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直冲云霄:中国航空技术(五):弯道超车的无人机
发布时间:2022-11-22     作者:   来源:科普中国   分享到:

2022年珠海航展上,中国展示了大量先进的武器装备,其中包括中国空军现役的最新一代主力战斗机歼20和歼16等,航展进行的第一天,成交金额就达到2500亿人民币。在令人振奋的成绩背后,回想起1996年的第一届珠海航展,中国空军参展的主力战机仍然是苏27/30系列。在短短26年间,中国从模仿者进化为领跑者,创造了一个个让世人惊叹的成就。当我们静下心来,认真梳理这段岁月,并追溯到人民空军刚完成组建的1949年,我们将不止看到一段从模仿到创新的科技发展史,更能感受到一个民族的自强和不屈。

第五节 弯道超车的无人机

无人驾驶飞机简称“无人机”,是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

无人驾驶飞机简称“无人机”,无人机的历史有多长,大概比飞机的历史还要长,这绝不是笑谈。其中一个重要的原因就是因为无人便可以大胆的进行飞行试验,其最早期的航空器就是从无人(也无动物),进而载活体动物,最后才是载人阶段。如果再往前追溯,国外有达芬奇的飞行器,而我国则有公输鲁班造的木鸢。近代的无人机,是指是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。

无人机的诞生可以追溯到1914年。当时第一次世界大战正进行得如火如荼,英国的卡德尔和皮切尔两位将军,向英国军事航空学会提出了一项建议:研制一种不用人驾驶,而用无线电操纵的小型飞机,使它能够飞到敌方某一目标区上空,将事先装在小飞机上的炸弹投下去。

早在“一战”期间的1914年,英国的两位将军提出了研制一种用无线电操纵的小型飞机,让它飞到敌方上空,投下炸弹。1916年9月12日,第一架无线电操纵的无人驾驶飞机在美国试飞。而1935年德·哈维兰公司生产的DH-82B蜂王号,其使用无线电遥控技术使无人机做到了有来有回,极大的提高了无人机的使用效率,在英国皇家空军服役到1947年。

冷战时期,美国一直支持台湾,并直接参与刺探我国的各种情报。派遣先进的高空侦察机,如RB-570和著名的U-2侦察机,其升限达到20000米,超过了当时我军歼击机的最大升限,入窜活动十分猖獗,直到我二炮部队使用地对空导弹击落多架高空侦察机后,又开始使用BQM-147型无人侦察机入侵侦察。在1964年10月至1966年3月一年半的时间里,中国空军先后击落12架美国无人高空侦察机,美国对我国领空的猖狂入侵才算告一段落。

被击落的BQM-147型无人机,对我国当时零基础的高空无人侦察机的发展有着极为重要的意义。我国以拉-17无人靶机为基础,到1966年12月6日,长空一号首飞成功。

1978年5月,长虹一号无人驾驶高空侦察机完成了定型试飞, 1980年正式装备部队。长虹-1飞机的飞行模式是由大型飞机带飞到4000-5000米的高度投放,全程可通过配套的地面无线电控制站与机上测控标雷达组成的遥测、遥控、纹标三合一的无线电控制系统进行控制。

如果一直按照这个思路,无人机只是因为没有飞行员被俘的危险,加上机身还是很小,更难被雷达发现这些优点来看,无人飞行器的发展空间也不是很大,各国的无人机也应该是在这条道路上竞争飞得更高、飞得更快、飞得更静、照的更清。我国也是基于这种思考的情况下,先后又研发成功了更为先进的ASN-206和WZ-2000两种型号的高空侦察机。

无人机的发展转机发生在1982年的贝卡谷地空战。作为世界上最优秀的情报部门之一的摩萨德,在战前就获悉了当时叙利亚军队防空防线的弱点,那就是所部署的苏制雷达反应速度较慢。但是弱点仅仅是了解,如何破局才是关键,而接下来以军的行动堪称现代空战典范:

1982年6月9日上午,以色列空军开展了代号为“昆虫”19的针对贝卡谷地的攻击计划。为了撕破叙利亚的这个防空网,以色列首先出动了经过特殊改造的无人机。这些无人机会发出和以色列战斗机类似的雷达信号特征,欺骗叙军打开了全部雷达,并且防空火力全开。就在叙军正在为击落敌机而欢呼之时,以色列空对地导弹以及精确制导炸弹就让叙利亚的整个防空网络在短短几分钟之内全部瘫痪。三天的空战,以色列声称击落叙利亚82架飞机,自己无一损失,叙利亚宣布停火。

