六月九日上午,第三屆西北工業(yè)大學(xué)無人機論壇在國際會議中心召開。陜西省宇航學(xué)會(問天任我行公眾號)與無人機公眾號力邀航空航天領(lǐng)域優(yōu)秀原創(chuàng)自媒體未來空天公眾號和看空天公眾號共同參與協(xié)辦。學(xué)會通過三大自媒體平臺關(guān)注度調(diào)查與聯(lián)系,經(jīng)反復(fù)遴選,向論壇推薦了三份高水平報告,其中兩份來自航天系統(tǒng)國家隊,分別是中國航天科工二院23所副總師李軍《高分辨率毫米波偵察雷達技術(shù)》、中國航天科技四院41所總設(shè)計師李懷念《無人機載武器的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》。兩份報告聚焦無人系統(tǒng)“察打”,受到了無人機與防務(wù)愛好者的關(guān)注,氛圍熱烈,尤其是答疑環(huán)節(jié),大家表現(xiàn)出了對技術(shù)濃厚的興趣與強烈的求知欲。
熱點之一:“察”。
雷達在無人機上的應(yīng)用已經(jīng)不屬于新技術(shù),早在多年前,雷達就被應(yīng)用于偵察打擊一體化。其具有偵察、監(jiān)視、捕獲和對目標(biāo)進行實時打擊的功能,可對對方進行持續(xù)火力壓制,極大地縮短了從發(fā)現(xiàn)到摧毀目標(biāo)的時間,適應(yīng)信息化戰(zhàn)爭戰(zhàn)場態(tài)勢瞬息萬變,戰(zhàn)機稍縱即逝的特點。以往的察打一體化主要針對空中目標(biāo),因為其識別測量起來十分輕松,成功率極高,然而對于地面的目標(biāo)常常是束手無策的,因為地面情況十分復(fù)雜,通常的雷達技術(shù)無法駕馭如此復(fù)雜的地面情況。因此,合成孔徑雷達技術(shù)在察打一體化上的應(yīng)用成為了國內(nèi)外都在積極發(fā)展的一個項目。
合成孔徑雷達(SAR)自上世紀(jì)50年代發(fā)展至今,已經(jīng)逐漸走向軍、民不同領(lǐng)域的實際工程運用。其優(yōu)點有全天時、近全天候,適合惡劣環(huán)境的使用條件。可同時,其存在圖像不如光學(xué)直觀,導(dǎo)致目標(biāo)識別問題難的局限性。隨著偵察雷達技術(shù)的發(fā)展,雷達圖像的分辨率由0.1m提高到0.05m,一直到現(xiàn)在的0.02m。例如,當(dāng)分辨率達到0.1m時,雷達在三四十公里外即可實施對坦克的精確識別,因此,探測雷達對戰(zhàn)場偵測是一種行之有效的手段。當(dāng)SAR圖像分辨率達到0.05m時,可以在1000公里外準(zhǔn)確探測到足球大小的物體。
情報偵測是無人機的一項核心功能,美國的偵測雷達應(yīng)用廣泛,在其發(fā)射的X37D無人機上就配有偵測雷達,用來進行情報偵測。該雷達在機上工作時間達兩年半,而關(guān)于其獲取了哪些圖像是我們所關(guān)注的問題。經(jīng)過我國的跟蹤調(diào)查,發(fā)現(xiàn)其目標(biāo)針對我國南部及西部的一些戰(zhàn)略地區(qū)。
偵測雷達應(yīng)用于地面探測,地面上的的樹木、房屋、汽車都清晰可見,并且圖像由早期的黑白發(fā)展為彩色。高精度偵察雷達的的另一項重要應(yīng)用是進行高精度的地形測繪。我國西南區(qū)域,例如云貴、四川等地常年被陰雨覆蓋,南海的島礁地區(qū)地形復(fù)雜,這種天氣及特殊地形對于一些光學(xué)探測手段屬于較為惡劣的探測條件,因此常常無法獲取到有效影像,導(dǎo)致無人機經(jīng)常無功而返。鑒于這種情況,我國開始將雷達偵測技術(shù)用于地形測繪,這也是軍民融合理念的一大應(yīng)用。經(jīng)過雷達探測,可得到建筑物的具體高度等尺寸數(shù)據(jù)。這一應(yīng)用在我國近年來發(fā)展迅速,解決了光學(xué)技術(shù)克服不了的問題。
