固定翼有人飛機(jī)無人化改造進(jìn)展研究

周龍 趙令公 王鋼林 相倩

摘 要：固定翼有人飛機(jī)無人化改造是快速獲取大型無人機(jī)的重要途徑，同時(shí)對(duì)新型大型無人機(jī)的研發(fā)具有重要的參考價(jià)值。本文首先對(duì)國內(nèi)外已開展過的無人化項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)梳理，美國和蘇聯(lián)開展了大量軍用飛機(jī)無人化改造工作，國內(nèi)近5年也完成了多個(gè)固定翼有人飛機(jī)無人化改造項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)將有人飛機(jī)無人化改造為空中全尺寸無人靶機(jī)、無人攻擊機(jī)、無人偵察機(jī)和無人運(yùn)輸機(jī)等。隨后總結(jié)了固定翼有人飛機(jī)無人化改造過程中的總體設(shè)計(jì)、性能提升、本體改造、飛控系統(tǒng)改造、全系統(tǒng)聯(lián)試與飛行試驗(yàn)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。最后對(duì)我國未來的固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作中的改造對(duì)象、改造模式、用途及智能化改造等方面提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)； 大型無人機(jī)； 無人化； 飛機(jī)無人化改造； 固定翼飛機(jī)改造

中圖分類號(hào)：V221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2023.08.002

為滿足未來戰(zhàn)爭(zhēng)無人化、智能化的趨勢(shì)需求，對(duì)有人飛機(jī)進(jìn)行無人化改造已經(jīng)勢(shì)在必行。美國、蘇聯(lián)等從20世紀(jì)50年代開展了固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作，形成了系統(tǒng)且完備的技術(shù)積淀，在武器系統(tǒng)開發(fā)和新飛機(jī)戰(zhàn)斗力的形成中發(fā)揮了重要作用。我國雖然已開展了將殲6、殲7飛機(jī)無人化改造成全尺寸靶機(jī)[1]和運(yùn)5等通用飛機(jī)無人化的改造項(xiàng)目，但相對(duì)國外，國內(nèi)開展的無人機(jī)改造項(xiàng)目較少。

國內(nèi)學(xué)者對(duì)固定翼有人飛機(jī)無人化改造相關(guān)技術(shù)開展了大量研究。2002年，陳漢昌[2]提出將老式有人飛機(jī)無人化改造為無人攻擊機(jī)。2006年，丁力軍[3]建議將退役飛機(jī)無人化改造為全尺寸無人機(jī)。2014年，焦玉坤等[4]建議國內(nèi)開展通航飛機(jī)的無人化改造工作。2017年，馬慶林等[5]對(duì)通用飛機(jī)無人化改造的安全性進(jìn)行了分析。2021年，柳永波、徐明等[6-7]對(duì)通用飛機(jī)無人化改造的適航問題開展了相關(guān)工作。王曉璐等[8]對(duì)通用飛機(jī)無人化改造的氣動(dòng)問題進(jìn)行了研究。曾冠南等[9]公布了基于副翼操縱系統(tǒng)的固定翼有人機(jī)改造成無人機(jī)的方法。雷黎明等[10]公開了運(yùn)5飛機(jī)改無人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)操縱系統(tǒng)技術(shù)。近20年來國內(nèi)學(xué)者的研究?jī)?nèi)容涉及無人化改造對(duì)象、安全性、適航、氣動(dòng)、飛行控制和動(dòng)力系統(tǒng)等，為有人飛機(jī)開展無人化改造奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

本文針對(duì)國內(nèi)外已開展過的固定翼有人飛機(jī)無人化改造項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)梳理，總結(jié)無人化改造過程中涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)我國未來固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作提出相關(guān)建議。

