中國無人機 在大漠深處起飛:自主研製紀實

中國無人機 在大漠深處起飛:自主研製紀實

2008年11月  　來源：新華網

駐紮在巴丹吉林沙漠深處的空軍某基地官兵和科研人員，以科技強軍為己任，始終追蹤世界軍事變革前沿，數十年如一日，頑強拚搏、刻苦攻關，成功研製出多型無人靶機、無人戰機，先後為我國航空、防空武器係統的試驗、鑒定、批檢和空軍合同戰術訓練靶試任務提供各型靶機300多架、靶彈500餘枚、傘靶300多頂，為空軍武器裝備建設做出了巨大貢獻。他們自主研製的某型無人戰機，2006年榮獲軍隊科技進步一等獎，2008年榮獲國家科技進步一等獎。

    2008年的第一場雪剛落，記者走進大漠深處，探秘中國無人戰機研製鮮為人知的故事。

    一定要研製出我們自己的無人靶機

    六十年代初，我國還沒有無人駕駛靶機。雖然1965年從蘇聯進口了"拉-17"靶機，但這種飛機性能差，使用空域窄，續航時間短，隻能飛十幾分鍾，而且協作麵廣，每次執行空靶任務時，要有蘇聯進口的大型飛機帶到天空投放。而此時，還麵臨著進口大飛機嚴重的老化問題。基地官兵對此深感憂慮，"沒有靶機，武器再好也無法試驗定型"，但若長期依賴進口，勢必嚴重影響和製約我國新型武器裝備的發展進程，隻有靠自主研發，才是唯一的出路，他們立誌要為改變這種局麵而奮鬥，研製出自己的無人靶機。

    中國工程院院士、基地一區二站總工程師趙煦，是無人機主要研發者。他向記者回憶到，在當時國家經濟實力不足、技術力量薄弱的條件下，研製一種新型且性能先進的靶機，其難度異常大。無人機研製必須結合國情實際，土法上馬，少花錢、多辦事，就像趙總他們提出的，"沒有條件，創造條件也要上"。

    如果不依靠載機帶飛投放，靶機就得有腿腳。"拉-17"靶機是由母機帶到空中，像"母雞下蛋"一樣從天空投放的。趙煦由此觸發靈感，創造性的提出天空帶飛與地麵帶飛一致的原理。如果能夠設計一種能滑行的小車，把飛機固定在這種小車上，利用發動機的推力使飛機滑跑速度達到一定值後，突然將飛機與小車分離，這樣，飛機就能自己飛上天去。但是，這樣的方法史無前例。如何實現機車分離，是一個大難題。趙煦等人大膽提出了用自動點刹糾偏的起飛車，"背"著靶機滑跑起飛。

    六十年代的基地，一切條件都是那麽簡陋，設備零件短缺，試驗條件也非常差，官兵們硬是要在這樣的情況下創造奇跡。他們從廢品堆裏找來了某型殲擊機的輪子、鋼筋、鐵條，讓基地修理廠為他們焊接了一個車架子，一切都是土法上馬，因陋就簡。為搞好總體方案的設計，趙煦把計算尺、算盤、手搖計算機等能用的工具全用上了，沒有資料就比著實物建立計算模型，對空氣動力特性、結構強度、飛行性能、飛行航跡等進行了全麵的計算論證。通過邊研究、邊試驗，1966年12月6日，由趙煦等7名同誌改裝的飛機一舉試飛成功，它為我國自行設計無人機奠定了基礎，是我國航空史上的一件大事。後來這種被命名為"長空一號"的無人機被人們親切地稱為"爭氣機"。

    大型"長空一號"模擬靶機的研製成功，開創了我國自己研製靶機的先河，結束了我國從國外進口靶機的曆史，使得我國無人機的研製雖較西方晚，但"起步晚、起點高"，為後續無人機的發展奠定了堅實的基礎。數十年來，生產使用"長空一號"靶機幾百架，不但為我國空軍武器裝備的發展作出了巨大貢獻，而且也為我國核試驗立下了功勳。

