文航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計研究所 李屹東

“中國好設(shè)計”獎是由中國工程院指導(dǎo)，中國創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟主辦的權(quán)威設(shè)計獎項。以中國工程院為依托，匯聚國內(nèi)眾多創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域權(quán)威知名專家，推選國內(nèi)具有創(chuàng)新設(shè)計典范的產(chǎn)品與系統(tǒng)、工藝與流程、商業(yè)與服務(wù)模式典型案例，打造創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域國內(nèi)頂級設(shè)計大獎，促進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助推“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變。

2017年11月24日，“2017年中國好設(shè)計”頒獎儀式在深圳舉行，由中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計研究所完成的翼龍II無人機(jī)榮獲“2017年中國好設(shè)計”金獎。

2017年是翼龍II無人機(jī)取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵年，繼年初成功實(shí)現(xiàn)翼龍II無人機(jī)交付狀態(tài)首飛，快速安全完成全部試飛科目，并行完成批產(chǎn)飛機(jī)制造，于年底交付用戶首批無人機(jī)系統(tǒng)。同時，翼龍II無人機(jī)也代表中國無人機(jī)最新成果亮相2017年的墨西哥、法國巴黎等國際航展，引發(fā)了國際關(guān)注。獲得“2017年中國好設(shè)計”金獎，既是對項目所取得成績的肯定，也是業(yè)界對翼龍II無人機(jī)設(shè)計研發(fā)創(chuàng)新性的認(rèn)可。

翼龍II無人機(jī)側(cè)影

中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計研究所副總師、翼龍無人機(jī)總設(shè)計師李屹東

察打一體無人機(jī)創(chuàng)新了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的戰(zhàn)法

察打一體無人機(jī)是美國在偵察型無人機(jī)基礎(chǔ)上通過加裝武器形成的，其最典型代表是第一代MQ-1“捕食者”和第二代MQ-9“死神”。MQ-1最先在2001年的阿富汗戰(zhàn)爭中投入實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。在實(shí)戰(zhàn)中，它獨(dú)特的戰(zhàn)場持續(xù)監(jiān)視和時敏目標(biāo)打擊作戰(zhàn)能力得到了全世界的廣泛關(guān)注。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)場環(huán)境錯綜復(fù)雜，尤其是空對地作戰(zhàn)，地面目標(biāo)采取藏、躲、跑、騙等各種手段躲避空中打擊。在敵、我、友交錯態(tài)勢下，也很難確定目標(biāo)的屬性，為打擊決策帶來極大困難。例如，對地面人員很難通過外觀判別敵我，只能通過其行為和意圖來判斷其屬性。察打一體無人機(jī)的長時間留空性能和使用傳感器持續(xù)觀察能力，為用戶提供了獨(dú)特的持續(xù)監(jiān)視、觀察和判別目標(biāo)意圖、屬性的能力，這是察打一體無人機(jī)普遍受到歡迎的原因之一。

另一方面，戰(zhàn)場態(tài)勢瞬息萬變，威脅可能在極短時間內(nèi)出現(xiàn)，時間敏感目標(biāo)（時敏目標(biāo)）打擊任務(wù)成為重要和迫切的需求。察打一體無人機(jī)由于可以在現(xiàn)場長期停留，具有及時處置臨時出現(xiàn)目標(biāo)和情況的能力，可以為用戶提供獨(dú)特的時敏目標(biāo)打擊能力。

由于察打一體無人機(jī)可以提供上述的獨(dú)特戰(zhàn)力，加上具備無人員傷亡顧慮、遠(yuǎn)程遙控作戰(zhàn)、融入作戰(zhàn)情報體系等能力，為現(xiàn)代戰(zhàn)場創(chuàng)新了戰(zhàn)法。

