靶标的发展史
靶标是指各种武器系统所要攻击的目标的一种动态实物模拟器。它用来检验整个武器系 统的战术技术性能,其中包括武器本身及其主要组成分系统,如导弹、雷达、光学跟踪器、 发射控制系统等的综合性能。因此,从武器系统研制要求以及从武装部队训练出发,均要求靶标在各种性能上尽可能地逼真于真实目标。
靶标范围很广,它将包括空中、空间、地面、水面、水下、乃至地下活动目标的替代物。本站主要介绍防空兵器的靶标,它是靶机、靶弹、拖靶、伞靶和浮靶等的总称。其中前两种靶标统称为靶机。
靶机可以看作是无人飞行器和靶标两个概念之交,英国编纂的两种简氏年鉴体现出靶标 与无人飞行器的属种关系(层级关系)。在《简氏武器系统年鉴》(Jane’s Weapon Systems) 中,靶标隶属于Drones &RPVs(自控与遥控飞行器)类别,在《简氏世界飞机年鉴》(Jane’s All The World’s Aircraft)中则隶属于“遥控飞行器与靶标”(RPVs and Targets)类别。
“中国宇航学会无人飞行器学会”(Chinese society for Unmanned Air Vehicles,简称CSUAV)的专业范畴则包容了靶机。
靶标(指空中靶标)的发展过程历经了四个发展阶段。
一、开创阶段
1915年10月,德国西门子工厂研制了采用伺服控制装置和指令制导系统的滑翔炸弹,它由载弹机发出的航向信号实施控制,在当时被世界公认为是有控无人飞行器的先驱。
1917年英国皇家航空研究院(Royal Aircraft Establishment,简称RAE)制成第一架无人驾驶的飞机,初步将空气动力学、轻型发动机和无线电三者结合起来。1918年法国的第一架无线电遥控飞机试飞成功。
直到1921年英国总结了过去的研究与试验成果,终于研制成可付诸实用的世界第一架靶机,它可在1830m上空以160km/h的速度飞行。
此后,英国一直孜孜不倦地发展无人机的有关技术。1931年9月,英国“费利王后”(Fairey Queen IIIF)靶机作了9分钟的有控飞行。1932年,英国Home舰队将“费利王后”携往地中海作试验,检验靶机的飞行性能,更重要的是检验Home舰队防空火力的效能。当时“费利王后”冲着Home舰队的密集防空火力飞行了2h而未被击中,这不仅说明当时海军防空兵器的低效,同时也充分说明靶机具有无可争辩的实用性,一旦靶机改成无人攻击机,将对舰队带来莫大威胁。1933年英国又研制成有名的“蜂后”(Queen Bee)靶机,随即投入批生产。这种靶机在1934-1943年共生产了420架,每架都有20架次的飞行记录,它们一直沿用到第二次世界大战以后。
1940-1941年间美国才开始研制生产系列靶机,被称为A系列机和PQ系列机。第二次世界大战后又研制0Q系列机,其中0Q-19型靶机也极负盛名,机上有自动飞行控制装
置和雷达信标装置,可在视界外飞行。后来,美国把靶机技术与飞航式导弹技术结合起来, 成为BQ系列无人轰炸机,它们的先驱应首推纳粹德国的V—l型导弹。
二、发展阶段
从第二次世界大战末到20世纪60年代初,是靶机的发展阶段。举世闻名的美国“火蜂”(Firebee)靶机可说是这个时期靶机发展的标志。
1944年,美国瑞安航空公司(Ryan Aeronautical Company)与美国海军和空军签订合同,拟定一个发展“火蜂”靶机的联合计划,并与美国空中研究与发展司令部(USAF Air Research and Development Command,简称ARDC)协作,研制一种海军编号为KDA—1的“火蜂”靶机。但真正的发展工作是在战后,直到1951年3月,无动力装置的“火蜂”靶机才进行滑飞试验。同年夏天,在美国霍洛曼航空发展中心(USAF Holloman Air Development Center)正式试飞成功。由于设计成功,1953年后便开始成批生产,在不长的时期内,便有1280架早期的“火蜂”机Q—2A与KDA型在美国三军和加拿大皇家空军中服役。至于后来的改进型BQM—34A型“火蜂”,直到1958年12月19日才首飞成功,1960年1月25日第一架生产型试飞成功,随即投入大批量生产。1969年12月瑞安航空公司改名为特里达因·瑞安航空公司(Teledyne Ryan Aeronautical简称1RA),到1984年1月1日为止,在武器系统与目标特性研究、发展、试验、鉴定、质量保证、训练以及美国三军与外国的年度演习中,该公司共提供了近6500架“火蜂”靶机。
第二次世界大战后,导弹的发展促进了靶机的研究与发展。1947年,英国政府将准备发展一种高性能靶机的意图通知澳大利亚政府,委托其研制。不久便提出一种喷气靶机的设计方案,即后来颇负盛名的“金迪维克” (Jindivik)靶机(原型MKl)。该机1952年首飞,其改型MK2于1953年试飞成功。它的外形、发射方式与我国“长空一号”靶机很相似。
这个时期,法国在纳粹德国V—1型飞航式导弹基础上也研制出一种CT.10型喷气式靶机,它们在外形上很相似。到1954年又设计出一种改进的CT.20型靶机,体型较小,但速度要大得多。1957年,法国又研制CT.41型超音速靶机,它实际上是一种靶弹。
50年代中后期,意大利的米梯尔(Meteor)公司也发展了一种P.1型活塞发动机靶机,其后又经改进为P.2和P.x型靶机,它们与美国0Q·19靶机很相似。其他如日本、荷兰也开始研制自己的靶机。
