馮北前

(中國飛行試驗(yàn)研究院 總工辦, 陜西 西安 710089)

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現(xiàn)代機(jī)載空面武器系統(tǒng)試飛技術(shù)

馮北前

(中國飛行試驗(yàn)研究院 總工辦, 陜西 西安 710089)

摘要:分析了機(jī)載空面武器系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn),從機(jī)載武器定型試飛考核及作戰(zhàn)需求角度出發(fā),借鑒國內(nèi)外武器系統(tǒng)飛行試驗(yàn)技術(shù),結(jié)合長期的試飛實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出了機(jī)載空面非制導(dǎo)武器系統(tǒng)和機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛的總體思路、評估方法、測控技術(shù)等,并對靶場建設(shè)、機(jī)載武器系統(tǒng)試飛組織實(shí)施與協(xié)調(diào)提出了見解,可供開展機(jī)載武器系統(tǒng)試飛技術(shù)研究參考。

關(guān)鍵詞:機(jī)載空面武器系統(tǒng); 評估方法; 試飛技術(shù)

0引言

機(jī)載武器系統(tǒng)的定義幾十年來一直是廣受爭議的話題,從高等院校到不同的研究機(jī)構(gòu),由于研究人員所站角度的不同所給出的定義各不相同,有的描述為機(jī)載武器系統(tǒng),有的稱為機(jī)載火控武器系統(tǒng)或航空武器系統(tǒng)等。通過分析大量的國內(nèi)外相關(guān)試飛報(bào)告,結(jié)合作者長期從事飛行試驗(yàn)研究工作所積累的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為目前機(jī)載武器系統(tǒng)比較科學(xué)的定義應(yīng)為:機(jī)載武器系統(tǒng)由綜合航空系統(tǒng)(含機(jī)載火控系統(tǒng)、綜合航電火控系統(tǒng)、機(jī)載武器控制系統(tǒng)等)、各類機(jī)載武器及有關(guān)支援系統(tǒng)等組成。機(jī)載武器系統(tǒng)從功能角度可劃分為機(jī)載空空武器系統(tǒng)和機(jī)載空面武器系統(tǒng)。本文主要針對機(jī)載空面武器系統(tǒng)試飛技術(shù)展開討論。

1問題的提出

隨著飛機(jī)掛載能力和武器研發(fā)技術(shù)的迅猛發(fā)展,機(jī)載空面武器的種類不斷增加,但大體上可分為制導(dǎo)與非制導(dǎo)兩大類。一般對于機(jī)載空面制導(dǎo)武器而言,速度越高、射程越大、制導(dǎo)體制越復(fù)雜成本就越高,但對非制導(dǎo)機(jī)載空面武器而言相對成本較低,因此隨著機(jī)載空面武器的飛速發(fā)展,對其試飛鑒定技術(shù)提出了新的要求,對不同類別的機(jī)載空面武器如何進(jìn)行飛行試驗(yàn),以及采用什么樣的方法進(jìn)行科學(xué)的鑒定考核是亟待解決的難題。

2機(jī)載空面非制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛技術(shù)

機(jī)載空面非制導(dǎo)武器系統(tǒng)包括各類航空炸彈、航炮、航空火箭等,這類武器的特點(diǎn)是武器相對成熟、射程近、成本低。無論是轟炸機(jī)、殲擊轟炸機(jī)、多用途殲擊機(jī)(戰(zhàn)斗機(jī))等主戰(zhàn)機(jī)種的改進(jìn)、改型還是跨代戰(zhàn)機(jī)的研發(fā),主要是新研或改進(jìn)先進(jìn)的光電等測量手段,不斷提高傳感單元的精度,通過信息融合、模型算法優(yōu)化等改進(jìn)機(jī)載火控系統(tǒng),提高武器投射精度,從而達(dá)到提高機(jī)載非制導(dǎo)武器系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)效能。因此,對此類空面制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛驗(yàn)證考核的重點(diǎn)在機(jī)載火控系統(tǒng)。試飛方法可采用首先安排模擬攻擊對系統(tǒng)裝機(jī)適應(yīng)性、功能進(jìn)行檢查試飛;其次運(yùn)用假設(shè)與檢驗(yàn)、概率論等數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)理論,制定評定方案及評判標(biāo)準(zhǔn);最后采用實(shí)彈靶試,實(shí)測并統(tǒng)計(jì)彈著點(diǎn),給出武器系統(tǒng)性能(精度)考核結(jié)果和結(jié)論。