集成創(chuàng)新，追趕世界無人機(jī)潮流

進(jìn)入新世紀(jì)，航空科技迅猛發(fā)展，世界無人機(jī)研究也迎來了大發(fā)展。數(shù)字電傳飛控、綜合航空電子、精確制導(dǎo)武器、衛(wèi)星導(dǎo)航與慣性導(dǎo)航、數(shù)據(jù)鏈等最新航空技術(shù)是現(xiàn)代無人機(jī)大發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。

航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計研究所（成都所）通過第三代戰(zhàn)斗機(jī)的成功研制，完全掌握了最新的航空技術(shù)，并形成了系統(tǒng)的集成能力。在跟蹤世界無人機(jī)發(fā)展趨勢基礎(chǔ)上，敏銳地抓住這一新趨勢，結(jié)合在先進(jìn)有人機(jī)研制中突破的總體氣動、機(jī)體結(jié)構(gòu)、數(shù)字電傳飛行控制、綜合航空電子等關(guān)鍵技術(shù)，協(xié)同電子、兵器、航空等行業(yè)，從2005年起自行投入，開始研制翼龍系列察打一體無人機(jī)系統(tǒng)。在經(jīng)歷了翼龍無人機(jī)原型機(jī)的研制后，突破了無人機(jī)自主起降和飛行、目標(biāo)快速捕獲與自動跟蹤自動攻擊等察打一體無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，推出了第一代的察打一體無人機(jī)——翼龍I無人機(jī)。

翼龍I無人機(jī)推出后吸引了多個用戶的關(guān)注，在經(jīng)歷了用戶嚴(yán)酷的飛行演示與考核后，很快獲得了訂單，于2010年向首個用戶交付首套系統(tǒng)。其后，又經(jīng)歷了用戶狀態(tài)優(yōu)化、多批產(chǎn)品交付和售后服務(wù)等多道難關(guān)，翼龍I無人機(jī)已經(jīng)逐漸成熟、可靠，成功裝備多個用戶，并多次投入實(shí)戰(zhàn)。在實(shí)戰(zhàn)中，翼龍I無人機(jī)的表現(xiàn)超出了多個用戶的預(yù)想，不但創(chuàng)造了不俗的戰(zhàn)績，還創(chuàng)新了用戶的作戰(zhàn)概念，初步建立了用戶的無人作戰(zhàn)系統(tǒng)，也改變了用戶對中國航空產(chǎn)品的認(rèn)識，樹立了中國無人機(jī)的一張名片。

追求卓越，再創(chuàng)新高

翼龍I無人機(jī)在用戶實(shí)際使用中獲得了良好效果體驗，同時也激發(fā)出用戶更高的需求，主要有：

更好的平臺性能，包括更高的飛行高度，更快到達(dá)戰(zhàn)場，更好的規(guī)避機(jī)動能力，更好的抗風(fēng)能力等；

更大的任務(wù)載荷和武器承載能力，包括同時配置多種任務(wù)載荷和大型任務(wù)載荷能力，更多的武器數(shù)量和類型；

更先進(jìn)的任務(wù)載荷能力，大幅度提高傳感器的探測性能；

大容量的數(shù)據(jù)傳輸能力，支持先進(jìn)傳感器的使用；

更好的人機(jī)工效，更加方便、簡潔、高效的人機(jī)界面，更加智能化的處理和操作，降低操作人員要求和負(fù)擔(dān)等。

針對用戶的更高要求，同時為跟上世界先進(jìn)水平，成都所從2012年開始開展了新一代察打一體無人機(jī)翼龍II的研制工作。

翼龍II無人機(jī)系統(tǒng)具有全自主水平輪式起降和巡航飛行能力、空地協(xié)同能力、地面接力控制能力。相對翼龍I無人機(jī)系統(tǒng)，翼龍II無人機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化了無人機(jī)氣動布局、機(jī)體結(jié)構(gòu)和機(jī)載系統(tǒng)，選裝大功率渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)，大幅度提高了平臺飛行性能、載荷裝載能力、多傳感器綜合能力、武器掛載能力和數(shù)據(jù)傳輸與控制能力，可適應(yīng)復(fù)雜使用環(huán)境下的多種任務(wù)需求。

