现代机载空面武器系统试飞技术

冯北前

(中国飞行试验研究院 总工办, 陕西 西安 710089)



现代机载空面武器系统试飞技术

冯北前

(中国飞行试验研究院 总工办, 陕西 西安 710089)

摘要:分析了机载空面武器系统的技术特点,从机载武器定型试飞考核及作战需求角度出发,借鉴国内外武器系统飞行试验技术,结合长期的试飞实践经验,提出了机载空面非制导武器系统和机载空面精确制导武器系统试飞的总体思路、评估方法、测控技术等,并对靶场建设、机载武器系统试飞组织实施与协调提出了见解,可供开展机载武器系统试飞技术研究参考。

关键词:机载空面武器系统; 评估方法; 试飞技术

0引言

机载武器系统的定义几十年来一直是广受争议的话题,从高等院校到不同的研究机构,由于研究人员所站角度的不同所给出的定义各不相同,有的描述为机载武器系统,有的称为机载火控武器系统或航空武器系统等。通过分析大量的国内外相关试飞报告,结合作者长期从事飞行试验研究工作所积累的经验,认为目前机载武器系统比较科学的定义应为:机载武器系统由综合航空系统(含机载火控系统、综合航电火控系统、机载武器控制系统等)、各类机载武器及有关支援系统等组成。机载武器系统从功能角度可划分为机载空空武器系统和机载空面武器系统。本文主要针对机载空面武器系统试飞技术展开讨论。

1问题的提出

随着飞机挂载能力和武器研发技术的迅猛发展,机载空面武器的种类不断增加,但大体上可分为制导与非制导两大类。一般对于机载空面制导武器而言,速度越高、射程越大、制导体制越复杂成本就越高,但对非制导机载空面武器而言相对成本较低,因此随着机载空面武器的飞速发展,对其试飞鉴定技术提出了新的要求,对不同类别的机载空面武器如何进行飞行试验,以及采用什么样的方法进行科学的鉴定考核是亟待解决的难题。

2机载空面非制导武器系统试飞技术

机载空面非制导武器系统包括各类航空炸弹、航炮、航空火箭等,这类武器的特点是武器相对成熟、射程近、成本低。无论是轰炸机、歼击轰炸机、多用途歼击机(战斗机)等主战机种的改进、改型还是跨代战机的研发,主要是新研或改进先进的光电等测量手段,不断提高传感单元的精度,通过信息融合、模型算法优化等改进机载火控系统,提高武器投射精度,从而达到提高机载非制导武器系统的综合作战效能。因此,对此类空面制导武器系统试飞验证考核的重点在机载火控系统。试飞方法可采用首先安排模拟攻击对系统装机适应性、功能进行检查试飞;其次运用假设与检验、概率论等数理统计基础理论,制定评定方案及评判标准;最后采用实弹靶试,实测并统计弹着点,给出武器系统性能(精度)考核结果和结论。

3机载空面精确制导武器系统试飞

技术

3.1试飞特点

机载空面精确制导武器与传统的非制导武器系统的本质区别有如下几个方面:

(1)单个武器成本高,尤其是中远程精确制导武器;

(2)从系统工程角度分析,按照误差分配理论制导武器对机载系统输出的数据、指令等信息精度和延时都有严格的要求;

(3)飞机与武器之间发射控制时序、逻辑普遍较为复杂;

(4)系统交联关系复杂,考核中需考虑复杂电磁环境下的作战使用问题;

(5)射程普遍较远,对靶场、靶标要求高,试飞组织难度大,单次靶试试验成本高等。

3.2试飞考核总体思路

由于机载空面精确制导武器系统具有以上特点,这类武器系统的飞行试验应按照系统工程的考核方法先对分系统进行考核,然后对系统总体及靶试验证最终考核[1]。即在试飞方案设计中,规划好不同制导武器对应的机载火控系统(三代机后称之为综合航电火控系统或综合航空电子系统)所需的装机适应性、功能、性能(火控动态精度)等试飞项目和内容,针对不同机载制导武器特点,建立相应的试飞考核模型。采用模拟攻击对比法,通过试飞对机载火控系统进行严格的考核,对火控系统总体和分系统主要指标进行评定,有明确结论后,转入靶试阶段,通过贴近实战条件下的实弹靶试,对机载武器系统总体性能(单发命中概率或CEP精度等)进行考核,并对机载火控系统功能、性能进行靶试验证。