    1977年9月某日，中國某顆原子彈在新疆羅布泊空爆。趙煦率領部分官兵，帶著"長空一號"趕赴馬蘭待命，準備搏擊蘑菇雲。13點整，隨著一聲巨響，蘑菇雲剛剛彌漫天空，"長空一號"無人機迅速將空氣樣品取回，並在指定地點著陸，開創了無人機核爆炸取樣的先河。更令人驚奇的是，飛機著陸時，飛機上的燃料已基本用完，足見趙煦的計算是多麽精準。因為單機取樣劑量有限，再放飛第二架無人機很有可能會錯過核爆最佳時機，如果使用有人機同時配合取樣，將會威脅飛行員生命安全。哈軍工畢業的年輕大學生陳紹周主動向領導請纓。在那些熬人的日子裏，草圖、數據充斥了他全部的生活空間。不久，一個由他構想的無人機從一架增加到2架以上的方案順利通過了論證。隨後的一次核爆中，創造了雙機同時進入核爆區取樣的奇跡。

挑戰源於責任驅動

    八十年代初，庫存的進口靶機已全部用完，與此同時， "米格-15"比斯飛機已退役多年，趙總有了新的想法：如果能把它改研成無人駕駛靶機，豈不是合理利用資源、節約經費、變廢為寶的好事？況且航/防空武器也急需一種性能貼近作戰飛機的實體型靶機。趙煦和同事們夜以繼日、廢寢忘食地投入研究試驗，夢想著這個目標的實現。

    終於，經他們改造的新型靶機初見雛形。但是在試驗時，他們遇到了麻煩：靶機偏離跑道！這個難題連蘇聯專家也無法解決，他們曾無奈地說，如果要將有人駕駛飛機改裝成無人機，至少要有直徑4公裏的圓形跑道！

    這時，軍隊轉而打算另購國外的靶機，派考察團赴美考察"火蜂"無人駕駛靶機。很多人認為"火蜂"的機身細長，外觀靈巧，起飛後在空中平飛、轉彎、爬高、下降……性能不錯，讚成購買。

    但是趙煦認為，從外國花4000萬美元才進口10架滿足要求的靶機，且放飛成功率僅有80％。我們的新型靶機完善一下，就能成批改裝，費用僅需1000萬人民幣。趙煦甚至進一步提出，新型靶機使用前可不經人工試飛，試飛前各試驗科目都在地麵完成，直接提供使用，從而大大縮短研製周期，既提高可靠性，又解脫飛行員。這個方案經濟可行，最終被空軍首長采納。

    接下來，趙煦和他的戰友們開始了艱辛的攻關曆程，為了新型靶機的成功出爐嘔心瀝血，陳紹周、滕忠民、唐正其、王康……集體的智慧溶進了新型靶機。在改裝研製試驗最緊張的日子裏，他們沒有白天和黑夜之分，有時在辦公室打個盹兒就接著幹。為了采集價廉物美的材料，年近半百的滕忠民把身體不好的妻子送回上海，把82歲的父親送到浙江農村老家，一個月裏他奔波在成都、南京等10多個城市聯係、協調，有時買不上座號就擠在硬座車廂裏，一站就是幾千裏路，為了趕路，候車室成了免費旅店。趙煦走路、吃飯都在想攻關，甚至睡覺做夢都是靶機，"泰山在前而不見，疾雷破柱而不驚"，他似乎連身旁的世界都遺忘了。不知道翻了多少書，查了多少資料和數據，也不知道做了多少次試驗。謎，終於解開了，他們運用點刹氣動糾偏相似轉換原理，成功改裝了起飛係統，使無人機自動從跑道的東頭滑向西頭，試滑近4000米還幾乎在中心線上，打破了蘇聯專家的"圈形跑道說"。

    這種退役報廢多年，即將被判處"死刑"的飛機，終於被成功研製成全尺寸、實體形、高亞音速新型靶機。新型靶機的成功研製，開創了我國用有人機研製實體型無人機的先河，緩解了當時我國靶機奇缺，以及嚴重製約航空/防空武器試驗發展的矛盾。其出色的性能，連蘇聯專家也讚不絕口，甚至提出要購買飛機的專利權。

