現(xiàn)代機載空面武器系統(tǒng)試飛技術

馮北前

(中國飛行試驗研究院 總工辦, 陜西 西安 710089)

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現(xiàn)代機載空面武器系統(tǒng)試飛技術

馮北前

(中國飛行試驗研究院 總工辦, 陜西 西安 710089)

摘要:分析了機載空面武器系統(tǒng)的技術特點,從機載武器定型試飛考核及作戰(zhàn)需求角度出發(fā),借鑒國內(nèi)外武器系統(tǒng)飛行試驗技術,結合長期的試飛實踐經(jīng)驗,提出了機載空面非制導武器系統(tǒng)和機載空面精確制導武器系統(tǒng)試飛的總體思路、評估方法、測控技術等,并對靶場建設、機載武器系統(tǒng)試飛組織實施與協(xié)調(diào)提出了見解,可供開展機載武器系統(tǒng)試飛技術研究參考。

關鍵詞:機載空面武器系統(tǒng); 評估方法; 試飛技術

0引言

機載武器系統(tǒng)的定義幾十年來一直是廣受爭議的話題,從高等院校到不同的研究機構,由于研究人員所站角度的不同所給出的定義各不相同,有的描述為機載武器系統(tǒng),有的稱為機載火控武器系統(tǒng)或航空武器系統(tǒng)等。通過分析大量的國內(nèi)外相關試飛報告,結合作者長期從事飛行試驗研究工作所積累的經(jīng)驗,認為目前機載武器系統(tǒng)比較科學的定義應為:機載武器系統(tǒng)由綜合航空系統(tǒng)(含機載火控系統(tǒng)、綜合航電火控系統(tǒng)、機載武器控制系統(tǒng)等)、各類機載武器及有關支援系統(tǒng)等組成。機載武器系統(tǒng)從功能角度可劃分為機載空空武器系統(tǒng)和機載空面武器系統(tǒng)。本文主要針對機載空面武器系統(tǒng)試飛技術展開討論。

1問題的提出

隨著飛機掛載能力和武器研發(fā)技術的迅猛發(fā)展,機載空面武器的種類不斷增加,但大體上可分為制導與非制導兩大類。一般對于機載空面制導武器而言,速度越高、射程越大、制導體制越復雜成本就越高,但對非制導機載空面武器而言相對成本較低,因此隨著機載空面武器的飛速發(fā)展,對其試飛鑒定技術提出了新的要求,對不同類別的機載空面武器如何進行飛行試驗,以及采用什么樣的方法進行科學的鑒定考核是亟待解決的難題。

2機載空面非制導武器系統(tǒng)試飛技術

機載空面非制導武器系統(tǒng)包括各類航空炸彈、航炮、航空火箭等,這類武器的特點是武器相對成熟、射程近、成本低。無論是轟炸機、殲擊轟炸機、多用途殲擊機(戰(zhàn)斗機)等主戰(zhàn)機種的改進、改型還是跨代戰(zhàn)機的研發(fā),主要是新研或改進先進的光電等測量手段,不斷提高傳感單元的精度,通過信息融合、模型算法優(yōu)化等改進機載火控系統(tǒng),提高武器投射精度,從而達到提高機載非制導武器系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)效能。因此,對此類空面制導武器系統(tǒng)試飛驗證考核的重點在機載火控系統(tǒng)。試飛方法可采用首先安排模擬攻擊對系統(tǒng)裝機適應性、功能進行檢查試飛;其次運用假設與檢驗、概率論等數(shù)理統(tǒng)計基礎理論,制定評定方案及評判標準;最后采用實彈靶試,實測并統(tǒng)計彈著點,給出武器系統(tǒng)性能(精度)考核結果和結論。

3機載空面精確制導武器系統(tǒng)試飛

技術

3.1試飛特點

機載空面精確制導武器與傳統(tǒng)的非制導武器系統(tǒng)的本質區(qū)別有如下幾個方面:

(1)單個武器成本高,尤其是中遠程精確制導武器;

(2)從系統(tǒng)工程角度分析,按照誤差分配理論制導武器對機載系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)、指令等信息精度和延時都有嚴格的要求;

(3)飛機與武器之間發(fā)射控制時序、邏輯普遍較為復雜;

(4)系統(tǒng)交聯(lián)關系復雜,考核中需考慮復雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)使用問題;

(5)射程普遍較遠,對靶場、靶標要求高,試飛組織難度大,單次靶試試驗成本高等。

3.2試飛考核總體思路

由于機載空面精確制導武器系統(tǒng)具有以上特點,這類武器系統(tǒng)的飛行試驗應按照系統(tǒng)工程的考核方法先對分系統(tǒng)進行考核,然后對系統(tǒng)總體及靶試驗證最終考核[1]。即在試飛方案設計中,規(guī)劃好不同制導武器對應的機載火控系統(tǒng)(三代機后稱之為綜合航電火控系統(tǒng)或綜合航空電子系統(tǒng))所需的裝機適應性、功能、性能(火控動態(tài)精度)等試飛項目和內(nèi)容,針對不同機載制導武器特點,建立相應的試飛考核模型。采用模擬攻擊對比法,通過試飛對機載火控系統(tǒng)進行嚴格的考核,對火控系統(tǒng)總體和分系統(tǒng)主要指標進行評定,有明確結論后,轉入靶試階段,通過貼近實戰(zhàn)條件下的實彈靶試,對機載武器系統(tǒng)總體性能(單發(fā)命中概率或CEP精度等)進行考核,并對機載火控系統(tǒng)功能、性能進行靶試驗證。

