世界其他無人機相比,長空一號有著明顯的缺點,有的甚至可以說是致命的。長空一號采用了典型的高亞音速布局,速度較慢,無法模擬高速目標;機體結構狹小,發(fā)動機又占據(jù)了下方的主要空間,無法安裝更多的設備,因此用途非常單一;無論起飛還是回收,都顯得笨拙,而且硬著陸方式會導致部分機體損壞,必須進行維修才可重復使用,浪費資源,且增加了后勤維護難度。但如作為一種靶機使用,長空一號還是基本能勝任的。更復雜的偵察任務,還得由長虹-1和ASN-206等無人機來完成。而解放軍也擁有其他一些戰(zhàn)斗機改裝的靶機,飛行性能與戰(zhàn)斗機基本一致。其中包括1978年~1984年用退役米格-15比斯飛機改進的靶-5乙中高空靶機。該靶機不經(jīng)人工試飛一次定型成功,而蘇聯(lián)米格-15比斯愛姆靶機是經(jīng)過各科目人工試飛的。在靶-5乙基礎上發(fā)展成低空、中機動、電子干擾、雷達增強等各型靶機,形成靶-5乙靶機各種性能系列。
蘇軍裝備的拉-17改型:拉-17P。對比可以看出由于長空一號的發(fā)動機不同,發(fā)動機艙有顯著外觀差異
基本技術數(shù)據(jù)
翼展 7.5米
翼面積 8.55米
展弦比 6.8
機身直徑 0.55米
總長 8.435米
總高 2.955米
總重 2000千克~2500千克
最大飛行高度 10000米~18000米
最低使用高度 500米~5000米
飛行速度范圍 550~910千米/時
航程 600~900千米
續(xù)航時間 70分鐘以上(低空和中空) 45~60分鐘(高空)
3.長虹一號
長虹-1由北京航空航天大學無人駕駛飛行器設計研究研制,是高空多用途無人駕駛飛機。該機在軍內稱無偵-5,英文DR-5。長虹-1可用于軍事偵察、高空攝影、靶機或地質勘測、大氣采樣等科學研究。該機于69年開始研制,72年11月28日首飛,1980年定型正式裝備部隊。
當然這是官方說法,明眼人一看就知道,長虹-1很明顯是我軍多次擊落的美國BQM-34“火蜂”(FireBee)無人偵察機的翻版。近年的公開文獻也證實確實是仿制了“火蜂”。
越戰(zhàn)期間,“火蜂”多次侵入我國領空,初期我機截擊連連失利。1964年11月15日,我空軍某部中隊長徐開通駕駛殲-6機,在距離“火蜂”230米處開火,一直打到距離140米,炮彈直穿發(fā)動機,終于將敵機擊落。在此后一段時間內,通過解放軍空軍與美軍不斷的斗智斗勇,多次成功擊落“火蜂”,其中包括美軍專門針對解放軍殲-6性能進行改進的“火蜂”高空改進型。甚至連殲-5都曾成功擊落敵無人機。當然“火蜂”墜地后科研人員就可以詳細的進行研究了。1969年北京航空航天大學在此基礎上修整、改裝、試制,歷時10個月,設計定型。但此時離真正成功還遠。
長虹-1本身的研制可參照擊落的“火蜂”,但無人機的地面監(jiān)測控制系統(tǒng)的仿制則完全得靠自己。60年代起,以毛士藝為核心的科研部門進行了地面站研制工作。經(jīng)過艱苦努力,該部門終于建成了配套的無人機地面控制站。1970年無人機在東北的靶山試飛,依靠地面站指揮其運行,試飛取得了成功。后該系統(tǒng)進一步進行了無人機地面雷達遠程數(shù)字距離跟蹤系統(tǒng)的改裝改進,1978年在大航程試飛中通過了“航空委”的鑒定。這時長虹-1才接近成功。該遠程跟蹤系統(tǒng)具有400千米自動跟蹤的能力,因此400千米也是長虹-1的最大實用半徑。1979年又再進行了機載四坐標卡爾曼濾波跟蹤系統(tǒng)的改進工作。1980年12月25日,無偵-5/長虹-1真正宣告研制成功。
長虹-1采用大展弦比后掠中單翼,主要機體結構為鋁合金。機翼上各有一片翼刀,有副翼。
