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发布时间:2021-02-19 21:39:12

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作者:冯文远

出版社:辽海出版社

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特种机科技知识(下)

特种机科技知识(下)试读:

前言

军用飞机是直接参加战斗、保障战斗行动和军事训练的飞机总称,是空军的主要技术装备。飞机大量用于作战,使战争由平面发展到立体空间,对战略战术和军队组成等产生了重大影响。

在现代战争中,军用飞机在夺取制空权、防空作战、支援地面部队和舰艇部队作战等方面,发挥着越来越重要的作用。揭开现代军用飞机的神秘面纱,让你具有广阔的大视野!

不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性,往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此,要普及广大读者的科学知识,首先应从武器科技知识着手,这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好,还能够增强他们的国防观念与和平意识,能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量,因此具有非常重要的作用。

随着科学技术的飞速发展和大批高新技术用于军事领域,虽然在一定程度上看,传统的战争方式已经过时了,但是,人民战争的观念不能丢。在新的形势下,人民战争仍然具有存在的意义,如信息战、网络战等一些没有硝烟的战争,人民群众中的技术群体会大有作为的,可以充分发挥聪明才智并投入到维护国家安全的行列中来。

军用飞机是比较前沿的武器种类,我们学习其科学知识,就可以学得武器的有关先进知识。这样不仅可以增强我们的先进军事素质,也可以增强我们先进的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学,它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科,而军事科学则围绕高科技战争进行,学习现代军事高技术知识,使我们能够了解现代科技前沿,了解武器发展的形势,开阔视野,增长知识,并培养我们的忧患意识与爱国意识,使我们不断学习科学文化知识,用以建设我们强大的国家,用以作为我们强大的精神力量。

为此,我们特地编写了这套“军用航空航天科技大视野”丛书,包括《军用航空科技知识》、《战斗机科技知识》、《歼击机科技知识》、《轰炸机科技知识》、《强击机科技知识》、《巡逻机科技知识》、《教练机科技知识》、《特种机科技知识》、《军用直升机科技知识》、《军用勤务机科技知识》

共10册,每册全面介绍了相应军用飞机种类的研制、发展、型号、性能、用途等情况,因此具有很强的系统性、知识性、科普性和前沿性,不仅是广大读者学习现代军用飞机科学知识的最佳读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

以色列“费尔康”预警机

“费尔康”预警机是一种采用相控阵体制雷达的新式预警机,故与采用旋转天线进行机械扫描的E-2和E-3预警机上的雷达相比有扫描速度快、扫描扇面大、灵活性强、反应速度快、可靠性好等优点。由以色列飞机工业公司设计制、造。“费尔康”预警机于20世纪80年代开始研制的,1993年在法国举行的第40届巴黎国际航展上首次露面,并引起轰动。它采用了以色列埃尔塔电子分公司研制的EL/2075L波段有源相控阵雷达。该雷达可同时跟踪100个目标。在9000米高度,该雷达对战斗机大小的空中目标、舰船和直升机的探测距离分别为370、400、180千米。“费尔康”由波音707改装而成,共装有三个共形有源相控阵天线。一个天线安装在机头,这使得它伸出个长长的大“鼻子”。另外两个天线对称地安装在前机身两侧,每个天线整流罩各由三个平面组成,并与机身紧密相接,构成流线型外形,以减少对飞机气动力性能的影响。

除了天线之外,“费尔康”还装有收发组件、信号处理机、电子支援测量分系统、通信情报分系统、敌我识别系统和操作台等。“费尔康”优异的性能已引起世界各国,包括一些军事强国的极大兴趣,被认为是目前性能最优的预警机。

以色列新型“海雕”预警机

以色列空军是世界上较早重视空中预警机的航空兵。早在20世纪70年代末,以色列空军就从美国购买了4架E-2空中预警机。2003年8月,以色列国防部花费大约4.7亿美元,购买4架美国的G550喷气商用飞机,用来秘密研制空中预警机。

2006年9月19日,一架型号为“湾流”G550的豪华商务飞机从美国佐治亚州萨凡纳起飞,虽然看起来它很像是某位商界大亨乘坐的私人公务机,但是驾机的却是一名以色列空军飞行员,飞行坐标设定为以色列本古里安国际机场附近的某空军基地。2007年,首架“湾流”预警机正式交付以色列空军。

