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主题:【原创】靶机缝补又三年 -- 心有戚戚

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家园 【原创】靶机缝补又三年 -- 有补充

和普通无人机不同,靶机飞上去的目的就是被打下来。在渔霸家里(就是有三个“海”军,五行里水太多的那个。详见此文),靶机如果没被打掉,不仅让防空火力颜面无光,而且会变身导弹。下图BQM-74E靶机成功穿越密集阵,击中提康盾舰的指挥室,伤二人。

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PLA的传统是“不拿群众一针一线”,自然要节俭。于是通过将靶机缝缝补补多次使用,把一次性靶机和可重复使用的无人机之间的界线弄模糊了。除了上中远程防空导弹要动真格的(导弹比靶机贵多了),近防速射炮的实弹演习中靶机一般要回收,毕竟靶机还是要比炮弹值钱多了。下图中,靶机正打开降落伞,落在海面上。

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再由作业小艇捞回。

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放小艇捞靶机都是计划好的,而不是意外脱靶。证据就是这根军舰上的“飞线”。飞线也称跳线,是指印刷电路板上因设计缺陷或测试目的将电路板上的两个节点直接用电线连通的一种方法。军舰船舷中部类似“飞线”的缆线 (悬空靠近水面),究竟是干啥用的呢?

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其实就是保证小艇快速安全吊放的措施。中国新一代军舰为了雷达隐身,都有一个专门的舱室安放小艇,外部有卷帘门遮挡(而救生筏没有金属部件,放置在外不影响隐身)。而海上收放作业小艇时,军舰会保持一定的低速(船体完全停下来,晃动起伏反而大)。有缆绳在前面带着,小艇不会横过来,导致下面阿三犯的错误。

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所以,军舰带了“飞线”就是为了放小艇时快一点,不让靶机在水里泡得太久。

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现在PLA用得比较多的是小型喷气靶机,由于机身较小速度较快,适合模拟巡航导弹。下图中4架喷气靶机依次从987号船坞登陆舰上的直升机甲板起飞。甲板上的氧气瓶和丙烷罐用于靶机上发动机的启动。

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靶机起飞后,立即按程序转弯,转一圈后,向军舰方向飞行,这样近防速射炮就可以瞄准击发。下面的图显示987舰上的630炮撑起一道弹幕,对准从其直升机甲板起飞的靶机射击。

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如果要靶机不被击中,那必须在近防炮射距外。如何增强靶标特征呢?就是绑上两个曳光管。就是下图靶机翅膀下挂的形似火箭的“焰火棒”。有了曳光管,近防炮的光电系统就能在远距离捕捉到靶机,瞄准并开火。评判瞄准是否准确,可以依据光电录像或者雷达数据。这样既可以回收靶机,又不会出现靶机击中军舰的乌龙。

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靶机虽可反复使用,但是关键时刻(比如导弹定型实验等动真格的时候)还是要用于牺牲自己的。所以和普通无人机不同,必须便宜,尽量简单。比如,军用无人机一般都有光电球,将图像传回地面,而靶机最多只有卫星定位天线,可以规划航线,也可人工遥控。

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再如,靶机和发动机点火,都不用电动机,直接用丙烷和高压氧气混合直接吹到进气口里,带动涡轮旋转。然后再用点火棒(就是家里点煤气的)在喷口处点燃,使涡喷发动机的燃烧室点火。这种启动方式比用微型涡喷发动机的高级航模还要简单粗暴。

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那对于更远距离能自主寻的的近程防空导弹,目标就要用螺旋桨靶机拖带的靶标来模拟了。下图中靶机机身上灰色的长带就是拖靶标用的。

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这样,击中或脱靶就很直接地可以通过拖带靶机上摄像头判断了。

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中国靶机的鼻祖是长空一号,是由赵煦院士在前苏联的拉17无人靶机的基础上研制的。

