靶機系統的發展趨勢

靶機在新型戰斗機和各類導彈武器裝備的設計定型、性能評估階段發揮重要作用。本文對國內外靶機的發展現狀進行了調研，分析了發展趨勢。研究表明，模擬先進戰斗機飛行特征是其重要發展方向。新型靶機除具備寬速域、隱身性及高機動性等之外，還需滿足電子、光電武器及戰術對抗訓練要求，對靶機飛行控制、航電及任務系統提出了更高要求。

靶機是靶標的一種，一般將有動力的空中靶標稱為靶機，靶機除了某些機上專用設備外，與無人飛行器使用相似的技術。另外還有一類帶動力的靶標稱為靶彈，它們與導彈外形類似，實際上有些靶彈就是由一些地空導彈改裝而來的。靶機都是復雜的無人機，裝有航電設備組件、動力裝置和控制系統，能夠展現出典型目標的運動特性、飛行剖面以及目標所采用的對抗措施，從而可以全面地對地面及海上防空武器的制導系統和作戰效能進行試驗和評估。

國內外發展現狀

靶機是無人機最早的應用領域，英、美等西方國家早在1922年就開始研制靶機，是靶機技術水平最高也是產量最大的地區。伴隨著航空技術的飛躍式發展，靶機已成為軍用航空器的重要組成部分，從低速靶機、亞聲速靶機到超聲速、旋翼靶機和實體靶機種類齊全。靶機的分類按巡航靶機、旋翼靶機和實體靶機，其中巡航靶機又按低速靶機、亞聲速靶機和超聲速靶機分類。按靶機技術特點又可分為高機動靶機、隱身靶機、集群靶機等。

(1) 低速靶機

低速靶機是最早發展的靶機，美國的典型產品MQM33/36是世界上服役時間最長的靶機，于1945年7月首飛，先后為至少25個國家生產了73000架，用作多種口徑高射炮以及各種地空導彈的靶標。原總參謀部第六十研究所研制生產的II-70型靶機被廣泛應用于中國對空武器的性能評估及作戰部隊訓練，是生產時間最長、產量最大的靶機。

(2) 亞聲速靶機

亞聲速靶機常作為導彈的測試和評估的空中機動目標，是需求量最大的一種靶機。美國的典型產品BQM-74“石雞”(Chukar)于1965年開發，在全球多國生產，產量已超過10萬架。BQM-74F是該系列最新改型，速度、航程、航時和機動性均有提高，可更好地模擬空中反艦威脅。與BQM-74E型相比，BQM-74F配有一臺TR-60-5+渦輪噴氣發動機，飛行距離增加了70%，速度提高了15%，航時增加了75%，其機動能力達到8g。飛行速度可超過1235km/h，剛好低于Ma1；還能在離海平面僅2m的低空飛行。新型的BQM-177A靶機能夠攜帶多種有效載荷，包括距離傳感器和敵我識別、無源及有源射頻、電子對抗、紅外等設備，還有箔條-曳光彈布撒器以及拖曳靶機等。意大利萊昂納多公司的米拉奇靶機系列中的最新型別M-40，可與Mirach100/5使用相同的地面控制站，也能夠進行低空海上掠飛和高空作戰，其單發動機設計不僅能減輕維護和部署的負擔，也更容易運輸和儲存，飛行速度可達720km/h，甚至可以超越大多數雙發動機靶機的速度。國內與美國BQM-74型靶機性能相近的產品有II-150型靶機和HB170B靶機，均采用小型渦噴發動機作為動力裝置，配置雙通道數字式飛控，能攜帶典型的目標增強器和誘餌彈，是國內的戰訓和科研重點產品。其他亞聲速靶機系統包括希臘EADS 3 Sigma公司噴氣式鳶尾草(Iris Jet)靶機、南非丹尼爾動力公司設計的“大鷗”( Skua)高速靶機、英國Meggitt防御系統公司研制的BT-23“女妖”(Banshee)靶機系統。

(3) 超聲速靶機

超聲速靶機大多采用火箭或沖壓發動機為動力，美國的典型產品GQM-163A“郊狼”(Coyote)是海軍研制的一種超聲速掠海飛行靶機，用于模擬超聲速掠海飛行的反艦巡航導彈。“郊狼”為兩級圓柱形機體，前段為主發動機段，安裝涵道式火箭/沖壓發動機MARC R2282，后段為一個MK70Mod1標準導彈助推器。澳大利亞國防科技集團(DSTG)將與本土企業Grollo航空航天公司合作開發Evader超聲速靶機項目，從而向澳大利亞國防軍提供一種高性價比的手段來測試現役飛機武器系統的性能。這種靶機具有可調幾何形狀的進氣口和噴嘴，配備沖壓式噴氣發動機，能在較大范圍內的高度以Ma1～2的速度飛行。國產S-400型超聲速無人靶機采用兩級固體火箭作為發射助推和和巡航動力，最大飛行速度Ma1.2，具有定高、定向、支線飛行，以及遙控遙測功能。

(4) 多級超聲速靶機(MSST)

為了模擬以3M54俱樂部(SS2N227B Sizzler)導彈為代表的兩級威脅的飛行剖面而研制多級超聲速靶機(MSST)項目。靶機能以亞聲速巡航、分離，然后進行超聲速沖刺；此外靶機還應該具備可編程導航能力，包括末段迂回前進的能力。ATK的MSST技術方案GQM-173靶機系統采用了一個背部加強結構連接亞聲速巡航級和超聲速沖刺飛行器，機翼也位于該加強結構上。亞聲速巡航級基本上是改進的BQM-34靶機，而沖刺飛行器是以GQM-163郊狼超聲速靶機為基礎，并采用了新型火箭發動機。