三、充实完善阶段
从60年代初到70年代中期,靶机的研制处于改进、批量生产和大规模试验工作阶段,重点是对靶机的光电特征进行测试与模拟。某些靶机经过简单改装而成为无人侦察机,“火蜂”机便是它们的典范。
在这个阶段,我国无人机开始起步。我国的靶机以北京航空航天大学、南京航空航天大学和西北工业大学三所大学为支柱,发展了一些系列无人机型号。1962年,西北工业大学研制成B-1型(01型)小型无人机,1970年研制成B—2型(BJ7104型)训练靶机(现仍在使用中),后又研制出多种型号;南京航空航天大学于19邱年接受研制“长空一号”喷气式靶机任务,1976年12月正式设计定型;北京航空航天大学于1965年开始研制“靶六”高空高速靶机,1966年因故中断,直到1977年7月又重新开始研制工作。
四、全面发展阶段
从70年代末到80年代末,是包括靶机在内的无人机大发展阶段,全世界约有20多个国家,百余家公司研制出200多种型号,已装备的产品总量达几万架。其中无论在型号品种、产品质量和数量方面,美国均遥遥领先。如以比奇飞机公司AQM—37C为主的高空高速靶弹系列,以特里达因·瑞安航空公司“火蜂”机和诺思罗普公司(Northrop Corparation)“石鸡”机为主的多用途靶机系列,以及飞行系统公司(Flight Systen Inc,简称FSI)将退役的有人驾驶飞机改装成靶机的系列机等。
在这个时期,英国布里斯托尔喷气发动机公司(Bristol Aerojet Limited)研制了“海燕”(Petrel)靶机。它是用“海燕”研究火箭发展而来的超音速靶弹,可用来模拟导弹威胁,用作防空兵器的鉴定和训练。
英国在靶标技术领域一个富有特色的贡献是发展一种先进的亚音速空靶(Advance Subsonic Aerial Target,简称ASAT),取名“小鹰” (Falconet)。这种靶机正在英国陆军中服役,作为“长剑”(Rapier)面对空导弹的标准训练靶,也适于作岸舰或舰载火炮或导弹的·射击用靶机,它经过简单改装就可成为无人侦察机。ASAT充分弥补了过去向澳大利亚定向采购的“金迪维克”靶机的不足。
法国于1977年由宇航公司设计了一种用于鉴定防空兵器、训练战斗机驾驶员和地面防空系统人员的变速靶机。这是一种高性能的亚音速靶机C.22,1980年6月首次试飞成功。这种靶机无论在外形尺寸、雷达特征和飞行性能上均可模拟任何高度上飞行的战斗机,也可模拟掠海飞行的反舰导弹。1987年开始批量生产。C.22有两种发展变型,一种是只有遥控功能的C.22T,用于法国靶场;另一种是加遥测和跟踪系统的C.22L,该靶机广泛使用合成材料,已考虑到将来用作“隐身靶”的要求。另外,它自身还可装载两个拖靶,可多次重复使用,提高了效费比。
意大利的米梯尔飞机与电子设备工业公司(Meteor Spa Aircraft and Electronics Industey)也应意大利政府要求,研制、生产了“米拉奇” (Mirach)系列无人飞行器。它们主要用作靶机,其中“米拉奇”—10、“米拉奇”—20和“米拉奇”—70属于活塞式螺桨发动机低速靶。到了80年代,该公司开始研制并生产喷气发动机的多用途靶机。第一个型号是“米拉奇”—100,它的多用途体现在两个方面。一方面是在用作靶机时,可模拟多种飞行目标(如飞机、巡航导弹、反舰导弹等);另一方面在机上换装一些装置,便可用于战场监视、侦察、目标定位与截获、电子战、抑制敌防空系统的探测与跟踪等,另外也可用作无人攻击机。该机既为本国军方服务,又可外销他国,截止1987年初,产量已达150架以上。“米拉奇”的另一个新型号是“米拉奇”-300靶机,它使用了推力更大(前一型号的2倍)的涡轮喷气发动机,因而飞行性能有了更大的提高。“米拉奇”的再一个型号是“米拉奇”—600,由于使用两台300型发动机,推力又翻了一番。据称它的性能要求已超越了靶机要求,因而已用于其他无人机机种。
澳大利亚是世界上研制喷气式靶机最早的国家之一,迄今已有40多年的历史。从1948年开始设计,1952年8月第一架喷气式靶机“金迪维克”MU问世,以后连续研制了各种改型Mk2、Mk2A、Mk2B、Mk3、Mk3A、Mk3B,1981年3月又开始研制Mk4A改进型,使“金迪维克”终于形成了全空域完整的靶机系列。但是“金迪维克”族在外形上几乎无什么改变,尤其是发射方式落后,体型过大,目前尚无法在性能上与先进工业国的靶机进行竞争。
有关前苏联的靶机技术了解较少。但据公开的资料报道,前苏联的打靶,大多采用退役飞机改装的靶机。其中超音速靶机有Su—9“鱼笼” (F1shpot)和Su-11,前者曾服役到1959年,后者服役到1981年。改装工作主要是加装无线电遥控装置,用作防空导弹的鉴定。
此外,前苏联还将一些陈旧的短程面对面导弹改装成靶机,如SS—N—3“柚子”(Shaddock),其原型是一种潜地导弹,改成靶机后,曾于1984年在巴伦支海用潜艇作过发射试验。还有一种叫做SS-N-12“沙箱”(Sandbox)的面对顶导弹改装靶,用来替换“柚子”,也可用潜艇发射。
这个阶段,世界其他国家如南非、印度、日本、巴西等国也在发展自已的靶机技术,有些国家在采用活塞螺桨发动机的低速靶上继续投入,其最主要原因是价廉而利于销售,且因其体形小、低速、便于起飞和回收,很适用于部队训练。
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