    新型靶機的成功，可謂一箭三雕：它為飛行員乘坐監控冒險試飛畫上了句號；它為空軍某型大批退役殲擊機找到了出路；它為試驗提供了性能更好的高空高速無人靶機。

突破音障的背後

    九十年代初，隨著航空武器係統的飛速發展，國家航空武器的試驗需要一種速度更高、性能更好、更接近真實飛機的無人靶機，研製新型無人靶機已迫在眉睫。當時，趙煦與瞿勤等人提出了超音速無人靶機的研製方案，並一舉中標。

    但是，讓無人駕駛飛機衝破音障太難了，美國攻克這一世界難題用了8年時間，耗資達數十億美元，僅它的一個設計輔助軟件就花費了270萬美元。各種困難紛至遝來。時間緊，任務多，經費少不說，廠房施展不開，國內材料和退役飛機原料難以保證，各種檢測設備缺乏，技術力量相對薄弱。麵臨這些困難，他們奉獻了太多的智慧和心血。

    在攻克選定參數的難關中，趙煦總結科學的參選辦法，經過規化、壓縮、預選、數字仿真數模方法等，從三百億個參數中選取1組參數，像大海撈針一樣選取參數，其中的艱辛，是常人難以想象的，最後，他成功了。

    當時我國的數字控製技術才剛剛使用，尚無成熟的數字式飛行控製係統，有的專家預言，中國應該像蘇聯、美國那樣發展數字式超音速無人機，否則一二十年內造不出超音速無人機。這一重大技術難題擺在了課題組全體人員麵前，課題組的同誌走出戈壁，到某航空學院做飛機自動控製係統實物模擬試驗。試驗接連失敗數十次，趙總坐臥不安，就連吃飯走路也在思考，由於長時間的超負荷工作，趙煦病倒了，嚴重的頭暈使他坐臥不寧。以後每做一次試驗，其他同誌都到醫院給趙總送一次數據。在接踵而至的失敗下，另一位年輕的同誌、現任二站站長劉豐軍絲毫沒有放棄，他把數十次試驗的幾百萬條數據拿出來，經常一幹就是一個通宵，人瘦了好幾圈，期間家屬在老家生孩子也顧不上看望，終於成功研製出"某型自動飛行控製係統"，實現了對靶機進行大空域、大速度飛行的自動控製。

    在實驗過程中，飛機地麵糾偏又成了一個攔路虎。高工滕忠民夜以繼日，苦思冥想，終於從廢舊的電磁閥上得到啟發，利用磁閥有規律的振蕩原理，研製成功了"點一刹一點"的自動振鈴糾偏係統。用上這種係統，無人機就像有人駕駛一樣。

    無人機飛行遙控采用的是電子管遙控係統，但該係統不僅昂貴，而且操作不方便，不適應超音速靶機的遙控。時任室主任李宏斌主動請纓，研製了一套新型遙控係統。恰在此時，他又陷入深深的兩難決擇之中。研製工作才剛剛起步，後續的事情很多，如果再繼續擔任室主任就會造成分心，又要抓科研試驗還要抓管理教育，肯定不能把主要精力投入到項目當中，怎麽辦？

帶著這樣的心理鬥爭，他一夜未眠。

    第二天一上班，他就主動來到了趙煦院士的辦公室說："趙總，為了這個科研項目，這個室主任我不當了，現在研製任務剛剛開始，有很多工作要做，新同誌又不熟悉無線電遙控設備，室主任要管許多事情，恐怕就不能按時完成任務了，還是讓年輕人去幹吧，我主攻這個項目。"

    趙總猶豫了一下，說："你想好了？這次不幹以後可能就沒有機會了。"

    "想好了。"

    就這樣，李宏斌主動辭去了室主任的職務，一心一意搞科研攻關。在隨後的兩年裏，他連續奮戰、刻苦攻關，終於成功研製出"某型多目標遙控係統"，該係統投入使用後，為國家和軍隊節省了3000多萬元費用。

