军用无人机作为现代空中军事力量中的一员,具有无人员伤亡、使用限制少、隐蔽性好、效费比高等特点,在现代战争中的地位和作用日渐突出。无人机作为未来的作战战机已经成为世界各个国家都大力发展的对象,中国在近年来成为全球最大的无人机供应商的同时,在技术上也处于世界前列仅落后于美国、以色列等国家。
翼龙无人机
我国从上世纪90年代也开始发展作战型无人机系统,先后突破了自主飞行、探测与导系统、高速数据链等技术难点,研制成功多型具备在侦察-打击一体系统。这其中以成都飞机公司的“翼龙”最为有名,该机已经成功的出口到阿联酋等国,实现了我国作战型无人机出口的零突破,是我国军用飞机未来出口一个比较有潜力的机型。在性能上,如果将“翼龙”与国外同类型无人机,尤其是MQ-1相比,仍有一定的差距。从相关资料来看“翼龙”的尺寸与MQ-1相近,前者的机长为9米左右,翼展14米,后者为长度为8米,翼展为14-16米,最大起飞重量前者为1200公斤,后者为1050公斤。但是在有效载荷方面,“翼龙”只有350公斤,要低于后者的500公斤。其中“翼龙”的探测器和武器的总重量只有200公斤,在挂载光电吊舱之后,留给机载武器的重量只有100公斤,所以“翼龙”只能配备2枚50公斤级的机载武器,多目标作战和持续作战能力较低。
载荷低的缺点同样制约了“翼龙”在侦察探测系统上的升级提高。虽然现代光电系统已经采用第三代大面积红外器件阵、高分辨率CCD摄像机,大功率激光器件,探测距离有较大的提高,一些先进的光电吊舱的探测距离可以达到50公里,CCD摄像机在白天晴朗气候条件下,对于直径30米的物体可以提供100公里的探测距离,大功率激光器件在万米高空,理想条件下的作用距离则超过40公里。不过由于光电探测系统的工作波长较短,所以在恶劣气候条件下的作用距离明显降低,远程分辨能力仍然不足,所以新一代无人侦察机多采用战术合成孔径雷达作为远程探测系统。像MQ-1就配备有ZPY-1战术合成孔径雷达,由此对地面目标探测距离已经达到25公里,分辨能力在1米左右。
CH-4无人机
我国也研制出与ZPY-1战术合成孔径雷达相近的机载KU波段合成孔径雷达,并曾在国际电子防务展上展出过。国产的合成孔径雷达,具备全天候条件下对地进行探测,具备大面积条带状普查和聚束目标详查的能力。在前者模式下,它可以实现30公里的探测距离,成像区域为3*12公里分辨率达到3米;在后者模式下,探测距离大约15公里,成像区域为1*1公里,分辨率为1米,同时还具备对地面移动目标探测和指示能力,用于探测大范围内地面运动目标。雷达采用模块化设计,天线/伺服单元、发射机/低功率射频单元和综合信息处理系统组成,重量只有60公斤。具备性能好、体积小、重量轻、功耗低的优点,因此适合于轻型飞机及无人机的使用。但正是“翼龙”无人机由于载荷小,因此无法像MQ-1无人机那样同时配备光电吊舱和合成孔径雷达。毕竟“翼龙”的有效载荷只有100公斤,如果再加上一个60公斤的合成孔径雷达,那么剩余下的武器载荷就只有40公斤,而一枚国产蓝箭-7机载反坦克导弹的重量都有50公斤左右了。所以“翼龙”最终是向机载武器妥协,采用光电吊舱加机载武器的配置,显然会影响它的远程探测能力、作战效通知和使用灵活性。
CH-4就是针对“翼龙”的载荷地这一弱项而研制的。较于“翼龙”,CH-4主要是增加了机体尺寸,机长增加到10米,翼展18米,翼展加长,展弦比增加,相应的诱导阻力就降低,所以整机升阻比有所增加,飞行速度和航程都有所增加。CH-4的飞行速度提高到300公里/小时,航程可以达到4000公里以上,滞空时间13个小时。特别是,CH-4的最大起飞重量增加到1330公斤,有效载荷增加到350公斤,探测系统可以同时配备光电吊舱和合成孔径雷达,具备较强的远程探测能力和复合探测能力。尤其是在恶劣气候条件下的远程探测能力,合成孔径雷达受烟雾、雨雪等天气影响较小,具备全天候成像的特点。而且外合成孔径雷达的分辨率不随着距离的增加而降低,因此在较远距离上仍旧可以对目标进行高分辨成像,可以提高载机的战场生存能力。由于机载合成孔径雷达一般都具备地面移动目标指示能力,因此CH-4还可以通过高速数据链将所探测的目标实时的传递给后方指挥部,引导后方远程火力进行打击,这对于打击机动式防空/弹道导弹发射车这样的时间敏感性目标尤其有用。
MQ-9“死神”无人机
在机载武器方面,CH-4的翼下有四个挂架,其中内侧挂架最大挂载能力为100公斤,外侧为50公斤,可以挂载2枚FT-5小直径制导炸弹和2枚AR-1机载反坦克导弹。其中AR-1是专门为无人机研制的机载反坦克导弹,长度1.45米,直径0.18米,采用激光半主动制导方式,最大射程8公里,破甲深度为1米,固体火箭发动机,飞行速度为374米/秒,最大发射高度5000米。CH-4一次可以挂载4枚AR-1机载反坦克导弹,紧急的情况下可以配备6枚。但航展上的资料显示,CH-4所采用的活塞发动机与“翼龙”同型,功率上可能也不会有明显提高,所以依靠气动设计来“争取”来载荷能力的CH-4,在性能上较“翼龙”的提高,并不会如MQ-9相对于MQ-1那样明显。这反映了航空发动机工业对于整机性能的限制。
虽然在发动机这一弱项上,近些年来已经开始加大突入,但毕竟人力物力优先偏向优先解决的还是大型主战武器装备的发动机问题,在中小功率发动机上投入还是相对较小,这样就造成了我国无人机面临着无发动机可用的尴尬局面。以无人机常用的活塞发动机为例,“翼龙”和CH-4配备的是奥地利的ROTAX-914F发动机,而国内在此领域只有南方航发及成都航发生产。且在大型无人机所需要的涡桨发动机方面,国内几乎是空白,目前展出过的涡桨-9发动机,它的功率只有700马力左右,是无法支持其如MQ-9这样的级别的无人机。在长航时大型无人机的涡扇发动机方面,国内目前也是只有WS-11一种,性能来说比起当今先进的发动机还是有较大的差距。因此不得不说,对于国产无人机而言,动力上的问题可能还需要一段时间才能得到真正的解决。
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