关于无人直升机类靶机发展的思考

刘广玉

92419 部队

本文阐述国内外无人直升机类靶机的现状，分析无人直升机类靶机的关键技术和发展趋势，并提出无人直升机类靶机的开发途径，为该领域从事研究、使用和管理的相关人员提供有益参考。

无人机凭借独特的作战优势，正在推动新的作战样式发展。近十几年，复合材料、动力装置、传感器、信息等技术日新月异，特别是飞行控制技术的创新发展，带动了无人直升机的迅速发展。在国外，较早开展无人直升机研制的国家有美国、英国、加拿大和德国等，目前美国无人直升机类靶机技术较先进。美国于20世纪60年代成功试飞QH-50A遥控式反潜无人直升机；在越南战争中，美国陆军使用QH-50D无人直升机执行侦察、监视、炮兵目标监视等任务。

国内外无人直升机类靶机发展现状

根据可获取的文献分析，国外大多数无人直升机类靶机型号由美国研发，主要供美国及其盟国使用。美国西科斯基公司生产的S-55直升机和贝尔公司生产的UH-1直升机，在退役后分别被改装成全尺寸无人直升机类靶机QS-55和QUH-1。该两型无人直升机类靶机作为旋翼类靶机，在美国白沙导弹靶场多次保障导弹武器系统试验任务。根据文献记录，1983年美国陆军国家训练中心开始提供RPV缩比靶机，其中已有旋翼类靶机，主要是以“米”-24为原型机，按1:5、1:7、1:9缩比尺寸为部队训练提供靶机，这类靶机得到广泛使用。1995年，美国和加拿大以AH-1S为基础，开展全尺寸靶机研制，在AH-1S原型机上加装自主控制系统，在保持原飞行特性前提下，改进机头外形和航电系统，模拟“卡”-50直升机目标特性，用于武器试验和实战训练。1999年QAH-1S和“噱头”-X无人直升机类靶机研制成功。表1列出了这几型靶机的主要技术参数。

表1 美国主要无人直升机类靶机技术参数。

图1 QS-55全尺寸无人直升机类靶机。

图2 QUH-1全尺寸无人直升机类靶机。

国内无人直升机技术研究起步较晚，但发展比较迅速。国内很多单位在理论、工程应用等方面都开展了相关研究，取得了一定成果，并对无人直升机类靶机技术开展了相关理论研究和方案验证，解决了有无的问题，但型号发展任重而道远。中国直升机设计研究所、第六十研究所等单位已有无人直升机成熟型号，也可以作为无人直升机类靶机，但在模拟强敌有人直升机的运动特性、旋翼特性等方面仍存在差距。

图3 QAH-1S全尺寸无人直升机类靶机。

无人直升机类靶标关键技术分析

根据国内无人直升机现状及发展趋势，无人直升机类靶机研制须解决以下几方面重难点。

无人直升机类靶机研制的总体思路

无人直升机类靶机研制须提前考虑总体功能、战技指标、实现途径、应用模式等。国内无人直升机类靶机的研制亟需解决自主控制、目标特性模拟等关键技术。

自主控制技术开发

无人直升机作为靶机使用时，考虑到安全因素，必须采用全自主飞行模式，并且应具备自动应急返航和自动应急降落功能。因此，无人直升机类靶机研制必须解决无人直升机自主控制技术，并具有自主安全控制功能。

飞行特性实现

无人直升机飞行特性包括旋翼气动特性、飞行动力学特性等。无人直升机类靶机应自主完成垂直起飞和下降、悬停、平飞、盘旋、爬升等典型、常规飞行动作，并能准确模拟强敌有人直升机的飞行特性。这对无人直升机类靶机气动外形、结构、动力装置，以及发动机与无人直升机的适配性等提出了苛刻要求。如何在降低成本的情况下，最大限度模拟目标直升机的飞行特性，也是研究难点之一。