總結(jié)下來,無人機載毫米波偵察雷達具備許多優(yōu)勢,例如圖像判讀性好,偵察效果近似光學(xué);系統(tǒng)體積小,利于無人機搭載;圖像分辨率高,使得目標(biāo)識別效能提升。同時,存在一些需要攻克的難點,如工藝要求高,包括設(shè)計、加工、測試;集成難度大,包括系統(tǒng)輕小型、熱設(shè)計難度大;運動誤差敏感,對慣導(dǎo)精度要求高。
熱點之二:“打” 。
我國近些年自主研制了一系列無人機載武器。其中有針對敵方坦克裝甲車輛和永固工事進行打擊的,還有用于打擊地面輕型裝備和有生力量的武器。
李懷念總結(jié)了機載武器發(fā)展的幾個趨勢:
趨勢一,由傳統(tǒng)的地面反坦克導(dǎo)彈改型,向根據(jù)無人機作戰(zhàn)需求“量身定做”方向轉(zhuǎn)化。在實際交戰(zhàn)中,恐怖分子手里沒有幾輛坦克,反坦克導(dǎo)彈的攻擊對象多為一般車輛、武裝人員及簡易房屋,因此針對新的要求,需重新為無人機定制專用導(dǎo)彈。
趨勢二,從單一彈種向多彈種方向發(fā)展,不同武器類型優(yōu)勢互補,提高作戰(zhàn)效能。這意味著當(dāng)遭遇高價值坦克目標(biāo)時,使用反坦克導(dǎo)彈;當(dāng)遭遇輕型裝甲車輛時,使用小型激光制導(dǎo)導(dǎo)彈;當(dāng)針對目標(biāo)為人群時,使用制導(dǎo)炸彈。
趨勢三,彈上設(shè)備向高集成發(fā)展。針對反恐作戰(zhàn),用戶要求實現(xiàn)低成本,為此傳統(tǒng)的彈上設(shè)備集成方案已難以滿足用戶要求。
趨勢四,發(fā)動機向低特征、雙推力大推力比/長航時發(fā)展。機載武器為避免被敵方過早發(fā)現(xiàn),需要降低發(fā)動機的尾煙特征,國外先進低特征推進劑已用于產(chǎn)品,國內(nèi)也在低特征推進劑研制方面取得進展。
趨勢五,中小型偵察型無人機也可發(fā)展為察打型無人機。國內(nèi)外目前定型的察打一體化無人機的起飛質(zhì)量均在1000kg以上,而小質(zhì)量無人機在發(fā)射導(dǎo)彈時存在的最大問題是與無人機干擾問題。經(jīng)實踐證明,通過抗擾動設(shè)計和空地導(dǎo)彈小型化設(shè)計,已解決了這個難題。這一創(chuàng)舉可以說是填補了世界空白。這成為了亞非拉國家開展察打一體化作戰(zhàn)的最佳選擇。
接下來李懷念總師還介紹了幾項無人機載武器的關(guān)鍵技術(shù),其中包括:
一,小型化導(dǎo)彈彈上設(shè)備集成技術(shù)。導(dǎo)彈的成本和性能、可靠性始終是一個矛盾,設(shè)備小型化、集成化后帶來的指標(biāo)降低是全方位的,是研制的最大難題。
二,無人機掛彈動基座傳遞對準(zhǔn)技術(shù)。無人機機翼為復(fù)合材料的大展弦機翼,在氣動載核下機翼容易產(chǎn)生較大的彈性變形,而機翼不確定的彈性形變會造成掛載點的坐標(biāo)系與機載慣性坐標(biāo)系出現(xiàn)不確定的偏差,造成導(dǎo)航誤差加大。
關(guān)于無人機載武器的發(fā)展設(shè)想,李懷念總師提出了一個新的概念“人影無人機”。針對國家人工影響天氣的迫切需求,41所與西工大無人機所合作開展了無人機播撒系統(tǒng),利用無人機作為平臺,將催化劑播撒至云層。適合層狀云層作業(yè),具有播撒面積廣、影響區(qū)域大的特點,主要用于我國大部分地區(qū)應(yīng)急抗旱、增雨增雪等活動。這也是航天技術(shù)在軍民融合方面的實踐。