劉廣玉

92419 部隊

本文闡述國內外無人直升機類靶機的現(xiàn)狀，分析無人直升機類靶機的關鍵技術和發(fā)展趨勢，并提出無人直升機類靶機的開發(fā)途徑，為該領域從事研究、使用和管理的相關人員提供有益參考。

無人機憑借獨特的作戰(zhàn)優(yōu)勢，正在推動新的作戰(zhàn)樣式發(fā)展。近十幾年，復合材料、動力裝置、傳感器、信息等技術日新月異，特別是飛行控制技術的創(chuàng)新發(fā)展，帶動了無人直升機的迅速發(fā)展。在國外，較早開展無人直升機研制的國家有美國、英國、加拿大和德國等，目前美國無人直升機類靶機技術較先進。美國于20世紀60年代成功試飛QH-50A遙控式反潛無人直升機；在越南戰(zhàn)爭中，美國陸軍使用QH-50D無人直升機執(zhí)行偵察、監(jiān)視、炮兵目標監(jiān)視等任務。

國內外無人直升機類靶機發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)可獲取的文獻分析，國外大多數(shù)無人直升機類靶機型號由美國研發(fā)，主要供美國及其盟國使用。美國西科斯基公司生產的S-55直升機和貝爾公司生產的UH-1直升機，在退役后分別被改裝成全尺寸無人直升機類靶機QS-55和QUH-1。該兩型無人直升機類靶機作為旋翼類靶機，在美國白沙導彈靶場多次保障導彈武器系統(tǒng)試驗任務。根據(jù)文獻記錄，1983年美國陸軍國家訓練中心開始提供RPV縮比靶機，其中已有旋翼類靶機，主要是以“米”-24為原型機，按1:5、1:7、1:9縮比尺寸為部隊訓練提供靶機，這類靶機得到廣泛使用。1995年，美國和加拿大以AH-1S為基礎，開展全尺寸靶機研制，在AH-1S原型機上加裝自主控制系統(tǒng)，在保持原飛行特性前提下，改進機頭外形和航電系統(tǒng)，模擬“卡”-50直升機目標特性，用于武器試驗和實戰(zhàn)訓練。1999年QAH-1S和“噱頭”-X無人直升機類靶機研制成功。表1列出了這幾型靶機的主要技術參數(shù)。

表1 美國主要無人直升機類靶機技術參數(shù)。

圖1 QS-55全尺寸無人直升機類靶機。

圖2 QUH-1全尺寸無人直升機類靶機。

國內無人直升機技術研究起步較晚，但發(fā)展比較迅速。國內很多單位在理論、工程應用等方面都開展了相關研究，取得了一定成果，并對無人直升機類靶機技術開展了相關理論研究和方案驗證，解決了有無的問題，但型號發(fā)展任重而道遠。中國直升機設計研究所、第六十研究所等單位已有無人直升機成熟型號，也可以作為無人直升機類靶機，但在模擬強敵有人直升機的運動特性、旋翼特性等方面仍存在差距。

圖3 QAH-1S全尺寸無人直升機類靶機。

無人直升機類靶標關鍵技術分析

根據(jù)國內無人直升機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，無人直升機類靶機研制須解決以下幾方面重難點。

無人直升機類靶機研制的總體思路

無人直升機類靶機研制須提前考慮總體功能、戰(zhàn)技指標、實現(xiàn)途徑、應用模式等。國內無人直升機類靶機的研制亟需解決自主控制、目標特性模擬等關鍵技術。

自主控制技術開發(fā)

無人直升機作為靶機使用時，考慮到安全因素，必須采用全自主飛行模式，并且應具備自動應急返航和自動應急降落功能。因此，無人直升機類靶機研制必須解決無人直升機自主控制技術，并具有自主安全控制功能。

飛行特性實現(xiàn)

無人直升機飛行特性包括旋翼氣動特性、飛行動力學特性等。無人直升機類靶機應自主完成垂直起飛和下降、懸停、平飛、盤旋、爬升等典型、常規(guī)飛行動作，并能準確模擬強敵有人直升機的飛行特性。這對無人直升機類靶機氣動外形、結構、動力裝置，以及發(fā)動機與無人直升機的適配性等提出了苛刻要求。如何在降低成本的情況下，最大限度模擬目標直升機的飛行特性，也是研究難點之一。

