兩架天青色涂裝的無人機(jī)魚貫而起，在空中劃出優(yōu)美的弧度。
2022年11月10日下午，兩架彩虹-4察打一體無人機(jī)在珠海航展上進(jìn)行了雙機(jī)飛行表演。這也是國(guó)內(nèi)航展中首次有中大型無人機(jī)雙機(jī)飛行表演。
航天彩虹無人機(jī)股份有限公司（簡(jiǎn)稱“航天彩虹”）公布的視頻顯示，雙機(jī)距離最近處僅相隔30米，在珠海上空復(fù)雜電磁環(huán)境下演繹一站雙機(jī)協(xié)同任務(wù)飛行，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一中距、近距協(xié)同通信。
(資料圖片)
這兩架無人機(jī)還對(duì)整個(gè)航展的機(jī)場(chǎng)進(jìn)行了一次空中掃描，其攜帶的多光譜光學(xué)探球拍攝了整個(gè)珠海金灣機(jī)場(chǎng)景象，地面展示的各種飛機(jī)、無人機(jī)、地空導(dǎo)彈等盡顯眼中。這也是此次航展第一次空對(duì)地拍攝。
在這次珠海航展上，由“航天彩虹”研發(fā)的無人機(jī)彩虹家族首次全譜系亮相。彩虹系列無人機(jī)，經(jīng)過20多年的發(fā)展，逐漸成為國(guó)內(nèi)型譜最齊全、批量出口最早和出口量最大的無人機(jī)系列。
資料記載，無人機(jī)的研發(fā)已有百年，我國(guó)在20世紀(jì)60年代末開始自主研發(fā)無人機(jī)。在彩虹系列無人機(jī)總師石文看來，從有人機(jī)到無人機(jī)，一字之差，對(duì)研發(fā)人員來說是新的挑戰(zhàn)。
石文透露，彩虹無人機(jī)作為軍用產(chǎn)品，已經(jīng)出口多個(gè)國(guó)家，在民用市場(chǎng)上也發(fā)展迅速。在軍民融合深度發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，彩虹系列無人機(jī)在國(guó)內(nèi)的航空物探、森林防火、應(yīng)急測(cè)繪、海洋保護(hù)、應(yīng)急通信等多個(gè)民用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。
彩虹-4中空長(zhǎng)航時(shí)察打一體無人機(jī)。
讓它飛起來
時(shí)間回到1999年初，原北京空氣動(dòng)力技術(shù)研究所（中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院前身）了解到我國(guó)某軍種對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)有比較迫切的需求，捕捉到這一信息后，研究所成立了無人機(jī)項(xiàng)目論證組。
“無人機(jī)到底應(yīng)該做成什么樣子？能不能飛起來？”
這些問題對(duì)于當(dāng)年的七人項(xiàng)目論證組而言，是沒有答案的。“只能邊學(xué)邊干”，作為全程見證彩虹無人機(jī)成長(zhǎng)的總師石文，如今依舊記得剛起步時(shí)的艱難，他們幾乎沒有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，無人機(jī)也僅僅停留在構(gòu)想上。
公開資料顯示，遙控?zé)o人駕駛飛機(jī)最早出現(xiàn)在第一次世界大戰(zhàn)期間。1916年，世界上第一架無線電操縱的無人機(jī)在美國(guó)試飛成功。
在石文看來，無人機(jī)真正的發(fā)展是在20世紀(jì)50年代。此前無人機(jī)一直以遙控靶機(jī)為主要使用形式。在越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，逐漸從靶機(jī)發(fā)展出可以用于偵察的無人機(jī)，作為會(huì)飛的傳感器，無人機(jī)把人類的視野和感知延伸到了空中。
中國(guó)工程院院士、著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師宋文驄等老一輩航空人，從20世紀(jì)六七十年代起，就一直關(guān)注著西方無人機(jī)的發(fā)展，并參與探索自主研制中國(guó)無人機(jī)。宋文驄說過，“如果不能掌握飛行器的無人化技術(shù)，中國(guó)的未來將非常被動(dòng)。”
2000年4月，大約經(jīng)過一年的論證，中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院自籌了500萬元資金，正式啟動(dòng)無人機(jī)項(xiàng)目。
從如何實(shí)現(xiàn)飛機(jī)總體平衡開始，研究團(tuán)隊(duì)先后攻克了飛控系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)、機(jī)體結(jié)構(gòu)及復(fù)合材料、火箭助推起飛、傘降回收系統(tǒng)和數(shù)據(jù)圖像同步傳輸?shù)入y題。2000年12月底，第一架中近程無人機(jī)雛形基本形成。
