60年代初,我國還沒有無人駕駛靶機(jī),雖然從蘇聯(lián)進(jìn)口了拉-17靶機(jī),但這種飛機(jī)性能差,使用空域窄,續(xù)航時間短,只能飛十幾分鐘,而且協(xié)作面廣,每次執(zhí)行空靶任務(wù)時,要由蘇聯(lián)進(jìn)口的大型飛機(jī)帶到天空投放。而此時,還面臨著進(jìn)口大飛機(jī)嚴(yán)重老化的問題。中蘇關(guān)系緊張后,拉-17靶機(jī)停止供應(yīng),我國的各種試驗一度陷入了困境。1965年3月,為了解決這個難題,“長空一號”無人靶機(jī)的研制拉開序幕。趙煦被調(diào)進(jìn)了“長空一號”靶機(jī)研制課題小組,從此與無人靶機(jī)結(jié)下了不解之緣。
“長空一號”
一到“長空一號”無人靶機(jī)課題小組,趙煦受命負(fù)責(zé)“長空一號”總體設(shè)計任務(wù),并要求在3個月時間內(nèi)拿出設(shè)計方案。當(dāng)時,他唯一能夠參考的東西就是一架蘇聯(lián)產(chǎn)的拉-17靶機(jī)。
研制一個飛行器,而且是一個無人駕駛飛行器,其空氣動力參數(shù)、飛行技術(shù)參數(shù)、推力參數(shù)等是必不可少的。為了摸熟弄清飛機(jī)的各種參數(shù),白天,他帶著一個本、一支筆、一把卷尺、一個萬用表,趴在靶機(jī)上一點一點地測量。有時,他還把靶機(jī)的機(jī)件拆開,一件一件地熟悉,一件一件地登記;晚上,他把白天測量到的數(shù)據(jù),一個一個分類,然后進(jìn)行計算。那時沒有計算器,只能手工計算。那是一個異常艱苦的過程,但正是這個過程,使他對飛行器的各個系統(tǒng)有了一個全面細(xì)致的認(rèn)識和了解,為他以后研制無人靶機(jī)打下了一個堅實的基礎(chǔ)。3個月后,他終于完成“長空一號”無人靶機(jī)的總體方案設(shè)計,并很快被評審?fù)ㄟ^了。
接下來的問題是如何讓靶機(jī)上天?拉-17靶機(jī)是由母機(jī)帶到空中,像“母雞下蛋”一樣從天空投放。如果不依靠載機(jī)帶飛投放,靶機(jī)就得有腿腳。在一張澳大利亞“金迪維克”小車圖片的啟發(fā)下,趙煦創(chuàng)造性的提出天空帶飛與地面帶飛一致的原理。如果設(shè)計一種能滑行的小車,把無人機(jī)固定在這種小車上,利用發(fā)動機(jī)的推力使無人機(jī)滑跑速度達(dá)到一定值后,突然將無人機(jī)與小車分離,這樣無人機(jī)就能自己飛上天去。這樣的方法史無前例,如何實現(xiàn)機(jī)車分離,是一個大難題。趙煦等人大膽提出了用自動點剎糾偏的起飛車,“背”著靶機(jī)滑跑起飛。
同時,他還提出了用某型殲擊機(jī)發(fā)動機(jī)代替原有無人機(jī)發(fā)動機(jī)的改造方案,使得靶機(jī)動力增加了近7倍。但因推力增大太多,使得外形不變的靶機(jī)在起飛過程中不可避免地產(chǎn)生了一種過早升力矩,致使靶機(jī)起飛試驗一直有問題。一次,他晚上加班回家時,在樓梯上絆了一下,差點摔了一跤,下意識地說了句:“低頭力矩太大了。”猛然,他停下了腳步:“對,是低頭力矩!”一般飛機(jī)起飛,都是減小低頭力矩以增強(qiáng)其升力。一個反其道而行之的方案被提出來了,在靶機(jī)起飛時。他們加大了低頭力矩,問題迎刃而解。
1966年12月6日,由趙煦等7名同志改裝的無人機(jī)一舉試飛成功,后被命名為“長空一號”。它的研制成功,開創(chuàng)了我國自行研制靶機(jī)的先河,結(jié)束了我國從國外進(jìn)口靶機(jī)的歷史,為后續(xù)無人機(jī)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
“靶五-乙”
80年代初,庫存的進(jìn)口靶機(jī)已全部用完,由于導(dǎo)彈試驗任務(wù)的需要,國家需要一種更真實的靶機(jī)。
對實體型無人靶機(jī),趙煦其實早有想法。當(dāng)時米格-15“比斯”飛機(jī)已退役多年,如果能把它改研成無人駕駛靶機(jī),豈不是合理利用資源、節(jié)約經(jīng)費、變廢為寶的好事?
1983年1月20日,國防科工委把研制實體型靶機(jī)的任務(wù)正式交給了基地,趙煦成了牽頭人。不過,從“長空”靶機(jī)到實體型無人靶機(jī)畢竟是一個大的飛躍,而且國外當(dāng)時只有美、蘇兩國有這樣的靶機(jī)。
初見雛形的新型靶機(jī),稱為“靶五-乙”,但在試驗時,他們遇到了麻煩:靶機(jī)偏離跑道!這個難題連蘇聯(lián)專家也無法解決,他們曾無奈地說,如果要將有人駕駛飛機(jī)改裝成無人機(jī),至少要有直徑4千米的圓形跑道!
