彩虹5無人機在蒙蒙亮的天色中被推上跑道 |
彩虹5無人機起飛 |
在地面指揮艙中操作彩虹5的工作人員 |
地面人員為彩虹5做保養 |
8月26日，國內自主研發的大型無人機彩虹5在中國西北某機場成功首飛。這款新型無人機擁有更高的載荷能力和作戰效能，這也意味著中國又誕生一款在國際上數一數二的察打一體化無人機，它將在世界範圍內反恐鬥爭及局部衝突中扮演重要角色。
迎著朝陽成功首飛
8月26日早，在第一縷晨光的照耀下，一款大型無人機從機場華麗起飛。它的名字是彩虹5，由中國航天科技集團所屬中國航天空氣動力技術研究院自主研發而成。中國航天空氣動力技術研究院，因為氣動專業技術的優勢，已進入無人機行業15年。而「彩虹」品牌則代表「中國航天」旗下的無人機形象。
當天早晨5點半左右，天還沒亮，彩虹5終於被揭開了神秘面紗，被工作人員緩緩推出機庫。在燈光的照耀下，可以看到彩虹5通體黑灰色，機身超過10米，機翼有20多米，外形修長流暢。而在距其100米左右的空地，有兩臺指揮車，一臺裝有視距通訊設備，一臺就是指揮控制系統。在指揮系統裡，飛機起飛、爬升、巡航時怎麼飛、飛多高、速度等這些參數都被輸進電腦裡，不需要人來操作，飛機可以實現自主飛行。5點半之後，在飛機旁和指揮車內，工作人員都在對飛機的各項參數進行確認。
6點，彩虹5被拉上跑道正中間，蓄勢待發。隨著天色漸漸亮起來，最後各項準備工作完成，6點40分左右，彩虹5的發動機開始轟鳴。6點43分，在第一縷晨光的照耀下，啟動、加速、起飛，彩虹5華麗飛向空中，並逐漸消失在視野範圍內。15分鐘後，伴隨著轟隆的發動機響，彩虹5又重新出現在天空中，接著沿著同一條跑道，穩穩著陸在跑道的正中間。
至此，彩虹5的首飛圓滿成功。「非常成功，各項參數都在我們預測的範圍內。」彩虹5項目負責人蘭文博說。
彩虹5是中空長時無人機，是目前國內全複合材料機體無人機中起飛重量最重，外形尺度最大的，具有較強載荷能力和作戰效能的大型無人機。彩虹5的首飛成功，意味著中國又誕生一款在國際市場上性價比數一數二的察打一體平臺，它也將成為世界範圍內反恐鬥爭及局部衝突中的利器。
多載荷綜合作戰能力強
彩虹5到底牛在何處？還得從彩虹4說起。彩虹4也是中國航天空氣動力技術研究院自主研發而成的無人機，而彩虹4是中國目前公開的無人機中掛載能力最強、飛行性能最優的無人機，具備強大的攻擊能力，可實現發現即摧毀的目的，其整體性能指標高於美國的「捕食者A」系統，在同類型無人機中處於領先地位。
彩虹4早已應用於實戰，執行過多次反恐任務，成效卓著。
「彩虹5比彩虹4更強，其中最能體現彩虹5察打能力的就是最大起飛重量和載荷」，彩虹5項目負責人蘭文博介紹，彩虹5最大起飛重量是彩虹4的兩倍，載荷能力是兩到三倍，飛行速度快了將近100公裡每小時，航時30多個小時。
「在反恐作戰中需要更大的載荷，否則裝載的載荷沒有足夠的識別能力，反恐就是一句空話」。據了解，現在無人機常規載荷是光電載荷（生成白光和紅外圖像）和SAR載荷（雷達）2種，可以做到一次偵察後生成一個電子地圖，實時標識出對方的雷達站和重點目標，一次快速生成所有攻擊目標的圖像，大大提高了偵察效率。彩虹4就是這種雙載荷，而彩虹5是多重裝載，在以上兩種載荷的基礎上升級，讓他們的探測距離更遠，此外還可以裝置雷達偵察幹擾，通訊偵察幹擾等設備。「同時裝很多載荷，同一次飛行任務下不需要換載荷，以前需要飛兩三次的任務，對彩虹5來說只需要一次」。
同時載荷能力強也意味著無人機外掛能力高得多。彩虹4隻能掛100公斤量級以下的彈藥，這種彈射程不會太遠，屬於近程攻擊。而彩虹5可以掛250公斤級的中程攻擊彈，因此，與其載荷匹配起來，彩虹5不僅有了更大的偵察範圍，也有了更大的打擊範圍。「偵察範圍和打擊範圍都從20公裡擴大到了80多公裡，在較遠的距離上發現並打擊目標，也充分保護了無人機飛行平臺自身的安全性」。如果掛載與彩虹4相同量級的武器，則掛載數量上將是彩虹4的兩倍以上。
此外，以後彩虹5可以安裝衛星中繼通訊數據鏈，衛星的控制半徑可以達到2000公裡，遠大於指揮車的200公裡。這樣一個彩虹5帶著幾架彩虹3、4作為一個編隊。彩虹5做中繼指揮，車指控彩虹5，而5指控其他飛機，這也將提升作戰效能。
後續將進行載荷試飛
彩虹5歷程艱難。彩虹5團隊做了無數次的實驗，在實驗室內做數學仿真和半實物驗證，之後再到外場做滑跑試驗。「仿真還是缺少東西，比如在數學仿真裡油門是實時的，但在現實裡是緩慢加上去的，剎車也是，外場就是理論和實際校正的過程」。40多天前，彩虹5團隊來到中國西北某機場做滑跑實驗。先是全機監測，看各個系統有無問題，之後再進行滑跑訓練，看無人機是否能在任何情況下都能滑直，也就是在側風乾擾和人為幹擾後能自動糾偏，回到中心線上。之後還要進行全機監測，監測滑跑對各個系統有沒有影響，一切都沒有問題之後才能首飛。