1 無人化改造的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

固定翼有人飛機(jī)無人化改造是指在保留有人飛機(jī)的主體結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)外形的前提下，拆除有人飛機(jī)部分設(shè)備和加裝部分新設(shè)備，使其具備無人自主飛行能力的技術(shù)。固定翼有人飛機(jī)改裝的無人飛機(jī)不僅能夠充分挖掘原飛行平臺(tái)的性能潛力，還能夠搭載更繁重、多樣的任務(wù)設(shè)備，大大拓展其任務(wù)范圍，這些優(yōu)勢(shì)在戰(zhàn)斗機(jī)改裝平臺(tái)上體現(xiàn)得更為明顯，可以執(zhí)行更危險(xiǎn)、復(fù)雜的飛行任務(wù)。

此外固定翼有人飛機(jī)無人化改造成為當(dāng)前航空科技研究的熱點(diǎn)，因?yàn)楣潭ㄒ碛腥孙w機(jī)無人化改造具有以下優(yōu)勢(shì)：一是將現(xiàn)有的有人飛機(jī)進(jìn)行無人化改造，可以消耗現(xiàn)存或退役的大量有人飛機(jī)，盡快接入未來戰(zhàn)場(chǎng)的作戰(zhàn)體系；二是在無人化的大趨勢(shì)下，開展固定翼有人飛機(jī)無人化改造可以快速獲得大型無人機(jī)，降低新研大型無人機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，在此過程中可以不斷積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)人才，為未來大型無人機(jī)的研制和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

有人飛機(jī)改造無人機(jī)過程與普通無人機(jī)研制不同，無人化改造飛機(jī)的特點(diǎn)為：開展有人飛機(jī)無人化改造，首先必須充分掌握原有人飛機(jī)的特性，然后根據(jù)相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改造，最后完成試驗(yàn)試飛等。固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作的核心是讓有人飛機(jī)具備無人自主飛行能力的同時(shí)盡可能減少對(duì)原飛機(jī)的改動(dòng)。一般會(huì)保留原有人飛機(jī)的氣動(dòng)外形、主體結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)，這樣可以讓其繼承原有飛機(jī)的全部性能的同時(shí)，突破有人飛機(jī)飛行員帶來的限制，在原飛行包線內(nèi)獲得更全面的性能。

2 無人化改造的歷史及現(xiàn)狀

固定翼有人飛機(jī)無人化改造始于20世紀(jì)50年代，隨后美國和蘇聯(lián)陸續(xù)將大量的固定翼有人飛機(jī)無人化改造為全尺寸空中靶機(jī)，為有人飛機(jī)無人化改造積累了大量經(jīng)驗(yàn)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，有人飛機(jī)無人化改造目標(biāo)從無人靶機(jī)逐步擴(kuò)展到無人偵察機(jī)、無人攻擊機(jī)、無人運(yùn)輸機(jī)和無人僚機(jī)等，進(jìn)一步拓寬了固定翼有人飛機(jī)無人化改造的研究范圍，提升了無人化改造技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2.1 國外研究歷程

美國于20世紀(jì)50年代率先開始將有人飛機(jī)F6F-3/5改造成無人靶機(jī)、無人偵察機(jī)和無人攻擊機(jī)，并在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)中投入了使用。20世紀(jì)70年代，美國海軍先后將T-33、F-9F和F-86改裝成無人靶機(jī)和假想敵用機(jī)，在數(shù)型導(dǎo)彈定型和飛行員訓(xùn)練中發(fā)揮了重要作用。美國空軍從70年代開始將F-102、F-100和F-106改造成無人靶機(jī)，為愛國者防空系統(tǒng)的研發(fā)和F-15戰(zhàn)斗力的形成奠定了重要基礎(chǔ)。

1997年，F(xiàn)-4成了美軍無人靶機(jī)新的改造對(duì)象，無人化改造得到的QF-4（見圖1）主要用于武器測(cè)試、飛行員培訓(xùn)等，在武器測(cè)試中用于拖曳靶標(biāo)、靶彈發(fā)射、導(dǎo)彈伴飛、測(cè)試電子設(shè)備、攜帶干擾吊艙模擬攻擊等，在美國海、空軍的武器系統(tǒng)評(píng)估和測(cè)試中占據(jù)了重要位置。