長虹-1飛機由大型飛機(母機)帶飛到4000-5000米的高度投放。母機開始試用過蘇聯(lián)制圖-4轟炸機(左圖,仿自B-29),后來采用運-8E,而“火蜂”的母機采用C-130(下下圖),與運-8相當。長虹-1由其母機攜帶起飛,在空中投放,自動爬升到工作高度,隨后按預編程序控制高度、航速、飛行時間和航程。完成任務后長虹-1自動返航,飛到回收區(qū)上空,飛機可在程控或遙控狀態(tài)下進行傘降回收。在自動導航系統(tǒng)的控制下,長虹-1可在直飛1000千米時,保證飛行橫向偏差不超過2.5%。全程可通過配套的地面無線電控制站與機上測控標雷達組成的遙測、遙控、紋標三合一的無線電控制系統(tǒng)進行控制。回收后經(jīng)過一定維護,可重復實用多次。
長虹-1機身部分由前到后為雷達艙、照相艙、油箱、發(fā)動機短艙、航空電子艙和傘艙。脊背有背鰭,內裝電纜、回收傘等。主要機載設備包括光學照相機和電視/前視紅外攝像機。在執(zhí)行可見光照相偵察任務時,照相機鏡頭能繞其縱軸傾斜旋轉或垂直向下,從五個照相窗口進行拍攝。
動力采用1臺渦噴-11(WP-11)小型渦噴發(fā)動機(下圖),海平面最大靜推力8.33千牛。渦噴-11是一臺增壓比為5.5的渦輪噴氣發(fā)動機,高空性能好,成本低。該發(fā)動機由單級跨音軸流壓氣機、單級離心壓氣機、離心甩洞的環(huán)行燃燒室和單級軸流渦輪組成。上述指標與“火蜂”采用的J85-100渦噴發(fā)動機類似,推力略小(仿制發(fā)動機總是會有這種情況)。
渦噴-11具體由北京航空航天大學動力系第401小發(fā)動機設計研究室負責研制改進。401發(fā)動機研究室成立于60年代中期,建立初衷就是為了研制無人駕駛高空偵察機的WP-11發(fā)動機。該發(fā)動機從1965年開始研制,1971年國產(chǎn)首臺WP-11發(fā)動機進行臺架試驗,1977年設計定型,并進行國家鑒定試車。1978年WP-11發(fā)動機通過國家鑒定試飛,轉入正式生產(chǎn)。在80年代和90年代,401所先后與航天集團有關單位合作研制該發(fā)動機的改型,應用于海鷹-4岸對艦導彈和某型號巡航導彈。2000年初研究室將WP-11發(fā)動機的使用壽命增加了近一倍,并通過了鑒定。
尺寸數(shù)據(jù)
翼展 9.76米
機長 8.97米
機高 2.18米
機翼面積 10.62平方米
最大起飛重量 1700千克
任務設備重量 65千克
空機重量 1060千克
燃油重量 620千克
最大平飛速度 800千米/小時(高度17500米)
實用升限 17500米
航程 2500千米
最大續(xù)航時間 3小時
4.WZ-2000千里眼隱形無人機
WZ-2000“千里眼”無人偵察機是由中航一集團所屬貴州航空工業(yè)(集團)有限公司研制,該機采用輪式起降,航程約2000公里,將采用一臺國產(chǎn)渦扇11小型發(fā)動機,發(fā)動機進氣道位于機背后部。
WZ-2000隆起的機頭內安裝有衛(wèi)星通訊設備或其他任務設備,因此該機可在全天時全天候條件下通過衛(wèi)星向指揮部實時提供戰(zhàn)區(qū)圖像、電子情報,完成偵察和監(jiān)視任務。這與美國“全球鷹”無人偵察機所執(zhí)行的任務大體相同,只是WZ-2000航程較短,尺寸較小。
5.AW-4鯊魚無人機
中國航空工業(yè)第二集團公司在珠海航展首次披露了新型無人飛機AW-4“鯊魚II”。
以下是該機的主要性能參數(shù):
巡航速度:100公里/小時
實用升限:4000米
最大續(xù)航時間:4小時
活動半徑:150公里
最大起飛重量:55公斤

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