3機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛

技術(shù)

3.1試飛特點(diǎn)

機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器與傳統(tǒng)的非制導(dǎo)武器系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別有如下幾個(gè)方面:

(1)單個(gè)武器成本高,尤其是中遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)武器;

(2)從系統(tǒng)工程角度分析,按照誤差分配理論制導(dǎo)武器對機(jī)載系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)、指令等信息精度和延時(shí)都有嚴(yán)格的要求;

(3)飛機(jī)與武器之間發(fā)射控制時(shí)序、邏輯普遍較為復(fù)雜;

(4)系統(tǒng)交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜,考核中需考慮復(fù)雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)使用問題;

(5)射程普遍較遠(yuǎn),對靶場、靶標(biāo)要求高,試飛組織難度大,單次靶試試驗(yàn)成本高等。

3.2試飛考核總體思路

由于機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)具有以上特點(diǎn),這類武器系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)應(yīng)按照系統(tǒng)工程的考核方法先對分系統(tǒng)進(jìn)行考核,然后對系統(tǒng)總體及靶試驗(yàn)證最終考核[1]。即在試飛方案設(shè)計(jì)中,規(guī)劃好不同制導(dǎo)武器對應(yīng)的機(jī)載火控系統(tǒng)(三代機(jī)后稱之為綜合航電火控系統(tǒng)或綜合航空電子系統(tǒng))所需的裝機(jī)適應(yīng)性、功能、性能(火控動(dòng)態(tài)精度)等試飛項(xiàng)目和內(nèi)容,針對不同機(jī)載制導(dǎo)武器特點(diǎn),建立相應(yīng)的試飛考核模型。采用模擬攻擊對比法,通過試飛對機(jī)載火控系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的考核,對火控系統(tǒng)總體和分系統(tǒng)主要指標(biāo)進(jìn)行評定,有明確結(jié)論后,轉(zhuǎn)入靶試階段,通過貼近實(shí)戰(zhàn)條件下的實(shí)彈靶試,對機(jī)載武器系統(tǒng)總體性能(單發(fā)命中概率或CEP精度等)進(jìn)行考核,并對機(jī)載火控系統(tǒng)功能、性能進(jìn)行靶試驗(yàn)證。

3.3試飛技術(shù)

3.3.1建立基準(zhǔn)評估體系

隨著現(xiàn)代光電、通訊導(dǎo)航、航天航空等技術(shù)的不斷發(fā)展,以及互聯(lián)、互通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善,可利用相對固定、形貌特征清晰的高速鐵路、高速公路網(wǎng)以及機(jī)場周邊固定建筑物等,科學(xué)選點(diǎn)、布點(diǎn)，建立起基準(zhǔn)網(wǎng)信息庫;利用改裝在試驗(yàn)機(jī)上的高清光電測量系統(tǒng)等設(shè)備，以及改裝在目標(biāo)上的導(dǎo)航衛(wèi)星(北斗等)接收機(jī)等設(shè)備獲取的信息。經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理得到所需的飛行器位置、航向、姿態(tài),以及目標(biāo)位置、速度等基準(zhǔn)信息,根據(jù)不同制導(dǎo)武器的具體特點(diǎn),運(yùn)用航空火力控制系統(tǒng)的基本原理[2],建立相應(yīng)的試飛評定基準(zhǔn)模型[3-4]。通過模擬攻擊對比法,對機(jī)載火控系統(tǒng)不同武器狀態(tài)下的功能、性能進(jìn)行評定,在模擬攻擊過程中除試驗(yàn)載機(jī)開展全系統(tǒng)模擬攻擊外,可改裝同型或不同型號試驗(yàn)機(jī)對彈載設(shè)備、系統(tǒng)(如動(dòng)力裝置、導(dǎo)航系統(tǒng)、導(dǎo)引頭等)同步開展飛行試驗(yàn)。經(jīng)綜合評定認(rèn)為系統(tǒng)總體滿足要求的情況下,按照事先規(guī)劃好的靶試方案進(jìn)行實(shí)彈靶試驗(yàn)證及考核,得出科學(xué)的評定結(jié)果和結(jié)論。