蘇聯(lián)在20世紀(jì)50年代開始了固定翼有人飛機(jī)無人化改造的工作，先后將圖-4和圖-16無人化改造成全尺寸靶機(jī)，用于導(dǎo)彈測(cè)試和主動(dòng)電子對(duì)抗測(cè)試。20世紀(jì)50—60年代初，伊爾-28和雅克-25被無人化改造成全尺寸靶機(jī)，為蘇聯(lián)截?fù)魴C(jī)和空空導(dǎo)彈的研發(fā)做出了突出貢獻(xiàn)[11]。20世紀(jì)70年代，L-29教練機(jī)無人化改造成全尺寸靶機(jī)M-29，如圖2所示。

米格系列戰(zhàn)斗機(jī)先后被無人化改造成全尺寸靶機(jī)，其中米格-15改造的全尺寸無人靶機(jī)，在為圖-16轟炸機(jī)設(shè)計(jì)的KS-10、KSR-2兩型導(dǎo)彈研制中發(fā)揮了重要作用。20世紀(jì)60年代，米格-19無人化改造后成為蘇聯(lián)的第一型超聲速靶機(jī)，米格-17、米格-21和米格-23先后被無人化改造成全尺寸靶機(jī)，用于實(shí)兵對(duì)抗中模擬作戰(zhàn)飛機(jī)。20世紀(jì)80年代，蘇-9和蘇-11被無人化改造成全尺寸靶機(jī)用于防空武器測(cè)試[12]。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，國外的固定翼有人飛機(jī)無人化改造研究蓬勃發(fā)展。瑞士、以色列、美國等國分別在2005年、2009年、2011年完成了基于鉆石飛機(jī)公司DA42飛機(jī)的無人化改造研究工作，主要用于情報(bào)、監(jiān)視和偵察等任務(wù)。意大利比亞喬宇航工業(yè)公司開展了基于P.180 MPA公務(wù)機(jī)的無人化改造研究工作，于2013年完成首飛，主要用于情報(bào)、監(jiān)視、偵察、電子戰(zhàn)、海上巡邏和通信干擾等。2009年F-35第一架原型機(jī)退役后也被無人化改造成靶機(jī)，用于F-35武器系統(tǒng)的驗(yàn)證。2013年9月，F(xiàn)-16無人化改造的QF-16首飛成功（見圖3），作為全尺寸空中靶機(jī)交付美國空軍，全面取代了QF-4。2019年美國Dorsal Aircraft公司提出了將C-130H運(yùn)輸機(jī)改造成無人運(yùn)輸機(jī)的方案[13-14]。

2.2 國內(nèi)研究歷程

21世紀(jì)初期，國內(nèi)開展了固定翼有人飛機(jī)無人化改造的大量技術(shù)研究，研究?jī)?nèi)容涉及改造對(duì)象、技術(shù)特點(diǎn)、安全性、適航、氣動(dòng)、飛行控制和發(fā)動(dòng)機(jī)等，為開展有人飛機(jī)無人化改造項(xiàng)目奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。2008年，航空工業(yè)貴飛基于EV-97雙座輕型飛機(jī)無人化改造的“鷂鷹I”無人機(jī)首飛成功。近5年來中國航天科技集團(tuán)、中國電子科技集團(tuán)、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院聯(lián)合江西直升機(jī)公司等開展了固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作，完成了三個(gè)型號(hào)的無人化改造并成功投入使用。另外航空工業(yè)哈飛預(yù)計(jì)在2025年完成對(duì)運(yùn)12的無人化改造。下面將對(duì)這4個(gè)無人化改造項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

2.2.1 運(yùn)5B飛機(jī)無人化改造

運(yùn)5B飛機(jī)無人化改造由中國航天科技集團(tuán)有限公司第九研究院牽頭，于2018年10月16日試飛成功，如圖4所示。目前已經(jīng)完成了國內(nèi)首次大載重跨省異地轉(zhuǎn)場(chǎng)飛行、試運(yùn)行航線驗(yàn)證飛行、大載重連續(xù)空投演習(xí)演練等飛行任務(wù)，大大推動(dòng)了我國無人運(yùn)輸機(jī)商業(yè)運(yùn)營(yíng)發(fā)展。

