淺談拖靶的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

鐘 樂，胡延霖，陳 雄

防空兵指揮學(xué)院，河南鄭州 450052

淺談拖靶的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

鐘 樂，胡延霖，陳 雄

防空兵指揮學(xué)院，河南鄭州 450052

本文以國內(nèi)外拖靶系列為素材，闡述拖靶系統(tǒng)的功能、組成、技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀和趨勢。

無人駕駛飛機(jī)；有人駕駛飛機(jī)；拖靶；發(fā)展趨勢

0 引言

拖靶是用有人或無人駕駛飛機(jī)在空中拖帶的一種無動力靶標(biāo)。它用來模擬飛行器的特性，供部隊訓(xùn)練、射擊、校飛使用，或用來測試武備系統(tǒng)的性能。隨著諸多新技術(shù)的應(yīng)用，拖靶系統(tǒng)具備了更為全面的威脅模擬功能和更為精確的脫靶量測量手段，拖靶系統(tǒng)已經(jīng)從僅供高炮和航空機(jī)炮射擊訓(xùn)練使用的旗靶和布袋靶等原始靶標(biāo)發(fā)展成為現(xiàn)代拖靶系統(tǒng)。它的應(yīng)用增加了空中靶標(biāo)的品種，為提高靶場和部隊的綜合供靶能力、降低供靶費(fèi)用發(fā)揮了重要作用。

1 拖靶的組成及發(fā)展

拖靶系統(tǒng)基本由拖帶飛機(jī)（也可是靶機(jī)）、航空絞車、拖纜、拖靶等組成。其中拖帶飛機(jī)是系統(tǒng)的載體，決定了拖靶的飛行品質(zhì)，拖靶的速度、高度、偏航率等重要技術(shù)指標(biāo)。

早期的拖靶是多是軟體靶，由特種紡織材料制成，一般用靶機(jī)拖帶，如旗靶、袋靶和三葉靶，供高炮或機(jī)炮射擊訓(xùn)練使用。因?yàn)榧夹g(shù)方面的原因，帶靶飛行的速度基本不超過300km/h，拖靶放出的長度也在200m以內(nèi)，只能作為低空低速靶標(biāo)。

硬體拖靶由軟體拖靶進(jìn)化而來，靶體外形采用金屬或復(fù)合材料等制成，具有良好的流線型氣動力布局。它在布袋靶原理的基礎(chǔ)上，逐步增加飛行速度，完善控制功能，以適應(yīng)各式武器發(fā)展變化的要求，達(dá)到模擬當(dāng)代空中飛行器的目的。拖靶按功能分為紅外目標(biāo)靶、雷達(dá)特征靶、光學(xué)靶、電磁干擾靶和拉煙演示靶等多種形式。

2 拖靶的目標(biāo)模擬特性

度區(qū)域內(nèi)，這為地面探測空中目標(biāo)提供了另外一種手段。拖靶用其攜帶的紅外發(fā)生裝置給探測儀器發(fā)出輻射源，模擬空中飛機(jī)或?qū)椀奈惭嫣卣鳌Ｄ壳巴习械囊饭庋b置在近紅外區(qū)達(dá)到1 000w～2 000w/球面度，在遠(yuǎn)紅外區(qū)達(dá)到20w～500w/球面度，發(fā)光的物質(zhì)可以是燃燒藥柱或航空煤油，這種模擬方式基本可以反映小型飛機(jī)或?qū)椀募t外特征。

2.3 幾何特性模擬

硬體拖靶分為通用型和專用型。通用型就是主體結(jié)構(gòu)固定，只根據(jù)需要更換雷達(dá)反射體和紅外發(fā)光強(qiáng)度裝置，以模擬不同飛行器的雷達(dá)特性；專用型則是按照某一飛行器（多為導(dǎo)彈）的外形全尺寸或比例尺寸制成拖靶形狀，拖帶到該飛行器的飛行速度，達(dá)到較真實(shí)的測試效果。

