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性质特色
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。
性质一
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。
性质二
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。
特色
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。
特色二
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。
特色三
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。
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C高机动型是长空一号B型的改型,我军编号“靶5II”。
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,预计需要经费4000万元。
赵煦是“火蜂”考查组成员之一,了解了高机动“火蜂”的性能后,他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。
1988年12月15日,长空一号B低空靶机(我军编号“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E为超低空型,据称编号仍为“靶5Ⅲ”(站长对B与E型的编号尚有所疑问),用于模拟80年代起威胁越来越大的超低空武器。
基本技术数据
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)
图片
2.长虹-1
长虹-1由北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究研制,是高空多用途无人驾驶飞机。
该机在军内称无侦-5,英文DR-5。
长虹-1可用于军事侦察、高空摄影、靶机或地质勘测、大气采样等科学研究。
该机于69年开始研制,72年11月28日首飞,1980年定型正式装备部队。
当然这是官方说法,明眼人一看就知道,长虹-1很明显是我军多次击落的美国BQM-34“火蜂”(FireBee)无人侦察机的翻版。
根据北京市科技志的纪录,北航在对被击落的无人驾驶高空侦察机141A进行了复制研究,在此基础上试制的“长虹”号无人驾驶高空侦察机于1978年5月完成了定型试飞。
“长虹”号成为中国第一架高空无人驾驶侦察机。
3.ASN-104
中国ASN-104(原编号为D-4)是西北工业大学西安爱生技术集团研制的一种小型低空低速无人驾驶侦察机。
1980年3月开始研制,1982年10月首次试飞,1985年投入小批量生产。
ASN-104主要用于军事侦察和民用航空测量。
它能为陆军提供向敌方纵深60千米以内战场的空中侦察情报和进行实时监视。
全系统配备有侦察6架,地面站1套。
该机不需机场和跑道,借助火箭助推,在发射架上零长发射起飞。
起飞完成后,火箭自动脱落。
飞机采用降落伞回收,飞机腹部装有减震器和一双滑橇,以吸收着陆时的冲击载荷。
ASN-104的遥控距离为60千米,其发展型ASN-105的遥控距离为100千米。
4.ASN-206
ASN-206多用途无人驾驶飞机是由西北工业大学西安爱生技术集团研制的。
该机于1994年12月完成研制工作。
西方传闻该机是在以色列Tadiran公司的技术支持下研制的。
ASN-206是我军较为先进的一种无人机,尤其是它的实时视频侦察系统,为我军前线侦察提供了一种利器。
1996年该机获国家科技进步一等奖。
1996年在珠海国际航展上展出,现已投入批量生产。
ASN-206系统配套完整,功能较为齐全,设计考虑了野外条件。
全系统包括6~10架飞机和1套地面站。
地面站由指挥控制车、机动控制车、发射车、电源车、情报处理车、维修车和运输车等组成。
该机在军事上可用于昼夜空中侦察、战场监视、侦察目标定位、校正火炮射击、战场毁伤评估、边境巡逻。
民用用途包括航空摄影、地球物理探矿、灾情监测、海岸缉私等民用领域。
该无人机采用后推式双尾撑结构形式。
这一布局的好处是由于后置发动机驱动的螺旋桨不会遮挡侦察装置的视线。
机身后部、尾撑之间装有1台HS-700型四缸二冲程活塞式发动机,功率为37.3千瓦。
