現代機載空面武器系統試飛技術

馮北前

(中國飛行試驗研究院 總工辦, 陜西 西安 710089)

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現代機載空面武器系統試飛技術

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的技術特點,從機載武器定型試飛考核及作戰需求角度出發,借鑒國內外武器系統飛行試驗技術,結合長期的試飛實踐經驗,提出了機載空面非制導武器系統和機載空面精確制導武器系統試飛的總體思路、評估方法、測控技術等,并對靶場建設、機載武器系統試飛組織實施與協調提出了見解,可供開展機載武器系統試飛技術研究參考。

關鍵詞:機載空面武器系統; 評估方法; 試飛技術

0引言

機載武器系統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,有的稱為機載火控武器系統或航空武器系統等。通過分析大量的國內外相關試飛報告,結合作者長期從事飛行試驗研究工作所積累的經驗,認為目前機載武器系統比較科學的定義應為:機載武器系統由綜合航空系統(含機載火控系統、綜合航電火控系統、機載武器控制系統等)、各類機載武器及有關支援系統等組成。機載武器系統從功能角度可劃分為機載空空武器系統和機載空面武器系統。本文主要針對機載空面武器系統試飛技術展開討論。

1問題的提出

隨著飛機掛載能力和武器研發技術的迅猛發展,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試飛技術

機載空面非制導武器系統包括各類航空炸彈、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(戰斗機)等主戰機種的改進、改型還是跨代戰機的研發,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、模型算法優化等改進機載火控系統,提高武器投射精度,從而達到提高機載非制導武器系統的綜合作戰效能。因此,對此類空面制導武器系統試飛驗證考核的重點在機載火控系統。試飛方法可采用首先安排模擬攻擊對系統裝機適應性、功能進行檢查試飛;其次運用假設與檢驗、概率論等數理統計基礎理論,制定評定方案及評判標準;最后采用實彈靶試,實測并統計彈著點,給出武器系統性能(精度)考核結果和結論。

3機載空面精確制導武器系統試飛

技術

3.1試飛特點

機載空面精確制導武器與傳統的非制導武器系統的本質區別有如下幾個方面:

(1)單個武器成本高,尤其是中遠程精確制導武器;

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

(3)飛機與武器之間發射控制時序、邏輯普遍較為復雜;

(4)系統交聯關系復雜,考核中需考慮復雜電磁環境下的作戰使用問題;

(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具有以上特點,這類武器系統的飛行試驗應按照系統工程的考核方法先對分系統進行考核,然后對系統總體及靶試驗證最終考核[1]。即在試飛方案設計中,規劃好不同制導武器對應的機載火控系統(三代機后稱之為綜合航電火控系統或綜合航空電子系統)所需的裝機適應性、功能、性能(火控動態精度)等試飛項目和內容,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進行嚴格的考核,對火控系統總體和分系統主要指標進行評定,有明確結論后,轉入靶試階段,通過貼近實戰條件下的實彈靶試,對機載武器系統總體性能(單發命中概率或CEP精度等)進行考核,并對機載火控系統功能、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

隨著現代光電、通訊導航、航天航空等技術的不斷發展,以及互聯、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、高速公路網以及機場周邊固定建筑物等,科學選點、布點，建立起基準網信息庫;利用改裝在試驗機上的高清光電測量系統等設備，以及改裝在目標上的導航衛星(北斗等)接收機等設備獲取的信息。經過數據融合處理得到所需的飛行器位置、航向、姿態,以及目標位置、速度等基準信息,根據不同制導武器的具體特點,運用航空火力控制系統的基本原理[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,對機載火控系統不同武器狀態下的功能、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(如動力裝置、導航系統、導引頭等)同步開展飛行試驗。經綜合評定認為系統總體滿足要求的情況下,按照事先規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

現代化測試系統的應用,為全方位測量、實時監控機載武器系統的試飛提供了保障。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試飛過程中系統輸入的關鍵傳感器信息、火控系統實時解算的中間參數、武器發控時序、離機過程影像、離機后的內外導彈參數、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控,必要時利用專門改裝的測控飛機進行測試、中繼轉發、監控和出現異常時的干預。

3.3.3復雜電磁環境與靶標建設

未來的現代化戰爭一定是在復雜電磁環境下進行的[5],因此機載武器系統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節,要根據武器制導方式、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組織與協調

機載空面精確制導武器系統試飛組織與協調非常重要,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、挑戰性為一體的復雜系統工程,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的試飛按照國家有關試飛分工界面,形成并充分發揮了各自的優勢。飛行試驗也是機載武器裝備研發的關鍵環節,本文對現代載機空面武器系統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試飛技術,可為開展現代機載武器系統相關試驗提供借鑒。

參考文獻：

[1]盧廣山.機載火力指揮控制系統發展展望[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.攻擊機空地作戰效能的關鍵灰色關聯投影評估模型[J].電光與控制,2008,15(9):35-38.

[5]章桂永,胡波,劉湘偉,等.電子干擾對作戰飛機超視距空戰效能影響分析[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試飛研究。

收稿日期:2015-08-07;

修訂日期:2015-12-08; 網絡出版時間:2016-01-10 14:10