2001年12月30日，在河北某機(jī)場(chǎng)，伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轟鳴，第一架遠(yuǎn)程遙控的無人機(jī)HW-01滑跑起飛，這架翼展4.4米，總長(zhǎng)3.9米的無人機(jī)，圓滿完成首次飛行試驗(yàn)，標(biāo)志著研究所向真正的無人機(jī)走出了關(guān)鍵的一步。
2002年，研究所開始了自主飛行驗(yàn)證機(jī)HW-02的研制工作。2004年7月，HW-02無人機(jī)自主飛行試驗(yàn)取得了圓滿成功。此時(shí)，遠(yuǎn)望西山彩虹直掛天際，試驗(yàn)機(jī)與彩虹相得益彰，大家因而將該無人機(jī)取名為“彩虹-1”。
2003年6月，彩虹-1無人機(jī)首次取得出口訂單。在彩虹-1無人機(jī)研制成功的同時(shí)，彩虹-2無人機(jī)的研制也提上了日程。由于沿襲了彩虹-1的設(shè)計(jì)思路，彩虹-2的研制順風(fēng)順?biāo)?005年12月，彩虹-2無人機(jī)試飛成功。
彩虹-4重磁型無人機(jī)。
轉(zhuǎn)向“察打一體”
如今無論是在軍用還是民用領(lǐng)域，無人機(jī)都越來越普及，但是長(zhǎng)航時(shí)察打一體軍用無人機(jī)，卻只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠研制，我國(guó)就是其中之一。
察打一體無人機(jī)是指集長(zhǎng)航時(shí)偵察和精確打擊于一體的無人機(jī)，由于其信息化程度更高，能夠更加適應(yīng)作戰(zhàn)節(jié)奏快、智能化的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)。
航天彩虹無人機(jī)股份有限公司總經(jīng)理文曦回憶，在無人機(jī)項(xiàng)目早期論證時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)就開始將察打一體無人機(jī)的研發(fā)納入了日程。
彩虹研發(fā)團(tuán)隊(duì)再次找準(zhǔn)了方向，彩虹-3是彩虹家族中一個(gè)具備里程碑意義的型號(hào)。不同于彩虹-1和彩虹-2，從彩虹-3開始的機(jī)型，已經(jīng)由單純偵察變身察打一體，從火箭助推、傘降回收升級(jí)到自主滑跑起降，任務(wù)性質(zhì)延伸到遠(yuǎn)程巡航，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
據(jù)石文介紹，傘降回收的緩沖行程有限，瞬時(shí)平均過載大概10G，造成的沖擊比較大，導(dǎo)致飛機(jī)壽命短，飛行30次到50次就報(bào)廢了。而自主滑跑著陸回收方式不需要攔截網(wǎng)或氣墊等輔助設(shè)備，具有更高的自主性，是無人機(jī)著陸回收的重要發(fā)展方向。
察打一體無人機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中，偵察和打擊無縫鏈接。
石文舉了一個(gè)例子，早期的無人機(jī)相當(dāng)于自動(dòng)控制以后帶個(gè)小腦，能控制動(dòng)作，但沒辦法解決“觀察和判斷的問題”。
“持續(xù)偵察、持續(xù)監(jiān)視、持續(xù)的目標(biāo)信息獲取是最重要的?！笔母嬖V記者，后繼研發(fā)的無人機(jī)不僅僅是自動(dòng)化的飛行機(jī)器，更是一個(gè)自動(dòng)化的信息收集機(jī)器和自動(dòng)化的目標(biāo)檢測(cè)、識(shí)別機(jī)器，能夠進(jìn)行多維信息的獲取，比如光學(xué)、紅外光譜，還包括雷達(dá)成像等電子信息層面。
對(duì)目標(biāo)打得準(zhǔn)、打得快同樣重要。2006年8月，射手-1（AR-1）空地導(dǎo)彈項(xiàng)目組正式成立。
石文介紹，彩虹－3掛載的AR－1型空地導(dǎo)彈，是專為無人機(jī)開發(fā)的武器，在5000米高度就能發(fā)射而無須降低高度，增加了無人機(jī)的安全系數(shù)，完全可以打擊敵方坦克、固定工事等目標(biāo)，真正做到了“發(fā)現(xiàn)即打擊”。射手導(dǎo)彈的研制成功，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了察打一體化的無人機(jī)裝配上了武器系統(tǒng),使得產(chǎn)品型譜更加寬廣。
經(jīng)歷了兩年的反復(fù)摸索、測(cè)試，2007年2月3日，彩虹-3無人機(jī)圓滿完成了首次飛行試驗(yàn)。該機(jī)型是一款中程無人機(jī)。翼展8米，長(zhǎng)5.5米，起飛重量達(dá)640公斤，有效荷載60公斤，最大荷載可達(dá)100公斤。該機(jī)巡航高度3000-5000米，最大升限6000米，滯空時(shí)間可達(dá)12小時(shí)，最大航程可達(dá)2400公里，其間無須加油。
