靶机系统的发展趋势

靶机在新型战斗机和各类导弹武器装备的设计定型、性能评估阶段发挥重要作用。本文对国内外靶机的发展现状进行了调研，分析了发展趋势。研究表明，模拟先进战斗机飞行特征是其重要发展方向。新型靶机除具备宽速域、隐身性及高机动性等之外，还需满足电子、光电武器及战术对抗训练要求，对靶机飞行控制、航电及任务系统提出了更高要求。

靶机是靶标的一种，一般将有动力的空中靶标称为靶机，靶机除了某些机上专用设备外，与无人飞行器使用相似的技术。另外还有一类带动力的靶标称为靶弹，它们与导弹外形类似，实际上有些靶弹就是由一些地空导弹改装而来的。靶机都是复杂的无人机，装有航电设备组件、动力装置和控制系统，能够展现出典型目标的运动特性、飞行剖面以及目标所采用的对抗措施，从而可以全面地对地面及海上防空武器的制导系统和作战效能进行试验和评估。

国内外发展现状

靶机是无人机最早的应用领域，英、美等西方国家早在1922年就开始研制靶机，是靶机技术水平最高也是产量最大的地区。伴随着航空技术的飞跃式发展，靶机已成为军用航空器的重要组成部分，从低速靶机、亚声速靶机到超声速、旋翼靶机和实体靶机种类齐全。靶机的分类按巡航靶机、旋翼靶机和实体靶机，其中巡航靶机又按低速靶机、亚声速靶机和超声速靶机分类。按靶机技术特点又可分为高机动靶机、隐身靶机、集群靶机等。

(1) 低速靶机

低速靶机是最早发展的靶机，美国的典型产品MQM33/36是世界上服役时间最长的靶机，于1945年7月首飞，先后为至少25个国家生产了73000架，用作多种口径高射炮以及各种地空导弹的靶标。原总参谋部第六十研究所研制生产的II-70型靶机被广泛应用于中国对空武器的性能评估及作战部队训练，是生产时间最长、产量最大的靶机。

(2) 亚声速靶机

亚声速靶机常作为导弹的测试和评估的空中机动目标，是需求量最大的一种靶机。美国的典型产品BQM-74“石鸡”(Chukar)于1965年开发，在全球多国生产，产量已超过10万架。BQM-74F是该系列最新改型，速度、航程、航时和机动性均有提高，可更好地模拟空中反舰威胁。与BQM-74E型相比，BQM-74F配有一台TR-60-5+涡轮喷气发动机，飞行距离增加了70%，速度提高了15%，航时增加了75%，其机动能力达到8g。飞行速度可超过1235km/h，刚好低于Ma1；还能在离海平面仅2m的低空飞行。新型的BQM-177A靶机能够携带多种有效载荷，包括距离传感器和敌我识别、无源及有源射频、电子对抗、红外等设备，还有箔条-曳光弹布撒器以及拖曳靶机等。意大利莱昂纳多公司的米拉奇靶机系列中的最新型别M-40，可与Mirach100/5使用相同的地面控制站，也能够进行低空海上掠飞和高空作战，其单发动机设计不仅能减轻维护和部署的负担，也更容易运输和储存，飞行速度可达720km/h，甚至可以超越大多数双发动机靶机的速度。国内与美国BQM-74型靶机性能相近的产品有II-150型靶机和HB170B靶机，均采用小型涡喷发动机作为动力装置，配置双通道数字式飞控，能携带典型的目标增强器和诱饵弹，是国内的战训和科研重点产品。其他亚声速靶机系统包括希腊EADS 3 Sigma公司喷气式鸢尾草(Iris Jet)靶机、南非丹尼尔动力公司设计的“大鸥”( Skua)高速靶机、英国Meggitt防御系统公司研制的BT-23“女妖”(Banshee)靶机系统。

(3) 超声速靶机

超声速靶机大多采用火箭或冲压发动机为动力，美国的典型产品GQM-163A“郊狼”(Coyote)是海军研制的一种超声速掠海飞行靶机，用于模拟超声速掠海飞行的反舰巡航导弹。“郊狼”为两级圆柱形机体，前段为主发动机段，安装涵道式火箭/冲压发动机MARC R2282，后段为一个MK70Mod1标准导弹助推器。澳大利亚国防科技集团(DSTG)将与本土企业Grollo航空航天公司合作开发Evader超声速靶机项目，从而向澳大利亚国防军提供一种高性价比的手段来测试现役飞机武器系统的性能。这种靶机具有可调几何形状的进气口和喷嘴，配备冲压式喷气发动机，能在较大范围内的高度以Ma1～2的速度飞行。国产S-400型超声速无人靶机采用两级固体火箭作为发射助推和和巡航动力，最大飞行速度Ma1.2，具有定高、定向、支线飞行，以及遥控遥测功能。

(4) 多级超声速靶机(MSST)

为了模拟以3M54俱乐部(SS2N227B Sizzler)导弹为代表的两级威胁的飞行剖面而研制多级超声速靶机(MSST)项目。靶机能以亚声速巡航、分离，然后进行超声速冲刺；此外靶机还应该具备可编程导航能力，包括末段迂回前进的能力。ATK的MSST技术方案GQM-173靶机系统采用了一个背部加强结构连接亚声速巡航级和超声速冲刺飞行器，机翼也位于该加强结构上。亚声速巡航级基本上是改进的BQM-34靶机，而冲刺飞行器是以GQM-163郊狼超声速靶机为基础，并采用了新型火箭发动机。