巡航时间为4~8小时,航程150千米。
ASN-206的侦察监视设备包括垂直相机和全景相机、红外探测设备、电视摄像机,定位校射设备等。
更重要的是,ASN-206装有数字式飞机控制与管理系统、综合无线电系统、先进任务控制设备,借助上述系统,ASN-206可以在150千米远纵深范围内昼夜执行作战任务。
侦察情报信息,尤其是白光/红外摄影机拍到的视频影像可以实时传输至地面站(下图),进行观察和监视。
定位较射系统能实时的指标地面目标的坐标和校正火炮射击。
该机利用固体火箭助推起飞,零长发射,伞降回收,可多次使用,不需要专用起降跑道。
ASN-206参与了土耳其近程无人机计划的竞争。
土国防部计划购买10套远程和8套近程无人机系统。
有3家公司参与了土耳购买无人机计划的投标。
其余两间公司是以色列飞机工业有限公司,提供了“搜索者”和“猎人”无人机,美国加州圣迭戈的通用原子航空系统公司提供了“捕食者”、I-GNAT、和“徘徊者”Ⅱ三种无人机。
按计划I-GNAT无人机已经出局。
目前还不清楚此计划竞争的结局。
ASN-206当然与“全球鹰”不在一个级别上。
因此,1997年~2001年我国空军科研人员综合运用现代高新技术,研制成功某型无人机,使我国大型无人机总体性能、技术走在世界前列。
技术数据
翼展6米
机长3.8米
机高1.4米
最大起飞重量222千克
任务设备重量50千克
最大平飞速度210千米/小时
实用升限6000米
航程150千米
任务设备重量50千克
5.无侦-5型
中国无侦-5型(又称WZ-5)无人机是仍在中国人民解放军空军服役的一种无人侦察机。
早在20世纪60年代,中国人民解放军空军就曾击落过几架隶属于美国战略空军司令部的“火蜂”式无人侦察机,当时它们正在执行对中国大陆的侦察任务。
至少有一架被相当完好地缴获,并被送往研究机构进行分析和仿制。
北京航空航天大学修复了一架“火蜂”式无人机,并成功地使它重返蓝天。
20世纪70年代后期,中国开始仿制“火蜂”式无人机,并将其命名为WZ-5型无人机,其出口型号命名为CH-1型(“长虹”-1)。
WZ-5型无人机由一架母机运载和发射,母机最初是经过特殊改进的图-4“公牛”式轰炸机,后来又改为西安飞机公司生产的运-8E型运输机。
这种无人机由降落伞进行回收。
无侦-5型无人机曾在1979年的中越自卫反击战中使用过,目前仍作为惟一的一种远程无人侦察机在中国人民解放军空军服役。
据最新报导显示,一种改进型WZ-5/CH-1型无人机已经进入现役。
这种新型无人侦察机据称安装有全球定位系统和惯性导航系统。
这种无人机采用一台WP-11型涡轮喷气发动机,推力达8.33千牛。
该机可携带光学、电视、红外摄像机等装备。
WZ-5的性能数据如下:
翼展9.76米;
机长8.97米;
机高2.18米;
空重1060公斤;
最大起飞重量1700公斤;
任务装备65公斤;
燃油重量620公斤;
最大时速800公里(在17500米高度);
航程2500公里;
续航时间3小时;
最大飞行高度17500米。
6.WZ-2000“千里眼”
WZ-2000“千里眼”无人侦察机是由中航一集团所属贵州航空工业(集团)有限公司研制,该机采用轮式起降,航程约2000公里,将采用一台国产涡扇11小型发动机,发动机进气道位于机背后部。
WZ-2000隆起的机头内安装有卫星通讯设备或其他任务设备,因此该机可在全天时全天候条件下通过卫星向指挥部实时提供战区图像、电子情报,完成侦察和监视任务。
这与美国“全球鹰”无人侦察机所执行的任务大体相同,只是WZ-2000航程较短,尺寸较小。
7.暗箭无人机
德国“防务专家”网站2009年10月7日称,中国此前在一系列航展上高调展示了一款新式无人机,并给它起了中国“暗剑”无人机
一个咄咄逼人的名字——“暗剑”。
“暗剑”设计独到,完全有别于当前无人中国“暗剑”无人机机发展趋势,也与流行的B-2隐形轰炸机类型的无人机设计不同。
世界上大多数无人机都选择亚音速,但“暗箭”装有鸭翼和两具垂直斜翼的设计,表明它可能具备超音速巡航能力,可操作性和隐形能力也较为突出。
此外,“暗箭”的发动机进气道位于机身前部下方,这与歼-10战斗机如出一辙,有助于提升战机的灵活性。
德国“防务专家”网站推测,“暗箭”体现中国无人机发展的新思路和自主设计,对其高调展示的做法表明中国已掌握了先进的无人机技术,进而要研发可争夺制空权的战斗机。
中航集团沈阳飞机工业(集团)公司网站证实,中国自主研发的一系列无人机正在服役,而“暗箭”攻击型无人机也进入设计定型阶段.