2008到2009年，彩虹-3歷經(jīng)多次的技術(shù)改進(jìn)和完善，先后成功完成近百次飛行試驗(yàn)，成為我國(guó)第一款批量出口的無人機(jī)。
彩虹-5中高空長(zhǎng)航時(shí)察打一體無人機(jī)。
市場(chǎng)化和創(chuàng)新是原始基因
提及彩虹系列無人機(jī)能迅速打開市場(chǎng)的原因，文曦將其歸結(jié)為在不斷的創(chuàng)新和迭代中螺旋式上升發(fā)展。
“一個(gè)是用戶需求，一個(gè)是對(duì)技術(shù)判斷，只有這樣組合起來，我們才能兩條腿走路，真正地把產(chǎn)品做好?！?/p>
文曦提到，彩虹無人機(jī)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)人員們常常需要出差，走訪多國(guó)的各種用戶，去發(fā)掘和研究用戶的需求，把用戶需求轉(zhuǎn)化為自身設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的動(dòng)力。在國(guó)內(nèi)也需要和眾多配套單位的技術(shù)人員們討論用戶需求如何實(shí)現(xiàn)，還需要在彩虹試飛基地反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證，最終滿足用戶的需求。
“大膽創(chuàng)新，小心求證?！笔奶岬剑诔浞终撟C可靠性和安全性的基礎(chǔ)上，“別人認(rèn)為不敢干的，我們就敢上?！币詿o人機(jī)尋找目標(biāo)為例，識(shí)別要快且敏捷，“別人在用那種搖桿、軌跡球的時(shí)候，我們嘗試用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，后來用觸摸屏?！?/p>
回首彩虹家族的發(fā)展歷史，石文感嘆，“在幾個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)上走對(duì)了?！?/p>
盡管彩虹-3銷量亮眼，但研究院認(rèn)為它的綜合性能還可以繼續(xù)優(yōu)化。2010年10月，研究院開始研制彩虹-4無人機(jī)，經(jīng)過反復(fù)論證和試驗(yàn)，2011年9月30日，彩虹-4無人機(jī)成功完成了首次飛行試驗(yàn)。
石文說，目前彩虹-4無人機(jī)是彩虹無人機(jī)家族中最成熟的一款，其機(jī)長(zhǎng)10米左右，高3米多，翼展18米，最大起飛重量1330公斤，最大續(xù)航時(shí)間35小時(shí)，最大載荷能力達(dá)345公斤。機(jī)身掛架上滿掛反坦克導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈時(shí)，可對(duì)地面和海上目標(biāo)進(jìn)行偵察和打擊，攻擊精度小于1.5米。
2015年3月，翼展45米，起飛重量500公斤，最高升限20000米的彩虹-T4太陽能無人機(jī)成功首飛。2017年，量產(chǎn)型彩虹-5無人機(jī)完成首飛，并完成AR-1、AR-1改型、AR-2等多型導(dǎo)彈以及實(shí)彈打靶演示，為實(shí)用化進(jìn)一步鋪平了道路。
“創(chuàng)新縮短了時(shí)間差?！辈屎鐭o人機(jī)家族迎來了一位又一位新成員，從彩虹-1到彩虹-10，實(shí)現(xiàn)了從輕型無人機(jī)到大型無人機(jī)的進(jìn)步，以及無人機(jī)功能從偵察到多功能應(yīng)用的跨越。
彩虹無人機(jī)的訂單持續(xù)增加，裝備發(fā)展的步伐也不斷加快。2019年，彩虹-4某型完成某軍種中空長(zhǎng)航時(shí)無人機(jī)實(shí)彈比武測(cè)試。2020年，彩虹-4列裝某軍種。2021年，彩虹太陽能無人機(jī)首次完成3天以上高空自主飛行試驗(yàn)，創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)無人機(jī)臨近空間飛行高度紀(jì)錄。
目前彩虹已經(jīng)擁有超近程、近程、中遠(yuǎn)程、遠(yuǎn)程等類型的無人機(jī)，形成了完整的無人機(jī)型譜系列。
在2022年的珠海航展上，彩虹-3低成本無人機(jī)、彩虹-4、彩虹-5、彩虹-6、彩虹-7、彩虹-10傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)及射手系列空地導(dǎo)彈等悉數(shù)亮相。
彩虹-6多用途無人機(jī)。
民用前景廣闊
航天彩虹民用市場(chǎng)負(fù)責(zé)人之一王超透露，彩虹無人機(jī)在民用市場(chǎng)上也發(fā)展迅速。