運(yùn)5B款式老舊，自動(dòng)化水平低，發(fā)動(dòng)機(jī)無法自主啟動(dòng)，其發(fā)動(dòng)機(jī)控制、系統(tǒng)控制都有別于小型無人機(jī)，給無人化帶來不小困難。運(yùn)5B性能參數(shù)見表1，無人化改造后在貨運(yùn)方面具有很大優(yōu)勢(shì)。運(yùn)5B無人機(jī)的起飛距離不超過200m，貨艙容積12m3，有效載荷1.5t左右，最大航程接近1000km，可在國內(nèi)任何一個(gè)中小型機(jī)場(chǎng)或簡(jiǎn)易跑道起降，執(zhí)行預(yù)定航線的運(yùn)輸任務(wù)，能滿足邊遠(yuǎn)地區(qū)、山區(qū)、海島等復(fù)雜地形的物流運(yùn)輸需求，并能拓展應(yīng)用于復(fù)雜條件下的應(yīng)急救災(zāi)物資投放等多個(gè)領(lǐng)域。

將運(yùn)5B改造成運(yùn)輸無人機(jī)，除了提高物資運(yùn)輸效率、降低物流成本、適應(yīng)未來物流行業(yè)的智能化發(fā)展趨勢(shì)外，還為退役的老舊運(yùn)輸機(jī)找到了一條舊物利用的新方向。

2.2.2 DA42無人化改造

DA42-MPP（多用途平臺(tái)）的無人化改造由中電科蕪湖鉆石飛機(jī)制造有限公司完成，于2019年4月首飛成功，如圖5所示，改造完成后命名為CU42無人機(jī)。

CU42無人機(jī)為一型全天時(shí)中空長(zhǎng)航時(shí)無人偵察機(jī)，改造后最大起飛重量可達(dá)2t，可攜帶550kg的載荷持續(xù)飛行24h，主要性能參數(shù)見表2。

改造完成后，可以在CU42無人機(jī)機(jī)頭、機(jī)腹等位置加裝航空相機(jī)、光電平臺(tái)、SAR雷達(dá)、通信中繼站等任務(wù)設(shè)備對(duì)地面目標(biāo)或區(qū)域?qū)嵤┯跋裼^測(cè)、光學(xué)或雷達(dá)探測(cè)與監(jiān)視、通信中繼等。目前CU42無人機(jī)已成功應(yīng)用于多種設(shè)備的掛載飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.2.3 鄭航一號(hào)無人化改造

鄭航一號(hào)的無人化改造由鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院和江西直升機(jī)公司合作完成，該機(jī)的原型機(jī)為佳寶J230-D，無人化改造后如圖6所示，并于2020年6月首飛成功。無人化改造后的鄭航一號(hào)主要性能參數(shù)見表3，目前主要應(yīng)用于沿黃流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)[15]。

2021年10月，鄭州航院無人機(jī)研究院聯(lián)合航空工業(yè)貴州飛機(jī)有限責(zé)任公司、北京航空航天大學(xué)、黃河水利科學(xué)研究院和上街區(qū)通航管委會(huì)，通過鄭航一號(hào)、鄭航二號(hào)分別搭載全極化合成孔徑雷達(dá)設(shè)備和超寬幅航攝相機(jī)，執(zhí)行沿黃秋汛應(yīng)急勘測(cè)演練任務(wù)。其中，鄭航一號(hào)無人機(jī)在3000m的高度飛行3h，對(duì)面積約400km2的任務(wù)區(qū)域進(jìn)行勘測(cè)，并實(shí)時(shí)將采集到的影像資料通過網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)App進(jìn)行傳輸。鄭航二號(hào)無人機(jī)則是在450m的低空飛行1h，拍攝了16km2的黃河河道區(qū)域高清圖片1萬余張，為黃河防汛抗洪提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

2.2.4 運(yùn)12飛機(jī)無人化改造

運(yùn)12飛機(jī)是1982首飛的國產(chǎn)輕型雙發(fā)多用途運(yùn)輸機(jī)，由航空工業(yè)哈飛公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，40年間衍生出多個(gè)型號(hào)[16]，具有廣闊的市場(chǎng)運(yùn)用空間，運(yùn)12主要性能參數(shù)見表4。