飞机上安装了世界上最先进的机载预警与控制系统,成为以色列空军14年来首架服役的预警机,编入专门搜集情报的空军中队。

另外,机上安装了雷达和监控设备,可飞行1万千米,雷达监测范围可达数百千米,因此可以在很远的距离之外对敌方目标进行360度全方位航拍,并在地面系统出现紧急状况时承担起指挥控制任务。“海雕”是由美国“湾流”G550喷气商用飞机改装的新型空中预警机。它配备了极为先进的主动式相控阵雷达“费尔康”和其它电子侦察系统,有6名情报专家负责操作处理。该款改进型预警机可以指挥以色列空军整个作战行动,并协调空军与陆海军之间的作战活动。一旦以色列对伊朗核设施发动空袭,“海雕”将在引导以军机作战方面发挥核心作用。

新型空中预警机拥有最先进的预警和情报搜集装置,能够满足空军所有需求。“海雕”的一些性能甚至比美国空军目前使用的E-3空中预警机还要好,属于世界上最好的空中预警机。“海雕”预警机可探测几百千米范围内的大量飞行目标,包括战机和导弹等。一旦获得重要情报,该机随时可以通过卫星向其它作战平台传输,包括空中战斗机和海底潜艇等。不过,以色列新型预警机虽然很先进,然而,一旦进行空中作战,还需要战斗机和地空导弹部队提供强有力的保护。“海雕”最大时速只有1马赫,难以快速脱离对方战斗机或者导弹的追杀。该型机最大起飞重量至少达百余吨,可谓“庞然大物”,难以机动规避导弹的打击。另外,该型机巡航高度只有大约1.3万米,容易遭到对方战斗机的拦截。

新加坡订购的4架G550预警机中的首架已于2009年2月25日交付使用。该机是由“湾流”G550公务喷气机改装而成,其预警指挥控制系统由以色列埃尔塔系统公司提供。新加坡空军装备该预警机后,将在有限的国内范围内“看得更远”。

新加坡国防部认为,G550预警机配备有“先进的任务系统”(其中包括主动电扫描相控阵雷达),能够探测、识别和跟踪各种空中目标。其探测距离要比新加坡空军现役的E-2C预警机(由美国诺斯罗普格鲁门公司研制)远,探测距离超过了200海里(370千米)。

新加坡空军计划购买的“湾流”预警机,装配以色列费尔康公司研制的空中预警雷达系统,于2010年交付使用,取代服役二十年之久的E-2C鹰眼空中预警机。

由此看出,“海雕”预警机的预警能力非常强,通过现代化的通讯指挥系统,能够指挥以色列空军的整个作战行动,并很好地协调空军与陆海军之间的作战活动。

印度ASP预警机

研制背景

早在20世纪70年代初,印度就与预警机结下不解之缘。1971年11月21日第3次印巴战争爆发后,根据1970年签署的《苏印友好互助条约》,苏联把1架图-126“苔藓”预警机连同飞行员一起紧急租借给印度空军。12月3~4日图-126由苏联飞行员驾驶参战。在它的引导下,印空军攻击机深入巴军阵地纵深达185千米,多次精确锁定目标,对信德省和萨克加尔一线的巴空军基地实施威慑性打击,连续摧毁巴空军飞机37架(整个战争中巴飞机损失51架),的确帮了印度空军大忙。

图-126的出手不凡让印度尝到了甜头。然而真正促使印度下决心发展预警机的还是20世纪80年代初的几场局部战争。

1982年马岛战争中,英军由于没有预警机,使得号称世界上最先进的导弹驱逐舰“谢菲尔德”号对低空来袭的阿军“超军旗”攻击机毫无防备。同年6~9月间,在叙、以贝卡谷地的大规模空战中,以军的E-2C“鹰眼”预警机大施神威,叙军的米格-21/23战斗机及萨姆-6地空导弹毫无招架之功。最后以军以3架飞机的代价摧毁对手19个萨姆-6导弹连和84架战斗机。

预警机的价值如此明显,对正忙于印巴对峙的印军触动很大。尽管经过10余年努力印度已在边界线上建立起完善的地面雷达监视网.但地面雷达作用距离有限,还存在监视盲区,不能满足其外向型攻势战略,何况海上防空系统还是空白。要想在对峙中占据主动,就必须拥有预警机!

20世纪80年代中期,巴基斯坦购买预警机受挫后印度的预警机计划便浮出水面。不过不光是美国等西方国家,就是其盟友苏联也对这种将明显打破地区力量平衡的高技术装备非常敏感。求购无门,在空军和海军的强烈要求下,印度国防部下属的国防研究与发展局(DRDO)于1985年7月正式启动了“空中监视平台”计划。该计划代号“护卫者”,不久更名为“空中卫士”。

当时印度的国防工业在整体上尚处于幼年时期.对预警机这样复杂的高技术工程知之甚少,只能边摸索边发展。但印度的目标倒是雄心勃勃,要求ASP具有跨边界远程监视能力,并作为空基指挥和控制中心,成为印度空军米格-29、“幻影”-2000的“力量倍增器”;在性能上能够与美国同类产品抗衡,甚至超过E-2C“鹰眼”!

