空中靶機系統發展歷程及展望

毛師彬 王景偉 洪劍鋒 廖武華

空中靶標是對空武器裝備試驗和部隊訓練的重要組成部分，直接關系到部隊戰斗力的生成和提升。本文分析了空中靶標的主要功能要求和組成，以靶機為代表介紹了外軍靶標發展情況，并重點介紹了國內靶機發展歷程、現狀和可能存在的問題，并對靶機的發展提出了展望和建議。

我國地緣遼闊，地形復雜多樣，平原、高原、山地、丘陵、盆地五種地形齊備，山區面積廣大;地勢西高東低，大致呈三階梯狀分布，其中第一階梯為西南部的青藏高原，平均海拔在4000m以上，總面積約250萬平方千米，占全國面積約1/4。

空中靶標作為對空武器裝備能力評估、部隊對空訓練及演習演練的重要組成部分，其主要功能應包括：（1）模擬敵空中威脅武器典型目標特性，包括典型作戰目標的形狀、尺寸、結構、材料等幾何物理特性，高度、速度、機動性等運動特性，電磁聲光熱等輻射反射特性，干擾與抗干擾、反向攻擊等對抗特性;（2）具備對于被探測、跟蹤、命中等相關試驗數據或擊毀程度的采集能力，滿足對空武器裝備搜索、捕獲、跟蹤、攻擊的目標需求，為部隊訓練和武器裝備系統能力評估提供目標和依據。

常見空中靶標主要有氣球靶、傘靶、拖靶、靶彈、靶機等。其中氣球靶、傘靶和拖靶一般屬于無動力無控裝置，結構和功能均較為簡單，而大部分靶彈是在導彈的基礎上改制而成，這幾種靶標的發展歷程相對簡單或者依附于導彈裝備?？罩袩o人靶機（以下簡稱靶機）作為空中靶標最常見的表現方式，其發展歷程相對獨立，而且一定程度上代表了我軍對空武器裝備試驗和部隊對空訓練的發展水平，本文也將以靶機為代表介紹空中靶標的發展歷程、現狀及展望。國外靶機的發展

無人機概念的最早被提出并與軍事應用結合的歷史可以追溯到上世紀二十年代，英國在1920～1930年之間研制了以“蜂后”（Queen Bee）為代表的幾型靶機，并應用于檢驗部隊防空火力，被視為靶機的開端。到20世紀40年代，無人機正式開始作為靶機用于訓練防空炮手。二戰結束之后，西方國家開始逐步將退役或閑置的飛機改為無人靶機。隨后，靶機技術作為軍用無人機的重要組成部分得到了各國軍方的重視與發展。美國作為二戰后軍事與科技發展水平最高的國家，在1940年左右開始研制生產系列靶機，并逐步占據世界領先地位，代表了世界靶機發展的最高水平，其產品涵蓋了低速靶機、亞聲速靶機、超聲速靶機、旋翼靶機和全尺寸靶機等門類。

1945年7月，MQM33/36型低速靶機完成首飛，并直到本世紀初仍在使用，迄今生產超過7萬架，并出口數十個國家，廣泛應用于高炮和各種地空導彈對空射擊的靶標，是低速型靶機的典型代表。該型靶機采用上單翼布局，機長3.85m，翼展3.5m，采用一臺67.1kW的活塞發動機，最大平飛速度100m/s。

亞聲速靶機的典型代表為1965年開發的BQM-74“石雞”靶機，該型靶機采用上單翼布局，使用一臺W R24-8渦噴發動機，機身3.95m，翼展1.75m，最大速度953km/h，在多個國家建有生產線，并經過多次升級改型，累計使用超過10萬架，至今仍被用用于防空火炮、地空、空空以及艦空導彈的訓練和試驗評估。目前，美海軍計劃使用一種全新的BQM-1 77靶機代替現役的BQM-74E靶機，并已經完成首批交付使用。

此外，美軍在1951年開始試飛KDA-1“火蜂”亞聲速靶機，并開始批量使用，至1960年，其改進型號BQM-34A“火蜂”靶機研制成功，該型靶機機長7m，翼展3.9m，裝載一臺J-69-41A渦噴發動機，最大速度1 176km/h。目前，火蜂靶機已經退役。

超聲速靶機的典型代表為GQM-163A型超聲速靶機，該型靶機最早由美國海軍組織研制，用于模擬超聲速掠海飛行的反艦導彈，總長9.56m，最大飛行速度超過2.5Ma。目前主要應用于美國海軍，并出口法國、澳大利亞、日本等國。

