低可探測性無人偵察機(jī)

文/北京理工大學(xué) 黃景懷

低可探測性無人偵察機(jī)

文/北京理工大學(xué) 黃景懷

低可探測性無人偵察機(jī)

在歷次現(xiàn)代戰(zhàn)爭中無人機(jī)都是戰(zhàn)場上的主角之一。從1982年貝卡谷地空戰(zhàn)，到2001年的阿富汗戰(zhàn)爭；從1999年的科索沃戰(zhàn)爭，到2003年第二次伊拉克戰(zhàn)爭，無人機(jī)都扮演了相當(dāng)重要的角色。甚至在2008年格俄沖突中，也可覓見無人機(jī)的影子。同樣，無人機(jī)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(jié)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(jī)展示的舞臺?？梢哉f，沒有無人機(jī)，就沒有現(xiàn)代戰(zhàn)場以及與之相配的軍火市場。

無人機(jī)家族中的微小型無人機(jī)以其體積小、使用靈活、便于攜帶、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)在無人機(jī)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(jī)的信號特征，同時加強(qiáng)無人機(jī)的偵察能力，以達(dá)到低可探測性，提高無人機(jī)戰(zhàn)場生存能力的作用。

為提高無人機(jī)的戰(zhàn)場生存能力，即無人機(jī)的低可探測性，本作品主要從四個方面對無人機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)。

一、聲學(xué)隱身

為減小無人機(jī)的聲學(xué)噪聲，研究小組分析了無人機(jī)可能的噪聲源，認(rèn)為對無人機(jī)聲學(xué)隱身最為不利的因素為發(fā)動機(jī)。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的燃燒爆震與活塞往復(fù)運(yùn)動以及螺旋槳的氣動噪聲均對無人機(jī)的聲學(xué)隱身有不良影響，故該作品選用了先進(jìn)的外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)作為無人機(jī)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(jī)的研究重點(diǎn)之一。由于微小型無人機(jī)飛行高度低(100～200m)，處于肉眼可見的范圍內(nèi)，通過減小目標(biāo)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動的對比特征，達(dá)到對目標(biāo)視覺信號的控制，可以有效降低可見光探測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的概率。本作品從兩個方面對無人機(jī)的視覺信號進(jìn)行了處理：1.盡力減小無人機(jī)可視特征面積。研究小組在結(jié)構(gòu)上對無人機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，通過優(yōu)化機(jī)艙布局，采用尾桿式機(jī)尾，使無人機(jī)結(jié)構(gòu)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(jī)的暴露面積；選用透明蒙皮，減小了尾翼與機(jī)翼94.6％的可視面積，占全機(jī)可視面積的68％，對減小無人機(jī)可視特征面積做出了極大的貢獻(xiàn)。同時通過優(yōu)化翼肋的設(shè)計，通過約束翼肋寬度、選用鏤空翼肋、提高翼肋間距，進(jìn)一步改善了無人機(jī)的視覺隱身能力。2.減小無人機(jī)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動對比特征。為減小無人機(jī)與背景之間的亮度、色度和運(yùn)動對比特征，低可探測性無人偵察機(jī)選用了陣列式發(fā)光二極管作為特殊照明系統(tǒng)，將光束投射到機(jī)身側(cè)面與腹部，對照度進(jìn)行補(bǔ)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(jī)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(jī)的視覺隱身性能有著極大的幫助。

三、紅外隱身

無人機(jī)的紅外熱源主要集中在動力系統(tǒng)、任務(wù)設(shè)備等部件的發(fā)熱上，其中以動力設(shè)備為甚。由于該無人機(jī)選用了外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)作為動力源，且任務(wù)設(shè)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(fā)現(xiàn)的可能性。

四、雷達(dá)隱身

在雷達(dá)隱身方面，研究小組選用了非金屬材料作為結(jié)構(gòu)件的原料，避免了金屬材料的大量使用導(dǎo)致的雷達(dá)散射問題。

本作品在北京理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院(現(xiàn)宇航學(xué)院)航模隊成員楊明、李云、張福彪、李延平、莫靂等同學(xué)的通力合作下，取得了大量的實驗數(shù)據(jù)，積累了大量工程經(jīng)驗，并在2005年第九屆“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽上獲得一等獎。

責(zé)編/吳浪