为此,DRDO拟定了43个计划.分别验证不同的概念和技术.并在此基础上制定了系统任务计划书,确定具体概念.着手研发原型机。经过分析和对比,DRDO选中了印度空军的HS-748“阿弗罗”运输机作为平台,决定在其机身上方加装一个旋转雷达天线罩.内置监视雷达,机舱内安装航空电子、信号处理器及通信设备等,改装成ASP原型机。

在德国宇航公司的帮助下DRDO和印度斯坦航空公司完成旋转雷达天线罩的设计和制造。1989年5月24日,机身上安装支架(尚未安装天线罩)的ASP在HAL的坎普尔试验场首飞成功,紧接着就被送往班加罗尔,安装直径7.3米、厚1.5米的雷达天线罩。1990年11月5日ASP带着雷达天线罩飞上蓝天。抢眼明星

带着天线罩的ASP一飞冲天,被DRDO的科学家亲切地称为“飞翔的薄煎饼”。然而这块“薄煎饼”仅仅是画饼充饥,因为天线罩的腹中空空如也,作为核心部件的机载预警雷达尚未研制出来。

DRDO的研制战略是循序渐进。采用模块化、低费用和低风险的办法,先行开发各子系统,单独进行技术验证,待各子系统技术成熟后再集成为一个大系统。1991年2月印度国防部成立了由拉姆昌德博士领导的“空中系统中心”(CABS),汇集了全国最优秀的航空电子学专家。CABS的职能是机载预警系统的开发和集成机构,主要负责预警机的航电子系统的设计、研发、集成和评估,取得技术成果后再转让给企业。同时,电子与雷达研究所(LRDE)和燃气涡轮研究所等机构也受命为ASP开发子系统。

整个20世纪90年代,雷达天线罩、高功率发射机。天线。信号处理器、用于消除杂乱回波的次处理器及雷达数据处理器等子系统的研究紧锣密鼓地开展起来。ASP马上满足作战需求,它的主要使命是验证相关技术。

1994年LRDE和巴拉特电子公司合作开发的机载预警雷达完成,并安装到机载平台上。至此,ASP初具雏形.真正成为“空中监视平台”。

用作ASP平台的HS-748“阿弗罗”机体较小,航程有限,在飞行性能上与E-2C“鹰眼”相差较远。它的机长20.42米,高7.57米,翼展31.23米,翼展面积77平方米.空重13.2吨,正常起飞重量21.92吨,最大起飞重量23.89吨,机内载油6551升。其动力系统为2台罗尔斯“标枪”RDa.7Mk536-2发动机,单台功率1677千瓦,巡航速度450千米/小时,航程2630千米,空中持续巡逻时间6小时,实用升限7620米,作战航程1455千米,机组3人。

不过DRDO表示,选择什么样的平台将由使用者印度空军决定。事实上,开发出雷达后DRDO已解开始寻找更大更好的平台,包括俄罗斯伊尔-76运输机或波音的客机。

安装了天线罩的ASP在印度国家航空实验室(NAL)进行了静电分析、地面测试和计算机模拟。旋转雷达天线罩由复合材料和铝合金部件构成.天线罩内的高功率天线为边波瓣槽式波导平面天线阵,重160千克,在方位角上波束宽度很窄,平均功率超过3.3千瓦。雷达探测距离达到300千米,可以提前10分钟探测到超音速目标,可同时对付50个不同目标。天线罩内还装有敌我识别天线。为了实现360度全方位覆盖,天线罩由液压助力操纵装置驱动作旋转运动。ASP最初计划在2003年前正式投入使用。

机载雷达处理器(ARDP)负责根据主雷达(PR)和二次监视雷达(SSR)等传感器的数据对目标进行扫描和跟踪,不断将扫描获得的目标诸元联系起来.就能形成目标航迹图,以保持对目标的不间断跟踪。它还能把二次监视雷达的信息与主雷达的跟踪信息结合起来,确保精确锁定目标。

机载导航系统包括惯性导航系统和多普勒导航系统.能为ASP提供长时间持续飞行所需的导航精度。印度国防部还计划增加GPS导航,以增强系统可靠性。

1996年12月初,ASP在班加罗尔的首届印度航展开幕式上公开亮相并进行飞行演示,立即引起巨大轰动,成为航展上最抢眼的明星。1998年8月DRDO用ASP为海军进行了空中监视试验,在机载雷达分析、杂波抑制以及综合导航等方面部取得了成功。飞机失事

