来自炮兵学院无人机教研室的报告

本报特约通讯员 余世国 胡潜 本报记者 张锋

无人机是“无人驾驶飞机”的简称,主要依靠无线电遥控或向其输入程序指令实现自主控制飞行。它是当今高技术武器装备之一,广泛运用于战场侦察、电子对抗、空中打击等诸多军事行动,被誉为现代战场的“千里眼”和“杀手锏”。

在新军事变革浪潮中诞生的炮兵学院无人机教研室,着眼高技术装备特点,围绕学科建设开展科研攻关,利用科研成果促进学科发展,既缩短了新型军事人才的培养周期,又提高了新装备使用和保障能力。近年来,该教研室在装备研发单位的大力协助下,先后攻克了无人机训练与作战使用中的一系列技术难题,荣获国家和军队级科技进步奖、教学成果奖10余项,获国家专利5项,其中,《无人机作战使用与综合模拟训练系统》获国家科技进步二等奖,《无人机运用工程学科的创建与发展》获国家教学成果二等奖,为推动我军无人机应用工程专业的起步与发展起到了积极作用。———编者

空中侦察能发现70%~80%的战场目标,而地面侦察只能发现10%~15%的战场目标———

无人机为炮兵安上“千里眼”

战争实践表明:通过空中侦察能发现70%~80%的战场目标,而地面各种侦察手段只能发现10%~15%的战场目标。无人机具有远纵深、全天时、实时侦察定位等独特优势。它诞生不久,便很快被应用于炮兵侦察、校射,使炮兵侦察、校正射击和对打击效果的评估能力获得了空前提高。

炮兵侦察,是炮兵为获取敌情、地形、测地、气象等情报而采取的行动,侦察的主要手段有观测侦察、雷达侦察、声测侦察、照相侦察、火力侦察等;炮兵校射,是指测出炸点对目标的偏差量,校正己方火炮射击的行动,校射的主要手段有观测校射、雷达校射、声测校射、电视校射等。

第二次世界大战以前,交战双方主要通过望远镜、方向盘、炮队镜等工具测算距离和方向,实施侦察、校射;第二次世界大战末期,雷达侦察、校射开始走上战争舞台,并逐渐成为现代炮兵侦察、校射的主要手段;随着无人机技术的大量应用和炮兵侦察弹等信息化弹药的出现,炮兵侦察、校射开始进入信息化侦察、校射时代。

使用无人机进行侦察、校射,能够实时、准确地获取敌纵深情报,对复杂多变的战场情况和稍纵即逝的目标进行实时侦察。无人机可根据作战需要,对重要目标实施跟踪、定位和监视,为炮兵火力打击提供目标情报,并可根据打击效果进行校正射击,它实现了炮兵侦察与校射的一体化,改变了传统炮兵以人员为主进行目标侦察和毁伤效果评估的模式,为炮兵装上了一双敏锐的“眼睛”,使炮兵能够及时发现敌方目标,方便快捷地对打击效果进行评估,并大大提高了火力打击的精度。

大部分无人机坠毁事故与其降落有关,风速风向和回收航线控制影响降落精度———

控制系统保障无人机准确降落

盛夏,骄阳似火。在绵延数百公里的某综合训练场,炮兵学院几十名无人机专业的学员,正在进行实装飞行训练。突然,狂风大作,下起了瓢泼大雨,学员们迅速在教员指挥下组织飞机回收。半个多小时后,飞机在偏离预定降落点1公里的水渠边“着陆”,等大家跑过去时,飞机正在水渠边摇摇晃晃,风力稍大便会翻落沟底。飞机虽然被安全运回,但大家想起来就感到后怕。

时隔一年,也是在这个综合训练场,另一批学员遇到同样情况后却不慌不忙,坚持完成了所有训练课目后,在距预定落点中心只有几十米的地方完成了飞机的降落回收。

原来,一年前的那次历险后,教研室人员进行了深刻反思:无人机回收场地的技术要求比较高,而在野战条件下,满足技术要求的降落场地比较难找。为保证飞机安全回收,迫切需要研发一套“伞降无人机落点控制系统”,以降低对无人机回收场地的要求,解决无人机降落回收的安全问题,确保无人机飞得出去,收得回来。这一设想很快得到学院党委和总部机关的支持。落点控制系统的科研攻关迅速启动。

