七十载逐梦复兴,七十载奋发图强。七十年来,在党的引领下,中华民族以前所未有的信心与勇气阔步复兴之路,走过了不平凡的光辉历程。七十年间,作为中国无人机事业的先驱者和开拓者,北航无人机从无到有、由弱向强,谱写了中国无人机六十年发展的宏伟篇章。今年,伟大祖国即将迎来七十华诞,回眸历史、寄语未来,本刊将从精神培育、技术探索、体制创新、未来发展等方面,以系列报道的形式回顾北航无人机的奋斗发展历程。
回首六十年,北航无人机诞生于民族危难之际,成长于国家和民族奋斗之中,发展壮大于国家和民族振兴之时。
1959年,北京航空航天大学建校元勋曾指出,“中国航空工业还很薄弱,但国外的无人机也才起步不久,现在发展无人机,也许能赶上国外无人机水平”;当时苏联顾问曾感叹,“中国同志说要在几个月内造出无人机,这绝对不可能”。面对前辈之忧、外人之疑,北航人警醒而动,秉持一心报国的壮志豪情蹒跚起步、敢为人先,组织120人研究团队,克服无法预想的困难完成“安2”的无人化改装,北航第一型无人机横空出世。
1969年,为应对领空安全威胁,北航挺身而出,勇挑重担,中国第一型“双三”指标的“靶六”成功首飞;
1980年,百业待兴,为响应国家建设和科学研究需要,北航积极落实《对关于“三五”期间我国飞机发展问题的建议的几点意见》,艰苦卓绝、矢志不渝十余年,中国第一型高空高速无人机“无侦五”成功定型;
2000年,面对纷繁复杂的国际局势,北航迎难而上,启动研制我国第一型大型长航时无人机BZK-005(代号“长鹰”);
2007年之后,“长鹰”系列无人机连续定型并投入使用,实现了我国无人机的跨越式发展,开启了我国大型无人机应用的发展征程。
2019年,北航无人机凝心聚力,蓄势待发,推动改革创新发展步伐,向新布局、新能源、智能化等世界前沿无人机技术发起冲锋。做中国最好的无人机,做世界一流的无人机,成为北航无人机人光荣的使命。
60年初心不改,矢志不渝。祖国的需要,始终是北航人的选择。一路走来,在国家和民族最需要之时,北航无人机人靠前站位、迎难而上,把“无侦五”、“长鹰”系列无人机送向祖国万里海空,体现民族意志和国家实力。在大江南北的转战中,北航无人机人忘却“小我”,可以把自己绑在汽车上拉着无人机跑,解决无人机滑跑纠偏;可以别妻离子甘忍寂寞,蹲守高原海岛,为的是装备可靠使用;可以接受质疑和批评,从中汲取经验,矢志不移地发展好中国人自己的无人机,以甘当“铺路石”的奉献精神,诠释北航无人机人的报国志与爱国情。
60年探索创新,敢为人先。创新从来都是九死一生、关键核心技术要不来、买不来、讨不来。在北航无人机人的不懈努力下,以“长鹰”无人机为基础,发明了独创的翼型设计和气动/隐身/结构一体化设计技术,气动总体实现了世界领先;首创了无人机自主飞控体系和全自主起降控制技术,在基于大数据处理、人工智能的无人机智能控制领域独树一帜;构建了单一平台多载荷体系和功能模块化设计技术,标准化、系列化、组合化设计独占一席之地;与此同时,创造性地建立了独立自主的无人机技术标准、设计方法、设备体系,提升无人机装备和技术的发展水平,“长鹰”系列无人机的技术成果也因此两获国家科技进步一等奖。