    很多同誌在攻關中表現出超人的境界。該項目研製經費少，在項目開始相當長一個時期僅有一台計算機，大家不得不充分輪流使用，時任副總工程師張葦夜裏幹脆就在機房裏等候自己的時間，經常是等到12點才能上機，一幹就是一個通宵。為搞懂弄通該型飛機的基本原理和機載設備戰技指標，甚至"把實驗室搬回家"，把飛機圖紙擺在衛生間裏"搞研究"，光筆記就10萬多字。
在危險麵前，基地官兵絲毫沒有退縮。

    周宏軍作為一號無人靶機試滑員，曾經被人形象地稱為"木偶飛行員"。有一次，周宏軍進行高速滑行試驗這一關鍵試驗項目，飛機很快加速到了260公裏，這時，飛機的刹車係統突然失靈！他馬上進行了人工操作，進行持續點刹。還好，飛機的速度慢了下來，終於在離跑道頭隻有4米遠的地方停住了。

    郝秀挺乘坐熱氣球測試無線電高度的數據，熱氣球升空到2000米高度時，6級大風平地而起，最後氣球失去控製迫降在40公裏外的黑河灘上，黑河鬆軟的泥沙救了他們的命。有人認為，死裏逃生的小郝再也不敢上天了，但傷勢稍見好轉，郝秀挺又出現在熱氣球上。

    在忘我工作，甚至不顧生命安危的犧牲奉獻精神感召下，官兵們自己動手製作8個係統2萬多套各種設備及配件，突破了國際通用的數字式解決無限變數理論界線和力學快速控製及地麵效應三大理論，攻克了世界航空史上從未遇到的地麵糾偏、平衡離陸、各種無線電信號兼容等10大技術難題。來自全國航空界的近百名權威專家目睹了該機型衝破音障，馳騁藍天。

    該機型研製成功，填補了我國在該領域的空白，為我國航空/防空導彈武器係統攻擊超聲速目標提供了有力的保障。中國航空界專家對我國首架超聲速無人駕駛飛機進行鑒定，結論是：設計先進，性能優良，達到世界先進水平。至此，實現了從模擬至實體，從亞音至超音，全空域、全速度域，種類齊全，可滿足我國所有空中威脅武器對靶標的需求。

無人機的新航跡

    隨著世界無人機技術的發展及在現代戰爭中的實際應用，無人機已從靶標使用逐步向智能化、多用途作戰使用擴展，無人作戰飛機已成為發展的必然趨勢，並被列為21世紀十大超級武器之一。麵對日益緊迫的軍事鬥爭準備形勢，基地官兵以時不我待的使命感責任感，緊盯科技前沿，敢為人先，提出研製某型無人戰機，該項目總參、原國防科工委列為"九五"國家重點工程項目。

    2004年初，二站站長劉豐軍、高工滕忠民為搞好調研，從蘭州開始，沿著成都、重慶、貴陽、漢中、上海、南京、北京、太原、洛陽、西安、寶雞一路下來，幾十家科研單位，十幾個調研課題，跑完了大半個中國，終於摸準了真實情況，形成了最好的方案。

    研製起初，要用到原機的重量重心數據。該機的相關原始數據，在我們國家出版的通用教材中隨處可見，常規的做法大都是"拿來主義"，照搬即可。趙煦在仔細看過後，發現其中有錯誤，遂提出不同見解。當時其他科研人員都感到不理解，這個型號飛機已經相當成熟了，數據也經過千百次反複使用過，認為不可能有錯誤。但他硬是重新核實計算，最終推導出了該飛機全新的重量重心曲線和數據，經過試驗驗證後，完全正確。事後證明，如果照搬原始數據，不但會使試驗走彎路，延長研製周期，而且還會造成無法挽回的嚴重後果。

    在趙煦、瞿勤帶領下，近20名精兵強將紮營西安、南京兩地，集中精力搞起了全係統物模試驗，忘記了晝夜，忘記了寒暑，每個都麵容黑瘦，終於拿到了關鍵的試驗數據，完成了最佳的係統配置。