伞降无人机落点散布大的主要原因,是空中风速、风向的影响和回收航线的控制差,课题组结合实战需要,大胆提出将回收精度提高一倍的目标。为此,课题组专门就“无人机落点控制研究”进行攻关。他们查阅了大量气象资料,研究了航迹与场地的对应关系,对各个环节进行了周密细致的分析和模拟实验,完成了空中风速、风向纠偏软件开发。在多方配合下,课题组进行了多次实装飞行试验,终于攻克了一个个技术难题,实现了对回收航线的精确控制,把回收落点误差降到了最低,满足了野战条件下作战的要求。

一条错误的指令,一个错误的动作,有可能导致昂贵的装备变为废铁———

模拟系统使无人机放飞在方寸荧屏

皖东某机场,无人机专业的学员正在举行首次试飞训练。“发射!”随着指挥员一声令下,一架小巧的无人机徐徐升空……当飞机升到300米高度时,按原定飞行计划,无人机将“左盘”进入预定航线。就在这时,地面控制站指挥人员从气压高度指示表上发现,飞机突然“掉高”,快速冲向地面。指导教员果敢采取施救措施,连续发出“平飞”、“爬升”等一系列操作指令,最终保证飞机继续安全飞行。训练结束后,在故障回放中大家才发现,原来是担任操作手的学员慌乱中错误地将“左盘”按成了“俯冲”。

首次试飞遇险情,着实让大家捏了一把汗。学员们虽然个个都对动作要领烂熟于心,但毕竟与实际操作还有很大距离。一条错误的指令,一个错误的动作,都有可能导致昂贵的装备变为废铁。同时,随着实际飞行训练次数的增多,飞机的技术性能和使用寿命也会降低。研制与实装训练高度吻合的模拟训练器迫在眉睫。

无人机应用工程学科建设才刚刚起步,马上就要研制综合模拟训练系统,这对于一个新组建的教研室来说,无疑面临着巨大挑战。而且,无人机系统涉及技术领域多,结构复杂,其模拟训练系统的研制难度,远远超过了一般武器装备模拟训练器的研制。

此后不久,某大学的研究所多了一群谦虚勤快的“学生”,他们与专家、技工一起熟练地更换着零部件,焊接着电路板,装卸和调试着无人机的各个系统……军人执著的精神一次次感动了地方专家和技术人员,他们热情传帮带,使学员们很快摸透了无人机的“脾气”,掌握了一流的技术和经验。

几年来,无人机教研室成功运用数学建模技术、计算机技术、战场环境数字影像技术,研制成功由飞行控制与导航、电视侦察、定位校射、综合无线电及战斗勤务等仿真分系统组成的无人机综合模拟训练系统。该系统的研制成功,填补了国内无人机模拟训练领域的空白,实现了从理论学习到实践操作的“无缝链接”。通过数周时间的全程模拟训练,学员们就能完成飞行前准备、地面试车、起飞及故障条件下应急操作训练等课目,熟练掌握飞行控制、目标跟踪搜索等飞行操作要领,缩短了人才培养周期。

该系统获军队科技进步二等奖。

拓展侦察纵深,提高机动、突防和作战能力,促进高技术装备整体作战效能的提高———

战法创新让无人机直飞未来战场

教学中的模拟训练和实装飞行中的精确回收,使无人机战场应用的重要技术难题得到解决。然而,如何让无人机成功“链接”未来战场、最大限度地发挥作战效能,成为横在教研室全体人员面前的一道新难题。

由于我国无人机发展刚刚起步,相关辅助技术也存在许多制约,开展无人机战法创新研究,挖掘无人机的作战潜能,发挥其最大作战效益,成为课题组面临的新挑战。

经过深入研讨和大量飞行实验,课题组逐步建立了有关无人机作战的战法体系。新战法先后在多次实兵演习和部队训练中进行了检验。应用单位认为,这些成果综合运用的新技术,弥补了无人机系统在信息采集、处理与传输等方面的不足,有效拓展了无人机的侦察纵深,提高了无人机的机动、突防和作战能力,促进了该装备整体作战效能的提高,对无人机研制、无人机分队训练、作战运用以及院校教学等具有重要意义。

2002年,“无人机系统装备使用及提高作战效能方法研究”获军队科技进步一等奖。

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无人机

战场表现异常出色

第一架无人机:

第一架遥控航模飞机于1909年在美国试飞;1917年,英国和德国也先后研制成功无人驾驶遥控飞机。

第一次实战运用:

无人机直接用于战争始于20世纪60~70年代的美军侵越战争。当时,越军猛烈的防空火力使美军飞机和驾驶员损失很大。据统计,1965年,平均13枚地空导弹击落1架军用飞机,采取干扰措施后,平均33~35枚导弹击落1架飞机。为此,美军首次使用改装后的“火蜂”无人侦察机和QH-50等系列无人直升机,共出动3400多架次,执行空中照相侦察和电子情报等任务,损失率为16%,这就意味着避免了550架有人驾驶飞机被击落,也少损失1000多名飞行员。