美国海军和海军陆战队目睹了以色列方面在黎巴嫩战争中战术无人机的表现,而其授予众望的MQM-105“天鹰座”的无人侦察机的技术已经落后,“天鹰座”无人侦察机项目于1987年宣告终止。但美国军方一下子意识到,无人机并非只是作为侦察只用,即便不参加攻击,也有着及其重要的战术和战略意义。美国在上世纪80-90年代,发起了一波研发无人机的高潮,其利用自己完备的工业和商业体系,迅速研发制造了多种成功的机型,捕食者无人机可携带武器并攻击目标。由于“捕食者”“全球鹰”等型号无人机在海湾战争中的良好表现,美空军一下子嗅到了无人机新纪元的香味,1997年成立了无人机作战实验室。

能在航空领域制衡美国的苏联,则正发生自己的巨变,加之苏联对于无人机的热情一直不高,认为无人机就是辅助的存在,资金技术支持不大。尽管其图波列夫设计局在20世纪60年代就设计出了当时领先的无人机,但是苏联当局为对无人机领域没有多大重视,其无人机性能上升变得极为缓慢;加之无人机的发展极为依靠微电子领域的突破,但是苏联本身微电子工业也相对落后,这两个原因最终导致苏联时期无人机技术积累积累不够,最终俄罗斯在无人机领域鲜有建树,这个情况可以说是即是是意料之外也是情理之中。

所以到了世纪之交前后20年的时间里,无人机领域美国凭借载人飞机航空技术的积累和微电子工业的爆发,堪称一枝独秀,无人能及,远远甩开了其他国家。反观这个时期,我国的无人机虽然也在进行研发,但改革开放刚刚十余年,经济有了一定的发展,但对于航空工业的投入依然不高,无人机研发水平连第二梯队都进不去。而就在这个时期,因为无人机的特殊性质,具备了突袭威胁性高,难以监测和简单易操作的特性,加上美国在此领域的绝对领先位置,担心其对手先进的无人机进行逆向工程,做出了限制出口的决定——只有最铁杆的盟友才有资格购买美国无人机,而购买美国无人机以后,也必须由美国的专业人员进行监督。

西方国家限制无人机出口的行为,并没有阻止我国研制无人机的步伐,反而坚定了我国自主开发的决心。在这个时间段,中国的无人机项目纷纷上马。

进入21世纪第二个十年,经过了经济快速增长,中国的工业水平得到了极大的发展,特别是微电子技术更是实现了跨越式的发展,“世界工厂”这个称号有着戏谑之下的严肃意义,大量的加工业和制造业,为我们的工业水平发展提供了极大的助力。恰逢其时,中国“翼龙”横空出世,作为“歼十战机”的主研发单位,成飞在此期间积累了大量的飞机制造经验,研制一种中低空、军民两用、长航时多用途无人机,无疑是有着巨大优势。在超越国内竞争对手较量中,中国航天科技集团公司第十一研究院的彩虹系列无人机,率先实现了察打一体,成为中国无人机领域“当家明星”。

或许成飞的刺激,让它成了沙丁鱼中的鲶鱼,中国航空工业的各个研发团队,井喷式的研发成功无人机,彩虹-3、翔龙、天翅等无人机验证机如同下饺子一般下线试飞,一时间好像无人机成了烂大街,先发制人的成飞和空动技研院更是在此基础上发展更新了翼龙II和彩虹-4、彩虹-5无人机。

再次受到刺激的沈飞则拿出了极为先进的利剑无人机,后发先至扳回一局。2013年11月21日,利剑隐身无人攻击机在西南某试飞中心成功完成首飞。“利剑”无人攻击机在隐形技术,气动布局,飞控系统,自主导航和任务控制系统,以及发动机系统均取得了极大的突破。

现在的无人机具有各种形状和大小,单旋翼直升机、多旋翼无人机、固定翼无人机,随着无人机的可及性不断提高,不论是在军事领域还是民用领域,无人机都发挥了重要的作用,可以发现无人机提高了几乎可以想象到的每个行业的效率和安全性,各个国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。


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