翼龍II無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配置裝載光電監(jiān)視/瞄準(zhǔn)裝置、合成孔徑雷達(dá)（SAR）、雷達(dá)告警設(shè)備、激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炸彈GPS制導(dǎo)炸彈，也可根據(jù)用戶需求選裝電子偵察、雷達(dá)干擾、通信偵察、情報收集、偵察相機(jī)、通信中繼、搜索救援等設(shè)備，以及其他先進(jìn)的任務(wù)載荷設(shè)備、數(shù)據(jù)鏈和機(jī)載武器等。

為滿足用戶要求，翼龍II無人機(jī)系統(tǒng)大量采用了先進(jìn)技術(shù)，在以下方面取得了顯著進(jìn)步。

（1）更高性能的飛行平臺

翼龍II無人機(jī)保持了翼龍I無人機(jī)大展弦比平直翼、v形雙垂尾和尾部螺旋槳動力的成熟氣動布局形式，但對氣動外形進(jìn)行了優(yōu)化，機(jī)身長細(xì)比、外形和機(jī)翼展弦比等進(jìn)行了調(diào)整，加裝了翼尖小翼，使無人機(jī)的氣動性能有了大幅度的提升，為翼龍II的高性能打下基礎(chǔ)。

為提高無人機(jī)的機(jī)動性和抗復(fù)雜氣象能力，翼龍II無人機(jī)選擇了國產(chǎn)渦槳發(fā)動機(jī)及其配套螺旋槳為動力。這是國產(chǎn)無人機(jī)第一次采用渦槳動力。渦槳發(fā)動機(jī)的大功率、高推重比、低油耗、高可靠性，為實(shí)現(xiàn)長航時、大升限、快速和大承載、抗風(fēng)等提供了保證。

翼龍II無人機(jī)機(jī)體上還大范圍采用先進(jìn)復(fù)合材料、整體結(jié)構(gòu)油箱等先進(jìn)技術(shù)，保證了翼龍II機(jī)體的輕重量和長壽命。在系統(tǒng)配置方面，翼龍II無人機(jī)更加強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)的可靠性、安全性，全面采用余度設(shè)計。例如，翼龍II專門配置了輔助發(fā)電系統(tǒng)，以避免美國MQ-9“死神”無人機(jī)發(fā)生過的遠(yuǎn)航時因發(fā)電機(jī)故障引起無法返回而墜毀的事故。

（2）更先進(jìn)的任務(wù)載荷

任務(wù)載荷是保障察打任務(wù)完成的關(guān)鍵設(shè)備，其性能高低直接決定了無人機(jī)的任務(wù)能力。翼龍II無人機(jī)把先進(jìn)的光電偵察吊艙（EO）和合成孔徑雷達(dá)（SAR）作為了標(biāo)準(zhǔn)配置構(gòu)型，并且實(shí)現(xiàn)了多種偵察設(shè)備的聯(lián)合協(xié)同運(yùn)用。

翼龍II無人機(jī)可以搭載和支持目前國際上最先進(jìn)的光電偵察吊艙。這樣的EO可以包括高清彩色/黑白電視、紅外攝像機(jī)、微光/近紅外電視、相機(jī)、激光測距/照射器等，而且采用高清數(shù)字視頻體制，支持多種使用模式，以適應(yīng)復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下對小目標(biāo)的搜索、識別、跟蹤和指示等任務(wù)，具有更高效的人機(jī)操作性能。