无人机参战经典战例:

最经典的无人机作战运用,是以色列人创造的。在1973年的第四次中东战争中,以色列沿苏伊士运河大量使用美制BQM-74C多用途无人机模拟作战机群,掩护战斗机超低空突防,成功地摧毁了埃及沿运河部署的地空导弹基地。在1982年以色列入侵黎巴嫩的军事行动中,以军先派遣“猛犬”无人机,从1500米高度进入贝卡谷地上空,诱使叙利亚地空导弹基地的雷达开机并发射大量地空导弹,为摧毁该基地创造了条件。

在1991年的海湾战争中,美、英、法、加拿大和以色列等国的无人机纷纷亮相战场。美军总共有6个“先锋”无人机连参战,执行了522架次飞行任务,为多国部队实时了解战场态势及评估空袭效果提供了重要依据,对干扰、压制伊拉克防空体系和通信系统等也发挥重要作用。

在科索沃战争中,美国及北约盟国首先使用无人机充当开路先锋发动进攻。共使用“捕食者”、“猎人”、“先锋”等7种型号的无人机300多架,用于中低空侦察和长时间战场监视、电子对抗、战况评估、目标定位、收集气象资料、营救飞行员和散发传单等。

发展前景十分广阔

现代军用无人机的任务范围已由传统的空中侦察、战场观察和毁伤评估等扩大到战场抑制、对地攻击、拦截巡航导弹,甚至空中格斗等领域。无人机不仅对有人战斗机进行支援,而且在许多情况下起到替代有人驾驶飞机的作用。未来无人机将向以下五个方向发展。

一是小型化无人机。充分发挥无人机成本低的特点,研制并大量应用小型化无人机,满足部队连、排级近程战术侦察的需求,完成战场监视、目标侦察、毁伤评估等任务。

二是高空、高速无人机。高空、高速无人机需要新型的高空、长航动力装置,如液(气)冷式涡轮增压活塞发动机、涡轮风扇发动机、转子发动机等。它能比普通的无人机更快、更安全地执行侦察任务。

三是隐形无人机。在飞行器的设计上采用隐形外形设计技术,在材料上采用隐形材料技术,并采用相位对消技术,减小被雷达、红外和噪音探测设备发现的概率,以提高无人机战场生存能力。

四是对地攻击无人机。对地攻击无人机可分为一次性攻击无人机和可重复使用攻击无人机。一次性攻击无人机在执行侦察任务时,携带攻击型战斗部,在侦察过程中发现敌方临时出现的重要目标时可进行实时攻击,无人机直接撞向目标,实现“查打结合”,充分发挥了武器装备的作战效能,减少因呼唤火力延误战机的可能性;可重复使用攻击无人机,指在飞机外挂战斗部,通常是主动或半主动寻的导弹,当飞机发现并锁定目标后,由地面人员发出攻击指令,导弹脱离发射架,飞向目标并将其摧毁。无人机返航后,可加挂导弹再次使用。

五是空战无人机。空战无人机的智能程度要求更高。美国虽然曾对空空格斗型无人机作了一些研制试验工作,并取得一些成效,但空中机群格斗错综复杂,存在多机控制、操纵与指挥协调,以及无人机与地面火力的协同作战等问题。因此,研制空中格斗型无人机是一项较长远的研究课题。

陆军使用无人机有些年份了, 海军舰炮部队开始了么?

中国军队列装的无人侦察机

赵海涛, 1999年毕业于南京炮兵学院,任济南军区某集团军炮指营无人机队队长5年来,共解决无人机飞行训练的22项技术难题,先后出色完成了“铁拳-2004”、“和平使命-2005”等重大军事演习的炮兵侦察保障任务,两次荣立三等功,无人机队连续3年被评为先进连队。

演习场上,硝烟弥漫,剑拔弩张。某型炮兵侦察无人机在执行任务中又进入了指挥控制的“盲区”。此时,平飞的无人侦察机如果不能在短时间内恢复控制,价值昂贵的无人机将会坠毁。

怎么办?战士们紧张地看着无人机队队长赵海涛。

“飞控组发出‘平飞定向’指令,确保无人机保持安全高度!”

“请机动测控车报告飞行参数!”

“启用手动,按机动测控车的参数对无人机进行导控!”