3.3.2試飛測控技術(shù)

現(xiàn)代化測試系統(tǒng)的應(yīng)用,為全方位測量、實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)載武器系統(tǒng)的試飛提供了保障。通過對模擬攻擊、實(shí)彈靶試過程進(jìn)行科學(xué)的試飛設(shè)計(jì),可以對機(jī)載武器系統(tǒng)試飛過程中系統(tǒng)輸入的關(guān)鍵傳感器信息、火控系統(tǒng)實(shí)時(shí)解算的中間參數(shù)、武器發(fā)控時(shí)序、離機(jī)過程影像、離機(jī)后的內(nèi)外導(dǎo)彈參數(shù)、脫靶量等進(jìn)行100%或部分測量記錄。同時(shí)選取關(guān)鍵信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,必要時(shí)利用專門改裝的測控飛機(jī)進(jìn)行測試、中繼轉(zhuǎn)發(fā)、監(jiān)控和出現(xiàn)異常時(shí)的干預(yù)。

3.3.3復(fù)雜電磁環(huán)境與靶標(biāo)建設(shè)

未來的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭一定是在復(fù)雜電磁環(huán)境下進(jìn)行的[5],因此機(jī)載武器系統(tǒng)試飛必需建立盡可能逼真的海、陸、空、天多位一體的復(fù)雜電磁干擾環(huán)境,并應(yīng)覆蓋載機(jī)攻擊、靶試全過程。另外,機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器試飛中,靶標(biāo)建設(shè)與研究是非常重要和不可或缺的環(huán)節(jié),要根據(jù)武器制導(dǎo)方式、武器特點(diǎn)建立滿足其光電、運(yùn)動(dòng)等特性的逼真的靶標(biāo)。

3.3.4組織與協(xié)調(diào)

機(jī)載空面精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛組織與協(xié)調(diào)非常重要,也非常復(fù)雜。因此,要針對機(jī)載武器的不同特點(diǎn)、射程大小、復(fù)雜程度及涉及面大小,制定具體的空地協(xié)同預(yù)案、特情處置預(yù)案、單位分工界面、資源保障細(xì)目等。

4結(jié)束語

飛行試驗(yàn)是一個(gè)集風(fēng)險(xiǎn)性、探索性、挑戰(zhàn)性為一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程,幾十年來中國飛行試驗(yàn)研究院形成了以閻良為中心、足跡遍布全國的試飛組織模式。特別是機(jī)載武器系統(tǒng)的試飛按照國家有關(guān)試飛分工界面,形成并充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。飛行試驗(yàn)也是機(jī)載武器裝備研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),本文對現(xiàn)代載機(jī)空面武器系統(tǒng)試飛技術(shù)進(jìn)行了簡單論述,指出了非制導(dǎo)武器與制導(dǎo)武器不同的試飛考核方法,重點(diǎn)闡述了空面精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)試飛技術(shù),可為開展現(xiàn)代機(jī)載武器系統(tǒng)相關(guān)試驗(yàn)提供借鑒。

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(編輯：方春玲)

Flight test technologies for modern onboard air-to-surface weapon system

FENG Bei-qian

(Agency for Chief Engineer, CFTE, Xi’an 710089, China)

Abstract:The technique characteristics of air-to-surface weapon system are analyzed in this paper. Considering airborne weapon type qualification flight test evaluation and actual battle requirement, flight test methods of airborne non-guidance air-to-surface weapon and accurate guidance air-to-surface weapon are raised, including general planning, evaluation methods and measurement techniques. A thoughtful opinion about shooting range construction and airborne weapon system flight test organization, arrangement and coordination is proposed to be a reference for airborne weapon system flight test research.

Key words:air-to-surface weapon system; evaluation methods; flight test technology

中圖分類號：V217

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1002-0853(2016)02-0072-03

作者簡介:馮北前(1961-)，男，陜西臨潼人，副總工程師，研究員，主要從事航空武器火控系統(tǒng)試飛研究。

收稿日期:2015-08-07;

修訂日期:2015-12-08; 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-01-10 14:10