翼龍II無人機(jī)機(jī)頭下方的機(jī)頭罩內(nèi)安裝一部多功能的合成孔徑雷達(dá)。合成孔徑雷達(dá)的常態(tài)化使用使得翼龍II無人機(jī)具備在復(fù)雜氣象條件下大范圍遠(yuǎn)距離搜索、定位各種目標(biāo)的能力。同時，翼龍II無人機(jī)的任務(wù)還具備協(xié)同SAR雷達(dá)引導(dǎo)EO發(fā)現(xiàn)、跟蹤目標(biāo)的功能，大大提高了目標(biāo)搜索的效率，提高了復(fù)雜戰(zhàn)場條件的作戰(zhàn)效能。

翼龍II無人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計還特別強(qiáng)調(diào)了根據(jù)任務(wù)需求和特點(diǎn)，自動或輔助人工的目標(biāo)提示、跟蹤、多傳感器協(xié)同、航路規(guī)劃、攻擊規(guī)劃等功能，提高系統(tǒng)自動化水平，減少對操作員的依賴。

無人機(jī)機(jī)身下部還預(yù)留了一個任務(wù)載荷艙，可以安裝如CCD像機(jī)、電子偵察設(shè)備等其它任務(wù)載荷。加上翼龍II的多個外掛點(diǎn)，使得翼龍II無人機(jī)具備了很好的任務(wù)擴(kuò)展能力。

（3）更大的承載能力和更多的武器配置

察打一體無人機(jī)主要面對戰(zhàn)場上的小型目標(biāo)，這類目標(biāo)眾多且類型復(fù)雜。察打一體無人機(jī)在武器配置上最大的挑戰(zhàn)是：不可能在起飛前準(zhǔn)確預(yù)計到需要打擊的目標(biāo)類型，并對掛載武器進(jìn)行相應(yīng)準(zhǔn)備。因此，更大的掛載能力、更多的掛點(diǎn)、更豐富的武器類型對于察打一體無人機(jī)有特別的意義。

翼龍II無人機(jī)由此大幅度提升了武器承載能力，掛點(diǎn)數(shù)量達(dá)到6個，掛載能力達(dá)到480千克，所配置的武器包括各種精確制導(dǎo)和非制導(dǎo)的導(dǎo)彈、炸彈、火箭等，規(guī)格從十幾千克到100千克級別，掛載方式包括單掛和多聯(lián)裝，可以多種武器混合掛載，對復(fù)雜任務(wù)有最大程度的適應(yīng)能力。翼龍II無人機(jī)的武器系統(tǒng)還采用了國際通用的標(biāo)準(zhǔn)武器接口，只要是符合接口標(biāo)準(zhǔn)的武器就可以非常方便地集成到無人機(jī)系統(tǒng)中，具有很好的擴(kuò)展能力。

（4）更好的數(shù)據(jù)傳輸能力

無人機(jī)的使用很大程度上受到數(shù)據(jù)傳輸能力的限制。為適應(yīng)飛行、偵察、打擊能力的提升，翼龍II無人機(jī)對數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)也進(jìn)行了升級。在數(shù)據(jù)鏈配置上，翼龍II無人機(jī)包括了視距鏈路、中繼鏈路和可擴(kuò)展的超視距鏈路。所有的鏈路均可增加加密設(shè)備等安全措施，也有時間延遲的補(bǔ)償措施。

第十屆、十一屆全國人大常委會副委員長，“中國好設(shè)計獎”發(fā)起人路甬祥院士（右一），“中國好設(shè)計獎”專家委員會主任潘云鶴院士（左一）向榮獲“2017中國好設(shè)計”金獎代表頒獎。（右四）為航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計研究所代表李屹東

視距鏈路是無人機(jī)的基本數(shù)據(jù)傳輸手段。翼龍II無人機(jī)采用了主備鏈路配置，同時提升了鏈路的傳輸、抗干擾性能。超視距鏈路可配置用戶提供或指定的衛(wèi)星中繼鏈路設(shè)備，相比翼龍I，翼龍II可以安裝更大尺寸的機(jī)載衛(wèi)通天線，在適配衛(wèi)星、適用區(qū)域、數(shù)據(jù)傳輸能力等方面有更多的能力選擇。翼龍II無人機(jī)還提供了一種數(shù)據(jù)中繼設(shè)備，可以靈活支持與地面部隊的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同。

