“創(chuàng)新杯”第六屆全國(guó)未來(lái)飛行器設(shè)計(jì)大賽

獲獎(jiǎng)作品選登

“星座”無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)

李梅、余林衡、陳環(huán)宇

“星座”無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)平臺(tái)。該作戰(zhàn)系統(tǒng)由“半人馬座”無(wú)人機(jī)、“雙子座”無(wú)人機(jī)、“白羊座”無(wú)人機(jī)搭配組成無(wú)人機(jī)戰(zhàn)斗團(tuán)，采取“群體智能”+“人在回路”的控制方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)之間的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)，即無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)戰(zhàn)斗團(tuán)由2架“半人馬座”無(wú)人機(jī)，3架“雙子座”無(wú)人機(jī)，5架“白羊座”無(wú)人機(jī)組成，也可根據(jù)戰(zhàn)況進(jìn)行擴(kuò)充。

“星座”無(wú)人機(jī)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(biāo)，每種無(wú)人機(jī)僅能完成有限的作戰(zhàn)目標(biāo)。例如，“半人馬座”無(wú)人機(jī)只能執(zhí)行空中預(yù)警、戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)偵察等“軟”任務(wù)，而無(wú)法執(zhí)行硬殺傷任務(wù)。

2）不同的無(wú)人機(jī)只搭載僅能完成本任務(wù)的設(shè)備，降低單元的復(fù)雜程度，提高單元的可靠性。

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

4）信息同步，無(wú)人機(jī)共享傳感器的探測(cè)信息。

5）任務(wù)調(diào)度，處于中樞的無(wú)人機(jī)可以調(diào)度其他無(wú)人機(jī)打擊目標(biāo)。

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(wù)。

“星座”無(wú)人機(jī)作戰(zhàn)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，即將作戰(zhàn)系統(tǒng)拆分為若干模塊，所有接口按標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，從而可根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)，將不同的任務(wù)模塊組合起來(lái)。模塊如下：

根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)，我們將其組合為：

a.“半人馬座”無(wú)人機(jī)=“V”型機(jī)翼AA+通用機(jī)身BA +預(yù)警偵察模塊CA

b.“雙子座”無(wú)人機(jī)=小翼展前掠翼AC +通用機(jī)身BA +防空壓制模塊CB

c.“白羊座”無(wú)人機(jī)=大翼展前掠翼AB +通用機(jī)身BA+目標(biāo)打擊模塊CC

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

“V”型機(jī)翼模塊AA采用雙“V”形設(shè)計(jì)，“V”型設(shè)計(jì)集合了前掠翼和后掠翼的雙重優(yōu)點(diǎn)。機(jī)翼前側(cè)和后側(cè)都安裝有襟翼，機(jī)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(jī)翼內(nèi)部有油箱。相對(duì)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(jī)動(dòng)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(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)的情況下，可以將機(jī)翼做到最小，從而減小雷達(dá)信號(hào)。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(jī)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(wú)人機(jī)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(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要在前線(xiàn)設(shè)立機(jī)動(dòng)分站并配備搭載通訊中繼模塊的中繼無(wú)人機(jī)。