……

赵海涛沉着冷静,镇定自若。20秒钟过去了,险情被排除,无人机重新传回“敌”阵地情报,一阵炮火准备,“敌”军伤亡惨重。演习结束,赵海涛所在的无人机队被上级表彰为“演习优胜单位”。

这是发生在“铁拳——2004”涉外军事演习中的一个小插曲。

为了掌握和探索无人机的原理和操作方法,赵海涛付出了巨大的努力。无人机涉及机械、光电等多个专业学科,集航空机务、控制、飞行、维修于一体。赵海涛常常感到自己的知识不够用。为此,他奋力攻关。《机械制图》、《空气动力学》、《电工技术》等80余种无人机技术相关书籍被他一一“啃”了下来,他还结合训练记下了11本读书笔记和7万字的心得体会。

赵海涛常说:“空中无人机是炮兵放大的眼睛。”为了让炮兵的这双眼睛更加明亮,他经常操着本该专家操的心,不断在改进无人机上动脑筋。无人机上的航空照片解析定位仪计算机配置低,目标定位时间太长;无人机模拟信号与炮兵使用数字信号之间不能实现转换对接,影响着侦察信息向战斗力的转变……如何解决这些问题?赵海涛苦熬了无数个通宵,最后大胆向厂家和科研院所提出“航空照片解析定位技术改进设想”、“研制新型无人机信息接收系统”等12条建议,均被采纳。改进后的第二代产品,空中盘旋半径增大了,电视摄像机的收容面积扩大了,分辨率增强了,飞行高度攀升了……一项项技术上的改进,带来无人机作战效能的提升,更壮大了赵海涛涉险履难练精兵的气魄和胆量。

狂风暴雨中,他指挥无人机横空穿行,为炮兵指挥官们揭开了被雨雾遮盖的“敌”阵地的面纱,成为军区新装备成建制形成战斗力演示中的一大亮点;伸手不见五指的黑夜,他操控的无人机长途飞行,神不知鬼不觉地悄然登临“敌”阵地上空,此后,一阵炮火袭来,打碎了“敌人”的美梦……

5年来,赵海涛共发现和解决无人机训练飞行中的22个技术难题。由他根据飞行经验编写的《无人机维护保养及故障排除100问》中的32个故障排除法,被石家庄军械工程学院收入教学资料,15个故障分析报告被西北工业大学某研究所作为典型故障进行研究和技术改进。伴随着这些成果的诞生,赵海涛也成了名副其实的“无人机通”。

“武器也是有感情的,爱它多一点,打赢的胜算就高一点。”赵海涛常这么说。古代诗人李商隐曾用“蓬山此去无多路,青鸟殷勤为探看”,寄希望于青鸟能够通人性、遣孤单、送平安。赵海涛亲切地将炮兵侦察无人机比喻为“青鸟”。他一直在为“青鸟”付出感情,一直在为“青鸟”灵动地飞翔而求索,希望无人机能像“青鸟”一样富有灵性,成为炮兵作战的“千里眼”。

我军的哈比自杀/侦察无人机能由A-300火箭炮发射

2月13日,俄罗斯首次公开展出了新型R—90无人侦察机。这种独特的无人机体现了火箭炮技术与无人机技术的完美结合。普通的无人侦察机执行任务时,通常是从放飞地点起飞,依靠自身动力抵达目标区。而R—90起飞和抵达目标区上空的方式非常特别,它是利用“旋风”火箭炮发射到目标区上空释放,进行侦察飞行。

以前,远程炮兵作战时完全依靠前方观察所,像一个被操作的木偶那样机械地作战。为使远程炮兵作战更灵活,近年来,很多国家都为陆军配备了无人侦察机,使远程炮兵能自行监视观察目标区情况。但实际战斗通常爆发突然,无人机起飞准备及飞临目标区上空耗费时间过长。此外,“旋风”一类的远程火箭炮主要用来打击敌方纵深的目标,因此无人机需要穿越前线,常常要闯过防空火力网,容易被击落而使侦察定位行动落空,因此为保障无人机能穿过敌防空火力,通常要起飞多架无人机对同一目标进行侦察。

而R—90无人机是被装在火箭弹中,能直接穿过前沿防空网抵达目标区,这种方式速度快,防空武器难以拦截。实施远程炮击时,先发射R—90无人机火箭弹,十多秒钟后,R—90无人机就能抵达目标上空,传回目标的精确参数,然后处于待发状态的“旋风”火箭炮就能开始猛烈的齐射,彻底摧毁目标。

目前只有“旋风”这样300毫米的大口径火箭弹能够装下R—90无人机。R—90改变了战术无人机的作战过程,而且很可能带来远程炮兵作战的革命性变化。▲

《环球时报》

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