60年责任担当,薪火相传。“鹰击长空”是每一名航空人的坚定追求。以“长鹰”命名BZK-005无人机,体现的则是北航无人机人的精神寄托与责任担当。三代北航无人机人从“一无资料、二无经验、三无设备”中艰难起步,一代代传递精神与责任,与国家建设同呼吸、共命运,谱写了中国无人机的光辉发展史。无论是艰难岁月,还是快速发展的今天,北航无人机人始终与国家、民族站在一起。在一棒棒的接力传递中,北航无人机也由初创时的小队伍,发展改制成为管理更高效、技术更专业、机制更完善的工作团队。面对前所未有的机遇和挑战,北航无人机团队将牢牢坚持服务国家战略、体现国家意志的使命和初心,以大勇气、大抱负,在强国、强军的逐梦征途中,勇挑一代人的责任担当,为推进中国无人机事业发展贡献更大的力量。
大国重器一一“长鹰”系列无人机简介
“飞机飞起来不难,但要飞得好就困难了,既需要高超的技术、也需要长久的经验积累”。
“无人机首先是飞行器,必须先把飞行器搞明白,再根据飞行原理、使用需要,把导航、飞控、任控、测控等都搞明白,无人机才能飞得好”。
“长鹰”(BZK-005)系列无人机是我国先进的大型长航时无人机,凝聚了北航60余年的技术智慧、工程经验,也集聚了航空工业、中国电科、中船重工、航天科工、中国兵器等数十家单位的力量。
“长鹰”系列无人机在气动性能、操稳性能、自主控制性能、系统可靠性等方面国内领先,分别通过一级或二级定型,具备全疆域、全天时、全天候飞行作业能力以及有人机/无人机协同作业能力。
“长鹰”系列无人机的性能如何?现举几个典型应用的案例分析下。
一是高原飞行。我国西藏高原面积广阔、高山耸立,特殊的地理环境、地理位置,导致其氧气稀缺、气流紊乱,高原使用的无人机必须拥有高抗荷的气动特性、高自主的控制能力、高功率保持度的动力系统,才能完成起降和飞行。“长鹰”系列某型无人机曾在四川、西藏的高原机场(最大起降高度超过4000m)全天时飞行,不仅解决了高原起降、实用升限问题,而且能够抵抗高原午后强切变气流的冲击。在历次高风险飞行中,最凶险的一次,无人机飞行高度瞬间掉了100多米、十余次进入失速状态后自主改出,仍然頂住压力顺利完成任务并安全返航。
二是海洋飞行。“长鹰”系列无人机可在海洋长期执行航空遥感、监测等任务,包括跨昼夜长时间多机不间断飞行。“长鹰”已满足海洋“三高”环境下的使用要求;跨昼夜的长时间不间断飞行,证明其导航、控制、测控性能已能保证无人机长时间精准覆盖广大区域,特别是连续多日的持续飞行充分验证了其可靠性、安全性、维护性已达到实用要求,这对满足广域、持续实时遥感监测具有重大意义。
三是现场快速换装、出动。“长鹰”无人机实现了同一平台搭载多种载荷、多源信息融合处理与控制等功能。某次试验中,演练了无人机返场后,一小时内降落、换装载荷、重新起飞;再次起飞后,航路自主规划、自主避障等任务。这说明,“长鹰”系列无人机的飞控任控一体设计、模块化设计、智能控制设计等方面独辟蹊径,实现了中国无人机的弯道超车。
为进一步提高航空科学与技术水平,北航成立了航空发动机研究院,在二级增压技术、重油发动机技术、原型发动机综合改进技术等方面持续突破,为了让无人机飞得更高、更远;成立了智能无人飞行系统先进技术实验室、人工智能研究院,着力攻关先进气动设计、大数据融合处理、基于多源信息的导航控制、人工智能飞行与任务算法、无人机自主感知与自主决策、无人机协同/集群控制等先进技术,让无人机真正“无人”,真正自主飞行、自主作业。这些创新的研究成果已陆续应用到“长鹰”系列无人机及新型无人机,让北航无人机成为服务国家战略、服务国民经济的大国重器。