在全尺寸靶機領域，美軍一直堅持退役改制的路線，從上世紀40年代開始，先后將F6F、T-33、F-102、F-86、F-106等改為靶機，比較有影響力的是在上世紀90年代美空軍正式選定由F-4戰斗機改制成的QF-4全尺寸靶機，從1997年到2015年，約生產使用315架左右。從2010年開始，美軍計劃將退役的126架F-16戰斗機改為QF-16靶機，以逐步替代QF-4靶機，對三、四代戰機進行目標模擬。

除美國以外，歐洲國家的靶機發展也各有特色，早期有英澳合作研制的“金迪維克”（Jindivik）靶機，法國的CT.10、CT.20靶機（彈）、意大利的P.1、P.2靶機等。從上世紀70年代末開始，歐洲國家的靶機發展同樣迅速，并未完全落后于美國，包括英國的“海燕”（Petrel）超聲速靶機（彈）、“小鷹”（Falconet）、法國的C.22靶機等，以及頗負盛名的意大利“米拉奇”（Mirach）系列靶機，包括“米拉奇”-10、“米拉奇”-20等以活塞發動機為動力的低速靶機，以及“米拉奇”-100、“米拉奇”-300等亞聲速靶機。

國內靶機發展歷程及現狀

起步階段（上世紀五、六十年代）

一般認為國內靶機的發展起始于上世紀五十年代。此階段，我軍主要使用國內自行研制生產的Ⅰ型靶機，Ⅰ型靶機屬于遙控航模靶機，體形小、速度低，一般在目視范圍或通過指揮鏡觀測指揮飛行，其優點是結構簡單，造價比較低，適用于當時國民經濟及科技不發達情況下部隊規?；褂玫男枨蟆＂裥桶袡C在七十年代以后經過多次改型升級，在部隊炮射訓練中持續使用，直到2000年以后仍有批量生產，其中最典型的升級型是1-50型靶機。此外，主要為了早期的地空及空空防御射擊訓練，于五十年代后期從蘇聯進口了“拉”-17靶機。其停供后，從上世紀六十年代開始，我國開始獨立研制“長空”靶機并于六十年代中后期開展試驗、試飛，并逐步投入使用。

初步發展階段（1970-2000）

在初步發展階段，我國自行研制的紅Ⅱ型靶機嶄露頭角并成為部隊訓練的主要機型，該機型在1 970年完成設計定型。第六十研究所后續又對其進行了多次改型，通過對發動機、飛控、航電等系統進行多次技術更新，升級為Ⅱ -70型靶機。該型靶機在我軍陸軍、空軍部隊地面防空訓練、科研單位武器研制試驗、鑒定、檢驗等領域有著廣泛的應用，累計產出萬余架套，是目前為止我國使用數量最多的靶機型號。Ⅱ -70型靶機也成為低空低速靶機的代表并發展出高原、海用等系列型號。

快速突破階段（2000-2010）

新世紀伊始，隨著用戶對高速飛行目標的需求日益迫切，發展出了以第六十研究所研制的Ⅱ-150型靶機為代表的亞聲速靶機產品。Ⅱ-150靶機在國內率先突破了微小型渦噴發動機和小型高速無人機設計和控制兩個領域的技術難題，實現了小型亞聲速靶機的成功研制和批量使用。該型靶機自2004年起至今發展出一系列衍生機型并大量使用。

此后國內多個廠家和院校等先后實現技術突破，國內先后出現了“Ⅱ-250”“天鷹”、“飛鳶”等多種亞聲速靶機型號，與Ⅱ-150一起被稱為亞聲速靶機，此類靶機采用小型渦噴動力，實現亞聲速飛行，具有雷達、紅外、電子對抗等多種任務單獨或復合裝載能力，可用于模擬三代戰機、準隱身戰機、巡航導彈、反艦導彈等空中來襲目標的速度、雷達、紅外以及對抗等目標特性，主要為空空導彈、中近程防空導彈的實戰訓練提供空中靶標。

深入發展階段（2010——至今）

在2010年之前，國內靶機的發展以速度為主要發展方向，一方面是因為部隊訓練急需一種速度更快、并能夠以相對低成本大批量應用的靶機，以提高部隊訓練和裝備試驗水平;另一方面也受限于當時國內靶機行業總體技術水平偏低，在航空動力、材料、控制等多個支撐專業上缺少突破，相應的資源投入也不足以支撐靶機的多元化多樣性發展。

到了2010年之后，隨著裝備性能提升和實戰化訓練要求的不斷提高，也因為四代戰機的列裝和相應武器系統的發展，部隊對于靶機在機動、隱身等方面的要求不斷提高，已有的亞聲速靶機對于新的需求難以適用，迫切需要具有更高性能的靶機出現。靶機行業經過多年積累，技術不斷發展，認識不斷提升，國家、軍隊和社會等多種資源對于靶機行業的投入也在不斷提升，靶機行業進入蓬勃發展的時代。

