低可探测性无人侦察机

文/北京理工大学 黄景怀

低可探测性无人侦察机

文/北京理工大学 黄景怀

低可探测性无人侦察机

在历次现代战争中无人机都是战场上的主角之一。从1982年贝卡谷地空战，到2001年的阿富汗战争；从1999年的科索沃战争，到2003年第二次伊拉克战争，无人机都扮演了相当重要的角色。甚至在2008年格俄冲突中，也可觅见无人机的影子。同样，无人机也是各大媒体与历次航展的宠儿，从盛大的巴黎航展，到恢弘的美国长滩航展；从精致的范保罗航展，到如节日般热闹的我国珠海航展；甚至中东国家举办的武器展，都是无人机展示的舞台。可以说，没有无人机，就没有现代战场以及与之相配的军火市场。

无人机家族中的微小型无人机以其体积小、使用灵活、便于携带、成本低廉等优点在无人机家族中占有非常重要的地位。本作品则通过降低微小型无人机的信号特征，同时加强无人机的侦察能力，以达到低可探测性，提高无人机战场生存能力的作用。

为提高无人机的战场生存能力，即无人机的低可探测性，本作品主要从四个方面对无人机进行了改进。

一、声学隐身

为减小无人机的声学噪声，研究小组分析了无人机可能的噪声源，认为对无人机声学隐身最为不利的因素为发动机。传统内燃机的燃烧爆震与活塞往复运动以及螺旋桨的气动噪声均对无人机的声学隐身有不良影响，故该作品选用了先进的外转子无刷电机作为无人机的动力装置。

二、可见光隐身

可见光隐身，即视觉隐身是低可探测性无人侦察机的研究重点之一。由于微小型无人机飞行高度低(100～200m)，处于肉眼可见的范围内，通过减小目标与背景之间的亮度、色度和运动的对比特征，达到对目标视觉信号的控制，可以有效降低可见光探测系统发现目标的概率。本作品从两个方面对无人机的视觉信号进行了处理：1.尽力减小无人机可视特征面积。研究小组在结构上对无人机进行了优化设计，通过优化机舱布局，采用尾杆式机尾，使无人机结构在能够满足需求的前提下尽可能减小外形轮廓；改善了气动布局，选用V型尾翼，减小无人机的暴露面积；选用透明蒙皮，减小了尾翼与机翼94.6％的可视面积，占全机可视面积的68％，对减小无人机可视特征面积做出了极大的贡献。同时通过优化翼肋的设计，通过约束翼肋宽度、选用镂空翼肋、提高翼肋间距，进一步改善了无人机的视觉隐身能力。2.减小无人机与背景之间的亮度、色度和运动对比特征。为减小无人机与背景之间的亮度、色度和运动对比特征，低可探测性无人侦察机选用了阵列式发光二极管作为特殊照明系统，将光束投射到机身侧面与腹部，对照度进行补足，使其最大程度地贴近天空背景的亮度和色度；同时对无人机裸露的部分喷涂上银灰色迷彩。实验表明，以上措施对提高无人机的视觉隐身性能有着极大的帮助。

三、红外隐身

无人机的红外热源主要集中在动力系统、任务设备等部件的发热上，其中以动力设备为甚。由于该无人机选用了外转子无刷电机作为动力源，且任务设备均选用了低功耗元件，因此最大程度地减小了被红外探测仪发现的可能性。

四、雷达隐身

在雷达隐身方面，研究小组选用了非金属材料作为结构件的原料，避免了金属材料的大量使用导致的雷达散射问题。

本作品在北京理工大学机电工程学院(现宇航学院)航模队成员杨明、李云、张福彪、李延平、莫雳等同学的通力合作下，取得了大量的实验数据，积累了大量工程经验，并在2005年第九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上获得一等奖。

责编/吴浪