在軍民融合深度發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，彩虹系列無人機(jī)在國(guó)內(nèi)的航空物探、森林防火、應(yīng)急測(cè)繪、海洋保護(hù)、應(yīng)急通信等多個(gè)民用領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。
王超介紹，航空物探需要超低空飛行，地形復(fù)雜、環(huán)境多變，此前一直依靠有人機(jī)，對(duì)飛行員的要求極高。而無人機(jī)航空物探裝備具有小型化、智能化、成本較低、續(xù)航能力強(qiáng)、方便夜間飛行等特點(diǎn)，特別是在人員零傷亡上具有突出的優(yōu)勢(shì)。
針對(duì)航空物探需要解決的問題，彩虹團(tuán)隊(duì)明確了物探系統(tǒng)集成技術(shù)、超低空地形跟隨高度信息獲取技術(shù)、超低空飛行軌跡穩(wěn)定控制技術(shù)和三維空間導(dǎo)航技術(shù)這4個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)，并逐一攻破。
彩虹-3系統(tǒng)是世界第一個(gè)針對(duì)地質(zhì)調(diào)查礦產(chǎn)勘查開發(fā)的中型無人機(jī)航空地球物理綜合測(cè)量系統(tǒng)，集成先進(jìn)的航空磁場(chǎng)和放射性測(cè)量方法，將主要應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，金屬礦產(chǎn)和放射性礦產(chǎn)勘查等領(lǐng)域。
此外，彩虹-4無人機(jī)重磁綜合測(cè)量系統(tǒng)是全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)重磁綜合測(cè)量的飛行平臺(tái)，在我國(guó)海洋及高原開展航空重磁綜合測(cè)量飛行任務(wù)。
文曦提到，彩虹無人機(jī)能夠快速執(zhí)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)與應(yīng)急救援任務(wù)。2008年5月汶川地震，造成當(dāng)?shù)仉娏νㄐ畔到y(tǒng)和很多基礎(chǔ)設(shè)施損壞，人員和機(jī)械都難以第一時(shí)間進(jìn)入震區(qū)展開搜索和救援，衛(wèi)星和其他遙感手段很難準(zhǔn)確、快速獲取災(zāi)區(qū)的具體準(zhǔn)確信息。而無人機(jī)通過低空飛行，精準(zhǔn)掃描，為應(yīng)急救援搜集了大量震區(qū)信息，有力支援了搜救工作。
2009年，國(guó)家測(cè)繪地理信息局制定的年度計(jì)劃中，也將裝備無人機(jī)作為重要任務(wù)之一，提出利用無人機(jī)增強(qiáng)應(yīng)急測(cè)繪能力，改善以往應(yīng)急測(cè)繪滯后性的問題。
四川測(cè)繪地理信息局公開信息顯示，2022年9月，瀘定6.8級(jí)地震，彩虹-4無人機(jī)在震中航空攝影，獲取地震核心區(qū)200余平方千米的影像數(shù)據(jù)，提供給抗震救災(zāi)指揮中心，保障救援搶險(xiǎn)工作順利進(jìn)行。
在森林防火上，彩虹無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)重點(diǎn)林區(qū)無人機(jī)監(jiān)控的覆蓋。2018年10月，一款用于森林防火的彩虹-4無人機(jī)在大興安嶺加格達(dá)奇航空護(hù)林站成功首飛。該無人機(jī)以其大載重、長(zhǎng)航時(shí)、高可靠性和高性價(jià)比的特點(diǎn)成為“空中護(hù)林員”。2022年4月，彩虹-4無人機(jī)又中標(biāo)四川森林防火服務(wù)項(xiàng)目，從祖國(guó)的東北林場(chǎng)轉(zhuǎn)戰(zhàn)西南高原。
幾乎每一位彩虹團(tuán)隊(duì)的成員都強(qiáng)調(diào)了“飛行無小事”。石文更是感嘆，“任何一次成功的飛行，都只是下一步的一個(gè)基礎(chǔ)和一個(gè)開始而已?！?/p>
如今彩虹成為國(guó)產(chǎn)無人機(jī)的重要代表，被寄予厚望。文曦表示，中國(guó)無人機(jī)雖然屬于后起之秀，但得益于中國(guó)完整的工業(yè)化體系，在世界市場(chǎng)中獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。隨著適用場(chǎng)景的拓展，中國(guó)無人機(jī)將在軍民等各領(lǐng)域大放光彩。
彩虹-10傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)。
記者 陶冉 攝影報(bào)道
記者 李聰 文字報(bào)道
示意圖 航天彩虹無人機(jī)股份有限公司供圖
編輯 胡杰 劉晶 張湘涓
校對(duì) 劉越
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