以第六十研究所為代表的靶機廠商開始在亞聲速靶機的技術基礎上研制具備或同時具備機動、隱身能力的機動隱身靶。機動隱身靶機的典型特征是同時具備高速、大機動和低雷達散射截面等特性。我國的機動隱身靶機研制基本開始于此階段初，并已陸續投入使用。此類靶機在亞聲速或高亞聲速飛行的基礎上，具備模擬四代戰機機動能力、可裝載多種任務設備等特點，可用于模擬四代隱身戰機、巡航導彈、反艦導彈等空中來襲目標的速度、雷達、紅外、機動以及對抗等目標特性。

除了靶機自身的飛行能力之外，其余的目標特性模擬能力也至關重要，主要包括：（1）靶機自身采用雷達隱身設計，并可以通過加載龍伯球等雷達增強設備實現不同目標的RCS特性模擬;（2）通過加載曳光管等光源/紅外源實現對不同目標的可見光/紅外特性模擬;（3）通過單/多種機型編隊飛行實現對飽和攻擊、集群目標等態勢的模擬;（4）通過加載電子干擾機等對抗設備，用于構建復雜電磁環境，或模擬敵具備電子對抗能力的威脅武器。

可能面臨的問題探討

更完備的頂層規劃

不同客戶群對新型高端靶機發展的需求逐漸呈現多樣化、特殊化趨勢，難以保障發展的系統性和持久性。當前還存在中低端靶機層面重復建設的現象，例如在小型低速靶機領域，目前至少有4～5種功能性能十分接近的型號，既不能在使用中拉開差距互補，又容易在發展應用中互相牽制，導致不良競爭，影響行業健康發展。此外，目前裝備試驗和部隊訓練的需求之間存在偏差，雖然都應以追求逼真模擬為目標，但受限于經費和保障條件，訓練需求更趨向于高性能條件下的使用便捷性和經濟性。因此，有必要盡快建立更加完備的頂層規劃體系，給行業體系發展提供更加全面有效的指導。

更迫切的標準規范

空中靶標建設缺少標準規范約束，隨著產品型號的不斷擴充和發展，問題日益突出。目前產品發展呈現多樣化趨勢，不同廠家之間各自發展，設計標準化、產品規范性、器材兼容性都缺少統一標準，直接影響就是產品技術的重復開發，保障條件的大量重復建設，不同產品不具備兼容性和互換性，用戶使用不便。此外，良好的標準規范建設有利于提高行業產品的整體可靠性和安全性。標準和規范體系的建設迫在眉睫，也是產品體系持續健康發展的重要條件之一。更先進的技術產品

我國靶機起步相對較晚，發展過程中又受到國家科技和經濟發展水平制約，前期發展相對緩慢，雖然近年來發展相對迅速，但與歐美國家之間仍存在一定差距。隨著四代戰機、隱身無人攻擊機、超聲速巡航導彈等先進武器在各國紛紛列裝，和下一代武器的研制開發，目前的空中靶標對外軍典型裝備目標特性的模擬能力上仍舊存在較大差距，主要體現在對于段段飭特性、集群飛行能力、電子對抗能力等方面的差距，迫切需要更先進的技術和產品來提高行業水平，真正做到實戰條件下的逼真模擬。

更匹配的任務載荷

現階段，空中靶標的總體發展水平落后于外軍先進裝備的發展水平，且這種差距水平在很長時間內難以消除，尤其對于中小型靶機而言，單純依靠自身能力想要逼真模擬裝備的各類目標特性尤為困難。因此除了自身的能力之外，靶標通常需要加裝各類模擬載荷，比如紅外源、雷達增強器、電子干擾設備、機載測量設備等。目前國內模擬載荷設備的功能性能仍滯后于試驗和訓練需求，包括設備小型化、低功耗化、低成本化等適裝要求。任務載荷的發展程度，以及與靶機平臺發展的匹配程度從一定程度上決定了靶標體系模擬的能力水平，應著力改變目前重平臺、輕載荷的發展現狀。

發展展望

頂層規劃引領行業發展

空中靶標作為對空試驗、訓練的物質基礎和重要標尺，應對其發展進行合理的頂層規劃，通過專業的智能機構對其進行管理、引領與監督。有必要在研究掌握外軍典型武器能力及發展趨勢，掌握行業基本情況和能力的條件下，制定靶標發展方向、目標及路線，促進靶標建設系統化、體系化，實現靶標建設種類齊全、結構合理，并具備較好的效益性。在發展過程中可以適度借鑒外軍發展經驗和歷程，充分利用國家經濟快速發展和科技水平快速提升的有利形勢，合理制定路線，實現加速發展和跨越式發展，力爭盡快超越外軍先進水平。