8.翔龙无人机
翔龙无人机由中国自主研究和设计的一种大型无人机。
“翔龙”高空高速无人侦察机全机长14.33米,翼展24.86米,机高5.413米,正常起飞重量6800公斤,任务载荷600公斤,机体寿命暂定为2500Fh。
巡航高度为18000米~20000米,巡航速度大于700公里/小时;
作战半径2000~2500公里,续航时间最大10小时,起飞滑跑距离350米,着陆滑跑距离500米。
和美国目前应用的几种无人机不同,“翔龙”无人机没有一味追求性能上的高指标,一切以国内的实用条件和用户需求为主。
简介
2011年6月28日,翔龙无人机原型机出现在成飞跑道上,首次露出它神秘的面容。
翔龙高空长航时无人机是中国新一代高空长航时无人侦察机,“翔龙”高空高速无人侦察机全机长14.33米,翼展24.86米,机高5.413米,正常起飞重量6800公斤,任务载荷600公斤,机体寿命暂定为2500Fh。
巡航高度为18000米~20000米,巡航速度大于700公里/小时;
翔龙无人机原型机为了满足军队未来作战的需要,完成平
时和战时对周边地区的情报侦察任务,为部队准确及时地了解战场态势提供有力手段,中国一航组织成都飞机设计研究所、贵州航空工业(集团)有限责任公司等有关单位设计出了“翔龙”高空高速无人侦察机概念方案,包括无人机飞行平台、任务载荷、地面系统等三个部分。
“翔龙”无人机最大的特色在于它采取了罕见的连翼布局,这在中国飞机设计史上是一个大胆的突破。
该机具有前翼、后翼两对机翼,并且前后翼相连形成一个菱形的框架。
前翼翼根与前机身相连,向后掠并带翼梢小翼;
后翼翼根与垂尾上端相连,向前掠并带下反角;
后翼翼尖在前翼翼展70%处与前翼呈90°
连在一起。
与常规飞机相比,连翼飞机具有结构结实、抗坠毁能力强、抗颤振能力好、飞行阻力小、航程远等优点。
“翔龙”无人侦察机在机体设计上也与美国的“全球鹰”高空长航时监视无人机非常相似,机身尾部背鳍上装有复合材料发动机舱,进气口形状为半椭圆形。
机头上部同样是巨大的流线水泡形绝缘罩。
任务载荷装在机头下部。
起落架也为可收放的前三点起落架。
性能
“翔龙”无人机还大量采用复合材料,机翼设计采用菱形布局,机身上曲线连续而光滑,都符合减小RCS反射面积的原则。
飞机的雷达截面积并不算大,据推测会小于典型的战斗机目标,加上会采用复合材料和吸波材料,RCS估计在1平米左右,缩短远程监视雷达和高空防御系统的发现距离。
总体来说,飞行高度达到20000米的时候,像“萨姆”-2这类射程为40公里左右的导弹,顶多只能防御阵地外侧不足15公里左右的半径范围,而“爱国者”1/2也不足30公里。
无人机在这个高度可以使用光学侦察设备在防区外观察,如果有合成孔径雷达还可以距离得更远,系统生存力非常高。
“翔龙”无人机目前能够保证具有10小时以上的留空时间,巡航飞行速度超过750公里/时,比“全球鹰”快15%以上,有效任务载荷为650公斤,比“捕食者”大一倍多。
该机携带的电子设备更类似于“全球鹰”,有高清晰度数字照相机、包括单色高分辨率和彩色图像两种模式,可提供分辨率很高的静态侦察照片供阅读和判别;
有高清晰度数字电视,能够提供动态的数字视频图像,方便实时监控,视频信号还有夜视能力,有独立的红外热成像通道,可以提供8~12微米长波自然热辐射视频或者更先进的高清晰度凝视3~5微米中波热成像,后者对机器动力的机动目标观察效果更好。
先进的合成孔径雷达和逆合成孔径雷达不一定会出现在每一架侦察机上,因为这种雷达的造价比较高昂。
雷达能在恶劣气候下获得高清晰度的地面三维图像,具备在恶劣气候条件下的机动目标跟踪和监视能力,往往用于更高级别的侦察和监视任务,与光学侦察组件联合使用。
“翔龙”无人机有可能装备几套相互平行的通讯系统,多通道战术短波数字电台可用于直接与地面指挥所、地面信息共享单位的直接联系和信息播发,允许通过授权将信息通道的下载权限下放到更低的作战单位,比如师、旅、团等等。