目標特性模擬技術

無人直升機作為靶機使用時，必須能夠準確模擬目標直升機的雷達散射特性、紅外特性?？紤]到使用成本，應盡量做到通用化，根據(jù)不同目標的需求，加載不同模塊或者設定不同參數(shù)，實現(xiàn)不同目標特性的模擬。國內在此方面研究較少，尚無公開文獻可參考。如何有效模擬目標直升機的目標特性，是無人直升機類靶機研制須要解決的關鍵技術。

無人直升機類靶機的發(fā)展趨勢

盡管現(xiàn)在無人直升機類靶機技術還不夠成熟，但其前景看好，未來無人直升機類靶機發(fā)展趨勢包括如下四個方向。

（1）系統(tǒng)高度集成

計算機技術和微電子技術飛速發(fā)展，為無人直升機航電系統(tǒng)的高度集成提供了可能。未來無人直升機類靶機航電系統(tǒng)的特點是體積小、重量輕、功耗低、功能強勁，其發(fā)展趨勢是將飛行控制功能、各子系統(tǒng)控制功能、通信功能和數(shù)據(jù)處理功能集成到一個模塊內。

（2）高度智能化

主要表現(xiàn)在自主起降、自主飛行、自動資源管理與分配、自動故障檢測與處理、自動航跡規(guī)劃等方面。

（3）長航時、重載荷

無人直升機類靶機須攜帶目標特性模擬器、紅外增強器、有源/無源干擾裝置等任務設備，需要長時間飛行以及更重的任務載荷。

（4）復合材料大量應用

為最大限度滿足長航時、重載荷要求，無人直升機類靶機機體應大量使用復合材料以減輕重量。復合材料大量使用還可大幅度降低制造成本。

無人直升機類靶機的開發(fā)途徑

無人直升機類靶標開發(fā)可采用四種途徑：新研制無人直升機類靶機、用現(xiàn)有無人直升機改裝、用即將退役的直升機改裝、引進國外民用輕型直升機進行改裝。

新研制無人直升機類靶機

根據(jù)需求，設計和制造全新的無人直升機類靶機。優(yōu)點是按任務要求自由設計，其性能、氣動布局、結構、目標特性等可以符合使用要求；缺點是研制經費較高、周期較長，直升機平臺、飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動機、目標特性等方面可能會出現(xiàn)問題并交聯(lián)在一起，解決這些問題和飛行驗證非常困難。

用現(xiàn)有無人直升機改裝

從國內選擇一種與強敵有人直升機比較接近的無人直升機，通過技術改造使其目標特性、飛行特性盡量接近導彈武器系統(tǒng)對無人直升機類靶機的需求。優(yōu)點是無人直升機平臺成熟，只須對局部進行改裝；缺點是須要先確定旋翼特性要求，才能進行改裝設計，以及解決目標特性模擬技術。

用即將退役的直升機改裝

從國內機型中選擇一種具備典型直升機目標特性且即將退役的武裝直升機，將其改裝成無人直升機，以滿足導彈武器系統(tǒng)對無人直升機類靶機的需求。優(yōu)點在于直升機平臺不須要進行重點改裝，目標特性根據(jù)需要可做適當調整；缺點在于國內尚無大型有人直升機改裝為無人直升機的先例，存在一定技術風險，而且直升機退役申請較困難。

引進民用輕型有人直升機進行改裝

與無人直升機改裝類似，只是從國外選擇一型機身和旋翼氣動特性接近需求的民用輕型有人直升機，將其改裝成無人直升機，再通過技術手段使其目標特性接近需要。優(yōu)點在于直升機平臺與國外部分艦載型直升機比較接近，須要改裝的項目可能比較少；缺點是須要解決直升機的引進途徑、目標特性實現(xiàn)等問題，并且后續(xù)服務保障很困難。

綜合上述分析可知，目前采取現(xiàn)有無人直升機改裝這一途徑較為可行。通過對現(xiàn)有無人直升機進行改裝，可以快速完成靶機開發(fā)，且消耗經費少。同時，通過加裝目標特性模擬器，可以逼真地模擬強敵有人直升機的各種特性。

結論

目前，無人直升機總體設計、飛行控制等技術已有較大突破，其基本技術原理、工程實現(xiàn)方法已取得一些進展，但目標特性模擬、艦載起降等關鍵技術仍在探索中。國內多家科研院所、工業(yè)單位都在開展無人直升機相關技術研究，較為成熟的無人直升機產業(yè)鏈已形成，市場有較多產品可供選擇。以外形、重量等作為選擇指標，挑選滿足要求的無人直升機機型，并進行適應性改裝和加裝目標特性模擬器，逼真地模擬強敵有人直升機的基本特性，是當前無人直升機類靶機開發(fā)的最佳途徑。