“創(chuàng)新杯”第六屆全國未來飛行器設計大賽

獲獎作品選登

“星座”無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)

李梅、余林衡、陳環(huán)宇

“星座”無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)解決方案是基于多智能體系統(tǒng)而搭建出的無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)平臺。該作戰(zhàn)系統(tǒng)由“半人馬座”無人機、“雙子座”無人機、“白羊座”無人機搭配組成無人機戰(zhàn)斗團，采取“群體智能”+“人在回路”的控制方式，實現(xiàn)無人機之間的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)行動，即無人機協(xié)同作戰(zhàn)。標準的無人機戰(zhàn)斗團由2架“半人馬座”無人機，3架“雙子座”無人機，5架“白羊座”無人機組成，也可根據(jù)戰(zhàn)況進行擴充。

“星座”無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)主要作戰(zhàn)思想為：

1）將戰(zhàn)斗劃分為不同的作戰(zhàn)目標，每種無人機僅能完成有限的作戰(zhàn)目標。例如，“半人馬座”無人機只能執(zhí)行空中預警、戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)偵察等“軟”任務，而無法執(zhí)行硬殺傷任務。

2）不同的無人機只搭載僅能完成本任務的設備，降低單元的復雜程度，提高單元的可靠性。

3）采取無人機群體作戰(zhàn)，消滅1架無人機可能很容易，但是消滅一群無人機的可能性則很低。

4）信息同步，無人機共享傳感器的探測信息。

5）任務調(diào)度，處于中樞的無人機可以調(diào)度其他無人機打擊目標。

6）人在回路，地面控制中心仍具有最高權(quán)限，人可以制定、改變、終止任務。

“星座”無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)采用模塊化設計，即將作戰(zhàn)系統(tǒng)拆分為若干模塊，所有接口按標準化設計，從而可根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務，將不同的任務模塊組合起來。模塊如下：

根據(jù)作戰(zhàn)任務，我們將其組合為：

a.“半人馬座”無人機=“V”型機翼AA+通用機身BA +預警偵察模塊CA

b.“雙子座”無人機=小翼展前掠翼AC +通用機身BA +防空壓制模塊CB

c.“白羊座”無人機=大翼展前掠翼AB +通用機身BA+目標打擊模塊CC

通用機身模塊BA外形采用飛翼式設計，上部光順，下部扁平，有利于提高升阻比;長寬比較大，機身中部有蜂腰，有利于高速飛行。為了減少雷達反射截面，進氣道進行S形設計，機身下部采用內(nèi)埋式雷達艙＼彈艙設計，發(fā)動機尾噴口采用變截面鋸齒形設計，減少紅外輻射和雷達反射信號，發(fā)動機尾噴口下板可進行垂直方向±15?偏轉(zhuǎn)。機身后部噴口兩側(cè)安裝有襟翼。

“V”型機翼模塊AA采用雙“V”形設計，“V”型設計集合了前掠翼和后掠翼的雙重優(yōu)點。機翼前側(cè)和后側(cè)都安裝有襟翼，機翼內(nèi)部有油箱。小翼展前掠翼模塊AC，后緣外側(cè)安裝有副翼，后緣內(nèi)側(cè)安裝有襟翼，機翼內(nèi)部有油箱。相對于后掠翼，前掠翼在高亞音速和超音速階段仍然能保持很好的機動性能，在相同面積的情況下，前掠翼的升力要比后掠翼大30%，在滿足設計指標的情況下，可以將機翼做到最小，從而減小雷達信號。大翼展前掠翼模塊AB，與小翼展前掠翼模塊AC相比，其翼展增加，前緣前掠角減少，機翼面積增大。從而增大了起飛重量，載彈量也隨之增加。

“星座”無人機作戰(zhàn)系統(tǒng)采用“一體化系統(tǒng)”地面控制中心，建在本土安全區(qū)域，戰(zhàn)時，可根據(jù)實際需要在前線設立機動分站并配備搭載通訊中繼模塊的中繼無人機。