趙煦和他的戰(zhàn)友們開始了艱辛的攻關(guān)歷程。終于,他們運用點剎氣動糾偏相似轉(zhuǎn)換原理,成功改裝了起飛系統(tǒng),使無人機(jī)自動從跑道的東頭滑向西頭,試滑近4000米還幾乎在中心線上,打破了蘇聯(lián)專家的“圓形跑道”說。
這種退役報廢多年,即將被判處“死刑”的飛機(jī),終于被成功改裝成全尺寸、實體形、高亞音速“靶五-乙”靶機(jī)。
“靶五-乙”靶機(jī)的成功研制,開創(chuàng)了我國用有人機(jī)研制實體型無人機(jī)的先河,緩解了當(dāng)時我國靶機(jī)奇缺,以及嚴(yán)重制約航空/防空武器試驗發(fā)展的矛盾。其出色的性能,連蘇聯(lián)專家也贊不絕口,甚至提出要購買該機(jī)的專利權(quán)。
超音速無人靶機(jī)
90年代初,隨著航空武器系統(tǒng)的飛速發(fā)展,國家航空武器的試驗需要一種速度更高、性能更好、更接近真實飛機(jī)的無人靶機(jī),研制新型無人靶機(jī)已迫在眉睫。在1990年的一次評審會上,趙煦和他的助手們當(dāng)著眾多專家的面擲地有聲地說:“只要給我們800萬人民幣,保證4年內(nèi)將超音速無人靶機(jī)送上天。”
但是,讓無人機(jī)沖破音障太難了。美國攻克這一世界難題用了8年時間,耗資達(dá)數(shù)十億美元,僅它的一個設(shè)計輔助軟件就花費了270萬美元。我國研制這種飛機(jī)的費用僅有幾百萬元人民幣。
大空域、大速度,飛機(jī)全權(quán)限自動控制系統(tǒng)理論,國際通用的是數(shù)字化技術(shù)解決無極參數(shù)變化難題,可當(dāng)時我們國內(nèi)沒有掌握這項技術(shù)。這也是西方權(quán)威論斷我國搞不出超音速無人機(jī)的最主要根據(jù)之一。自動控制不解決,飛機(jī)如同人無大腦,何談飛起來?趙煦他們就是不信這個邪,集中廣大科研人員智慧,終于提出了新的構(gòu)想,為無人機(jī)的發(fā)展掃清了第一道障礙。
飛機(jī)地面糾偏又是一個攔路虎。要讓無人機(jī)在跑道上高速沖刺,并始終緊扣跑道中心,其困難不言而喻。終于從廢舊的電磁閥上,他們得到啟發(fā),利用磁閥有規(guī)律的振蕩原理,研制成功了“點-剎-點”的自動振鈴糾偏系統(tǒng),讓無人機(jī)“聽話”了。
四年里,他們自己動手制作8個系統(tǒng)2萬多套各種設(shè)備及配件,突破了音障、模擬式不變參數(shù)控制、超音速激波三大理論難關(guān),攻克了我國和世界航空史從未遇到的地面糾偏、平衡離陸、各種無線電信號兼容等十大技術(shù)難題。1995年4月13日,一架紅白相間的超音速無人靶機(jī),輕盈地滑過跑道,躍上藍(lán)天。
無人作戰(zhàn)飛機(jī)
隨著世界無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展及在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的實際應(yīng)用,無人機(jī)已從靶標(biāo)使用逐步向智能化、多用途作戰(zhàn)使用擴(kuò)展,無人作戰(zhàn)飛機(jī)已成為發(fā)展的必然趨勢,并被列為21世紀(jì)十大超級武器之一。某型無人戰(zhàn)機(jī)被總參、原國防科工委列為“九五”國家重點工程項目之一,趙煦為該項目的總設(shè)計師。
在趙煦的帶領(lǐng)下,他們設(shè)計并開發(fā)了全權(quán)限數(shù)字式自動飛行控制、制導(dǎo)與飛行任務(wù)管理、綜合航電與投擲等系統(tǒng),運用了多總線信息處理與融合等前沿技術(shù),實現(xiàn)了自動起飛、自主導(dǎo)航飛行、自動遂行對地面目標(biāo)精確攻擊和自動返場著陸等強(qiáng)大功能。
2005年12月的一天,隨著機(jī)場一陣轟鳴聲,無人戰(zhàn)機(jī)沖天而起。基本型無人戰(zhàn)機(jī)的研制成功是我軍嘗試無人機(jī)對地攻擊的首次技術(shù)驗證應(yīng)用,標(biāo)志著我軍高智能化的自主式無人戰(zhàn)斗機(jī)雛形的問世,對豐富我軍的作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)手段具有非常重大而深遠(yuǎn)的意義,具有顯著的軍事、社會效益和重大的政治意義。
隨后,在趙煦的帶領(lǐng)下,他們對無人戰(zhàn)機(jī)的性能進(jìn)行了拓展。當(dāng)拓展型無人機(jī)順利通過試驗驗證試飛時,時任空軍司令員喬清晨當(dāng)場豎起大拇指說,“這是一個好用、管用、頂用的東西”。