飞机还上有更高传输速度的定向通讯装置,可以与地面接收站或者卫星进行点对点高速数据传输。
另外,“翔龙”无人机也可以通过更换模块化的机头电子任务舱段,执行数字通讯中继任务,担负起一个很高的信号转发塔作用。
用于类似于蜂窝移动通讯概念的时候,一个无人机机站工作在20000米高度,可以为半径为200公里的数十万门以上的无线短波通讯提供中继和数字交换。
同时,还允许多架同样任务的无人机在天空中组网,实现战时临时架设的无线数字通讯中继交换网络,这比以前用有人飞机来实现同样的目的费用要低廉得多,效能却要高出数十倍以上。
除了通讯中继,“翔龙”还可以执行电子干扰任务。
一个电子干扰吊舱的重量并不是很大,“翔龙”的任务载荷可允许使用两个吊舱,将干扰源架设在高度18000米以上高度,不易遭受到反辐射导弹的威胁。
特别是现在使用新型的GPS干扰机,“翔龙”的载荷允许搭载超过20种不同原理的GPS干扰机,能够有效干扰和压制半径400公里以内的简单GPS设备,以及压制半径150公里以内有一定抗干扰能力的GPS接收机,并让60公里半径以内的GPS接收机致盲。
这对于目前GPS制导武器满天飞的状况不异于釜底抽薪!
在使用重量只有100多公斤光学侦察设备的情况下,“翔龙”无人机可以携带1~2枚FT-3这一类250公斤级别制导炸弹,能够初步实现美国中央情报局在阿富汗研究成果——“发现即摧毁”。
如果进一步扩展,还能够使用激光制导炸弹或者C-701一类的电视制导导弹。
这种“时髦”的能力在进行不对称作战的时候非常有效,是未来一个重点发展方向。
“翔龙”高空高速长航时无人机使用的发动机还不算理想,导致其载荷能力较低且留空时间较短,只有10小时,和“全球鹰”接近20小时不能相比。
未来换装先进低油耗并且通过特别优化以适应高空工作的WS-15涡轮风扇发动机,“翔龙”的留空时间将有可能提高到20~24小时,有效载荷也将达到900公斤以上。
同时,该机可在较低的高度采用慢速飞行来提高对某一特定目标的监视和细节辨认能力。
不远的将来,“翔龙”将会成为中国的“全球鹰”和“掠食者”的集大成者,在中国军事力量从数量化到质量化转型的高科技建军重要转变中,担任非常独特而重要的一环。
发动机
“翔龙”无人机采用一台老式无加力涡喷-7发动机作为主动力,这体现了这种无人机和“全球鹰”一类无人机的重大区别。
涡喷-7发动机是我国早期歼-7系列战斗机的发动机,最大推力可达4200公斤,重达1吨。
以“翔龙”的高空升阻比来说,似乎并不需要如此推力强劲的发动机——“翔龙”最大起飞重量不过7500公斤,而发动机推力达到4200公斤,推重比达到0.56,一般只有载人的战术飞机才有如此高的推重比,重达14吨的“全球鹰”也不过使用一台3450公斤推力级别的发动机而已。
造成这样的现象原因有很多,首先中国航空发动机产业水平低、产品线小,在3000~4000公斤推力级别中缺乏可用的产品。
中国的小推力涡扇只有推力为1700公斤的WS-11,配装该发动机的K-8教练机起飞重量才4300公斤,还有推力更小、用于巡航导弹类的WS-500。
在2000公斤以上推力级别一直到10000公斤之间中国没有一种涡扇发动机,只有数种60年代初从苏联引进仿制的涡喷发动机,特别是在2000~4000公斤这一个级别,只能利用涡喷-7发动机降级使用。
涡喷-7发动机空气流量接近60公斤/秒,耗油率高达0.98克·
牛/秒,接近“全球鹰”发动机油耗的2倍。
另外,由于发动机推力过大,在高空巡航时燃烧效率并不在发动机的最佳工作区,油耗差别更大。
高油耗严重影响了飞机的留空时间,不过在最初试验阶段,使用这种发动机作为权宜之计也是可行的。
“翔龙”无人机的动力组按照模块化设计,可以在未来换装更先进的WS-15涡扇发动机。
当然,如果可以,最理想的发动机还是国产ARJ-21支线运输机的发动机——美国通用公司的CF-3
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