低可探測性無人偵察機

文/北京理工大學 黃景懷

低可探測性無人偵察機

文/北京理工大學 黃景懷

低可探測性無人偵察機

在歷次現代戰爭中無人機都是戰場上的主角之一。從1982年貝卡谷地空戰，到2001年的阿富汗戰爭；從1999年的科索沃戰爭，到2003年第二次伊拉克戰爭，無人機都扮演了相當重要的角色。甚至在2008年格俄沖突中，也可覓見無人機的影子。同樣，無人機也是各大媒體與歷次航展的寵兒，從盛大的巴黎航展，到恢弘的美國長灘航展；從精致的范保羅航展，到如節日般熱鬧的我國珠海航展；甚至中東國家舉辦的武器展，都是無人機展示的舞臺。可以說，沒有無人機，就沒有現代戰場以及與之相配的軍火市場。

無人機家族中的微小型無人機以其體積小、使用靈活、便于攜帶、成本低廉等優點在無人機家族中占有非常重要的地位。本作品則通過降低微小型無人機的信號特征，同時加強無人機的偵察能力，以達到低可探測性，提高無人機戰場生存能力的作用。

為提高無人機的戰場生存能力，即無人機的低可探測性，本作品主要從四個方面對無人機進行了改進。

一、聲學隱身

為減小無人機的聲學噪聲，研究小組分析了無人機可能的噪聲源，認為對無人機聲學隱身最為不利的因素為發動機。傳統內燃機的燃燒爆震與活塞往復運動以及螺旋槳的氣動噪聲均對無人機的聲學隱身有不良影響，故該作品選用了先進的外轉子無刷電機作為無人機的動力裝置。

二、可見光隱身

可見光隱身，即視覺隱身是低可探測性無人偵察機的研究重點之一。由于微小型無人機飛行高度低(100～200m)，處于肉眼可見的范圍內，通過減小目標與背景之間的亮度、色度和運動的對比特征，達到對目標視覺信號的控制，可以有效降低可見光探測系統發現目標的概率。本作品從兩個方面對無人機的視覺信號進行了處理：1.盡力減小無人機可視特征面積。研究小組在結構上對無人機進行了優化設計，通過優化機艙布局，采用尾桿式機尾，使無人機結構在能夠滿足需求的前提下盡可能減小外形輪廓；改善了氣動布局，選用V型尾翼，減小無人機的暴露面積；選用透明蒙皮，減小了尾翼與機翼94.6％的可視面積，占全機可視面積的68％，對減小無人機可視特征面積做出了極大的貢獻。同時通過優化翼肋的設計，通過約束翼肋寬度、選用鏤空翼肋、提高翼肋間距，進一步改善了無人機的視覺隱身能力。2.減小無人機與背景之間的亮度、色度和運動對比特征。為減小無人機與背景之間的亮度、色度和運動對比特征，低可探測性無人偵察機選用了陣列式發光二極管作為特殊照明系統，將光束投射到機身側面與腹部，對照度進行補足，使其最大程度地貼近天空背景的亮度和色度；同時對無人機裸露的部分噴涂上銀灰色迷彩。實驗表明，以上措施對提高無人機的視覺隱身性能有著極大的幫助。

三、紅外隱身

無人機的紅外熱源主要集中在動力系統、任務設備等部件的發熱上，其中以動力設備為甚。由于該無人機選用了外轉子無刷電機作為動力源，且任務設備均選用了低功耗元件，因此最大程度地減小了被紅外探測儀發現的可能性。

四、雷達隱身

在雷達隱身方面，研究小組選用了非金屬材料作為結構件的原料，避免了金屬材料的大量使用導致的雷達散射問題。

本作品在北京理工大學機電工程學院(現宇航學院)航模隊成員楊明、李云、張福彪、李延平、莫靂等同學的通力合作下，取得了大量的實驗數據，積累了大量工程經驗，并在2005年第九屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽上獲得一等獎。

責編/吳浪