节点临近空间无人机平台

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1、节点临近空间无人机平台技术参数与创新点三面图节点无人系统特点总体布局示意图　　“节点”-临近空间无人侦察/预警平台是一种新概念的临近空间装备，它将情报、监视、侦察(ISR)功能与远程预警功能集合与一身，以高空长航时(HALE)无人机为平台，能够在临近空间进行超长航时连续飞行的一种新概念装备。　　与现有的预警飞机所不同的是：它是一种无人驾驶飞行、临近空间作战、多传感器、多任务的综合平台。与传统的预警机相比飞行时间更长(能够连续飞行72小时)，采用先进的有源电扫描体制的相控阵雷达，并采用共形天线技术，将雷达天线与蒙皮

2、和机身结构融为一体，能够实现360度全空域、无盲区预警。　　与现有的执行情报、监视、侦察任务高空长航时无人机相比它的续航时间更长、任务载荷更多、隐身性能更好，而且兼具预警和ISR双重功能，不仅能够静止目标和运动目标进行有效的侦察、识别、跟踪与监视，还能够对对空中威胁进行有效预警。　　在未来的网络中心战和体系对抗的作战环境中，它就像一个空中的传感器网络“节点”，将搜集的情报信息实时地传送给地面指挥官和其他作战平台，实现信息共享，协同作战。因此，取名“节点”，意味着在未来战争中，它将起到作战部队的“眼睛与耳朵”的关键

3、作用，是整个作战体系信息来源的关键“节点”。　　技术参数：　　设计起飞重量：45t　　任务载荷：4t　　燃油重量：25t　　翼展：76m　　机长：20m　　机高：3.5m　　巡航马赫数：0.65M　　飞行高度：2438m　　最大续航时间：72h　　下面将对“节点”-临近空间侦察/预警无人机的一系列创新设计进行摘要性介绍，详细描述见论文。　　一、独创的总体布局设计与隐身设计　　“节点”无人机采用双机身、前后串列翼、无垂尾布局。两机身互相平行，并与互相平行的前、后机翼形成巨大的“口”字，机身截面形状呈菱形。　　为了实

4、现360度全空域无盲区预警，“节点”无人机将采用共形相控阵天线技术。共形相控阵雷达天线由成百上千的独立的收发和辐射单元(T/R组件，一种微型的集成电路板)组成，排成阵列形式，利用电子计算机控制移相器改变天线孔径上的相位分布来实现波束在空间扫描。它与传统的机械扫描单脉冲体制的天线系统相比省略了整个天线驱动系统，降低了结构重量与机械复杂度；其中个别部件发生故障时，仍保持较高的可靠性；扫描速度快；重要的是可以使用同一天线实现多种功能，如预警与合成孔径成像等。　　共形又称保形，是指将天线与蒙皮或机身结构融为一体，蒙皮即天

5、线、天线即蒙皮，即能够承受载荷，成为机体的一部分，也可以作为天线，用于远程预警。　　“节点”无人机将天线布置在前后翼的下表面，并于机翼蒙皮融为一体；四块平面相控阵天线布置在机身的四条边上。四块天线构成巨大的“口”字形，而且天线安装在机身，以及前、后机翼翼中段，这里的结构刚度大，从而最大限度地减小了气动变形对天线的影响，能够更好地发挥天线的性能。　　与机翼共形相的控阵天线主要作为预警雷达天线使用，机身下方两侧的天线可以两种模式工作：预警雷达模式和合成孔径雷达模式，因此可执行对空预警和对地雷达三维成像双重任务；机身上

6、方两侧天线为预警雷达对上方全空域的威胁进行预警探测，同时也是卫星通信天线，用于无人机与地面站的远程通信与控制。　　从下视图看，机翼机身的天线也组成“口”字形，增加了天线的口径，可实现飞机对下半球空域的360度、全向无盲区探测。因此“节点”无人机不仅能对低空目标进行预警探测，还能对更高的临近空间飞行器进行有效的预警。　　采用共形天线技术以后，天线与机体复杂的三维曲面融合在一起，可以克服线阵和平面阵扫描角小的缺点，能够实现全空域电扫和全向感知；彻底避免了传统飞机需要硕大的雷达罩和单独为天线安装布置突起物，对飞机气动性

7、能带来的不利影响，同时降低了RCS值，提高了飞机的隐身性能。　　机头下方安装有综合传感器吊舱，光电/红外传感器和其他高性能专用传感器安装在里面。　　高性能涡轮风扇发动机位于机身上部，从而避免了地面雷达照射发动机叶片产生的巨大回波，因此大大提高了飞机的隐身性能；由于没有垂尾，全机在侧视图上呈扁平状，机身由四块平面按能使飞机在最安全方向飞行的角度简单拼接而成；飞机的所有几何模线边角平行，这样的设计可以将雷达波反射到几个特定得角度上；在强雷达反射的直角部位涂上先进的轻质隐身材料。这一系列隐身设计可大大减小飞机的RCS值

8、，提高了飞机生存力。　　二、崭新的非常规气动布局设计与机翼设计　　由经典的布雷德盖方程可知，提高飞机续航能力的关键在于提高飞机的升阻比，对于超长航时续航飞行能力节点无人机来说，必须采取一系列增升减阻新技术，努力提高飞机的升阻比。　　常规的机翼-尾翼布局的飞机来说，平尾为了配平飞机，通常升力是向下的，从而损失了机翼的部分升力。节点无人机采用超大展弦比，前后翼串列布局，两个机