1999年伊始,ASP连续多次出动。在泰米尔纳德邦阿科纳姆附近的拉贾航时突然发出求救信号。事后发现,它已经坠毁在维洛尔和坦巴兰之间阿图尔村附近的密林中,距拉贾里海航基地约5千米,机上4名科学家和4名空军机组人员全部遇难。阿图尔村的村长介绍说:“飞机翻了两个筋斗,然后急速转向,以避免撞击电线和伤及村民,如果不这样做就会发生更大的灾难。”

根据目击者叙述,ASP的雷达天线罩很可能坍塌,造成方向舵失控。但这种可能性令CABS的科学家难以置信。更多的反应指责DRDO选择了不可靠的HS-748“阿弗罗”飞机,指出该机的两台涡轮螺桨发动机和老旧的机身根本经不起安装天线罩。

ASP的坠毁使整个项目倒退3年。虽然CABS准备再制造一个雷达天线罩,并安装在备用的HS-748“阿弗罗”飞机上,但国防部要求放慢进度,进行重新审查。知名航空科学家罗达姆纳拉西姆哈强调,坠机事件表明印度国内技术尚未达到成熟的水准,机载系统必须进口。

2001年1月印度政府决定放弃ASP项目。长达15年之久的“空中卫士”计划终于画上了并不圆满的句号。

中国D-2无人机

D-2是中国西北工业大学研制的低空低速小型遥控靶机。其特点是体积小、重量轻,操纵简便、使用经济。该机用普通汽车汽油作燃料,主要用作中小型高炮射击训练。1966年开始研制,1968年首次飞行,1970年成批生产,已生产数千架,目前仍在生产。

D+2动力装置为一台HS-280四缸二行程气冷活塞发动机,额定功率10.3千瓦,木质双叶定距螺旋桨,直径0.67米。助推火箭推力1.47千牛。翼展2.70米,机长2.54米,机高0.77米。起飞重量55千克,最大载重5:千克,燃油重量6千克。最大平飞速度240千米川、时,最大使用升限3500米,低空飞行高度200米,续航时间50分钟,无线电控制半径20千米。

D-2借助火箭助推器在轻便发射架上零长发射起飞,被推到30米高度后,火箭自动脱落,飞机靠本身发动机继续爬升。

在20千米的范围内操作员可操纵飞机作等高直线飞行、爬升和俯冲及左右盘旋等机动动作,还可控制发动机功率、拖靶的施放与切断及转向程序控制与打开回收系统等。飞机用降落伞回收,飞机腹部装有滑橇减震系统和触地抛伞开关,防止有风时张开的伞拖坏飞机。

中国长空一号(CK-1)高速无人机

长空一号是一架大型喷气式无线电遥控高亚音速飞机,可供导弹打靶或防空部队训练。长空一号经过适当改装可执行大气污染监控、地形与矿区勘察等任务。结构特点

该机采用典型高亚音速布局,机身细长流线,机翼平直,展弦比大。水平尾翼呈矩形,安装在垂直尾翼中部。机身前、后段为铝合金半硬壳式结构。发动机及其进气道装在机身下部的吊舱内。

翼尖短舱、尾翼翼尖、进气道唇口、机头与机尾罩均用玻璃钢制造。中单翼结构的矩形机翼采用不对称翼剖面,有2度的下反角,机翼安装角为0°45'。机翼翼尖处吊有两个翼尖短舱。

水平尾翼安装在垂直尾翼中部,平尾和垂尾均采用对称翼剖面的矩形翼面。机翼和尾翼均为铝合金单梁式薄壁结构。

机载设备、自动驾驶仪分别装在前后段,机身中段为压力供油式油箱。设计中直接利用机身外壳s作为油箱壁,节省了重量。改进型号的机翼下有两个小型副油箱。性能特点

长空一号的起飞非常有特色,采用一架可回收的发射车进行助推起飞。在一张澳大利亚“金迪维克”小车图片的启示下,赵煦找到了地面起飞车的灵感。飞机固定在发射车的三条短滑轨上,发动机舱底部有一推力销,用于固定。起飞时飞机发动机启动,带动发射车开始滑跑。当滑跑速度达到275千米/时,飞机已经得到足够的升力可以升空。这时推力销在发射车上的冷气作动筒作用下拔开,飞机脱离发射车,开始爬高。

发射车因无动力而减速,随后地面人员发出无线电指令,抛出制动伞,并控制刹车使发射车停住。发射车可重复使用。发射车内装有航向自动纠偏系统,确保在1000米滑跑距离内航向偏离维持在30米内。