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拉17靶机由拉沃契金飞机设计局在1954年设计定型,该机翼展7.5米,机长8.15米,最大起飞重量3.1吨,飞行速度900千米/小时左右,采用一台RD-900亚音速冲压发动机。这种以汽油为燃料的冲压发动机在空速达到约0.6马赫就可以启动,并在0.8马赫时产生约800 公斤的推力。 当然以这样的速度,发动机效率非常低(比冲也就比火箭高个几倍吧,毕竟不用带氧化剂),因为冲压发动机在3马赫的超音速时,才能达到峰值效率。冲压发动机结构简单,没有活动部件,所以便宜,适合在一次性靶机上使用。但带来几个问题。首先,发动机启动要有较高的初速。苏联的解决方案是将拉17挂在图4(就是B29斯基)的机翼下空投。在俯冲加速过程中,发动机点火。从空投到可控飞行,整个过程约需90秒。

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第二,发动机效率低,导致飞行时间短,只有十几分钟。对参训战机(那时主要是歼6和歼7)而言,也就提供了一次开火的机会。错过了,再转回来,靶机的汽油也烧完了,自己就会掉下去。拉17也没有回收装置,基本上是一次性的。 土共比较节俭,一般用机腹迫降。运气好的话,机体可以通过发动机短舱吸震,至少可以部分回收使用。

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后来,中苏关系破裂,苏方不再提供拉17,用一架少一架,而防空训练又离不开靶机。 赵煦发现歼六上的涡喷6发动机,尺寸和拉17原来的发动机差不多,就是推力大了许多。去掉加力,改固定式尾管,再通过限制发动机转速来减小推力(本来就是差不多要报废的发动机,也不敢上最大军用推力),即使这样,推力也翻倍有余。开始是在一架拉17上直接换装涡喷6,结果导致升力矩过大。为此,长空一号重新设计,机身比拉17略大了一圈。比如,拉17的冲压发动机不能发电,在头部装有风车式发电机。而长空一号的涡喷6带发电机,所以头部改成了电子设备舱。

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中国一共从苏联得到12架图4战略轰炸机,都是宝贝疙瘩,不舍得用来作靶机母鸡。而涡喷6可以地面启动,推力又大,赵煦团队想能否用地面起飞的方式。结果,创造性地用三轮小车,由长空一号带动滑跑,达到起飞速度后车机分离。

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小车则在飞机爬升以后,打开减速伞停下来下次再用。

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开始的时候,长空一号也用机腹迫降的方式回收,后来改用更可靠的降落伞回收。这就是富裕的动力和加大的机身带来的好处(原来拉17连多一点的油都不能带)。

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所以,长空一号已不是单纯一次性的靶机,而变身为多次使用的无人机了。美国BQM-34火蜂无人机也是从靶机发展而来,和长空一号的定型时间差不多,都是在六十年代中期。但火蜂和拉17一样都是从载机上投放的(下图中,DC-130在投放火蜂)。从这点上说,长空一号是世界上第一种真正意义上从地面滑跑起飞的喷气无人机。

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当然,火蜂可以长距离自主侦察飞行,技术上更胜一筹。但是长空一号却有一个绝活:核爆取样。用有人机取样危险,而且要在核爆40分钟后才能进蘑菇云,影响样品的纯度。 长空一号甲核试验取样机在两翼下加挂两个取样器,在核爆后较短时间就可以两次穿云,每次用一边的取样器,打开前后的活门,在不同时刻取得高浓度放射性尘埃。

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1980年东风5洲际导弹全程试验,1980年10月我国最后一次大气层热核试验据说是其弹头试爆。此次从蘑菇云取样全部使用长空一号。第一架在爆炸后6分钟进入蘑菇云,被灼烧解体。第二架爆炸后15分钟穿过蘑菇云中心,9分钟后第二次穿云取样。 备份的第三架长空一号于爆炸后22分钟穿云,10分钟后又来一次。两架飞机均在指定区域降落,回收取样后,两架长空一号被深埋。

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而后,长空一号专职靶机工作,发展出低空和高机动型,不久前还在海军演习中出场,和其它靶机一起参与跨昼夜攻防演练,对防空系统进行压力测试。下图中长空一号用火箭起飞,成本高些,但是不用长跑道。

