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    中无人机关键性能超美机 军民融合共建美丽中国

    2017-09-12 09:59:37 来源: 中华网
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    测绘网讯 喜欢军事的观众朋友都知道,军工产品,对产品的性能、质量,要求都很高;而且随着新科技新技术的不断发展,不少新颖独特的高精尖军工产品,需要军工企业、民营企业联合作战、发挥各自的技术优势,共同研发、生产。那军民融合的高精尖产品,有哪些能让我们近距离看一看,一饱眼福呢?这些高性能的军工产品又是如何军民融合,最终研发、生产出来的?今天《经济半小时》记者带您去成都,先去看看中国最新一代的察打一体无人机。


    与有人驾驶飞机相比,无人机往往更适合那些太“愚钝,肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域,可分为军用与民用。军用方面,无人机分为侦察机和靶机。民用方面,无人机+行业应用,是无人机真正的刚需;目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用,大大的拓展了无人机本身的用途,发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

    在成都,记者见到了中国新一代无人机——翼龙Ⅱ型察打一体无人机。这款新型无人机是由航空工业成都飞机设计研究所自主研制的,翼龙Ⅱ型无人机长11米、高4.1米、翼展20.5米,最大飞行高度为9000米,最大飞行速度每小时370千米;其最大起飞重量达到4.2吨,可以20小时持续任务续航。

    翼龙Ⅱ不仅可以用于执行侦察、监视和对地打击等任务,还能够进行情报收集、电子战、搜救,适合于军事任务、反恐维稳、边境巡逻和民事用途。

    2017年2月27日,在我国西部某机场,翼龙Ⅱ作为我国新一代察打一体无人机,成功实现首飞。它标志着,我国已自主掌握航空装备的关键技术,成为继美国之后,具备新一代察打一体无人机研制能力的国家,跻身世界一流察打型无人机行列,有望在无人机领域实现在全球航空竞争弯道超车。翼龙Ⅱ,既是国家整体实力提升和航空工业进步的显著标志,也是中国的又一张亮丽的名片!

    那么,这样一款高性能的无人机究竟是怎样设计、研制的?记者联系上翼龙系列无人机总设计师李屹东,当记者找到他时,他正在翼龙Ⅱ无人机的组装车间里忙碌着。

    中国航空工业集团成都飞机设计研究所副总师翼龙系列无人机总设计师李屹东:其实对搞无人机而言,我们觉得最大的挑战,还在于飞机的人工智能能力上。不但要考虑发动机的自动启动,而且同时要规划出一条飞机的备降航线出来,备降航线是要基于无人机本身是没有动力的。

    我们知道,飞机在飞行过程中,总会遇到一些突发事件,比如气候突然变化或者机械故障等等,假如一架无人机在空中突然遭遇机械故障,在没有地面人员操控的情况下,无人机能自主选择备降机场,并顺利降落吗?这个问题曾经困扰了李屹东很久。

    李屹东:我们这里边借助了美国航天飞机的自主反馈的技术,因为大家知道,航空飞机的返回,它也是无动力的,滑翔控制,我们在这个基础之上,又优化了一种机场选取的问题。哪些机场是最优的?这个是一个优化算法的问题,所以我们把这两者进行了结合,提供了我们的处理方案。

    现在的翼龙Ⅱ无人机就是借鉴了航天飞机的滑翔控制技术,可以保证无人机在遇到突发状况的时候,自主找到机场备降。

    解决了这个世界难题,新的问题又来了。无人机主要靠卫星通信设备和地面保持联系,卫星通信设备怎么设计安装更科学,既让它和飞机的整体布局融为一体,又能够始终保持和地面指挥部的通讯畅通呢?

    经过反复试验,李屹东和他的团队终于给卫星通信设备找到了最佳摆放地点,但随后他们在试验中又发现,无人机在空中接收到36000公里卫星信号后,再通过机身电脑自主操作,中间有个大约几秒钟的延迟时间,这就造成接收信号和操控指令信号不一致的问题,加上空中飞行速度快,很容易造成无人机误判。别小看这几秒,由于翼龙系列无人机本身装载有导弹,严重延时甚至会影响导弹发射的大问题。针对这个问题,他们研制了一个时间延迟补偿器。