发射车助推起飞固然减小了无人机本身的复杂程度,但与空投或火箭助推起飞方式相比,较为复杂和麻烦,当然好处是省却了调用有人飞机作为母机。拉-17靶机使用空投方式放飞。

长空一号起飞85秒后,开始转入机上程序机构控制飞行,之后由地面站通过雷达信息和其他手段,发出适当的无线电指令进行遥控。长空一号C型能进入地面武器射击区域2到8次,提供射击机会。

拉-17使用的是推力较小的发动机,长空一号后来改用一台改进的WP-6涡喷发动机,尾喷口改装成固定式,可通过改变发动机转速来调节推力,海平面额定静推力21.1千牛,最大静推力24.5千牛。该发动机原为歼-6所采用。整体油箱的容量为820升,燃油质量600千克,B、C型加副油箱后,燃油质量达840千克。

由于WP-6发动机推力比原来的发动机大7倍,而长空一号外型不变,使得起飞过程中不可避免地产生了过早升力矩,致使靶机起飞试验一直有问题。后来采取了与一般飞机起飞时减小低头力矩、增强升力相反的方法,在长空一号起飞时加大其低头力矩解决了这一问题。

长空一号的降落和世界其他无人机相比略显笨拙,实际上是一种硬着陆。当其在无线电指令指引下进入预定着陆场地时,在500米高度自动拉起,然后进入无动力下滑。接地时保持较大的攻角,尾部首先着地,靠发动机吊舱和尾喷口吸收部分撞击能量,实现主体部分回收。机体经修复后即可再次使用。这种不完全的重复使用,对使用费用、维护难度上有较负面的作用。

站长经调查,确信近年长空一号已经改为火箭助推发射起飞。这一改进最大的好处是长空一号不再需要平坦而长的跑道,起飞也更加迅速灵活。同时也改用了回收伞的方式,最大限度保护了飞机本身。

长空一号由机上程序机构控制,可按预定设计的航线飞行。也可由地面站的地面领航员经无线电指令遥控飞行。自主飞行时,依靠KJ-9自动驾驶仪稳定和控制飞机。自动驾驶仪有俯仰、滚转、航向和高度四个通道,分别控制飞机的升降舵、副翼、方向舵的偏角和发动机工作状态。每个通道互相独立、互相交联。自动驾驶仪的部件包括陀螺平台和航向陀螺、速率陀螺仪组、程序机构、商度讯号器、放大器、变流机及电动舵机等。

遥控飞行时,机上由天线、高频组合、接收机和发射机组成的应答器负责接受地面信号,然后识别指令,引导靶机。机上另装有遥控指令接收机,通过接收机、译码器单元,可以传输24个遥控指令到自动驾驶仪或其它需要操纵的装置。地面人员还可通过无线电遥测设备来监控自动控制系统及其他设备的工作。遥测系统有52个通道,能连续向地面提供飞行速度、高度、攻角、发动机温度及转速等信息。

该机的主电源是一台由发动机驱动的直流发电机,通过变流器向某些设备提供交流电。另有后备银锌电瓶,在发动机出故障时可切换供电,保证飞行。

长空一号作为靶机使用时,能往返进入射击区域2~3次,以便进行多次训练。因长空一号本身体积很小,为在视觉模拟体积较大的敌机,机上一般装有曳光管或拉烟管。机上还装有红外增强翼尖吊舱、被动式雷达回波角反射器,机尾带红外曳光弹为4枚“海鹰”1号曳光弹,增强红外和雷达特征。靶机如未被击落,可遥控其着陆回收。其它型号长空一号A取样机

至1988年,长空一号的改进型号包括长空一号A取样机,用于核武器试验的取样工作。该机主要的改进是增加了外挂吊舱,从而能够容纳更多的设备仪器。

1977年长空一号开始参加执行原子弹空爆取样任务,并很快完全取代有人机取样。该项目1978年获全国科学大会奖。长空一号B

1988年12月15日,长空一号B低空靶机(靶5Ⅲ)通过设计定型,用于低空防空武器系统的鉴定。该机安装了固定式副油箱。长空一号C

长空一号C高机动型是长空一号B型的改型。1983年初,军方为满足新型导弹试射的需要,提出要装备一种能作坡度为70~77度的高速水平大机动飞行的无人机。当时计划从美国进口10架大机动性能的“火蜂”无人靶机,在了解了高机动“火蜂”的性能后,提出自行改进长空一号C高机动型。要满足要求,必须改进长空一号的结构、控制、供油等设计,在外形、推力、巡航方面都要有大改进。

在二站和南京航空学院的共同努力下,一年半时间内完成了C型的设计、试验和制造工作。研制中的试验项目有高低速风洞试验、各系统的地面模拟试验和空中模拟试验、飞机结构的静力强度试验和动力特性试验等。87年9月3日,该型号设计定型。