(5) 實體靶機

美國的實體靶機QF-4始于20世紀70年代，利用美國軍方不再使用的F-4“鬼怪”戰斗機為美國空軍和海軍改裝成的高速全尺寸靶機，QF-16是美國軍方改造的另一系列全尺寸高速靶機，F-16“戰隼”一直被視為QF-4系列靶機的后繼機型。2013年QF-16完成了首次自主飛行，最大飛行速度達到Ma1.47。20世紀80年代，趙煦院士團隊研制成功由殲5戰機改裝的靶五實體靶機，至20世紀90年代又成功完成殲七飛機改裝完成的靶七型靶機，最大馬赫數可達Ma2.05，首次實現了由航空動力推進的超聲速靶機，填補了中國超聲速靶機的空白。隨后又成功將退役的殲6飛機改裝為靶六型靶機，在中國先進對空武器系統的科研和評估中起到巨大作用。

美國國防部正在推動第五代空中靶機(5GAT)的開發和測試工作，以復制中國和俄羅斯最新式戰斗機的隱身和性能特征。目前，兩個5GAT的原型已經獲得了資金支持，飛行測試計劃將在2019財年開展。隨著QF-4靶機在2016年退役，美國空軍正在使用QF-16靶機來模擬第四代戰斗機的空中威脅。美國的Sierra技術服務公司公布了“第五代靶機”(5GAT)原型機的制造過程。全機幾乎由碳纖維打造，采用了S形進氣道與鋸齒狀艙門，充分運用了隱身設計原理。新靶機除了5代機的隱身設計外，還必須具有4代機的機動性，以取代QF-16的大部分測試任務。但為了降低成本，其極速可限定在Ma0.95。

(6) 旋翼靶機

旋翼靶機是用于對武裝直升機專門研制的空空和地空戰術導彈的測試靶機，20世紀80年代美國波音公司研制(Mi-4UM)，可以高度逼真地模擬來襲攻擊直升機，對地對空武器進行訓練和評估。采用俄羅斯米格24D“雌鹿”直升機的半尺寸模型。國內同類產品是由南京航空航天大學與上海雛鷹科技有限公司合作研制的LE110直升機靶機，原總參60所研制的WZ-5型無人直升機也有專用的靶機型。

靶機系統的發展趨勢

目前，各國紛紛研制大量的地空和空空導彈，新型戰斗機不斷問世。這些武器裝備在設計定型、性能評估階段中都需要進行實彈試驗。已服役的武器系統，每年都要實彈訓練，以提高作戰人員的實戰水平，并對武器系統進行評估。尤其各國四代戰機逐步進入部署與列裝階段，為第四代戰斗機對空武器系統的試驗鑒定和裝備部隊后的軍事訓練提供保障，為地面防空部隊防御第四代戰斗機的導彈提供目標，開展研制模擬第四代戰斗機的高速、大機動性和高隱身性的靶機顯得非常重要。

體現四代戰機基本性能和抗干擾能力的靶機主要性能和特征如下。

(1) 雷達目標特性，前向±30°雷達反射截面小于0.01m2。

(2) 高機動飛行特征，要求水平過載8g持續40s，或10g過載持續10s。

(3) 高空高速飛行，要求飛行高度大于18000m，速度Ma1.2～2。

(4) 目標增強器和抗干擾設備攜帶能力，25～50kg任務設備。

(5) 低研制和成本。

針對這些方面對新型靶機的能力需求，將會不斷要求靶機更高的性能，同時不斷要求靶機采用新技術。隨著無人機技術的日益發展，大量無人機的通用技術將會適應性地移植到靶機上。結合未來的使用需求，將會呈現以下特點：

(1) 總體布局上，新型靶機將采用先進的氣動隱身一體化設計，并通過隱身材料與吸波涂層等技術應用進一步減低靶標的雷達信號特征。

(2) 采用新型高推重比的渦噴發動機，采用機-彈結合方式降低成本并提高系統的靈活性；應用矢量推進技術來實現靶機的直接力和力矩控制，數字化飛推綜合控制提高靶機的機動性和可靠性。

(3)任務系統上不再只是傳統脫靶量測試設備，先進戰機的特征模擬設備將會補充進來，例如目標特征模擬器，復雜電磁環境的模擬等，需要靶機具備足夠任務載荷能力和載荷布置空間。

(4) 隨著靶機向著小型化和模塊化發展，將大幅降低保障需求，系統完全采用機動靈活的裝載運送方式；發射方式高效安全，回收技術可靠、精確。

(5) 為適應多機密集編隊和協同任務的靶試也將成為科研和戰訓的主要內容，采用一站多機的測控鏈路裝置將有利于靶機的集群供靶的需要。協同智能是未來靶機測控系統的發展方向。

(6) 無人機通用地面站將會是未來地面站的首選，滿足不同類別及型號靶機地面控制。

(7) 無論何種靶機，其經濟性要求非常明確；在滿足對目標特征基本模擬前提下，不盲目追求目標系統的邊界指標和性能，盡可能減低靶機的研制制造使用成本，提高靶機綜合使用效果。

結論

本文系統地回顧了靶機的國內外發展現狀，并對新型靶機系統綜合設計技術的未來發展趨勢進行探討。隨著美國及周邊地區的第四代戰機的逐步列裝，能夠模擬先進戰機飛行特征的靶機是其發展的重要方向。新型靶機除具備寬速域、隱身性以及高機動性等飛行特性外，還需要能夠滿足電子、光電武器以及戰術對抗訓練的要求，這對靶機飛行控制、航電及任務系統提出了更高的智能化要求。研究靶機的發展模式和研發策略，研制新型靶機對中國面空武器系統的發展具有巨大的支撐作用。