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前面提到过的BQM-34“火蜂”无人机,越战期间,多次进入我国领空。首次击落是在1964年11月15日,歼6跃升到在17500米飞行的火蜂无人机几百米后方开炮,从320米处一直打到140米,用拼刺刀的方式将全身漆黑的火蜂捅下来。由于已超过歼6的实用升限,极易失控,所以需要和地面雷达配合默契,专门训练以获得极短的射击窗口。功夫不负有心人,到了1971年的“火蜂”侦察结束,一共由歼5歼6和歼7击落近20架各型火蜂,至少有一架被击中时触发降落程序,降落伞打开,飞机基本完整着地。这架火蜂无人机,一侧机身上画有8个头戴降落伞的鲨鱼,代表8次飞行任务,而前7次都返航了。

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北航先是用修复成功的火蜂无人进行投放试飞成功,又在在火蜂的基础上研制出无侦5高空多用途无人机。和歼5,运5和轰5一样,无侦5是无人侦察机系列第一款。无侦5研制成功之后,曾经在1986年两山轮战中出境侦察,发现火炮阵地,弹药库和指挥所等近百个军事目标。

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上图背景中红色无侦5的载机是图4轰炸机,那时轰6早已成为主力,图4重操旧业,挂起了无人机。不过,发动机还是从原来的活塞式改装成涡桨。

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上面两张图中的4134号图4轰炸机和所载的无侦5立下赫赫战功,得以在小汤山的航空博物馆颐养天年。

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后来,图4轰炸机退役,无侦5的载机换成了运8E。

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除了作为侦察机使用,无侦5的另一个用途就是作为靶机。近2万米的最大飞行高度使其成为高空靶机的王者。下图是艺术家笔下的无侦5从运8载机投放情景的再现。

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无侦5的成功,对于我国后续靶机和无人机乃至巡航导弹的研制贡献巨大。别的不说,根据火蜂的J69发动机仿制的涡喷11发动机,用在了海鹰4岸对舰导弹上。

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从其衍生出来的巡航导弹专找地面靶标,至今仍然是拆房利器。

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涡喷11的改进型还在云影等新一代的察打一体无人机上使用。

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目前,中国的各型靶机几只手都数不过来,还发展了超音速靶机和隐身靶机等以适应新的战争要求。革命传统不能丢,绝大多数都是可以反复使用的。

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作者 对本帖的 补充(1)
家园 【原创】长空一号起飞纠偏问题

长空一号起飞滑跑距离长达好几百米,那小车会不会跑偏,把靶机带沟里呢?网络上普遍的说法是:“发射车内装有航向自动纠偏系统,确保在1000米滑跑距离内航向偏离维持在30米内”。且不说就是二三十米也足够跑沟里了,“自动纠偏系统”也实在是高深莫测。其实大道至简,小车的前轮不像后轮一样固定,而是装有减摆器,通过滑行中靶机方向舵的偏转,产生让前轮向左或向右的力矩。地面操控人员为了更好的追踪和控制组合体前进方向,在小车上绑上曳光管(和靶机上的一样)。起飞时,操控人员站在长空一号后方,一旦观察到小车偏离跑道中线,就操纵靶机方向舵向相反方向纠正。直至起飞。

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小车在飞机爬升以后,得马上打开减速伞在后面拉着以控制方向(就像风筝尾巴上绑的飘带)。否则,小车真的会很快跑偏,甚至翻滚损毁。这在能省则省的土共眼里是绝对不能容忍的。

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家园 消灭零回复。
见前补充 4603336
家园 西西河需要这样的帖子!

西西河被挖掘频率最高的河泥就是这类科普类文章。

尽管大家都喜欢对当下的热点新闻说上几句,但几乎没有人愿意再去对好几年前的政治话题发表意见。相反,主贴所讲述的历史脉络虽然不能吸引当前参与西西河的每个人,但是好几年后,一定会有人因为对这类话题的兴趣而来送花,感谢楼主的付出。

我个人看重的。西西河独有的价值就是那一河深厚的河泥。再次感谢楼主。

家园 老西西河的感觉,不忘初心
家园 美帝

真是我们的好老师!

家园 无侦8和无侦5有联系吗?
家园 直接联系不大

但是技术发展总是一步步来的:无侦5无疑开了一个重要的头。

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