    除了技术上的难题外,李屹东他们还要不断满足国外客户的定制要求,不断对翼龙系列进行改进。像这款翼龙Ⅱ型无人机,就是根据客户提出的需求,在翼龙I型的基础上,将武器外挂点由2个增加到6个,导弹数量由2枚增加到12枚,并且根据打击目标环境不同,配置各种精确制导和非制导的导弹、炸弹、火箭等武器。而在海外一些实战中,研发人员发现,有的时候,无人机侦察识别判断真假目标比打击更为重要。这才是察打一体无人机一个很重要应用的方向。

    目前,翼龙已经发射各种武器上千枚,命中率保持在90%以上。在国外用户中,翼龙无人机参与多次反恐作战、边境控制、情报收集等任务,飞行时数已达数万小时,也因此赢得了“战时尖兵、平时工兵、处处可用”的声誉。

    和同级别的美国的MQ9无人机相比,翼龙Ⅱ只能飞到9000米,而MQ9能飞到12000米。但MQ9死神无人机的发电系统,没有足够的余度,前年大概摔了好几架,翼龙Ⅱ能够确保飞机,在同样的故障情况下安全返回。

    毫无疑问,翼龙Ⅱ型无人机已经跻身世界无人机市场的前列,但是,很可能让大家感到意外地是,翼龙Ⅱ型无人机,有60%的设备是由民营企业生产制造的。
    民营企业成功研发隐身防护材料20多种功能轻松让飞机隐身

    一款跻身世界一流的高科技产品--翼龙系列无人机,竟然有60%多的设备来自民营企业,那这些民营企业是怎样一步一步攻克军工质量难关,跨入迈进军品生产大门的,实现民参军的?军用企业是如何借鉴民营企业优势,做到军拥民的?军民融合之路又给我们自主创新发展,带来什么样的启示?

    9月1日这天,四川航龙航空工业有限公司负责人何雄,带着几名员工,在龙泉驿的山坡上,用热红外成像仪,对一种新型迷彩材料,做隐身测试。二号车现在覆盖了隐身材料,完全与背景融合,基本无法识别是一台汽车。

    四川航龙航空工业有限公司董事长何雄:这种外表看上去跟一般迷彩布料没什么区别的新型隐身材料,叫多频谱隐身材料。它不仅防水阻燃、防酸、碱、盐,抗紫外线;而且还防可见光、红外线、雷达、毫米波、激光等这些多频谱的侦察,具备20多种防护隐身性能。

    今年49岁的何雄,最初做民用劳保用品,后来改做军工劳保用品,至今已经20多年了。2012年,一次和部队偶然接触中,他注意到停放在野外的各种武器装备,基本上是用伪装材料来防护的,没有专门的隐身防护材料。这让他看到了新的商机和市场。

    有了很好的想法,市场定位也精准,就是想给野外停放的各种武器装备,穿上可以隐身防护的复合型隐身材料。但在具体研发制造时,何雄却遇到了大难题:市场上的隐身防护材料,基本都是单一性能,没有发现有20多种功能,都集中在一起的复合隐身材料,甚至有学者认为把几十种功能融合到一起根本行不通。但性格有些倔犟的何雄始终不甘心,最初,他和研发人员也想过不少办法,比如,在原材料上涂刷一层专用胶水,起防水或者阻燃等作用,但结果是,原材料重量增加了,防得了水,又阻不了燃,至于防辐射、隐身性能等就更不用想了。怎么办?在大量调研、认真思考后,他和研发人员,打破常规、逆向思维,从原材料上找突破。
    何雄:最后发现高分子材料,具有这些功能的部分功能,那么我们就采用了一些阻燃的高分子材料,防水的高分子材料。

    这种新的高分子复合纺织材料,其中重要的一项,就是添加了石墨烯。石墨烯是英国曼彻斯特大学物理学教授安德拉海姆和他的学生,在2004年发现的,并于2010年获得诺贝尔物理奖;石墨烯是目前发现的一种新材料,被业内人士称为“黑金”,是新材料之王。

    电子科技大学教授 薛卫东:石墨烯它是目前发现的最薄的材料,它的厚度只有0.35纳米,也是发现强度最大的,它的强度是钢铁的100倍,石墨烯它具有非常好的柔韧性,它的弹性收缩量可以达到20%,同时石墨烯具有非常好的光学性能。它的透光率可以达到97.7%。