2022年11月珠海航展上，航空工業(yè)哈飛公布了運(yùn)12F運(yùn)輸機(jī)（見圖7）的無人化改造計(jì)劃，哈飛公司將在未來三年內(nèi)完成該運(yùn)輸機(jī)無人型的研制改造工作。

3 無人化改造關(guān)鍵技術(shù)

固定翼有人飛機(jī)無人化改造是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。開展有人飛機(jī)無人化改造時(shí)，首先要對(duì)原飛機(jī)的飛行性能和任務(wù)性能進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估分析，確定其無人化改造后的用途；再根據(jù)其用途進(jìn)行各分系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、飛行方案設(shè)計(jì)、總體布局設(shè)計(jì)、重量和重心設(shè)計(jì)等；最后再開展詳細(xì)的改造工作，主要涉及以下關(guān)鍵技術(shù)。

（1） 無人化改造總體設(shè)計(jì)

無人飛機(jī)種類繁多，包含無人運(yùn)輸機(jī)、無人靶機(jī)、無人僚機(jī)、無人偵察機(jī)等多種任務(wù)類型，每種任務(wù)所需要的技術(shù)指標(biāo)差異較大，改造過程需要結(jié)合設(shè)計(jì)指標(biāo)，有針對(duì)性地改進(jìn)現(xiàn)有飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)、任務(wù)載荷、控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等。

固定翼有人飛機(jī)在設(shè)計(jì)研制時(shí)針對(duì)的是當(dāng)初有人飛機(jī)的特定任務(wù)，將有人飛機(jī)改造成無人機(jī)需要根據(jù)其原有技術(shù)特征，預(yù)先設(shè)計(jì)好改型無人機(jī)的任務(wù)定位，從新的任務(wù)需求出發(fā)對(duì)無人機(jī)的改造方案提出總體方案設(shè)計(jì)，再分解技術(shù)指標(biāo)要求、改造方案迭代、實(shí)施、集成、試驗(yàn)測(cè)試等。

（2） 無人機(jī)性能提升

有人飛機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到飛行員和乘客的生理極限和舒適度，飛行性能設(shè)計(jì)受到諸多因素的限制，難以發(fā)揮飛機(jī)本身最大的性能。將有人飛機(jī)改造成無人機(jī)，可以根據(jù)任務(wù)需求，通過仿真和測(cè)試等方式，探索飛機(jī)本體的使用極限，在現(xiàn)有飛行包線獲得更優(yōu)異的性能，實(shí)現(xiàn)更加廣闊的應(yīng)用。

首先對(duì)原有人飛機(jī)的飛機(jī)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行核查，分析出受人員因素約束的折中設(shè)計(jì)；然后通過計(jì)算仿真，探索機(jī)體本身的飛行極限，結(jié)合試驗(yàn)加以驗(yàn)證；再基于此設(shè)計(jì)飛行控制方案和航跡規(guī)劃方案，擴(kuò)展飛行邊界；最后，通過試驗(yàn)測(cè)試包線擴(kuò)展的合理性。

（3） 飛機(jī)本體改造

飛機(jī)本體改造主要包括對(duì)操縱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和生命保障系統(tǒng)等的改造。

操縱系統(tǒng)改造需對(duì)原有人飛機(jī)為滿足飛行員習(xí)慣和飛機(jī)操縱性而設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造或拆除。液壓系統(tǒng)一般要改造助力系統(tǒng)以適配滿足控制系統(tǒng)的要求，將起落架收放系統(tǒng)中采用機(jī)械操縱機(jī)構(gòu)改為自動(dòng)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)改造通常是將油門機(jī)械操縱系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造。此外，還需對(duì)駕駛艙或客艙的冗余結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性更改，如拆除為人員設(shè)計(jì)的生命保障、救生、通信等設(shè)備。