3.3试飞技术

3.3.1建立基准评估体系

随着现代光电、通讯导航、航天航空等技术的不断发展,以及互联、互通基础设施的不断完善,可利用相对固定、形貌特征清晰的高速铁路、高速公路网以及机场周边固定建筑物等,科学选点、布点，建立起基准网信息库;利用改装在试验机上的高清光电测量系统等设备，以及改装在目标上的导航卫星(北斗等)接收机等设备获取的信息。经过数据融合处理得到所需的飞行器位置、航向、姿态,以及目标位置、速度等基准信息,根据不同制导武器的具体特点,运用航空火力控制系统的基本原理[2],建立相应的试飞评定基准模型[3-4]。通过模拟攻击对比法,对机载火控系统不同武器状态下的功能、性能进行评定,在模拟攻击过程中除试验载机开展全系统模拟攻击外,可改装同型或不同型号试验机对弹载设备、系统(如动力装置、导航系统、导引头等)同步开展飞行试验。经综合评定认为系统总体满足要求的情况下,按照事先规划好的靶试方案进行实弹靶试验证及考核,得出科学的评定结果和结论。

3.3.2试飞测控技术

现代化测试系统的应用,为全方位测量、实时监控机载武器系统的试飞提供了保障。通过对模拟攻击、实弹靶试过程进行科学的试飞设计,可以对机载武器系统试飞过程中系统输入的关键传感器信息、火控系统实时解算的中间参数、武器发控时序、离机过程影像、离机后的内外导弹参数、脱靶量等进行100%或部分测量记录。同时选取关键信息进行实时监控,必要时利用专门改装的测控飞机进行测试、中继转发、监控和出现异常时的干预。

3.3.3复杂电磁环境与靶标建设

未来的现代化战争一定是在复杂电磁环境下进行的[5],因此机载武器系统试飞必需建立尽可能逼真的海、陆、空、天多位一体的复杂电磁干扰环境,并应覆盖载机攻击、靶试全过程。另外,机载空面精确制导武器试飞中,靶标建设与研究是非常重要和不可或缺的环节,要根据武器制导方式、武器特点建立满足其光电、运动等特性的逼真的靶标。

3.3.4组织与协调

机载空面精确制导武器系统试飞组织与协调非常重要,也非常复杂。因此,要针对机载武器的不同特点、射程大小、复杂程度及涉及面大小,制定具体的空地协同预案、特情处置预案、单位分工界面、资源保障细目等。

4结束语

飞行试验是一个集风险性、探索性、挑战性为一体的复杂系统工程,几十年来中国飞行试验研究院形成了以阎良为中心、足迹遍布全国的试飞组织模式。特别是机载武器系统的试飞按照国家有关试飞分工界面,形成并充分发挥了各自的优势。飞行试验也是机载武器装备研发的关键环节,本文对现代载机空面武器系统试飞技术进行了简单论述,指出了非制导武器与制导武器不同的试飞考核方法,重点阐述了空面精确制导武器系统试飞技术,可为开展现代机载武器系统相关试验提供借鉴。

参考文献：

[1]卢广山.机载火力指挥控制系统发展展望[J].电光与控制,2005,12(5):1-6.

[2]陆彦,朱培申.航空火力控制原理[M].西安:西北工 业大学出版社,1998.

[3]李相民,张安,史建国.逐步回归法在反舰导弹火控建模中的应用[J].飞行力学,2003,21(4):65-68.

[4]张蕾,査滔,张喜斌.攻击机空地作战效能的关键灰色关联投影评估模型[J].电光与控制,2008,15(9):35-38.

[5]章桂永,胡波,刘湘伟,等.电子干扰对作战飞机超视距空战效能影响分析[J].电光与控制,2011,18(11):88-91.

(编辑：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

中图分类号：V217

文献标识码：A

文章编号：1002-0853(2016)02-0072-03

作者简介:冯北前(1961-)，男，陕西临潼人，副总工程师，研究员，主要从事航空武器火控系统试飞研究。

收稿日期:2015-08-07;

修订日期:2015-12-08; 网络出版时间:2016-01-10 14:10