3 未來拖靶的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展、新材料的研制與應(yīng)用、飛行動力學(xué)的不斷深入研究和大型計算機(jī)分析軟件的日趨完善，催生了各式各樣的飛行器的研制，高空的、低空的，高速的、低速的，有人的、無人的，滑跑的、彈射的等等，分布在不同的行業(yè)。各國都在想方設(shè)法降低消費(fèi)，用相對便宜且性能相近或相同的替代品完成驗(yàn)證試驗(yàn)，拖靶在其中再次發(fā)揮了重要作用。

2.1 雷達(dá)特性模擬

硬體拖靶的雷達(dá)特性是靶體在雷達(dá)波照射下產(chǎn)生回波被顯示的能力，其強(qiáng)度指標(biāo)用雷達(dá)散射截面（Radar Cross Section，簡稱RCS）來衡量。它是目標(biāo)的假想面積，用一個各向均勻的等效反射器的投影面積來表示，該等效反射器與被定義的目標(biāo)在接收方向單位立體角內(nèi)具有相同的回波功率。也就是說，一個飛行器的RCS不是一個單值，對于每個視角、不同的雷達(dá)頻率等都對應(yīng)不同的RCS值。現(xiàn)在，更換靶頭或靶體，拖靶系統(tǒng)已經(jīng)可以在不同反射頻率下模擬出從小于0.1m2到近百平米的RCS值，基本涵蓋了輕型戰(zhàn)斗機(jī)、無人機(jī)和各型導(dǎo)彈的雷達(dá)特性。

2.2 熱紅外特性模擬

由于溫度500℃～3 000℃的物體對外熱輻射波長集中在紅外線區(qū)域（770μm～1350μm），發(fā)動機(jī)的尾噴口溫度又集中在該溫

為了適應(yīng)武器的發(fā)展，真實(shí)模擬空中目標(biāo)的特性，拖靶逐步向高速度、小截面、超低空方向發(fā)展，以更加機(jī)動靈活的形式檢驗(yàn)防空武器的性能，隱身技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在硬體拖靶上，所采用的方式主要有：

3.1 超低空飛行

早期導(dǎo)彈的彈道一般都比較高，像前蘇制“冥河”導(dǎo)彈，達(dá)到150m～300m，體積又大，極易被發(fā)現(xiàn)和擊毀。“飛魚”導(dǎo)彈首次將飛行彈道降到10m～15m（巡航），在接近目標(biāo)時的飛行高度只有幾米。因?yàn)榈厍蚯实挠绊懀话憷走_(dá)搜索到此類高度的視距也就20多km，如果在海上飛行，再加上海浪雜波對雷達(dá)波束的反射，艦載雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)它。超低空飛行也是突擊航空兵的典型戰(zhàn)術(shù)之一，利用地球曲率，降低對方防空系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)概率，利用海面雜波、地物和對方防御盲區(qū)，削弱對方電子探測設(shè)備的鑒別能力，在實(shí)戰(zhàn)中往往十分奏效。目前應(yīng)用了無線電高度表和GPS導(dǎo)航的硬體拖靶，實(shí)現(xiàn)20英尺（7m）高度、精度在1m～2m已經(jīng)是基本的技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。