该机装有应答器、遥控接收机等遥控设备。C型采用了适合大坡度转弯飞行的供油系统。C型在中段机身前端加装了一个全封闭油室,在飞行过程中保持充满燃油的状态,确保在所有的飞行姿态下都能连续供油。

C型换装了适合大坡度机动飞行的自动控制系统。其主要改进包括在副翼通道中引入滚转角积分信号,提高对滚转角的控制精度,保证左右两边建立坡度对称;在升降舵通道中引入高度和高度变化率信号,改善了高度保持系统的动态性能,提高了平飞时高度的稳定性;在三个通道中加入软化电路,在不影响原闭环回路的前提下,达到了控制平衡,及良好补偿的效果。

为避免过载超过规定值,采取了阶跃改变减小升降舵通道中的控制量的措施。为防止严重排高,系统能及时退出转弯,改为平飞或小过载飞行。

C型的转弯坡度分三挡,35度、60度和75.5度,分别表示一般机动、中机动和大机动飞行。该机能在500到16500米范围内以850到910千米/小时的速度飞行,中低空续航时间约45分钟,航程600到900千米。长空一号E

长空一号E为超低空型,用于模拟80年代起威胁越来越大的超低空武器。

长空一号作为我国独立研制的第一种多用途喷气式无人机,开创了一个先例。其性能能满足研制时军方的多种要求,如靶机、采样、监控等。但与国内及世界其他无人机相比,长空一号有着明显的缺点,有的甚至可以说是致命的。

长空一号采用了典型的高亚音速布局,速度较慢,无法模拟高速目标;机体结构狭小,发动机又占据了下方的主要空间,无法安装更多的设备,因此用途非常单一;无论起飞还是回收,都显得笨拙,而且硬着陆方式会导致部分机体损坏,必须进行维修才可重复使用,浪费资源,且增加了后勤维护难度。

但如作为一种靶机使用,长空一号还是基本能胜任的。更复杂的侦察任务,还得由长虹-1和ASN-206等无人机来完成。而解放军也拥有其他一些战斗机改装的靶机,飞行性能与战斗机基本一致。

其中包括1978年~1984年用退役米格-15比斯飞机改进的靶-5乙中高空靶机。该靶机不经人工试飞一次定型成功,而苏联米格-15比斯爱姆靶机是经过各科目人工试飞的。

在靶-5乙基础上发展成低空、中机动、电子干扰、雷达增强等各型靶机,形成靶-5乙靶机各种性能系列。

长空一号翼展7.5米,翼面积8.55米,展弦比6.8,机身直径0.55米,总长8.435米,总高2.955米;总重2000千克~2500千克;最大飞行高度10000米~18000米,最低使用高度500米~5000米;飞行速度范围550~910千米/时;航程600~900千米;续航时间70分钟以上(低空和中空)45~60分钟(高空)。

美国“火蜂”-I无人机

“火蜂”-I是一种亚声速无人驾驶飞机,除用作美国陆海空三军通用的靶机外,还改型用于侦察、监视、电子战、对地攻击、飞行试验和研究等任务。由美国特里达因·瑞安飞机公司研制。“火蜂”-I无人驾驶飞机是世界上生产数量最多的无人机,除供美国陆、海、空军使用外,还大量出口其他国家。至1986年1月“火蜂”-I各型共生产6411架。

该机1951年原型机试飞,1953年春交付使用。主要型别有10多种,典型型别是Q-2C,后来美三军使用或向国外提供的型别大多在此基础上发展而来。

动力装置为一台歼-69-T-41人涡轮喷气发动机,推力8.54千牛;翼展3.93米,机长6.98米,总重934千克;最大速度(高度15249米)1176千米/小时,最大巡航速度(高度15240米、重量816千克)1015千米/小时,使用高度范围6~18300米,最大航程1282千米。

该机可用助推火箭在地面或舰船上发射架发射,也可用C-130运输机带到空中投放。用降落伞回收,用无线电指令进行制导和控制。遥控系统由AN/DRW-29接收机、继电器和天线组成,重约5.1千克;遥测系统由遥测发射机、发射天线、控制盒、传感器4部分组成,重约11.6千克。

美国扑翼式微型无人机

微型无人机在15厘米时螺旋桨还可产生需要的效率,但在7.62厘米以下就需要采用翅膀了。对于较小的微型机,扑翼可能是一种可行的办法,因为它可以利用不稳定气流的空气动力学,以及利用肌肉一样的驱动器代替电动机。