(5) 实体靶机

美国的实体靶机QF-4始于20世纪70年代，利用美国军方不再使用的F-4“鬼怪”战斗机为美国空军和海军改装成的高速全尺寸靶机，QF-16是美国军方改造的另一系列全尺寸高速靶机，F-16“战隼”一直被视为QF-4系列靶机的后继机型。2013年QF-16完成了首次自主飞行，最大飞行速度达到Ma1.47。20世纪80年代，赵煦院士团队研制成功由歼5战机改装的靶五实体靶机，至20世纪90年代又成功完成歼七飞机改装完成的靶七型靶机，最大马赫数可达Ma2.05，首次实现了由航空动力推进的超声速靶机，填补了中国超声速靶机的空白。随后又成功将退役的歼6飞机改装为靶六型靶机，在中国先进对空武器系统的科研和评估中起到巨大作用。

美国国防部正在推动第五代空中靶机(5GAT)的开发和测试工作，以复制中国和俄罗斯最新式战斗机的隐身和性能特征。目前，两个5GAT的原型已经获得了资金支持，飞行测试计划将在2019财年开展。随着QF-4靶机在2016年退役，美国空军正在使用QF-16靶机来模拟第四代战斗机的空中威胁。美国的Sierra技术服务公司公布了“第五代靶机”(5GAT)原型机的制造过程。全机几乎由碳纤维打造，采用了S形进气道与锯齿状舱门，充分运用了隐身设计原理。新靶机除了5代机的隐身设计外，还必须具有4代机的机动性，以取代QF-16的大部分测试任务。但为了降低成本，其极速可限定在Ma0.95。

(6) 旋翼靶机

旋翼靶机是用于对武装直升机专门研制的空空和地空战术导弹的测试靶机，20世纪80年代美国波音公司研制(Mi-4UM)，可以高度逼真地模拟来袭攻击直升机，对地对空武器进行训练和评估。采用俄罗斯米格24D“雌鹿”直升机的半尺寸模型。国内同类产品是由南京航空航天大学与上海雏鹰科技有限公司合作研制的LE110直升机靶机，原总参60所研制的WZ-5型无人直升机也有专用的靶机型。

靶机系统的发展趋势

目前，各国纷纷研制大量的地空和空空导弹，新型战斗机不断问世。这些武器装备在设计定型、性能评估阶段中都需要进行实弹试验。已服役的武器系统，每年都要实弹训练，以提高作战人员的实战水平，并对武器系统进行评估。尤其各国四代战机逐步进入部署与列装阶段，为第四代战斗机对空武器系统的试验鉴定和装备部队后的军事训练提供保障，为地面防空部队防御第四代战斗机的导弹提供目标，开展研制模拟第四代战斗机的高速、大机动性和高隐身性的靶机显得非常重要。

体现四代战机基本性能和抗干扰能力的靶机主要性能和特征如下。

(1) 雷达目标特性，前向±30°雷达反射截面小于0.01m2。

(2) 高机动飞行特征，要求水平过载8g持续40s，或10g过载持续10s。

(3) 高空高速飞行，要求飞行高度大于18000m，速度Ma1.2～2。

(4) 目标增强器和抗干扰设备携带能力，25～50kg任务设备。

(5) 低研制和成本。

针对这些方面对新型靶机的能力需求，将会不断要求靶机更高的性能，同时不断要求靶机采用新技术。随着无人机技术的日益发展，大量无人机的通用技术将会适应性地移植到靶机上。结合未来的使用需求，将会呈现以下特点：

(1) 总体布局上，新型靶机将采用先进的气动隐身一体化设计，并通过隐身材料与吸波涂层等技术应用进一步减低靶标的雷达信号特征。

(2) 采用新型高推重比的涡喷发动机，采用机-弹结合方式降低成本并提高系统的灵活性；应用矢量推进技术来实现靶机的直接力和力矩控制，数字化飞推综合控制提高靶机的机动性和可靠性。

(3)任务系统上不再只是传统脱靶量测试设备，先进战机的特征模拟设备将会补充进来，例如目标特征模拟器，复杂电磁环境的模拟等，需要靶机具备足够任务载荷能力和载荷布置空间。

(4) 随着靶机向着小型化和模块化发展，将大幅降低保障需求，系统完全采用机动灵活的装载运送方式；发射方式高效安全，回收技术可靠、精确。

(5) 为适应多机密集编队和协同任务的靶试也将成为科研和战训的主要内容，采用一站多机的测控链路装置将有利于靶机的集群供靶的需要。协同智能是未来靶机测控系统的发展方向。

(6) 无人机通用地面站将会是未来地面站的首选，满足不同类别及型号靶机地面控制。

(7) 无论何种靶机，其经济性要求非常明确；在满足对目标特征基本模拟前提下，不盲目追求目标系统的边界指标和性能，尽可能减低靶机的研制制造使用成本，提高靶机综合使用效果。

结论

本文系统地回顾了靶机的国内外发展现状，并对新型靶机系统综合设计技术的未来发展趋势进行探讨。随着美国及周边地区的第四代战机的逐步列装，能够模拟先进战机飞行特征的靶机是其发展的重要方向。新型靶机除具备宽速域、隐身性以及高机动性等飞行特性外，还需要能够满足电子、光电武器以及战术对抗训练的要求，这对靶机飞行控制、航电及任务系统提出了更高的智能化要求。研究靶机的发展模式和研发策略，研制新型靶机对中国面空武器系统的发展具有巨大的支撑作用。