3.2 飛行機(jī)動

飛機(jī)和導(dǎo)彈是高速運(yùn)動目標(biāo)，防空反導(dǎo)導(dǎo)彈為了有效地攔截這些目標(biāo)，其速度應(yīng)為目標(biāo)速度的1.5倍～2倍左右。反艦導(dǎo)彈一般飛行彈道較低，有的還掠海3m～4m飛行，空氣阻力較大，所以現(xiàn)役反艦導(dǎo)彈一般沒有超聲速飛行的（有些報道認(rèn)為前蘇聯(lián)的SS-N-22等飛行馬赫數(shù)已達(dá)1.3以上）。拖靶模擬反艦導(dǎo)彈不僅高度、速度上取得一致性，還設(shè)置機(jī)動飛行技術(shù)，增加雷達(dá)搜索和反導(dǎo)攔截的難度。飛行機(jī)動包括蛇形機(jī)動和突然加速，蛇形機(jī)動就是利用水平尾翼和垂直尾翼的周期擺動，使拖靶在空中不沿直線飛行；突然加速指一次性拖靶在航路后期切斷拖纜，點(diǎn)燃尾部小助推火箭，使拖靶突然獲得大速度飛行，模擬導(dǎo)彈的最后攻擊。

3.3 雷達(dá)與紅外隱身

隱身技術(shù)目前在導(dǎo)彈上被廣泛應(yīng)用，主要表現(xiàn)在外形設(shè)計隱身、吸波材料隱身、紅外隱身3個方面。雷達(dá)吸波隱身主要是在導(dǎo)彈上采用吸波材料和吸波涂層。日本在吸波材料研制上居先進(jìn)地位，在其研制的SSM-1岸艦導(dǎo)彈、ASM一空艦導(dǎo)彈上都采用吸波涂料。狹義的雷達(dá)隱身是指減少電磁波反射的外形設(shè)計和表面覆蓋吸波材料。外形隱身（如 F-117）是對傳統(tǒng)飛行器強(qiáng)散射源進(jìn)行改造，以劈尖形、矩形代替橢球形，內(nèi)置掛架，“S”進(jìn)氣道或上置進(jìn)氣道等。除此之外，研究人員試圖采用仿生技術(shù)，提高隱身水平。用于隱身的吸波材料有多種，多晶鐵纖維吸收劑、鐵氧體吸波涂層、導(dǎo)電高聚物材料、層板結(jié)構(gòu)復(fù)合材料（B-2轟炸機(jī)為三層結(jié)構(gòu)）都已經(jīng)得到很好的應(yīng)用。紅外隱身主要是抑制在敵方紅外探測系統(tǒng)方向上的紅外輻射強(qiáng)度。紅外輻射源主要來自發(fā)動機(jī)本身的熱輻射、尾噴管噴出的高溫尾焰、武器系統(tǒng)表面氣動加熱、對環(huán)境輻射的反射等。對于巡航導(dǎo)彈來講，主要的紅外輻射源為發(fā)動機(jī)的噴口和尾焰，其次是蒙皮輻射和尾后羽狀廢氣氣柱的紅外輻射等。減小紅外輻射的主要方法是選用渦扇發(fā)動機(jī)，采用陶瓷復(fù)合材料噴管或二元噴管，將噴管安放在彈體上方，在彈尾安裝紅外擋板，紅外干擾等技術(shù)。

4 結(jié)論

用作防空武器系統(tǒng)試驗(yàn)鑒定與射擊訓(xùn)練的空中靶標(biāo)，已經(jīng)是空靶體系中不可缺少的一部分。諸多新技術(shù)的應(yīng)用，拖靶系統(tǒng)具備了更為全面的威脅模擬功能和更為精確的脫靶量測量手段，能夠以很低的投入準(zhǔn)確掌握武器系統(tǒng)的性能，具有明顯的實(shí)戰(zhàn)意義。隨著導(dǎo)彈與反導(dǎo)的發(fā)展，拖靶的模擬效果會越來越好，應(yīng)用領(lǐng)域也會更加廣闊。

[1]丁力軍.現(xiàn)代航空拖靶系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用[J].航空科學(xué)技術(shù)，2006(4).

[2]陳峰.中靶標(biāo)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].兵工自動化，2006(12).

TG7

A

1674-6708（2011）34-0136-02

鐘樂，碩士研究生，研究方向：無人機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 胡延霖，碩士生導(dǎo)師，研究方向：無人機(jī)技術(shù)與應(yīng)用