目标特性模拟技术

无人直升机作为靶机使用时，必须能够准确模拟目标直升机的雷达散射特性、红外特性。考虑到使用成本，应尽量做到通用化，根据不同目标的需求，加载不同模块或者设定不同参数，实现不同目标特性的模拟。国内在此方面研究较少，尚无公开文献可参考。如何有效模拟目标直升机的目标特性，是无人直升机类靶机研制须要解决的关键技术。

无人直升机类靶机的发展趋势

尽管现在无人直升机类靶机技术还不够成熟，但其前景看好，未来无人直升机类靶机发展趋势包括如下四个方向。

（1）系统高度集成

计算机技术和微电子技术飞速发展，为无人直升机航电系统的高度集成提供了可能。未来无人直升机类靶机航电系统的特点是体积小、重量轻、功耗低、功能强劲，其发展趋势是将飞行控制功能、各子系统控制功能、通信功能和数据处理功能集成到一个模块内。

（2）高度智能化

主要表现在自主起降、自主飞行、自动资源管理与分配、自动故障检测与处理、自动航迹规划等方面。

（3）长航时、重载荷

无人直升机类靶机须携带目标特性模拟器、红外增强器、有源/无源干扰装置等任务设备，需要长时间飞行以及更重的任务载荷。

（4）复合材料大量应用

为最大限度满足长航时、重载荷要求，无人直升机类靶机机体应大量使用复合材料以减轻重量。复合材料大量使用还可大幅度降低制造成本。

无人直升机类靶机的开发途径

无人直升机类靶标开发可采用四种途径：新研制无人直升机类靶机、用现有无人直升机改装、用即将退役的直升机改装、引进国外民用轻型直升机进行改装。

新研制无人直升机类靶机

根据需求，设计和制造全新的无人直升机类靶机。优点是按任务要求自由设计，其性能、气动布局、结构、目标特性等可以符合使用要求；缺点是研制经费较高、周期较长，直升机平台、飞行控制系统、发动机、目标特性等方面可能会出现问题并交联在一起，解决这些问题和飞行验证非常困难。

用现有无人直升机改装

从国内选择一种与强敌有人直升机比较接近的无人直升机，通过技术改造使其目标特性、飞行特性尽量接近导弹武器系统对无人直升机类靶机的需求。优点是无人直升机平台成熟，只须对局部进行改装；缺点是须要先确定旋翼特性要求，才能进行改装设计，以及解决目标特性模拟技术。

用即将退役的直升机改装

从国内机型中选择一种具备典型直升机目标特性且即将退役的武装直升机，将其改装成无人直升机，以满足导弹武器系统对无人直升机类靶机的需求。优点在于直升机平台不须要进行重点改装，目标特性根据需要可做适当调整；缺点在于国内尚无大型有人直升机改装为无人直升机的先例，存在一定技术风险，而且直升机退役申请较困难。

引进民用轻型有人直升机进行改装

与无人直升机改装类似，只是从国外选择一型机身和旋翼气动特性接近需求的民用轻型有人直升机，将其改装成无人直升机，再通过技术手段使其目标特性接近需要。优点在于直升机平台与国外部分舰载型直升机比较接近，须要改装的项目可能比较少；缺点是须要解决直升机的引进途径、目标特性实现等问题，并且后续服务保障很困难。

综合上述分析可知，目前采取现有无人直升机改装这一途径较为可行。通过对现有无人直升机进行改装，可以快速完成靶机开发，且消耗经费少。同时，通过加装目标特性模拟器，可以逼真地模拟强敌有人直升机的各种特性。

结论

目前，无人直升机总体设计、飞行控制等技术已有较大突破，其基本技术原理、工程实现方法已取得一些进展，但目标特性模拟、舰载起降等关键技术仍在探索中。国内多家科研院所、工业单位都在开展无人直升机相关技术研究，较为成熟的无人直升机产业链已形成，市场有较多产品可供选择。以外形、重量等作为选择指标，挑选满足要求的无人直升机机型，并进行适应性改装和加装目标特性模拟器，逼真地模拟强敌有人直升机的基本特性，是当前无人直升机类靶机开发的最佳途径。