在改造之前，需要核對(duì)原飛機(jī)設(shè)計(jì)方案，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和裕度進(jìn)行仿真，保證改造后的方案滿足無人機(jī)的使用條件。在對(duì)飛機(jī)本體改造時(shí)，應(yīng)遵守以下原則：避免對(duì)主承力構(gòu)件進(jìn)行大的改動(dòng)，對(duì)次要構(gòu)件進(jìn)行拆卸和截?cái)鄷r(shí)要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的補(bǔ)償，盡量減少對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)外形的改動(dòng)，不允許對(duì)進(jìn)氣道部分的蒙皮進(jìn)行制孔、開槽等。

（4） 飛行控制系統(tǒng)改造

固定翼有人飛機(jī)無人化改造對(duì)飛行控制系統(tǒng)的改造包括飛機(jī)姿態(tài)控制、航線飛行、自動(dòng)起降、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、故障診斷與容錯(cuò)、任務(wù)執(zhí)行等。首先要保證盡可能利用原機(jī)設(shè)備傳感器的情況下，飛機(jī)具備監(jiān)測(cè)機(jī)體狀態(tài)和飛行狀態(tài)的傳感器，提供反饋信息給飛行控制系統(tǒng)的能力。然后是飛行控制率設(shè)計(jì)，有人飛機(jī)改造成無人機(jī)一般飛行空域和速度裕度都會(huì)增大，此時(shí)要求控制率具有多模態(tài)控制和平穩(wěn)轉(zhuǎn)換的能力。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)控制的要求是改造完成后無人機(jī)具備發(fā)動(dòng)機(jī)自起動(dòng)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)控制和噴口等輔助部分的控制能力。

為滿足飛行控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，固定翼有人飛機(jī)無人化改造要保證傳感器系統(tǒng)、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等可采取冗余設(shè)計(jì)。此外，為保證后續(xù)迭代升級(jí)，尤其是滿足協(xié)同飛行等任務(wù)需求，飛行控制系統(tǒng)在升級(jí)過程中需要保留相關(guān)功能裕度及接口。

（5） 全系統(tǒng)聯(lián)試與飛行試驗(yàn)

固定翼有人飛機(jī)無人化改造的飛行試驗(yàn)應(yīng)按照循序漸進(jìn)和逐步驗(yàn)證的原則，降低飛行試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)。具體測(cè)試包括系統(tǒng)集成靜態(tài)聯(lián)試、地面滑跑測(cè)試、首飛測(cè)試、科目測(cè)試、任務(wù)測(cè)試等多個(gè)環(huán)節(jié)。

無人化改裝完成后，分系統(tǒng)進(jìn)行各自的程序測(cè)試，保證各分系統(tǒng)自身工作正常后，進(jìn)行全機(jī)系統(tǒng)靜態(tài)聯(lián)試，初步檢驗(yàn)分系統(tǒng)之間的配合工作情況是否滿足設(shè)計(jì)要求。通過靜態(tài)聯(lián)試后進(jìn)行地面滑跑測(cè)試，進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)控制的穩(wěn)定性和分系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作情況等。首飛測(cè)試驗(yàn)證飛機(jī)是否具備基本的自主飛行能力，能否真正實(shí)現(xiàn)從有人飛機(jī)向無人機(jī)的轉(zhuǎn)變。首飛測(cè)試后如有問題需進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，隨后重新逐步驗(yàn)證飛機(jī)的所有指標(biāo)。最后的科目測(cè)試是根據(jù)無人機(jī)的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景，逐項(xiàng)開展各科目飛行驗(yàn)證，用以驗(yàn)證無人機(jī)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過科目測(cè)試則標(biāo)志著飛機(jī)無人化改造成功。

4 總結(jié)與展望

國外對(duì)固定翼有人飛機(jī)無人化改造工作正在如火如荼地開展，當(dāng)前國內(nèi)固定翼有人飛機(jī)無人化改造也有一定的進(jìn)展，但在改造對(duì)象、改造技術(shù)成熟度方面與國外仍存在一定差距。針對(duì)國內(nèi)固定翼有人飛機(jī)無人化改造的未來發(fā)展，提出以下思考及建議：