加利福尼亚工学院与AeroVironment公司等单位正在研制一种微型蝙蝠扑翼式无人机,目的是要了解扑翼方式是否比小型螺旋桨更有效,它的隐蔽性如何,是否可以像蜂鸟一样垂直飞行。

微型蝙蝠的翼展为15厘米,重10克,具有像蜻蜓一样的MEMS驱动的翅膀,扑翼频率为20赫兹。该机可携带一台微型摄像机,上下行链路或音响传感器。在试飞中它无控制地飞行了18分钟,46米远,后因镍镉电池用完而坠地。

1998年初,加利福尼亚大学开始研制一种扑翼式微型无人机,叫机器苍蝇。研制的目的是利用仿生原理获得苍蝇的杰出的飞行性能。计划到2004年底它能够飞行。军方对它的侦察能力很感兴趣,想利用它在城市环境中进行秘密监视及侦察。

机器苍蝇有普通苍蝇大小,样子也像苍蝇。不过它有4只翅膀而不是两只,只有一个玻璃眼睛而不是两只球形眼睛。机器苍蝇重约43毫克,直径5~10毫米,与真苍蝇差不多,它的身体用像纸一样薄的不锈钢制成,翅膀用聚酯树脂做成。机器苍蝇由太阳能电池驱动,一个微型压电石英驱动器以每秒180次的频率扇动它的4只小翅膀。驱动器的质量大大小于一只绿头苍蝇的质量,但它比肌肉产生的能量密度大得多。

为什么要研制机器苍蝇?因为它的体积小,隐蔽性好。苍蝇是出色的飞行员,它可以由任何方向上起飞及降落,甚至头朝下起飞。它可以在百分之3秒内改变方向。它的信号处理速度令超级计算机望尘莫及。

由于苍蝇飞行的复杂性,使机器苍蝇需要用4只翅膀代替两只翅膀。可能使用的技术有直径1毫米的微型陀螺仪,以及正在研制中的“灵巧灰尘”,即在一片微小的硅片灰尘中集成有传感器、通信装置及计算机电源。

微型无人机在军事上有广泛的用途,它可进行侦察,生化战剂的探测,目标指示,通信中继,武器的发射,甚至可以对大型建筑物及军事设施的内部进行监视。它特别适合于在城市作战中使用,它可以填补卫星和侦察机达不到的盲区。机上装备的摄像机、红外传感器或雷达可将目标信息传回,士兵通过手掌上的显示器,可以看见山后或建筑物中的敌人。如果装上电子鼻,它甚至可以根据气味跟踪某个要人。

现在微型无人机的研究正在加紧进行,它发展的潜力是很大的。在战场上,微型无人机、特别是昆虫式无人机,不易引起敌人的注意。即使在和平时期,微型无人机也是探测核生化污染、搜寻灾难幸存者、监视犯罪团伙的得力工具。

美国固定翼无人机

黑蜘蛛

AeroVironment公司研制的“黑蜘蛛”固定翼微型无人机成圆盘形,它的翼展15厘米,重56.7克,航程3千米,飞行速度69千米/小时,室外续航时间20分钟,公司希望最终到达1小时。飞行试验表明,黑蜘蛛的隐蔽性很好,很难看见或听到它,它的电动机的声音比鸟叫声小得多,人们不知道它在哪里。微星

桑德斯公司研制的微星无人机,翼展为15厘米,重100克,最大负载15克,耗电15瓦,续航时间20~60分钟,航程5千米,巡航速度55.6千米/时,飞行高度15~91米,它的最佳飞行高度在46~61米。

微星将携带昼夜摄像机及发射机。地面站是一个2.7千克重的笔记本电脑,以后将改成手持式的终端。微星既可重复使用,也可一次性使用。对士兵操作的培训时间不超过6个月。预计2001年7月进行飞行试验,整个计划将于2001年9月完成。

美国大黄蜂无人机

美国国防部高级研究计划局2002年宣布将与航空环境公司合作,开始以燃料电池为动力的、续航时间达数小时的微型无人机的试飞。

这种称为“大黄蜂”微型无人机的风洞试验已经进行,首飞定于2002年底或2003年初。该系列的另一种微型无人机是以锂电池为动力的“黄蜂”,也是航空环境公司制造的,于2002年8月创造了1小时47分的续航时间记录。

由于固定翼微型无人机并非是近期解决士兵用无人机的好办法。有消息称国防高级研究计划局改而追求作战用的涵道风扇微型无人机方案。“大黄蜂”是微型无人机小型系列之一,其目的是要通过使用多功能材料改善其性能。“大黄蜂”的机翼结构也是氢燃料电池动力系统。流经机翼上面的空气向燃料电池供氧,氧气与存储的氢混合产生电能和水。士兵可以随身携带,需要使用的时候通过手掷使其起飞。