    能做多频谱隐身的高分子复合材料总算找到,何雄又进行了技术攻关,将迷彩颜色加工、涂抹到表面光滑的高分子复合材料上去,而且做到了既防水又阻燃等防护隐身作用。2015年,经过几年的努力,集20多种功能于一体的多频谱隐身材料终于研发成功。随后,何雄和研发人员从民用汽车上做隐身测试,再逐步运用到军用直升机等武器设备上,做隐身防护测试。

    何雄:测试距离大概是在一公里、两公里至五公里,用红外仪器,用雷达、用无人机在空中进行侦查。左边这架飞机覆盖了隐身材料的部分,已经有很明显的热度斑点,完全与背景融合。右边这架飞机没有覆盖隐身材料,那么它的棱角、门窗、旋翼都是很清晰的,能够看到。

    目前这种军民两用的多频谱隐身材料,正在一些军用、民用行业推广运用。

    何雄:不但对武器装备可以使用,还可以做帐篷,机库、移动的哨所,这些都可以用;如果作为民用,那这个范围就更广了,比如说做成雨衣,做成航海服装,做成职业服装,做成防火的一些,比如说座椅,飞机座椅,窗帘地毯等等。
    这个形状比较奇特的工具平台,相信很多人没听过也没见过。它叫可重构柔性型架,就是可重新搭建、组合的工具平台,每架飞机的装配、维修,都离不开它;这种工具平台,可以理解为一种精准模具,确保每一架飞机装配的零部件都是标准化、模块化;它和建楼房用的脚手架有点类似,只不过这种型架更专业、更精确。尤其在两军交战时,战机受损,需要快速维护、补给,这种新型独创的柔性型架的优势就凸显出来。

    自主研发出这种可重构柔性型架的人,叫黄海基,今年73岁,与航空机械打交道已经40多年,他所在的研发团队,独创的可重构柔性型架,填补了国内空白,在业内引起了不小的震动。

    黄海基告诉《经济半小时》记者,传统型架主要的弊端就是,先有飞机,然后再根据每架飞机,专门制作一个型架,生产周期长,一般需要5个月;型架上面不仅零部件多,很多还是焊接的,不能移动;而且型架只能用一次,第二架飞机还得重新做一个型架,用一次废弃一个型架。浪费不说,还很难实现飞机装配零部件标准化、模块化。怎么化繁为简,改变、创新呢?

    黄海基和研发人员从孩子玩的积木中得到启示。将传统型架焊接部分的160多个零部件,改为可以自由伸缩、高低长短可灵活调节的13个品种,而这13个品种又可以根据需要自由组合,真正达到多、快、好、省,基本解决了飞机装配、维修平台的问题。为保证这种柔型架的框架结构,确保不变形、不走样难题,黄海基和研发人员还专门发明了一个定位销,也叫锁紧销。

    黄海基告诉记者,这种独创的定位销,确保了型架框架结构不变形,精准度控制在正负误差0.1毫米以内。此外,为了让框架上的每一个零部件也精准到位,黄海基研发团队又发明了一种膨胀定位销,保证了可重构柔性型架的精确度。

    2013年,该两项发明已获得国家专利,填补了国家空白,先作为一个器械标准,逐步把它升成国家标准,应用范围比较广。

    目前,成都市认定的军民融合企业达到420家,2016年全市军民融合产业实现主营业务收入826亿元;正在实施的军民融合产业项目94个,投资总额1258亿元。有关军民融合所起的作用和今后的发展,业内人士也提出了他的思考、建议。

    中国航空工业集团成都飞机设计研究所副所长许泽:国家军民融合,上升为国家的战略,包括创新驱动发展,这种战略,确实能够激发这些科研院所,军工企业的这种活力。另外一方面,像民营企业这一方面,它除了完成这种装备,国家情怀、国家使命以外,它也是一个经济的实体,所以地方政府,应该给这些民营企业,一些政策上的一些支持,军民融合方面的一些,包括税收方面的,一些优惠等等。
    半小时观察

    一架飞机落地,一个产业起飞,像成都围绕成飞,航空产业链不断拉长,关键的航空零部件不断集聚,未来这里将形成以大型客机的机头大部件、喷气公务机、无人机、航空发动机为龙头的航空航天产业集群,看来这军民融合“融”的不仅仅是技术,而是资源,军民融合正在带动地方经济转型升级。(测绘网 小会)

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