3.3試飛技術

3.3.1建立基準評估體系

隨著現(xiàn)代光電、通訊導航、航天航空等技術的不斷發(fā)展,以及互聯(lián)、互通基礎設施的不斷完善,可利用相對固定、形貌特征清晰的高速鐵路、高速公路網(wǎng)以及機場周邊固定建筑物等,科學選點、布點，建立起基準網(wǎng)信息庫;利用改裝在試驗機上的高清光電測量系統(tǒng)等設備，以及改裝在目標上的導航衛(wèi)星(北斗等)接收機等設備獲取的信息。經(jīng)過數(shù)據(jù)融合處理得到所需的飛行器位置、航向、姿態(tài),以及目標位置、速度等基準信息,根據(jù)不同制導武器的具體特點,運用航空火力控制系統(tǒng)的基本原理[2],建立相應的試飛評定基準模型[3-4]。通過模擬攻擊對比法,對機載火控系統(tǒng)不同武器狀態(tài)下的功能、性能進行評定,在模擬攻擊過程中除試驗載機開展全系統(tǒng)模擬攻擊外,可改裝同型或不同型號試驗機對彈載設備、系統(tǒng)(如動力裝置、導航系統(tǒng)、導引頭等)同步開展飛行試驗。經(jīng)綜合評定認為系統(tǒng)總體滿足要求的情況下,按照事先規(guī)劃好的靶試方案進行實彈靶試驗證及考核,得出科學的評定結果和結論。

3.3.2試飛測控技術

現(xiàn)代化測試系統(tǒng)的應用,為全方位測量、實時監(jiān)控機載武器系統(tǒng)的試飛提供了保障。通過對模擬攻擊、實彈靶試過程進行科學的試飛設計,可以對機載武器系統(tǒng)試飛過程中系統(tǒng)輸入的關鍵傳感器信息、火控系統(tǒng)實時解算的中間參數(shù)、武器發(fā)控時序、離機過程影像、離機后的內(nèi)外導彈參數(shù)、脫靶量等進行100%或部分測量記錄。同時選取關鍵信息進行實時監(jiān)控,必要時利用專門改裝的測控飛機進行測試、中繼轉發(fā)、監(jiān)控和出現(xiàn)異常時的干預。

3.3.3復雜電磁環(huán)境與靶標建設

未來的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭一定是在復雜電磁環(huán)境下進行的[5],因此機載武器系統(tǒng)試飛必需建立盡可能逼真的海、陸、空、天多位一體的復雜電磁干擾環(huán)境,并應覆蓋載機攻擊、靶試全過程。另外,機載空面精確制導武器試飛中,靶標建設與研究是非常重要和不可或缺的環(huán)節(jié),要根據(jù)武器制導方式、武器特點建立滿足其光電、運動等特性的逼真的靶標。

3.3.4組織與協(xié)調(diào)

機載空面精確制導武器系統(tǒng)試飛組織與協(xié)調(diào)非常重要,也非常復雜。因此,要針對機載武器的不同特點、射程大小、復雜程度及涉及面大小,制定具體的空地協(xié)同預案、特情處置預案、單位分工界面、資源保障細目等。

4結束語

飛行試驗是一個集風險性、探索性、挑戰(zhàn)性為一體的復雜系統(tǒng)工程,幾十年來中國飛行試驗研究院形成了以閻良為中心、足跡遍布全國的試飛組織模式。特別是機載武器系統(tǒng)的試飛按照國家有關試飛分工界面,形成并充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢。飛行試驗也是機載武器裝備研發(fā)的關鍵環(huán)節(jié),本文對現(xiàn)代載機空面武器系統(tǒng)試飛技術進行了簡單論述,指出了非制導武器與制導武器不同的試飛考核方法,重點闡述了空面精確制導武器系統(tǒng)試飛技術,可為開展現(xiàn)代機載武器系統(tǒng)相關試驗提供借鑒。

參考文獻：

[1]盧廣山.機載火力指揮控制系統(tǒng)發(fā)展展望[J].電光與控制,2005,12(5):1-6.

[2]陸彥,朱培申.航空火力控制原理[M].西安:西北工 業(yè)大學出版社,1998.

[3]李相民,張安,史建國.逐步回歸法在反艦導彈火控建模中的應用[J].飛行力學,2003,21(4):65-68.

[4]張蕾,査滔,張喜斌.攻擊機空地作戰(zhàn)效能的關鍵灰色關聯(lián)投影評估模型[J].電光與控制,2008,15(9):35-38.

[5]章桂永,胡波,劉湘?zhèn)?等.電子干擾對作戰(zhàn)飛機超視距空戰(zhàn)效能影響分析[J].電光與控制,2011,18(11):88-91.

(編輯：方春玲)

Flight test technologies for modern onboard air-to-surface weapon system

FENG Bei-qian

(Agency for Chief Engineer, CFTE, Xi’an 710089, China)

Abstract:The technique characteristics of air-to-surface weapon system are analyzed in this paper. Considering airborne weapon type qualification flight test evaluation and actual battle requirement, flight test methods of airborne non-guidance air-to-surface weapon and accurate guidance air-to-surface weapon are raised, including general planning, evaluation methods and measurement techniques. A thoughtful opinion about shooting range construction and airborne weapon system flight test organization, arrangement and coordination is proposed to be a reference for airborne weapon system flight test research.

Key words:air-to-surface weapon system; evaluation methods; flight test technology

中圖分類號：V217

文獻標識碼：A

文章編號：1002-0853(2016)02-0072-03

作者簡介:馮北前(1961-)，男，陜西臨潼人，副總工程師，研究員，主要從事航空武器火控系統(tǒng)試飛研究。

收稿日期:2015-08-07;

修訂日期:2015-12-08; 網(wǎng)絡出版時間:2016-01-10 14:10