由於民用機場的場地和航班限制，每天凌晨4點半，團隊人員就得趕到機場，做好相關工作後將飛機拉上跑道，一個小時滑8到10次，在經過140次的滑跑實驗後，彩虹5終於如願飛上天空。
蘭文博說，其實首飛還是有一定不確定性，需要驗證系統的可靠性，氣動設計、結構設計、動力系統的協調。如果控制律設計的有問題，起降階段可能出現故障導致機體損壞。
首飛成功後，團隊將會根據相關測試數據，對飛機結構進行改進、系統完善，之後還要進行任務載荷的試飛。
中國無人機現百花齊放
無人機，跟有人機相比，可承擔危險環境下的飛行任務，以及人長時間難以勝任的工作。另外，設計上可以不用考慮人體的生理限制。「我們國家的無人機並不落後，中國無人機現在排在世界前三位。」中國航天空氣動力技術研究院十一部總體室主任劉凱介紹。
回顧無人機的歷史，中國無人機最早是從院校做起來的。上個世紀80年代，西北工業大學、南航、北航等院校為軍方研究了多種無人機。包括西工大的愛生系列、北航的長虹1高空高速無人機，還有南航的長空1的無人靶機。愛生系列和長虹1都是偵察型的，而長空1是靶機，模擬空中目標，地面上的防空武器來攻擊它。無人機都是從靶機發展過來的。當時中國無人機的水平也並不算落後。
從海灣戰爭後，特別是第五次中東戰爭中以色列攻打黎巴嫩的貝卡谷地，讓世界認識到了無人機的重要作用。當時敘利亞在貝卡谷地設防空飛彈基地，以色列派出自行研製的無人駕駛飛機充當敢死隊飛臨上空，誘使敘利亞設在此處的飛彈制導雷達開機。而雷達一開機，無人機就將信號傳送給後方。這場戰役以色列通過短短6分鐘的攻擊就徹底摧毀了敘利亞苦心經營10年、耗資20億美元的飛彈陣地。
在那之後以色列無人機聞名世界，而中國也開始有意識地裝備無人機。進入上世紀90年代，軍方設立了很多無人機型號，有針對性地研製各種各樣的無人機。此時，除了高校，幾大軍工集團也開始投入到無人機的研製之中。
而進入2000年後，很多民營企業也開始參與無人機的製造，可以說是百花齊放，尤其是最近5年，無人機的型號出了很多。「我們現在做無人機的水平可以排到世界前三。」劉凱說。在今年的閱兵中就會有2款國內自主研發的大型無人機，是國內裝備數量最大的2種。
但劉凱也認為目前無人機的技術水平參差不齊，很多企業做一些幾十公斤的小型無人機民用，而做大型軍用為主無人機的企業還是少數，有競爭力的也就兩三家。
氣候惡劣考驗科研人員
彩虹5團隊這次在外場吃了不少苦。因為場地限制，每天早上團隊成員需要在4點半左右就到機場，做相關準備工作。8月，外場早上6點半以後天才亮，成員們摸黑幹活2個小時。之後，滑跑一個小時後，成員並不能立即收工，而是還有很多後續工作要做，飛機推回機庫要做拆卸保養，往往成員們要忙到中午12點多才算結束。
然而外場的中午經常是三十六七攝氏度，機庫周圍全是光禿禿的水泥地面，升溫極快，中午在太陽的炙烤下，地面溫度能達到50攝氏度到60攝氏度，機庫裡更是像蒸籠一般，機庫裡雖然有兩個風扇，但兩個都是給飛機吹器械的。
團隊成員在試飛期間都是住在賓館裡，原本是2個人一個房間的標間，因房間緊張，只能加床4個人擠一個屋。團隊成員在外場期間可以說是朝夕相伴，下午在住的地方，大家還要開會討論，往往到當天晚上10點才能訂下第二天早上的工作安排。試飛給這些科研人員也帶來不少外傷。仔細觀察，可以看到，他們胳膊、腿上都有傷口，一道道的劃痕，這些都是在安裝、拆卸飛機時被金屬邊或者零件給刮的。
據了解，試飛團隊的一些成員一年四季都在外面，有人一年365天中有200多天都在外地，為了試飛方便，試飛通常選在西北的機場，然而西北的夏天乾熱，冬天又極冷。冬天拆卸飛機對團隊成員來說更痛苦，溫度極低的情況下為了幹活方便也不能戴手套，有些螺絲戴手套根本擰不上，不少隊員冬天手都會凍裂。「我們的工作確實很考驗人，既得腦力好，又得體力好。」
在中國航天空氣動力技術研究院人的努力下，15年來「彩虹」無人機現在已經成為了一個系列，裡面有大大小小各型成員，共包括12型常規類型無人機以及三種類型概念無人機，全系產品覆蓋起飛重量從580克到4500公斤、飛行高度從5米至20000米。「彩虹」是我國批量出口最早和出口量最大的無人機系列，覆蓋9個國家的17個最終用戶，年交付國內外用戶無人機200餘架，完成科研和交付試驗1000架次。「彩虹」品牌也是國內無人機型譜覆蓋最廣的無人機系列，層次化、體系化地實現了常規偵察、國土監控、反恐行動等任務，並提供了與其配套的相關解決方案。
本版文/本報記者 匡小穎
本版攝影/本報記者 黃亮