    在一次試飛過程中，由於種種原因，飛機長時間處於"加力"狀態，無法退出，導致飛機耗油加劇，給返場著陸帶來嚴重困難。如果處理不當，有可能造成飛機墜毀，那後果將不堪設想。

    科研人員在指揮大廳裏焦急地看著燃油殆盡即將返場的飛機，空氣中充斥著凝重的氣氛。趙煦仔細看了看屏幕各種數據信息，此時時間一秒一秒的過去，燃油一點一點的耗盡，就在這危機關頭，他做出了一個常人無法理解的決定：不作任何處理，飄也要把它飄回來。後來飛機果然安全著陸。經燃油抽取測量，飛機油箱內僅剩下2.5千克的燃油。所有在場人員無不捏了一把汗。這在航空飛行史上是不可思議的！

    某次試驗任務前夕，冷氣壓縮機出現了故障，不能正常使用，如果不及時修好，勢必影響任務進程。當時經多方人員進行修理，但故障一直沒有排除，正在外地的退休幹部王振海得知情況後，立即動身趕回基地。連夜一個部件一個部件的排查，一個數據一個數據的校對。晚上11點左右，終於找到了故障原因，直到淩晨才排除了故障。

    像這樣的感人事跡數不勝數。自然環境艱苦時刻困繞著基地官兵，機場夏季高溫戈壁灘上40多度，能把人曬掉了皮，藏沒處藏；冬天零下30多度，滴水成冰，躲沒處躲。每次滑行、校飛、檢測、排故，一幹就是五、六個小時，經常圍在飛機旁站在跑道邊狼吞虎咽吃幾口飯；炎熱高溫季節，汗出來了蒸發不掉，局部皮膚被汗水泡的紅腫發癢，脖頸腋下長滿痱子；數據裝定、下載，再冷的天也不能帶手套，臉被風吹的起幹皮，手上長滿凍瘡，沒有人喊一聲苦叫一聲累，終於迎來了成功的鮮花和掌聲。

    2005年12月的一天，隨著機場一陣轟鳴聲，某型無人戰機衝天而起，站在跑道邊的科研人員和官兵們歡呼雀躍，流著激動的淚水相互擁抱。該成果在技術應用上和總體性能上都達到國際國內領先水平，多項技術居於國際先進行列。

    隨後，他們對某型無人機的性能進一步進行了拓展。當拓展型無人機順利通過試驗驗證試飛時，時任空軍司令員喬清晨當場豎起大拇指，說"這是一個好用、管用、頂用的東西"。

    為了更好地滿足科研試驗的需要，給機載飛控係統和地麵指指揮員提供更實效、更豐富、準確性更高的數據，2007年3月，基地決定：盡快研製一種能滿足上述要求的新型測控定位係統，研製時限為6個月，希望用於某新型靶機上。李宏斌同誌廢寢忘食，獨立承擔了從關鍵單元電路設計及試驗、整機原理電路設計、印刷電路板設計、電路板的檢查、焊接、調試、安裝等全部艱苦細致的活。經過艱苦卓絕的努力，當年9月，成功研製出了"CKD-313型多目標測控定位係統"。

    從2005年到2007年，由於多種型號任務重疊，既要保障靶試還要進行科研，場地資源、人力資源、保障資源又很有限，基地通過科學計劃、合理調配、嚴密組織，在現有人員的基礎上成立了科研攻關小組、明確了各組科研任務、設置規劃了場地、購置了新設備、在靶試間隙組織人員進行集中改靶，通過各種科學合理的措施使得工作效率成倍提高，保障能力大幅提升。3年時間內僅為各型導彈的試驗、定型、批檢就提供各型靶機上百架。

    基地廣大科技工作者並沒有因此而滿足，他們的目光掠過茫茫大漠，投向了更深更遠的浩瀚長空，中國無人機研製進入了快速創新發展的新時代……（原載於《解放軍報》，空政宣傳部供稿）