（1） 改造對(duì)象向現(xiàn)役飛機(jī)拓展

目前國內(nèi)固定翼有人飛機(jī)無人化改造的對(duì)象大多為通航飛機(jī)和老舊飛機(jī)，積累了一定的技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但是現(xiàn)役飛機(jī)無人化技術(shù)儲(chǔ)備及應(yīng)用較少。未來戰(zhàn)爭(zhēng)無人化趨勢(shì)顯著，因此非常有必要開展現(xiàn)役飛機(jī)無人化改造研究，擴(kuò)大當(dāng)前現(xiàn)役飛機(jī)的使用場(chǎng)景。改造對(duì)象可以圍繞現(xiàn)役的戰(zhàn)斗機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)等進(jìn)行進(jìn)一步拓展，全面促進(jìn)無人作戰(zhàn)體系構(gòu)建。

（2） 模塊化改造設(shè)計(jì)兼顧有人/無人駕駛模式

盡管未來戰(zhàn)爭(zhēng)中無人化趨勢(shì)明顯，但是人作為戰(zhàn)爭(zhēng)中決策環(huán)路的最高決策者，有人/無人協(xié)同必將在未來戰(zhàn)爭(zhēng)中占據(jù)重要的位置。為了在戰(zhàn)爭(zhēng)中資源調(diào)配最大化，飛機(jī)應(yīng)該盡可能同時(shí)滿足有人/無人需求。因此需要飛機(jī)設(shè)計(jì)以及有人飛機(jī)改造過程中將無人控制部分模塊化設(shè)計(jì)。

（3） 無人化改造飛機(jī)用途拓展

隨著退役通航飛機(jī)、民航飛機(jī)和軍用飛機(jī)的增多，有人飛機(jī)無人化的需求隨之增加。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的精細(xì)化，無人機(jī)將進(jìn)一步應(yīng)用到社會(huì)的方方面面，如線路巡查、日常安防、應(yīng)急救援等多方面，因此可以結(jié)合退役飛機(jī)來設(shè)計(jì)一種或多種場(chǎng)景，進(jìn)行無人化改造，拓寬無人化改造飛機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景。

（4） 無人化改造與人工智能技術(shù)相結(jié)合

人工智能技術(shù)在當(dāng)下的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，可以將固定翼有人飛機(jī)無人化改造與人工智能技術(shù)相結(jié)合。首先用人工智能來讀取飛機(jī)原始資料，生成無人化改造后的性能能力參數(shù)。其次用來預(yù)測(cè)無人化改造中的問題，規(guī)避可能存在的質(zhì)量或者安全風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)對(duì)改造過程形成指導(dǎo)意見，有效提升改造效率。最終有人飛機(jī)無人化改造后可以使用人工智能技術(shù)來操控?zé)o人機(jī)，使得無人化改造的大型無人機(jī)可以快速形成戰(zhàn)斗力。

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Research on Progress of Manned Fixed-wing Aircraft Modification to UAVs

Zhou Long， Zhao Linggong， Wang Ganglin， Xiang Qian

Chinese Aeronautical Establishment， Beijing 100012， China

Abstract： Unmanned modification of manned fixed-wing aircraft is an important way to quickly acquire large UAVs， and has important reference value for the research and development of new large UAVs. First of all， the unmanned projects that have been carried out at home and abroad are systematically sorted out. The United States and the Soviet Union have carried out a large number of unmanned military aircraft transformation work， and China has also completed a number of unmanned transformation projects for manned fixed-wing aircraft in the past five years. The unmanned manned aircraft can be modified into full-size aerial unmanned target aircraft， unmanned attack aircraft， unmanned reconnaissance aircraft and unmanned transport aircraft. Then， it summarizes several key technologies in the process of unmanned modification of manned fixed-wing aircraft， such as overall design， performance improvement， body transformation， flight control system transformation， joint whole system test and flight test. Finally， some suggestions are put forward on the object， mode， use and intelligent modification of unmanned madification of manned fixed wing aircraft in our country.

Key Words： UAV； large UAVs； trend of unmanned； unmanned modification of aircraft； fixed-wing aircraft modification