（5）更高效的人機(jī)控制

無人機(jī)的地面控制站直接決定著系統(tǒng)完成任務(wù)的能力。翼龍II無人機(jī)的地面站更加關(guān)注控制能力和人機(jī)功效。

翼龍II無人機(jī)的地面站首次實(shí)現(xiàn)了一套地面站控制兩架無人機(jī)，使得系統(tǒng)控制能力大幅度提升，可以支持雙機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。為此，翼龍II的地面控制艙采用了6席位布置。另外還支持固定式控制中心的方式，可以控制管理更大規(guī)模的無人機(jī)集群，并且可融入其他作戰(zhàn)指揮體系。

翼龍II無人機(jī)可根據(jù)用戶要求配置單兵攜帶的任務(wù)單元，實(shí)現(xiàn)與地面部隊的信息、情報共享，以及協(xié)同指揮控制，大大豐富了無人機(jī)的作戰(zhàn)使用模式。

翼龍II無人機(jī)系統(tǒng)還對綜合保障系統(tǒng)進(jìn)行了升級，保障能力得到改進(jìn)，更加適合國際用戶的使用需求。

翼龍II無人機(jī)的展望

翼龍II無人機(jī)雖然在一些指標(biāo)上還沒有達(dá)到美國大量裝備的察打一體無人機(jī)MQ-9“死神”的水平，但在作戰(zhàn)能力上已經(jīng)與之相當(dāng)，而且具有較大的擴(kuò)展空間。未來，翼龍II無人機(jī)將在以下方面進(jìn)行發(fā)展。

（1）任務(wù)能力的拓展

大的承載能力、數(shù)量充足的外掛點(diǎn)、預(yù)留的載荷艙和供電能力，使翼龍II無人機(jī)具有很大的任務(wù)擴(kuò)展能力，可以根據(jù)用戶的需求裝載不同的偵察載荷和武器，執(zhí)行不同的任務(wù)。例如裝載電子偵察、電子干擾、通信偵察等設(shè)備，執(zhí)行電子作戰(zhàn)任務(wù)；裝載廣域光電偵察設(shè)備，執(zhí)行廣域搜索任務(wù)等等。武器方面可以根據(jù)需要打擊的目標(biāo)性質(zhì)，選擇最適合的標(biāo)準(zhǔn)接口武器進(jìn)行綜合集成。

（2）平臺性能提升

翼龍II無人機(jī)在總體、氣動參數(shù)設(shè)計時同樣留有提升空間，可以通過機(jī)體結(jié)構(gòu)材料優(yōu)化、機(jī)載系統(tǒng)優(yōu)化和換裝更大功率渦槳發(fā)動機(jī)等，進(jìn)一步提高無人飛行平臺的性能。

（3）智能化改進(jìn)

目前無人機(jī)的智能化控制技術(shù)發(fā)展非常迅速，新的控制概念、方法和系統(tǒng)層出不窮。翼龍II無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計時從系統(tǒng)構(gòu)架到設(shè)備能力都留有空間，可以將更新的智能控制方法集成到無人機(jī)系統(tǒng)中，使翼龍II無人機(jī)可以更智能地在更復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)用自如。

隨著批量交付，翼龍II無人機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)際使用階段，大強(qiáng)度的使用、嚴(yán)酷的環(huán)境、用戶更多的需求挑戰(zhàn)著全系統(tǒng)和團(tuán)隊。以翼龍系列無人機(jī)的成熟使用經(jīng)驗和翼龍II更加先進(jìn)的技術(shù)為基礎(chǔ)，相信翼龍II無人機(jī)會在未來戰(zhàn)場中取得更大的戰(zhàn)果，同時也會擁有更加美好的前景。