高端技術促進性能躍升

隨著全球技術水平的不斷突破創新，國內外武器裝備發展水平也在飛速發展，以F-35、F-22為代表的四代機具備超聲速巡航、高機動飛行、超隱身能力，新一代超聲速巡航/反艦彈最大速度普遍超過2Ma，美俄等國均在著力開發5～10Ma甚至更高速度的下一代飛行器。靶機的發展也必然要求緊跟裝備發展，不斷突破超聲速、高機動、隱身等方面的技術限制，實現自身能力的發展。

此外，周邊國際形勢的不斷變化，以及未來可期的局部甚至更大范圍內的戰爭風險，也必然要求靶機能夠在更廣的范圍內完成更高的功能和性能，比如通過對先進技術的研究和應用，實現靶機的全天候作戰模擬、高海拔高寒環境作戰模擬、陸地/海面超低空飛行目標模擬、強電磁環境下的對抗模擬等能力。

集群協同日漸趨于常態

近年來，隨著無人機技術、智能控制技術、通信技術等領域的突破創新，基于軍事應用的無人機集群技術研究已經逐步展開。這其中，美國首先將其作為軍用無人機的重要發展方向，通過頂層設計、項目規劃、理論研究、關鍵技術攻關和演示驗證等手段不斷促進其快速發展，并取得了實質性的領先。美國國防部預研局（ DARPA）、戰略能力辦公室（SCO）、以及空軍、海軍都開展了大量研究工作。2016年5月，美國空軍正式提出《2016—2036年小型無人機系統飛行規劃》，明確提出到2036年建成集群無人機作戰體系。

為了應對這種新型威脅，必須加大對于集群式靶標的研究，通過對集群通訊技術、集群控制技術、航線智能規劃技術、集群安全控制技術等關鍵技術的攻關突破，實現從作戰規模、作戰樣式上逼近外軍集群作戰對象，做到提前規劃、有序應對、逼真模擬。

人工智能展現深遠影響

隨著人工智能技術的快速發展，對相關聯行業（尤其機器人相關）都產生了十分深遠的影響，靶機的智能化發展程度相對落后于相關行業平均水平，尤其各類軍民用智能終端、智能車輛等前端行業，可以想見人工智能技術必然在短期內對靶機行業產生技術沖擊，帶來重大變革。

目前靶機在飛行控制、任務管理、人機交互等方面的總體水平介于自動控制到自主控制之間，人工的操作和干預仍舊是飛行和任務決策的關鍵輸入。在諸如復雜地形環境、多機協同、碰撞檢測與控制、故障檢測與重構、航線規劃與安全檢測、應急控制等操作上，常見的方式還是采用程序預先設定或人工直接干預的方式，存在程序預設邏輯有限、閾值設定不靈活、自主決策準確度不高、人工決策不及時等一系列問題。應加緊結合當前人工智能技術發展，提高飛行管理的智能化程度，提高系統保障性，降低保障人員專業化程度，提高系統安全性和可靠性。

靶機平臺轉向靶機系統

在現有靶機平臺化發展的基礎上，應加快其系統周邊技術和產品的開發，提高以行業整體為規模、以產品系統為單元的發展水平，實現為各級部隊訓練需求、裝備廠商試驗需求的總體方案解決，形成靶機的系統化發展。

應根據頂層規劃的需求和發展方向，一方面盡快研發自身具備較好性能，又能復合搭載多種載荷設備的通用型靶機平臺，另一方面加快對諸如電子對抗設備、紅外設備、機載測量設備等任務載荷的模塊化設計和開發，實現平臺與載荷的統一規劃、同步開發、模塊組合、快速達成。

價格主導兼顧性能優先

體系規劃應同時考慮試驗和訓練兩條線，尤其對于部隊日常訓練所大量使用的訓練靶機，應兼顧性能提升和控制成本，在通用化的基礎上考慮普及化，滿足高性能前提下的低成本需求。基于此，靶機發展必須在規劃研發階段考慮其推廣前景，可以采供不同型號高低搭配的方式，也可以采用同一型號高低配置的方式，建成部隊用的好、打得起的靶標。此外靶機的壽命和可回收性也是決定單次訓練成本的重要因素。

總結

空中靶標的發展取決于需求推動，又依賴于技術發展水平;低成本和高性能是既相互制約又相互依賴的兩個目標;在當前對空武器裝備快速發展、作戰模式快速更新的大背景下，緊貼實戰和突破創新是兩個必須把握好的關鍵詞，空中靶標行業需要抓住機會快速發展，成為我軍戰斗力生成和提高的助力。