美国捕食者无人机

捕食者无人机是美军用于为战区指挥官及合成部队指挥官进行决策提供情报支持的中空长航时无人侦察机。机长8.27米,翼展14.87米,最大活动半径3700千米,最大飞行时速240千米,在目标上空留空时间24小时,最大续航时间60小时。燃油容量110升,最长续航能力40小时,升限8000米,失速速度54节,巡航速度70~90节。“捕食者”可方便的装载在运输箱内,进行长途运输。捕食者自从开始投入使用以来就不间断的在欧洲和东南亚出现。武器控制与电子系统

一个典型的“捕食者”系统包括四架无人机,一个地面控制系统和一个“特洛伊精神II”数据分送系统。无人机本身的续航时间高达40小时,巡航速度126千米/小时。

飞机本身装备了UHF和VHF无线电台,以及作用距离270千米的C波段视距内数据链。机上用于监视侦察的有效载荷为204千克。机上的两色DLTV光学摄影机采用了955毫米可变焦镜头。高分辨率的前视红外系统有6个可调焦距,最小为19毫米,最大560毫米。

诺斯罗普·格鲁门公司的合成孔径雷达为“捕食者”提供了全天候监视能力,分辨率达到了0.3米精度。其他可选的载荷可按具体任务调整,包括激光指示和测距装置、电子对抗装置和运动目标指示器。

地面控制站安装在长10米的独立拖车内,内有遥控操作的飞行员、监视侦察操作手的座席和控制台,三个波音公司的任务计划开发控制台、两个合成孔径雷达控制台,以及卫星通信、视距通信数据终端。

地面站可将图像信息通过地面线路或“特洛伊精神”数据分派系统发送给操作人员。“特洛伊精神”采用一个5.5米Ku波段地面数据终端碟形天线,和一个2.4米数据分派碟形天线。右图为操作手控制台。上方的显示器显示航线等信息,下方显示器输出“捕食者”摄影机影像。

移动式控制系统,可供前线指挥员直接进行控制和接收侦察信息。另一种配置是用美军高机动车(大型吉普)搭载小型地面站,功能基本与基型地面站相同。

更小型的视频接收系统,可供更小型的部队,如敌后特种部队携带,接收侦察信息。技术特点分析与述评“捕食者”无人机可以在粗略准备的地面上起飞升空,起飞过程由遥控飞行员进行视距内控制。典型的起降距离为667米左右。

任务控制信息以及侦察图像信息由Ku波段卫星数据链传送。图像信号传到地面站后,可以转送全球各地指挥部门,也可直接通过一个商业标准的全球广播系统发送给指挥用户。指挥人员从而可以实时控制“捕食者”进行摄影和视频图像侦察。装备情况及型号演变部队装备

空军目前共有60架“捕食者”,他表示如果获得经费,空军将采购更多飞机。

2002年3月美空军正式组建了第一个武装型“捕食者”无人机中队。该部队计划装备20架武装型“捕食者”,将与第11和第15侦察中队一起进驻内华达州印第安纳·斯普林备用机场,并于2005年达到全部作战能力。新部队的人员将从现有的两个中队抽调,同时也培训部分新队员。

2003财年美空军采购了25架。2004财年采购了16架“捕食者”。美空军于2005财年10月1日开始,将接收9架“捕食者”。型号演变

1998年5月,“捕食者”系统开始进行Block1升级计划。改进包括一个用于减轻系统工作的系统,使得侦察信息在系统内部不受损失,提供保密空中交通管制语音中转,Ku波段卫星调谐和空军任务支援系统。

2001年3月“捕食者-B”无人机001号首飞。该项目包括具有不同结构的3架飞机。“捕食者”B001装备一台通用电气公司的TPE-331-10T涡轮螺桨发动机,起飞重量2900千克,能携带340千克的负载,在15200米的高度以370千米/小时的速度巡航飞行。

目前正在制造的“捕食者”B002号机将使用一台威廉姆斯公司的FJ44-2A涡喷发动机,可在约18300米的高度以500千米/小时的速度飞行。其飞行试验于2001年秋进行。“捕食者”B系列的最后机种ALTAIR将用于科学和商业用途,需要具有较大的负载能力和15850米的升限。AL-TAIR将装备通用电气公司的涡桨发动机。它能同时执行各种大气研究任务,并且通过卫星将搜集到的数据实时发送出去。

2001年11月美空军订购了两架“捕食者”B。由于改换了发动机等,B型号的采购价格要比基型高,而且维护设备不同,但地面站相

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